Nyomástávadó kutatás és alkalmazás állapota
Az automatizálási színvonal folyamatos fejlesztésével, valamint a számítástechnika, az anyagtechnológia és a mikroelektromechanikai rendszerek (mikroelektromechanikai rendszer, MEMS) technológia rohamos fejlődésével az elmúlt években az intelligens műszerezés területén elterjedt ipari automatizálási terület is gyors fejlődésnek indult.
A nyomástávadóval kapcsolatos kutatások elsősorban a következő szempontokra összpontosítanak:
① Nyomástávadó kommunikációs módszerek.
② Nyomásérzékelők magas hőmérsékletű extrém környezetben.
③ Nyomástávadó öndiagnosztikai funkcióval.
④ Nyomástávadó hőmérséklet kompenzációs módszer.
⑤ Nyomástávadó a kutatás előrehaladásának egyéb vonatkozásaiban.
Nyomástávadó kommunikációs módszer
A múltban a nyomástávadók csak az ipari folyamatszabályozás területén általánosan használt 4-20 mA analóg szabványjeleket támogattak. Az informatika és a digitális technológia folyamatos fejlődésével egyre több digitális jelátviteli terepi busz protokollt támogató intelligens nyomástávadó fejleszthető és gyártható. A HART intelligens nyomástávadó az autópálya címezhető távoli jelátalakító (HART) nyílt kommunikációs protokollján alapul. kétvezetékes nyomástávadó. A kétvezetékes nyomástávadót az autópálya címezhető távoli jelátalakító (HART) nyílt kommunikációs protokollja alapján tervezték. Csak két vezetékkel a nyomástávadó nemcsak digitális és analóg jeleket továbbít, hanem tápellátást is biztosít a készüléknek. Más, csak digitális jeleket támogató protokollokhoz képest a nyomástávadó sajátossága, hogy a 4-20 mA-es analóg áramjel megtartása mellett továbbítja a digitális jeleket, így fontos szerepet játszik abban az átmeneti időszakban, amikor a digitális hangszerek fokozatosan felváltják a hagyományos analóg hangszereket. A HART protokoll azonban egy féldigitális kommunikációs módszer, amely csak az egyirányú átvitelt támogatja, és a csatorna egy az egyhez. A technológia fejlődésével a HART protokoll fokozatosan nem tud megfelelni a terepi műszerek és vezérlőrendszer információcsere-szükségleteinek.
A digitális és intelligens ipar 4.0 korszakában az ipari termelési terület digitalizálása nagy jelentőséggel bír. A hagyományos nyomástávadó alapján, a vezérlőterületi hálózat (CAN) busz megközelítése alapján a távadó digitális átalakítása, kis méretű, nagy pontosságú, digitális nyomásmérő modul tervezése és kivitelezése a nyomástávadóba ágyazható, így jelentősen javítva a terepi berendezések és a vezérlőrendszer közötti információcsere hatékonyságát és megbízhatóságát. Megbízhatóság. Egy távadót terveztek a vízhálózati vezeték nyomásának mérésére. Az adó kimeneti áramjelét egy távoli terminál egység (RTU) konvergálja, és ipari Ethernet segítségével továbbítja a vezérlőterembe a paraméterek központosított megjelenítéséhez. A távadó pontossága eléri a 0,14%-ot, és minden alkatrész lokalizált, aminek előnye a független vezérlés, az egyszerű használat és a jó megbízhatóság.
A vezeték nélküli kommunikáció az elmúlt években nagy figyelmet kapott. Az ipari vezeték nélküli kommunikációs technológia előnye az alacsony költség, a nagy hatékonyság, a nagy megbízhatóság, a kényelmes fektetés stb., és széles körben használják ipari telephelyeken. A vezeték nélküli átvitel gazdaságos és hatékony kommunikációs eszköz, különösen a tűz- és robbanásveszélyes környezetekben, például olaj- és gázolaj-, vegyianyag- és tartályterületeken történő jelátvitel esetén. Egy kapacitív érzékelőkön alapuló vezeték nélküli nyomásmérő rendszert terveztek. A rendszer először az alkalmazott nyomást megfelelő feszültségjellé alakítja át kapacitív érzékelőkön és jelkondicionáló áramkörökön keresztül, majd frekvenciaváltó kulcsos (FSK) adó-vevők segítségével valósítja meg a jel vezeték nélküli átvitelét és vételét. A rendszer a teljes skála 1,6%-án belül vezérelhető, és vezeték nélküli kommunikációra alkalmas, az elmúlt években nagy figyelmet kapott. Az ipari vezeték nélküli kommunikációs technológia előnye az alacsony költség, a nagy hatékonyság, a nagy megbízhatóság és a kényelmes fektetés, és széles körben használják ipari telephelyeken. A vezeték nélküli átvitel gazdaságos és hatékony kommunikációs eszköz, különösen a tűz- és robbanásveszélyes környezetekben, például olaj- és gázolaj-, vegyianyag- és tartályterületeken történő jelátvitel esetén. Egy kapacitív érzékelőkön alapuló vezeték nélküli nyomásmérő rendszert terveztek. A rendszer először az alkalmazott nyomást megfelelő feszültségjellé alakítja át kapacitív érzékelőkön és jelkondicionáló áramkörökön keresztül, majd frekvenciaváltó kulcsos (FSK) adó-vevők segítségével valósítja meg a jel vezeték nélküli átvitelét és vételét. A rendszer teljes körű hibája 1,6%-on belül van szabályozva, ami alkalmas fokozottan veszélyes gyúlékony és robbanásveszélyes területekre, illetve olyan területekre, ahol a kábelszerelés és karbantartás nehézkes. Ezenkívül az FSK erős biztonsággal, nagy hatékonysággal és zajállósággal rendelkezik. MEMS technológián alapuló kapacitív nyomástávadót terveztek. Az adó egy mesterséges neurális hálózati algoritmuson keresztül kompenzálja a nemlineáris hibákat. A lítium-niobátot (LiNbO3) választották nagy hatótávolságú optikai kommunikációs anyagként ehhez az adóhoz. A fény tulajdonságainak köszönhetően ez az átviteli mód gyakorlatilag veszteségmentes, nagy megbízhatóság, egyszerű karbantartás és alacsony veszély jellemzi.
Az ipari digitalizáció fejlődésével az intelligens érzékelőkkel szemben támasztott követelmények nőnek. Valós idejű hibadiagnosztikával rendelkező vezeték nélküli intelligens nyomástávadót javasolunk. A távadó valós időben figyeli a nyomásérzékelő analóg kimenetét, és öndiagnosztikai programot futtat, hogy a generált nyomásadatokat és diagnosztikai információkat vezeték nélküli átvitellel továbbítsák a fogadó rendszerhez. Az ipari folyamatok jellemzőit, mint például az elektromágneses interferencia és a tér bonyolultsága, a vezeték nélküli, nagy pontosságú nyomástávadót úgy tervezték, hogy megfeleljen az ipari telephelyek igényeinek, megvalósítva az ipari vezeték nélküli hálózatot az ipari folyamatok automatizálásához (vezeték nélküli hálózat ipari automatizálási folyamatok automatizálásához). , WIA- PA) szabvány. WIA-PA) szabvány az ipari folyamatautomatizáláshoz és a monokristályos szilícium nyomásmérési technológiához. A vezeték nélküli, nagy pontosságú nyomástávadó hatékonyan javíthatja az ipari terepi nyomásmérés információs és digitális kezelési szintjét, és széles körű alkalmazási kilátásokkal rendelkezik.
