艾默生过程管理公司压力产品经理 Dale Perry （左）
艾默生过程管理公司PlantWeb高级顾问Jonas Berge （右）

 
   在过去几年里，各种专用压力变送器层出不穷，专门针对差压流量、质量流量、安全认证和诊断等应用领域。专用变送器的价值体现在其提高产品质量、产量以及增加过程正常运行时间。任何工厂都不希望在设备生命周期管理、设备安装、开车、日常维护、紧急维修等仪表维护工作中增加复杂程度。

变送器的发展
    变送器在硬件上已经融入了很多先进技术以使安装和维护更方便。标准硬件都是用螺栓固定的阀组，这种方式早已过时，现在人们都使用一体化阀组以及各种应用于流量测量的基本元件。变送器被送到现场之前就已经过标定和压力测试，可以直接安装。
 
    显示开车、维护、标定和故障排除是下一个有待开发的功能，这将使仪表的使用更为方便。以前在显示方面没有统一的标准，主要问题在于仪表生产厂家不可能对控制系统提出显示仪表的要求，也无法要求在系统上访问变送器的功能信息。一般都是由系统厂商决定是否要显示以及如何显示仪表的功能信息，因此如果仪表与系统出自不同厂家，那么仪表很容易就处于劣势地位了。
 
    如今情况早已有所不同，HART基金会、基金会现场总线以及Profibus共同制定了增强型EDDL（电子设备描述语言）的标准IEC61804，它将复杂的仪表功能信息用简单的方法显示出来。增强型EDDL可将所有屏幕显示文件内置于标准的设备集成文件，这样就能由仪表厂商来决定显示的内容了，再也不会发生诸如只能实现部分功能；只能提供有限数据；对于多步骤操作只提供有限的导航显示等情况了。
 
    仪表厂商则竞相推出使用最为方便的显示方式。另一个重大变化则是由于EDDL的标准化，使它可以应用于任何厂商的系统中。
 
    在EDDL产生之前，压力变送器的诊断状态无法以图形方式快速显示，当你在查看当前参数值时，就无法知道2分钟前的压力。而当设备有多种变量时，你就不得不分别去查看这些数值，并在脑子里进行计算和对比。

维护和故障排除
    图1 就是增强型EDDL的屏幕显示，压力变送器的信息尽收眼底，使用比以前方便多了。在同一个屏幕上，可获取变送器的状态信息和当前的PV值，同时还能完成一些基本的组态和任务。

图1: 用增强型EDDL显示过程变量

    最明显的是趋势图，它是增强型EDDL中的标准图表。在本例中，图表显示的是最近10分钟的压力数据。图表中有几种不同颜色的曲线，分别表示传感器的限值和量程，让你一目了然。
 
    图2所列是一个非常强大的工具，厂商运用图表向技术人员提供过程信息以及故障排除指导，在本例中提供的是变送器的诊断状态信息。
 
 
    根据图3可以看出，查看设备的所有变量非常简单，所有信息尽收眼底。由于一台压力变送器可以有多个变量，那么这些变量的显示方式就非常重要了。在这个例子中，每个变量都有单独的标签来显示具体信息，但是你也可以同时查看所有变量。当变量偏离正常状态时，曲线就会变成红色。

图 3: 每个变量都有单独的标签显示具体信息。

组态

    技术的发展使压力变送器具有很高的性能，其运行非常可靠。仅管在某些情况下需要更多的组态工作，比如要求特别高的精度；环境对变送器造成了不利的影响；许可证要求或法规要求，但通常情况下，传感器几乎无需进行组态。
 
    一般工厂中会有几百台压力变送器，而且来自不同生产厂家，型号不同，甚至采用的协议也不同。多年来，经过更新换代，现场也会采用许多新版本的变送器。

图 2: 变送器状态图.

    要对这支压力变送器的混合大军进行组态对于技术人员来说具有很大的挑战性。增强型的EDDL使这项工作变得简单易行。EDDL内置导航功能，指引技术人员按顺序完成每一个操作步骤。
诊断
    增强型的EDDL图型功能使压力变送器的故障排除更为简单。例如：变送器的状态按键随变送器的健康状况而变化。技术人员根据显示的图表确定故障原因，而非凭空猜想。
 
    图4 例举了一台压力变送器的故障显示。在使用EDDL之前，技术人员可能只是收到类似于“压力传感器故障”或更为含糊的信息如：“不明软件错误”或“Error37”，这些信息无法为采取行动提供任何依据。

图4：通过图表可以方便地排除故障

专用压力变送器

    如今，许多变送器不但具有更好的内部诊断功能，而且还具有高级的诊断功能用以侦测过程状态的异常情况。
 
    这些变送器利用高精度的快速采样压力传感器（每秒20次）来测量压力。它可将压力的细微变化（过程噪声）转化为统计数据，如：平均值、标准差、标准差变化率，以及两者间的比例。
 
    诊断功能可对统计数据（过程噪声信号）进行衡量和连续比较。如果数据显示超标，用户就需要采取相关措施了。基金会现场总线设备很早就已具有高级诊断功能了，因为它不像HART变送器受电源限制。现在有些生产厂商采用最新低功能技术也能使4-20 mA 的HART仪表拥有高级诊断功能。
 
    无论是基金会现场总线设备还是HART设备，现在都可用增强型的EDDL来显示丰富的过程数据诊断信息。如图5所示，使用者通过EDDL图表可直观地看到标准差（过程噪声）发生了变化，而平均值并没有变化，这表明引压管堵塞了。

图 5: 高级诊断统计过程的监视画面

    高级诊断变送器还包括其它的数据记录功能，用以显示可能缩短压力变送器使用寿命的异常情况。图6例示了一个诊断画面，它通过一个直观的仪表面板图像，让使用者一眼就能看清运行状况，并发现压力过高了。

图 6:采用仪表面板显示变量数据的记录.

    由于过程工厂中各种变送器及其它现场设备范围广泛，互操作性对于设备的整合和易于使用致关重要。在数字化工厂结构中，EDDL是实现互操作性的关键所在，因为数字化工厂结构需要将HART、Foundation现场总线或Wireless HART融合到同一个软件系统中进行统一管理。