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作者: 发布时间:2009-12-09 来源:ABB(中国)有限公司自动化产品部--仪器仪表部 繁体版
当今的传感器装置当然是高科技产品,但近年来传感器技术的创新速度却令人沮丧地缓慢。这是因为,大多数用户宁可坚持使用久经考验的技术,而不愿采用不稳定的新型仪表并危及流程。如果仪表出现问题,一天的生产损失(即使
当今的传感器装置当然是高科技产品,但近年来传感器技术的创新速度却令人沮丧地缓慢。这是因为,大多数用户宁可坚持使用久经考验的技术,而不愿采用不稳定的新型仪表并危及流程。如果仪表出现问题,一天的生产损失(即使在一家中型工厂中)也能轻易地超过整个仪表系统的成本。因此,可靠性是仪器仪表用户的头等大事,然后才是精度和成本。在确定新型ABB压力变送器系列的规格时,ABB决定根据这些轻重次序,提供可靠的技术和常识性的解决方案。其成果便是364DS压力变送器。


在过去几年中,人们愈发关注产品规格中的“基础”精度。精度已被显著改善(从90年代末的0.1%到目前的0.025%),但这对客户价值意味着什么呢?出于降低成本的需要,一些著名的制造商建议不采用冗余设计,声称它是问题的来源,而不是一项安全功能。这就像建议采用单引擎飞机,而非双引擎飞机:两种飞机都能飞得很好,但第二种较不受欢迎,因为它有两台(而不是仅仅一台)容易出事的引擎。

尽管客户需求千变万化,有些功能特点能够使所有人受益。ABB一直致力于这些方面,使其新型压力变送器364DS系列成为可靠、坚固、紧凑而简单(见上图)的产品。
可靠零件更少,更不容易发生故障由ABB公司研发部对现有ABB装置及竞争对手装置的零件功能详细分析表明,每种装置都包含120个以上的零件、15个子组合件和50种操作。分析认为最小零件数目为24,表明有很大的空间,可以进行简化和改善可靠性。新型传感器的设计理念围绕ABB及其竞争对手在过去3年中向客户提供的、最受欢迎的装置。装置的零件数目及材料种类被降到最低。外壳与法兰得到简化,尺寸缩小。材料规格被提高(如用不锈钢作为标准仪器外壳,而哈氏合金C用作密封膜片)。
最为重要的是,通过取消垫圈、并引入一种新颖的“全焊接”体(ABB已为此技术申请专利),消除了所有可能的泄漏源。新型压力变送器的制造过程采用了最为先进的工艺,例如激光焊接、大功率CO2源、高真空技术、以及高品质材料处理。

坚固全不锈钢外壳
在压力变送器上采用全不锈钢外壳是一种诱人的、但通常比较昂贵的选项。铝制外壳常常用来削减成本,但如果有价格类似的其他解决方案,很少有人会选择这一材料。借助ABB的新设计,全不锈钢外壳的成本得以降低,其价格可以普遍接受。新型外壳 的设计和组装方式使其能够在所需防爆应力的4倍以上条件下运行。测试表明,它可以承受约100巴(100 kg/cm2)的内部压力,而机械结构不致显著变形。外壳还可保护传感器不受振动和物理冲击的影响。外壳的安全 规格更高,限制了所需生产测试的次数,从而降低成本。

紧凑 内部宽大,外形节省空间
缩小传感器相当容易,但减小尺 寸却常常造成可及性下降。ABB的一些竞争对手正在生产
非常小的单元,某些仪器被缩小 到了一半,但没有一种比得上364DS系列的可及性。后者小于 其竞争产品,但同时可及性更好。这是由于“全焊接”体包含 了电子器件的外壳以及一个易于使用的大型接线板 1 。

364DS 压力变送器,分解图

简单 364DS系列采用了简单的四按钮式菜单系统
任何新型电子装置的主要问题之一便是设置,这通常涉及复杂的程序和含混不清的说明书。364DS的HMI(人机界面)以四个按钮为中心,便于用户通过一目了然的菜单(与目前手机上采用的类似)方便地浏览。“方便设置”功能允许用户在变送器调试期间进行操作。HMI还提供关于操作语言的选择(将于2006年12月起提供中文版)。

设计实现最大的人身安全
在364DS变送器的设计及开发过程中,安全性始终头等重要。在经过1百万次过量程压力循环后,量程较低的仪器可以承受超过1500巴(150 MPa或21,750si)的压力。在Politecnico diMilano进行的裂缝及应力侵蚀效果测试中,密封膜片的性能得到了验证。装置采用了由国家腐蚀工程师协会(NACE)批准的材料,来保证最大的抗腐蚀性。装置符合几种危险区域认证要求,这可由最终用户选择(如FM,CSA与ATEX),并具有EC61508安全集成等级2。仪器标配包括一个4kV1.2/20微秒电涌保护器,以及一个能够提供0V/m电磁场抗扰度的高性能滤波器。

其他主要特点
仪器外壳具有抗侵入保护等级P67(NEMA 4X),但仪器本身可以在拆除外壳、湿度为100%的情况下工作。屏幕(2英寸表头),是所有新型ABB仪器仪表产品的标配,即使在最极端的温度( 20°C至60°C)下也便于读数。364DS是一种典型的“现货”产品。它可以在定购后立即发货,尽管以不锈钢制成,它的重量却远远小于采用铝制外壳的竞争产品。装置还配有可更换、可升级的电子器件、自动修复数据库、远程指示器选项、流量累加器、可编程的报警饱和限制、高级内部诊断以及平方根取舍功能。

性能提高
现场测量装置的实际性能往往低于制造商声称的数字(“基础”精度)3-5倍。这是由于衰减、安装、静态压力、温度、振动、电磁相容性等因素的影响。这种性能下降是促使我们设计364系列的主要动力之一。通过满足对仪器的四项主要要求(即可靠、坚固、紧凑而简单),新型仪器的基础精度提高到了0.06%(量程上限,URL)。更为重要的是,温度的影响被限制在最大0.15%(范围40°C至+85°C),而稳定性也得到改善,使变送器10年使用寿命内的误差保持在URL的0.15%以下。

结论
ABB的“可靠性”设计与开发方法加上它的实际经验产生了一系列新的变送器,这些产品可以帮助客户实现最大的投资回报,同时具有最高的安全性能。


Aurelio Fanoni
Andrea Moroni
ABB仪器仪表有限公司
意大利Lenno
urelio.fanoni@it.abb.com
ndrea.moroni@it.abb.com

ABB 实现压力仪表“可靠性的”方法――364DS系列压力变送器
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