Honeywell变送器特性ST3 精华ppt课件

1、霍尼韦尔现场仪表产品系列霍尼韦尔现场仪表产品系列 杨安林杨安林Focused on Control for Over 110 Years Honeywell 是一家年销售额达250亿美圆的世界500强全球跨国公司 Honeywell 有着多元化的产业构造, 是制造业的指点者 Honeywell 为全球性客户主要提供： 航空航天工业产品和效力 工业自动化和控制技术产品及系统 楼宇控制产品及系统 汽车耗费品 交通和动力系统 特殊化学品 光纤、塑料、电子、和特殊资料 Honeywell 在95个国家拥有120,000个员工 Honeywell 股票代号为HON, 在纽约, 伦敦, 芝加哥等地证交所买

2、卖 Honeywell 股票为计算道琼斯工业指数根据的30种股票之一其他有关公司的信息请访问Honeywell网站:honeywellHoneywell 公司公司Control Products控制产品部控制产品部S9000UMC/UDCSmart Transmitteretc.Services效力部效力部Systems系统部系统部TPSPlantScape 航空航天自动化航空航天自动化楼宇自动化控制楼宇自动化控制 工业自动化控制工业自动化控制食品及饮料食品及饮料化工化工炼油炼油石油天然气石油天然气造纸造纸制药制药矿山、建材及冶炼矿山、建材及冶炼(MMM)电力电力智能电动执行机构智能电动执行机

3、构智能传感及分析仪表智能传感及分析仪表lRemote service, configuration and diagnostics远程远程效力、设置和诊断效力、设置和诊断lVia reflection diagrams经过反射波形图经过反射波形图lPerformance history stored in min-max diagram历历史性能储存在大小波型图中史性能储存在大小波型图中lFull tank picture every measurement, no data filtering每次丈量提供全罐的图，没有信号丧失每次丈量提供全罐的图，没有信号丧失lContamination d

4、etection and warning污染物检测和污染物检测和警告警告lCompensates for 补偿补偿lthermal expansion of tank shell罐壁的热膨胀罐壁的热膨胀lhydrostatic tank deformation静压变形静压变形lTilt, bending, welding seams, slots, corrosion, contamination of stilling wells稳液管的倾斜、弯曲稳液管的倾斜、弯曲、焊缝、槽、腐蚀、污染物、焊缝、槽、腐蚀、污染物lobstructions close to product level产品液位

5、附近的妨产品液位附近的妨碍物碍物压力压力温度温度油水分析仪油水分析仪其他产品其他产品2l丈量领域广泛丈量领域广泛 :包括压力包括压力,差压差压,液位液位,流量流量,温度等。温度等。l在在1983年年, 首先采用智能变送器技术。首先采用智能变送器技术。l在全世界运用最广泛的智能型现场仪表。在全世界运用最广泛的智能型现场仪表。 l超越超越 290,000 个个 TDC 3000X数字一体化控制系统在运转数字一体化控制系统在运转。l超越超越 1,500,000 台智能变送器在世界各地运用台智能变送器在世界各地运用.l在工业运用中被证明是最可靠的产品。在工业运用中被证明是最可靠的产品。l在全球都能得到

6、良好的产品效力和技术支持。在全球都能得到良好的产品效力和技术支持。31970首先引入首先引入 420 mA 通讯规范。通讯规范。1983首先消费世界上第一台智能变送器。首先消费世界上第一台智能变送器。1989首先提出数字一体化概念。首先提出数字一体化概念。 1995首先推出多变量变送器。首先推出多变量变送器。1998是是FF(现场总线基金会现场总线基金会)组织的主要参与者。组织的主要参与者。全体任务人员都有义务使全体任务人员都有义务使HONEYWELL成为控制方面的成为控制方面的指点者。指点者。 (从从 CEO 到每一位销售和效力人员到每一位销售和效力人员)当您选择智能变送器的时候当您选择智能

7、变送器的时候Honeywell 是您明智的选择是您明智的选择45lHoneywell 智能变送器的特点智能变送器的特点1 1，先进的传感器技术，先进的传感器技术2 2，独特的标定方式，独特的标定方式3 3，平均无缺点时间，平均无缺点时间MTBFMTBF长长4 4，完善的自诊断功能，完善的自诊断功能5 5，最严厉的防爆规范，顺应多种场所运用，最严厉的防爆规范，顺应多种场所运用6 6，量程比大，选型简单，备件型号少，量程比大，选型简单，备件型号少6变变 送送 器器压力压力 或或 差压差压电信号电信号 :电流电流 或或 脉冲脉冲根本要求根本要求 ：1，稳定，稳定 、 可靠。不漂移、不老化。可靠。不漂

8、移、不老化。2，准确。，准确。3，线性好。，线性好。 4，有规范的信号输出。，有规范的信号输出。先进的传感器技术先进的传感器技术辅助要求辅助要求 ：1，量程比宽。，量程比宽。2，不受外界环境影响。，不受外界环境影响。3，防爆型好。，防爆型好。 4，易操作。，易操作。5，低本钱。，低本钱。7No Measurement or Control System is better than its Sensor!Honeywell 胜利的缘由之一就是它的传感器技术胜利的缘由之一就是它的传感器技术.它就是它就是用于用于ST3000系列变送器的复合分散硅压阻式传感器系列变送器的复合分散硅压阻式传感器.这项

9、技术也将作为这项技术也将作为Honeywell未来的现场仪表的中心技术未来的现场仪表的中心技术.先进的传感器技术先进的传感器技术8At the heart of the ST3000 is the Honeywell Designed and Manufactured piezo-resistive sensor.在在ST3000变送器的中心是变送器的中心是Honeywell设计和消费的压阻式传感器。设计和消费的压阻式传感器。这种压阻式传感器是用离子分散技术在一块这种压阻式传感器是用离子分散技术在一块2X2毫米的硅片上制造的。毫米的硅片上制造的。选用硅作为传感器的基材，是由于硅资料比目前能找到

10、的其他资料具有以下优点：选用硅作为传感器的基材，是由于硅资料比目前能找到的其他资料具有以下优点：1、具有优良的机械、物理性质，材质纯，内耗低，功率小。、具有优良的机械、物理性质，材质纯，内耗低，功率小。2、滞后和蠕变极小、几乎为零，机械稳定性好。、滞后和蠕变极小、几乎为零，机械稳定性好。3、应变灵敏度系数、应变灵敏度系数k=压阻系数压阻系数X弹性模量比金属的高弹性模量比金属的高12数量级。数量级。先进的传感器技术先进的传感器技术9差压传感器差压传感器静压传感器静压传感器 温度传感器温度传感器面积面积: 2X2 mm10lST Sensor is 3 in 1: 三个传感器在一三个传感器在一同同

11、lDifferential Pressure 差压差压lStatic Pressure 静压静压lSensor Temperature 温度温度l所丈量的静压和传感器温度值用于减所丈量的静压和传感器温度值用于减小对变送器的静压和温度的影响小对变送器的静压和温度的影响(不对不对过程过程)lHoneywell 此项技术此项技术, 始用于始用于 1983 . P1 ST 3000 DESIGNStatic and temp. sensing elementsPV diaphragm andsensing elementsP2先进的传感器技术先进的传感器技术11在在 500oC 时烧结在一同时烧结在一

12、同SiliconChip硅片硅片Pyrex Tube耐热玻璃管耐热玻璃管Diaphragm 离子膜离子膜霍尼韦尔公司的技术人员将差压霍尼韦尔公司的技术人员将差压P，静压，静压P，温度，温度T 三组传感器作到一片硅片三组传感器作到一片硅片上，制呵斥复合分散硅传感器。上，制呵斥复合分散硅传感器。ST3000变送器的复合分散硅压阻式传感器构造变送器的复合分散硅压阻式传感器构造 (剖视图剖视图) ：先进的传感器技术先进的传感器技术12ST 3000 具有每年具有每年 +/-0.015% 的稳定的稳定性性, 并且保证期为并且保证期为 5 年年 。solid as a rock!法拉第维护罩防止离子的挪动

13、法拉第维护罩防止离子的挪动,从而防从而防止漂移。止漂移。一切金属部件由玻璃密封防止泄露呵斥一切金属部件由玻璃密封防止泄露呵斥的漂移。的漂移。离子注入作成的电阻埋在硅外表下。离子注入作成的电阻埋在硅外表下。Stability ComparisonHoneywell 技术技术 - 在传感器的设计和制在传感器的设计和制造程度上不断进取！造程度上不断进取！ 耐热耐热玻璃管玻璃管粘接处法拉第 维护罩传感器井玻璃密封先进的传感器技术先进的传感器技术13ST3000 传感器设计特点传感器设计特点00.050.10.150.20.250.30.35012345Drift in “H2OInstalled Ye

14、arsCompetitive 5 Year SpecHoneywell Specification漂移不总是线性的漂移不总是线性的. 而且长期数据能够将短期的问题隐而且长期数据能够将短期的问题隐藏起来藏起来.14Barrier Diaphragm隔离膜片OverloadProtectionMechanism过压维护 构造Silicon Sensor传感器 霍尼韦尔公司变送器的膜盒技术特点霍尼韦尔公司变送器的膜盒技术特点:1、面积大、工艺精巧的膜片使得丈量的误差减、面积大、工艺精巧的膜片使得丈量的误差减小。小。2、膜片厚度为、膜片厚度为 0.002 (0.051mm), 更耐腐蚀。更耐腐蚀。3、

15、防过载设计可以防止高速冲击和高至、防过载设计可以防止高速冲击和高至3000PSI的静压。的静压。4、对压力丈量、对压力丈量, 单片硅晶体具有零滞后和极高的单片硅晶体具有零滞后和极高的灵敏度。灵敏度。5、丈量中心体从设计上防止了环境温度对传感、丈量中心体从设计上防止了环境温度对传感器的影响。器的影响。6、对于高压运用场所、对于高压运用场所, 可提供可提供4500 PSI 及更高的及更高的耐静压构造。耐静压构造。先进的传感器技术先进的传感器技术15 Honeywell 公司公司 压阻式传感器可以丈量压阻式传感器可以丈量 DP (差压差压), Static Pressure (静压静压) 和和 Se

16、nsor Temperature (传感器温度传感器温度). 以上信息由微处置器对静压和温度进展补偿以上信息由微处置器对静压和温度进展补偿. 没有任何其他公司的变送器可以对这些影响进展实时的补偿没有任何其他公司的变送器可以对这些影响进展实时的补偿. Differential Pressure Sensor 差压传感器差压传感器Static Pressure Sensor 静压传感器静压传感器Temperature Sensor温度传感器温度传感器结果结果: Honeywell 公司变送器可以对更宽的丈量范围提供更准确的公司变送器可以对更宽的丈量范围提供更准确的丈量丈量 !先进的传感器技术先进的

17、传感器技术16non-volatilememoryMicro-processor微处置器微处置器Output ChipPowerPACDACSPMCharacterization Memory 特征量存储器特征量存储器DP 差压差压Sensor静压静压Sensor温度温度SensorCommunicationsRFIRFIOptional Indicating Meter4 - 20mATest+-grndOptionalLightning ProtectionTempComp.up/downfailsafeMeter BodyElectronicsTerminalCompartmentSPM

18、 = Sensor Pulse Modulator 传感器信号发生器传感器信号发生器PAC = Pulse Accumulator 信号发生器信号发生器DAC = Digital to Analog Converter 数字数字/模拟转换器模拟转换器先进的传感器技术先进的传感器技术17ST3000 Sensor Characterization ( 独特的标定方式独特的标定方式 )Characterization:Characterization is a step in the manufacturing 特征化特征化 process whereby we exercise the sens

19、or over its temperature and pressure range, collect data and compute correction factors to be used by the microprocessor to eliminate errors. 特征化就是在制造过程中，对传感器加上超越其范围的温度和压力，同特征化就是在制造过程中，对传感器加上超越其范围的温度和压力，同时采集数据和用于微处置器的计算机校正参数，从而消除误差。时采集数据和用于微处置器的计算机校正参数，从而消除误差。Characterization allows Honeywell to pul

20、l themaximum duty from the ST3000 sensor. 特征化使得特征化使得Honeywell 用于用于 ST3000 传感器的作用发扬到最大传感器的作用发扬到最大.独特的标定方式独特的标定方式18PDPTE1E2E3 输出值输出值 = 修正值修正值Tn + 实测值实测值En = 理想值理想值In ( 运用现场运用现场 )修正值修正值Tn = 理想值理想值In - 实测值实测值En ( 工厂标定工厂标定 )独特的标定方式独特的标定方式19l 封锁和泄露实验封锁和泄露实验l 10 小时小时 温度实验温度实验l 3 天天 延续测试延续测试l 变送器校准变送器校准 导致导

21、致 : 最高的可靠性和精度。最高的可靠性和精度。独特的标定方式独特的标定方式20对对 ST3000 标定方式标定方式 的的 3 个问题个问题 :1、在变送器任务时，特征化修正值是如何获得的？、在变送器任务时，特征化修正值是如何获得的？ 根据变送器当时的静压值根据变送器当时的静压值P和传感器温度和传感器温度T， 从变送器的从变送器的“特征量存储器中获得的。特征量存储器中获得的。2、特征化后的修正值能否不断可以用？、特征化后的修正值能否不断可以用？ 特征量修正值实践上是硅片的特性曲线，由于硅资料特有的稳定性，特征量修正值实践上是硅片的特性曲线，由于硅资料特有的稳定性， 这些特征量修正值是长期稳定不

22、变的。这些特征量修正值是长期稳定不变的。3、虽然是多点标定，但所测数据不是特征化时所取的点，怎样办？、虽然是多点标定，但所测数据不是特征化时所取的点，怎样办？ 采用采用5级台劳级数进展曲线拟和，拟合精度到达级台劳级数进展曲线拟和，拟合精度到达10-510-6。独特的标定方式独特的标定方式21静压实践上是由传感器丈量的静压实践上是由传感器丈量的. 所以它可所以它可以由微处置器进展补偿以由微处置器进展补偿. 其他变送器消费厂或者忽略静压的影响其他变送器消费厂或者忽略静压的影响,或或者试图从机械上解释静压已被抵消者试图从机械上解释静压已被抵消. 但这两种解释都是不充分的但这两种解释都是不充分的!Ho

23、neywell 公司用于补偿的温度参数也是公司用于补偿的温度参数也是取自传感器取自传感器, 也就是进展丈量的地方也就是进展丈量的地方!有些变送器消费厂是在变送器的其他地方有些变送器消费厂是在变送器的其他地方获得温度参数获得温度参数, 远离传感器远离传感器. 或者根本不取或者根本不取此参数此参数. 右图阐明右图阐明ST3000变送器与其他品牌变送器变送器与其他品牌变送器对温度变化的呼应对温度变化的呼应. Why do Honeywell ST 3000 Pressure Transmitters out perform the competition?Brand RHoneywell 7.75

24、%0.24 %85C-40C20 minutesTemperature85C11.7 %0.24 %独特的标定方式独特的标定方式22温度特性温度特性 ST 3000其他品牌变送器其他品牌变送器 Transmitter or “Smart Electronic UpgradeDegrees CentigradePercent of Span Error独特的标定方式独特的标定方式23Honeywell 变送器变送器 标定的特点标定的特点 ：1。 逐台标定。逐台标定。2。 多点标定。多点标定。 按以上特点标定的结果按以上特点标定的结果 ：1。输出曲线线性化。输出曲线线性化。2。在一定温度，静压变化

25、范围内，不受影响。在一定温度，静压变化范围内，不受影响。3。量程比宽。变送器型号减少，用户备件减少。量程比宽。变送器型号减少，用户备件减少。独特的标定方式独特的标定方式24 假智能变送器假智能变送器 1 将将DDZ III 的电路板换成微处置器电路。的电路板换成微处置器电路。 2 改善了人机界面。改善了人机界面。 3 无压力及温度补偿。无压力及温度补偿。 半智能变送器半智能变送器 1 运用微处置器。运用微处置器。 2 进展温度进展温度 或或 压力补偿。压力补偿。 3 补偿为共享式的。即每批按同一组值补偿。补偿为共享式的。即每批按同一组值补偿。25 全智能变送器全智能变送器 1 采用微处置器电路

26、。采用微处置器电路。 2 每台变送器对温度和压力进展逐一补偿。每台变送器对温度和压力进展逐一补偿。 3 补偿时采用多点标定的方式。补偿时采用多点标定的方式。 4 有良好的人机界面。有良好的人机界面。 5 有完善的自诊断功能。有完善的自诊断功能。 6 可以进展模拟和数字输出。可以进展模拟和数字输出。 26l19991999年第一季度正式推出年第一季度正式推出l将将EEPROMEEPROM内置于表体内置于表体(METER BODY)(METER BODY)中中l采用最新的微处置器及全新设计的电子线路板采用最新的微处置器及全新设计的电子线路板lST3000 900ST3000 900系列变送器的精度

27、到达系列变送器的精度到达+/-0.075%+/-0.075%l一切一切ST3000ST3000变送器的稳定性达变送器的稳定性达+/-0.01%+/-0.01%27Local Cal. Z&S(Not currently available on Series 100)智能表头智能表头0%100Var.Sel.LowerValueUpperValueUnitsSel.HoneywellGal/Hr1998Multi-variable Display Selection (Not Functional on R300)Eng. Units SelectionStandard and Cus

28、tomLower Value SetUpper Value SetRaise and LowerButtons 带调零带调零/ /调量程的智能表头调量程的智能表头0%100Var.Sel.SpanZeroLowerValueUpperValueUnitsSel.HoneywellGal/Hr1998Multi-variable Display Selection (Not Functional on R300)Eng. Units SelectionStandard and CustomLower Value SetUpper Value SetRaise and LowerButtons 2

29、8168.606.638S100eS100 R300160.506.31929125.854.955S900 R250S900 R300150.105.90930NPTSanitaryFlangedFlush Flanged31平均无缺点时间平均无缺点时间 MTBFWhat Did We Do ?. MTBF Calculation based on MIL-HDBK 217 E Standard. Calculations performed at four ambient temperature conditions . Looked at the following ST3000 com

30、ponent assemblies : - Printed wiring assemply (PWA) 印刷电路板组件印刷电路板组件 - Signal -to-Pulse Modulator ( SPM ) 信号发生器信号发生器 - Meter Body 表体表体 - Housing Electronics 外壳及电子端子等外壳及电子端子等 平均无缺点时间平均无缺点时间MTBF长长3235200470MTBF (Year)误差率误差率100%5 %1 %平均无缺点时间平均无缺点时间MTBF长长33用户安装现场实践可靠性检验结果:对一个大型炼油厂安装的 1800 台变送器进展了超越9个月的跟踪仅

31、有 2 台变送器出现问题.34 完善的自诊断完善的自诊断 1. 在线诊断，不影响正常任务。在线诊断，不影响正常任务。2. 从从DCS 或或 SFC 上可以给出上可以给出28 种诊断信息。用户可以根据诊断种诊断信息。用户可以根据诊断信息，对变送器进展调整。信息，对变送器进展调整。3. 关键性缺点，变送器给出关键性缺点，变送器给出 3.6 或或 21.4 mA 电流。电流。 4. 可以经过可以经过DCS 或或 SFC 进展遥诊断，遥调整。进展遥诊断，遥调整。完善的自诊断功能完善的自诊断功能35 Honeywell 全智能变送器全智能变送器 防爆特点：防爆特点： 1 可以满足最严厉的防爆要求。可以满

32、足最严厉的防爆要求。 2 已获得了美国，加拿大，德国，英国，澳大利亚，已获得了美国，加拿大，德国，英国，澳大利亚， 欧共体的防爆证书。欧共体的防爆证书。 3 构造上集本安，隔爆，粉尘防爆，非火花隔离于一身。构造上集本安，隔爆，粉尘防爆，非火花隔离于一身。 4 价钱上不另加钱。价钱上不另加钱。 最严厉的防爆规范最严厉的防爆规范36DEDE4-20 mA4-20 mAFFFF现场总线现场总线(1998(1998年年1 1季度季度) )HARTHART37根本具有根本具有 的功能的功能可选项可选项可选项可选项3700/3800和和Symbol PPT2800已完成测试已完成测试SIGNALTEST+

33、-Compaq iPAQ 3760 withHurricane SoftwareInterface Cable (AMP)MCC ModemST3000, R300, Rev. B6SFC or SCT Cable新新 ! ! !40通用性规范 Honeywell 的变送器到达的目的：变送器的主要目的 。可靠性： MTBF 470 年。稳定性： 温度，压力补偿，逐一补偿，多点补偿。精 度： 0.075%, 0.0375% 。量程比： 1：40 1：400 。耐静压： 21MPa - 31.5MPa - 42MPa。先进性： 完善的自诊断，双向数字通讯， 遥调整，遥校正，遥组态。41 A: 差压

34、变送器 0 2.5 - 100KPa (根据量程选主型号)STD924-A1H-00000-MB,ME,S2,1C (根据需求选附件 ) B: 压力变送器 0 0.14 - 3.5 MpaSTG 944-A1G-00000-MB,ME,S1,1CSTG 94L-E1G-00000-MB,ME,1C典型的变送器选型 42STT150STT150智能可编程温度变送器智能可编程温度变送器新新 ! ! !61STT15R :STT15R :- - 低本钱低本钱- - 不带光电隔离不带光电隔离STT15U :STT15U :- - 根本性能与根本性能与STT15RSTT15R一样一样- - 带光电隔离带光电隔离STT15S :STT15S :- - 根本性能与根本性能与STT15USTT15U一样一样- - 本安型本安型STT150STT150三种选型：三种选型：STT150STT150智能可编程温度变送器智能可编程温度变