現(xiàn)場(chǎng)儀表ABB 實(shí)現(xiàn)壓力儀表“可靠性的”方法——364DS系列壓力變送器ABB(中國(guó))有限公司儀表產(chǎn)品部 壓力儀表 傳感器 當(dāng)今的傳感器裝置當(dāng)然是高科技產(chǎn)品，但近年來(lái)傳感器技術(shù)的創(chuàng)新速度卻令人沮喪地緩慢。這是因?yàn)椋蠖鄶?shù)用戶(hù)寧可堅(jiān)持使用久經(jīng)考驗(yàn)的技術(shù)，而不愿采用不穩(wěn)定的新型儀表并危及流程。如果儀表出現(xiàn)問(wèn)題，一天的生產(chǎn)損失(即使在一家中型工廠中)也能輕易地超過(guò)整個(gè)儀表系統(tǒng)的成本。因此，可靠性是儀器儀表用戶(hù)的頭等大事，然后才是精度和成本。在確定新型ABB壓力變送器系列的規(guī)格時(shí)，ABB決定根據(jù)這些輕重次序，提供可靠的技術(shù)和常識(shí)性的解決方案。其成果便是364DS壓力變送器。

 

在過(guò)去幾年中，人們愈發(fā)關(guān)注產(chǎn)品規(guī)格中的“基礎(chǔ)”精度。精度已被顯著改善(從90年代末的0.1%到目前的0.025%)，但這對(duì)客戶(hù)價(jià)值意味著什么呢?出于降低成本的需要，一些著名的制造商建議不采用冗余設(shè)計(jì)，聲稱(chēng)它是問(wèn)題的來(lái)源，而不是一項(xiàng)安全功能。這就像建議采用單引擎飛機(jī)，而非雙引擎飛機(jī)：兩種飛機(jī)都能飛得很好，但第二種較不受歡迎，因?yàn)樗袃膳_(tái)(而不是僅僅一臺(tái))容易出事的引擎。

 

盡管客戶(hù)需求千變?nèi)f化，有些功能特點(diǎn)能夠使所有人受益。ABB一直致力于這些方面，使其新型壓力變送器364DS系列成為可靠、堅(jiān)固、緊湊而簡(jiǎn)單(見(jiàn)上圖)的產(chǎn)品。

 

可靠–零件更少，更不容易發(fā)生故障由ABB公司研發(fā)部對(duì)現(xiàn)有ABB裝置及競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手裝置的零件功能詳細(xì)分析表明，每種裝置都包含120個(gè)以上的零件、15個(gè)子組合件和50種操作。分析認(rèn)為最小零件數(shù)目為24，表明有很大的空間，可以進(jìn)行簡(jiǎn)化和改善可靠性。新型傳感器的設(shè)計(jì)理念圍繞ABB及其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在過(guò)去3年中向客戶(hù)提供的、最受歡迎的裝置。裝置的零件數(shù)目及材料種類(lèi)被降到最低。外殼與法蘭得到簡(jiǎn)化，尺寸縮小。材料規(guī)格被提高(如用不銹鋼作為標(biāo)準(zhǔn)儀器外殼，而哈氏合金C用作密封膜片)。

 

最為重要的是，通過(guò)取消墊圈、并引入一種新穎的“全焊接”體(ABB已為此技術(shù)申請(qǐng)專(zhuān)利)，消除了所有可能的泄漏源。新型壓力變送器的制造過(guò)程采用了最為先進(jìn)的工藝，例如激光焊接、大功率CO2源、高真空技術(shù)、以及高品質(zhì)材料處理。

 

堅(jiān)固–全不銹鋼外殼

 

在壓力變送器上采用全不銹鋼外殼是一種誘人的、但通常比較昂貴的選項(xiàng)。鋁制外殼常常用來(lái)削減成本，但如果有價(jià)格類(lèi)似的其他解決方案，很少有人會(huì)選擇這一材料。借助ABB的新設(shè)計(jì)，全不銹鋼外殼的成本得以降低，其價(jià)格可以普遍接受。新型外殼 的設(shè)計(jì)和組裝方式使其能夠在所需防爆應(yīng)力的4倍以上條件下運(yùn)行。測(cè)試表明，它可以承受約100巴(100 kg/cm2)的內(nèi)部壓力，而機(jī)械結(jié)構(gòu)不致顯著變形。外殼還可保護(hù)傳感器不受振動(dòng)和物理沖擊的影響。外殼的安全 規(guī)格更高，限制了所需生產(chǎn)測(cè)試的次數(shù)，從而降低成本。

 

緊湊 – 內(nèi)部寬大，外形節(jié)省空間

 

縮小傳感器相當(dāng)容易，但減小尺 寸卻常常造成可及性下降。ABB的一些競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手正在生產(chǎn)

 

非常小的單元，某些儀器被縮小 到了一半，但沒(méi)有一種比得上364DS系列的可及性。后者小于 其競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品，但同時(shí)可及性更好。這是由于“全焊接”體包含 了電子器件的外殼以及一個(gè)易于使用的大型接線板。

 

簡(jiǎn)單 – 364DS系列采用了簡(jiǎn)單的四按鈕式菜單系統(tǒng)

 

任何新型電子裝置的主要問(wèn)題之一便是設(shè)置，這通常涉及復(fù)雜的程序和含混不清的說(shuō)明書(shū)。364DS的HMI(人機(jī)界面)以四個(gè)按鈕為中心，便于用戶(hù)通過(guò)一目了然的菜單(與目前手機(jī)上采用的類(lèi)似)方便地瀏覽。“方便設(shè)置”功能允許用戶(hù)在變送器調(diào)試期間進(jìn)行操作。HMI還提供關(guān)于操作語(yǔ)言的選擇(將于2006年12月起提供中文版)。

 

設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)最大的人身安全

 

在364DS變送器的設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)過(guò)程中，安全性始終頭等重要。在經(jīng)過(guò)1百萬(wàn)次過(guò)量程壓力循環(huán)后，量程較低的儀器可以承受超過(guò)1500巴(150 MPa或21，750si)的壓力。在PolitecNIco diMilano進(jìn)行的裂縫及應(yīng)力侵蝕效果測(cè)試中，密封膜片的性能得到了驗(yàn)證。裝置采用了由國(guó)家腐蝕工程師協(xié)會(huì)(NACE)批準(zhǔn)的材料，來(lái)保證最大的抗腐蝕性。裝置符合幾種危險(xiǎn)區(qū)域認(rèn)證要求，這可由最終用戶(hù)選擇(如FM，CSA與ATEX)，并具有EC61508安全集成等級(jí)2。儀器標(biāo)配包括一個(gè)4kV1.2/20微秒電涌保護(hù)器，以及一個(gè)能夠提供0V/m電磁場(chǎng)抗擾度的高性能濾波器。

 

其他主要特點(diǎn)

 

儀器外殼具有抗侵入保護(hù)等級(jí)P67(NEMA 4X)，但儀器本身可以在拆除外殼、濕度為100%的情況下工作。屏幕(2英寸表頭)，是所有新型ABB儀器儀表產(chǎn)品的標(biāo)配，即使在最極端的溫度(– 20°C至60°C)下也便于讀數(shù)。364DS是一種典型的“現(xiàn)貨”產(chǎn)品。它可以在定購(gòu)后立即發(fā)貨，盡管以不銹鋼制成，它的重量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于采用鋁制外殼的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品。裝置還配有可更換、可升級(jí)的電子器件、自動(dòng)修復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)、遠(yuǎn)程指示器選項(xiàng)、流量累加器、可編程的報(bào)警飽和限制、高級(jí)內(nèi)部診斷以及平方根取舍功能。

 

性能提高

 

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量裝置的實(shí)際性能往往低于制造商聲稱(chēng)的數(shù)字(“基礎(chǔ)”精度)3-5倍。這是由于衰減、安裝、靜態(tài)壓力、溫度、振動(dòng)、電磁相容性等因素的影響。這種性能下降是促使我們?cè)O(shè)計(jì)364系列的主要?jiǎng)恿χ弧Ｍㄟ^(guò)滿足對(duì)儀器的四項(xiàng)主要要求(即可靠、堅(jiān)固、緊湊而簡(jiǎn)單)，新型儀器的基礎(chǔ)精度提高到了0.06%(量程上限，URL)。更為重要的是，溫度的影響被限制在最大0.15%(范圍–40°C至+85°C)，而穩(wěn)定性也得到改善，使變送器10年使用壽命內(nèi)的誤差保持在URL的0.15%以下。

 

結(jié)論

 

ABB的“可靠性”設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)方法加上它的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生了一系列新的變送器，這些產(chǎn)品可以幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)最大的投資回報(bào)，同時(shí)具有最高的安全性能。