變送器是火力發(fā)電廠中應(yīng)用最為廣泛的一種熱工自動化測量裝置，在大型發(fā)電機(jī)組的熱工各異自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，常作為檢測、變送環(huán)節(jié)來測量液體、氣體、蒸汽介質(zhì)的壓力、差壓、液位、流量等參數(shù)。火力發(fā)電廠老型號熱工儀表中用的較多的是仕樂克儀表廠引進(jìn)羅斯蒙特公司技術(shù)生產(chǎn)的1151系列電容式變送器等產(chǎn)品，這些傳統(tǒng)變送器可連續(xù)地把生產(chǎn)過程中的液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)的壓力、壓差、液位、流量等熱工參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成4~20mADC 統(tǒng)一信號， 送至調(diào)節(jié)、顯示等有關(guān)單元進(jìn)行顯示或控制。隨著新型傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等在測量領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，常規(guī)功能的變送器與微處理器相結(jié)合并賦予智能而成為智能化變送器，智能化變送器兼有檢測信息和信息處理功能。與傳統(tǒng)的壓力變送器相比，智能變送器在精度、重復(fù)性、可靠性、量程比等方面，其技術(shù)指標(biāo)均高，且便于調(diào)校，功能強(qiáng)大可靠，特別是智能變送器的通信能力，為自動控制系統(tǒng)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。現(xiàn)在電廠已逐漸選用智能變送器替換一些老型號傳統(tǒng)變送器。EJA 智能變送器以其小型、輕量，安裝靈活，日常維護(hù)工作量小，組態(tài)靈活簡便，現(xiàn)場調(diào)試極為方便等特點(diǎn)日益受到電廠的青睞。
EJA 型差壓壓力智能變送器的特點(diǎn)
（1）采用單晶硅諧振式傳感器，保證±0.075%的高精度，有效克服了靜壓、溫度等環(huán)境因素的影響，可長期連續(xù)可靠地運(yùn)行。
（2）采用微電子機(jī)械加工高新技術(shù)（MEMS），傳感器直接輸出頻率信號， 簡化了與數(shù)字系統(tǒng)的接口電路。
（3）體積小、重量輕，不受安裝場所的限制。
（4）具有完善的自診斷功能與遠(yuǎn)程通信功能。
EJA 智能變送器工作原理
在一單晶硅芯片上采用微電子機(jī)械加工技術(shù)，分別在其表面的中心和邊緣作成兩個(gè)形狀、大小完全一致的H 形狀諧振梁，且處于微型真空腔中。硅諧振梁的結(jié)構(gòu)如圖1 所示。
前硅諧振梁處于由永久磁鐵提供的磁場中，與變送器、放大器等組成正反饋電路，讓諧振梁在回路中產(chǎn)生振蕩。
單晶硅的上、下表面受到壓力并形成壓力差時(shí)，將產(chǎn)生形變，中心處受到壓縮力，邊緣處受到張力，因而兩個(gè)H 開關(guān)諧振梁分別感受不同應(yīng)變作用， 其結(jié)果是中心諧振梁因受壓縮力而頻率減少， 邊緣諧振梁因受張力而頻率增加，即兩個(gè)頻率之差對應(yīng)不同的壓力信號。這樣兩個(gè)H 形諧振梁分別將差壓、壓力信號轉(zhuǎn)換為頻率信號，送到脈沖計(jì)數(shù)器，再將兩頻率之差直接傳遞到CPU（微處理器）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)D/A 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為與輸入信號相對應(yīng)的4~20mA DC 的輸出信號， 并在模擬信號上疊加BRAIN/HART 數(shù)字信號進(jìn)行通信。
EJA 智能變送器原理如圖2 所示。膜盒組件中內(nèi)置的特性修正存儲器存儲傳感器的環(huán)境溫度、靜壓及輸入/輸出特性修正數(shù)據(jù)，經(jīng)CPU 運(yùn)算，可使
壓力變送器獲得優(yōu)良的溫度特性和靜壓特性及輸入輸出特性。
該設(shè)備通過I/O 口與外部設(shè)備（如手持智能終端BT200 或275 以及分散控制系統(tǒng)DCS 中帶通信功能的I/O 卡） 以數(shù)字通信方式傳遞數(shù)據(jù)， 即高頻2.4kHz（BRAIN 協(xié)議）或1.2kHz（HART 協(xié)議）數(shù)字信號疊加在4~20mA 信號線上。在進(jìn)行通信時(shí)，頻率信號對4~20mA 信號不產(chǎn)生任何影響。
EJA 的優(yōu)良性能
（1）優(yōu)良的溫度影響特性：溫度變化對EJA 沒有影響，這是由傳感器的固有結(jié)構(gòu)決定的。
（2）優(yōu)良的靜壓影響特性。當(dāng)加有靜壓（工作壓力）時(shí)，兩個(gè)形狀、尺寸、材質(zhì)完全一致的諧振梁形變相同，頻率變化也一致，偏差自動清除（公式和圖類似溫度影響）。
（3）優(yōu)良的單向過壓特性。接液膜片與膜盒本體采用獨(dú)創(chuàng)的波紋加工技術(shù)，外部壓力增大到某一數(shù)值時(shí)，接液膜片能與本體完全接觸，硅油傳遞給傳感器的壓力不隨承受外力的增加而增加，從而實(shí)現(xiàn)對傳感器的保護(hù)。
（4）安裝靈活：可無需支架，直接安裝，常規(guī)使用，無需三閥組，節(jié)省安裝費(fèi)用，減少運(yùn)行中的泄露點(diǎn)數(shù)，方便維護(hù)工作。
（5）組態(tài)靈活簡便：可通過計(jì)算機(jī)或手操器對變送器組態(tài)，也可通過變送器上的量程設(shè)置按鈕和調(diào)零按鈕進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)整。
EJA 智能變送器在火力發(fā)電廠的應(yīng)用
電廠鍋爐給水流量是很重要的熱工參數(shù)，測點(diǎn)位于省煤器的入口即1 號高壓加熱器出口，介質(zhì)溫度與負(fù)荷相關(guān)。當(dāng)機(jī)組帶300MW 滿負(fù)荷時(shí)， 介質(zhì)溫度為283℃左右，介質(zhì)壓力為18.2MPa 左右。
當(dāng)機(jī)組啟動或甩負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，介質(zhì)溫度、壓力會變化，EJA 智能變送器以其較寬溫度范圍的適應(yīng)能力、優(yōu)良的溫度影響特性、靜壓影響特性解決了普通傳感器量程比小、測量值易受溫度靜壓變化的影響、精度低、零漂大等問題。
此外，使用EJA A 系列
智能變送器的優(yōu)越還在于它的通信能力。它有BRAIN、HART、FF 三種通信協(xié)議可供選擇。EJA 智能型變送器選型時(shí)，可通過選擇不同的輸出信號代碼，來選擇其智能化程度。選擇代碼D，可實(shí)現(xiàn)4~20mA，BRAIN 協(xié)議數(shù)字通信，相應(yīng)采用BT200 型手持智能終端； 選擇代碼E， 可實(shí)現(xiàn)4~20mA，HART 協(xié)議通議， 相應(yīng)采用BT275 型手持終端
（又稱手操器）；選擇代碼F，即可實(shí)現(xiàn)FF 現(xiàn)場總線通
信。EJA A 系列智能變送器測量范圍、位號的設(shè)置，自診監(jiān)控和零點(diǎn)調(diào)整均能在手操智能終端（手操器）進(jìn)行操縱。目前電廠工程師們常用智能終端進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)整，如圖3 所示。
在手操器中，最常用的是275Hart 通用手操器，具有全開放式的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，可適用任何一個(gè)廠家的任何一臺遵循通信協(xié)議的智能變送器。手操器由電池供電，將它接到變送器的信號線上，操作人員就可對變送器的存儲器發(fā)送與接受信息。通過手操器，操作人員便可在控制室或現(xiàn)場接線處設(shè)定變送器的參數(shù)、診斷潛在的故障，而不必將變送器從現(xiàn)場拆下到試驗(yàn)室進(jìn)行標(biāo)定。而且1 臺手操器可適用于多臺智能變送器。這種遠(yuǎn)方通信的方式，大大降低了維護(hù)工作量，操作人員不必進(jìn)入危險(xiǎn)或惡劣的場所就能對變送器進(jìn)行組態(tài)。比如采用EJA110A 變送器測鍋爐給水流量，測點(diǎn)位于省煤器的入口即1 號高壓加熱器出口，滿負(fù)荷時(shí)介質(zhì)溫度高達(dá)283℃左右，夏天環(huán)境溫度高，操作人員可不必爬上鍋爐省煤器入口段而直接在控制室端子柜對變送器進(jìn)行組態(tài)，降低了勞動強(qiáng)度。
電廠目前采用EJA 智能型變送器時(shí)，通常選輸出信號代碼為D 或E。EJA 智能型變送器和電廠控制系統(tǒng)DCS 的連接采用兩線制，通過I/O 與DCS 中的帶通信功能的I/O 卡以數(shù)字通信方式傳遞數(shù)據(jù)。EJA 智能變送器部分系列產(chǎn)品如電廠常用的EJA110A 差壓變送器、EJA130A 高靜壓差壓變送器、EJA430A 壓力變送器、EJA440A 高壓力變送器等，一開始就按現(xiàn)場總線設(shè)計(jì)，采用現(xiàn)場總線兼容模塊，而不要求對變送器作任何改動，既可充分發(fā)揮智能變送器的能力，又保留日后重新選擇的余地。當(dāng)時(shí)機(jī)成熟時(shí)， 就可向現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)移，而不會損失在高性能智能變送器上所花投資。
結(jié)語
變送器的發(fā)展方向是現(xiàn)場總線型，變送器與控制系統(tǒng)之間的通信是全數(shù)字化、雙向和多站的，以實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)的目的。
