开关或变送器

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权衡仪器选项:开关、变送器或混合动力?

几十年来,工艺仪表规范人员一直面临着在给定应用中使用机械开关还是连续变送器的决策。这两种仪器都可以用来有效地控制工业过程,保护设备和人员,每种仪器都有各自的优缺点。应用程序特定性通常会推动决策,从性能、成本和生命周期支持的角度决定哪种方法最有效。

最基本的是,开关以二进制方式工作,当压力,118金宝app ,数量或其他过程变量超过某个预定义阈值。如果在正常操作过程中允许相关过程变量发生变化,则与开关阀或泵相连的简单机械开关可有效、可靠地控制手头的过程,防止储罐干燥或温度过高。

另一方面,变送器在一定范围内连续测量和传递其分配的过程变量。变送器可通过相关控制器内的可配置离散输出,促进与开关类似的开/关控制动作。但与变速驱动的调制控制阀或泵配合使用的连续变送器也可用于实施更微妙(尽管更昂贵)的控制策略,如比例积分微分(PID)算法,以将过程变量保持在特定值或设定点。

第三种选择是集成或混合开关变送器,它将连续变送器和固态开关组合在一个仪表外壳内。这种方法有效地结合了两者的许多优点。

SOR变送器和开关的类型

开关、变送器和混合设备都具有适合特定应用的功能优势。从左到右显示的是一个代表118金宝app ,液位变送器和混合压力开关变送器.

工艺要求

在这三个备选方案中进行选择时,仪器说明人必须首先回答三个关键的应用特定问题:

  • 在正常运行过程中,是否允许相关过程变量在下限和/或上限之间变化,或者是否需要更精确的设定点控制?
  • 除了控制动作本身之外,是否需要对相关过程变量进行本地显示或远程通信和报警?
  • 如果过程变量超出其预期范围,会产生什么后果?是否会导致设备损坏、过度停机或不安全状况?

是否需要精确的设定点控制将决定是否需要开关或变送器输出来提供必要的控制功能。如果需要控制设定点的范围,则需要连续变送器。过程变量的测量和控制精度将决定变送器的精度(即价格)。如果需要显示或传达相关过程变量,还应说明变送器的应用。开关本身不提供测量信号输出以驱动本地显示器或远程通信。它只是在超过阈值时改变状态,启动离散(开/关)控制动作。

然而,在其他考虑因素相同的情况下,当过程变量只需控制在上限和/或下限内而无需远程可见性时,今天的开关技术可以提供极其可靠、经济高效的控制。开关的安装成本通常低于同等质量的变送器的安装成本。此外,开关的寿命预计为40年左右,而变送器由于其电子部件,可能面临相当短的寿命。

开关还具有简单的固有优势:它经过工厂校准,安装相对简单,不需要电源,直接连接到最终控制元件。不需要与主机控制器进行通信,这意味着响应时间仅为5毫秒。另一方面,变送器通常通过某种主机控制器与最终控制元件通信,增加了复杂性和潜在故障点。

当安全问题发生时

如果工艺变量超出其预期范围,则可能导致设备损坏、过度停机或不安全状况等不良后果,则风险分析和安全注意事项应放在首位。在这些类型的应用中,变送器比开关有一个优点,即更容易判断变送器是否工作。这是因为其连续的通信输出和广泛的自我诊断内置到今天的电子发射机。虽然通常相当可靠,但没有明显或自动的方法来判断部署在保护(非控制)应用程序中的交换机是否出现故障。为了帮助缓解这种可能性,需要在指定的时间间隔执行手动验证测试,以确保持续的交换机完整性。
如果过程变量偏移代表重大安全风险或其他不利后果,则与备用安全开关配合使用的连续变送器将提供最可靠的保护和控制组合,尽管仍然需要对开关进行定期验证试验,以确保持续保护。此外,有意多样化的底层传感器技术的使用降低了两个设备发生共因故障的可能性,进一步保证了如果变送器和/或控制器发生故障,过程将进入安全状态。
虽然单独的变送器和交换机比单独的任何一种仪器都能提供更安全的操作,但这种方法确实需要购买两种仪器、两种工艺贯穿件以及它们所代表的所有伴随工作和费用。对于这种类型的应用,混合变送器/开关代表了一种更具成本效益但更安全的解决方案:将连续变送器和固态开关安装在单个设备中。事实上,混合开关发射机解决了上述三个关键应用问题。与独立变送器一样,它可以提供对一系列值的连续设定点控制,并驱动本地显示或远程通信。此外,由于集成开关及其输出在功能上独立于变送器及其输出,因此这种单一仪器配置为需要连续测量以及功能上独立的开关保护层的应用提供了更具成本效益的替代方案。

控制杂志白皮书由SOR制造,SOR是一家以现成速度交付的定制仪器制造商。有关其全系列开关、变送器和混合仪表的更多信息,请访问SORinc.com.

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