Honeywell变送器特性ST3000-精华课件.ppt

1、Honeywell变送器特性变送器特性ST3000 精华精华Focused on Control for Over 110 Years Honeywell Honeywell 是一家年销售额达是一家年销售额达250250亿美元的世界亿美元的世界500500强全球跨国公司强全球跨国公司 Honeywell Honeywell 有着多元化的产业结构有着多元化的产业结构,是制造业的领导者是制造业的领导者 Honeywell Honeywell 为全球性客户主要提供：为全球性客户主要提供：航空航天工业产品和服务航空航天工业产品和服务 工业自动化和控制技术产品及系统工业自动化和控制技术产品及系统 楼宇控

2、制产品及系统楼宇控制产品及系统 汽车消耗品汽车消耗品 交通和动力系统交通和动力系统 特殊化学品特殊化学品 光纤、塑料、电子、和特殊材料光纤、塑料、电子、和特殊材料 Honeywell Honeywell 在在9595个国家拥有个国家拥有120,000120,000个员工个员工 Honeywell Honeywell 股票代号为股票代号为HON,HON,在纽约在纽约,伦敦伦敦,芝加哥等地证交所交易芝加哥等地证交所交易 Honeywell Honeywell 股票为计算道琼斯工业指数依据的股票为计算道琼斯工业指数依据的3030种股票之一种股票之一其他有关公司的信息请访问其他有关公司的信息请访问Ho

3、neywellHoneywell网站网站:honeywellHoneywell 公司公司Control Products控制产品部控制产品部S9000UMC/UDCSmart Transmitteretc.Services服务部服务部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lRemote service,configuration and diagnostics（远程（远程服

4、务、设置和诊断）服务、设置和诊断）Via reflection diagrams（通过反射波形图）（通过反射波形图）Performance history stored in min-max diagram（历史性能储存（历史性能储存在大小波型图中）在大小波型图中）Full tank picture every measurement,no data filtering（每次测（每次测量提供全罐的图，没有信号丢失）量提供全罐的图，没有信号丢失）Contamination detection and warning（污染物检测和警告）（污染物检测和警告）lCompensates for（补偿）（

5、补偿）thermal expansion of tank shell（罐壁的热膨胀）（罐壁的热膨胀）hydrostatic tank deformation（静压变形）（静压变形）Tilt,bending,welding seams,slots,corrosion,contamination of stilling wells（稳液管的倾斜、弯曲、焊缝、槽、腐蚀、污染稳液管的倾斜、弯曲、焊缝、槽、腐蚀、污染物）物）obstructions close to product level（产品液位附近的障碍物）（产品液位附近的障碍物）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测量领域

6、广泛测量领域广泛: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在全世界应用最广泛的智能型现场仪表。在全世界应用最广泛的智能型现场仪表。l超过超过 290,000 个个 TDC 3000X数字一体化控制系统在运行。数字一体化控制系统在运行。l超过超过 1,500,000 台智能变送器在世界各地使用台智能变送器在世界各地使用.l在工业应用中被证明是最可靠的产品。在工业应用中被证明是最可靠的产品。l在全球都能得到良好的产品服务和技术支持。在全球都能得到良好的产品服务和技术支持。31970首先引入首先引入 420

7、 mA 通讯标准。通讯标准。1983首先生产世界上第一台智能变送器。首先生产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。2019首先推出多变量变送器。首先推出多变量变送器。2019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。全体工作人员都有义务使全体工作人员都有义务使HONEYWELL成为控制方面的成为控制方面的领导者。领导者。(从从 CEO 到每一位销售和服务人员到每一位销售和服务人员)当您选择智能变送器的时候当您选择智能变送器的时候Honeywell 是您明智的选择是您明智的选择4 多变量变送器多变量变送器 温度温度5lH

8、oneywell 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，平均无故障时间，平均无故障时间MTBFMTBF长长4 4，完善的自诊断功能，完善的自诊断功能5 5，最严格的防爆标准，适应多种场合应用，最严格的防爆标准，适应多种场合应用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 脉冲脉冲基本要求基本要求：1，稳定，稳定、可靠。不漂移、不老化。可靠。不漂移、不老化。2，准确。，准确。3，线性好。，线性好。4，有标准的信号输出。，

9、有标准的信号输出。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，低成本。，低成本。7No Measurement or Control System is better than its Sensor!lHoneywell 成功的原因之一就是它的传感器技术成功的原因之一就是它的传感器技术.它就它就是用于是用于ST3000系列变送器的系列变送器的复合扩散硅压阻式复合扩散硅压阻式传感器传感器.l这项技术也将作为这项技术也将作为Honeywell将来的现场仪表的核心将来的现场仪

10、表的核心技术技术.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变送器的核心是变送器的核心是Honeywell设计和生产的压阻式传感器。设计和生产的压阻式传感器。这种压阻式传感器是用离子扩散技术在这种压阻式传感器是用离子扩散技术在一块一块2X22X2毫米的毫米的硅片上制造的。硅片上制造的。选用选用硅硅作为传感器的基材，是因为作为传感器的基材，是因为硅材料硅材料比目前能找到的其他材料具有以下优点：比目前能找到

11、的其他材料具有以下优点：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起起Differential Pressure 差压差压Static Pres

12、sure 静压静压Sensor Temperature 温度温度l所测量的静压和传感器温度值用于减所测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 时烧结在一起时烧结在一起SiliconChip硅片硅片Pyrex Tube耐热玻璃管耐热玻璃管Diaphrag

13、m 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上三组传感器作到一片硅片上，制造成复合扩散硅传感器。，制造成复合扩散硅传感器。ST3000变送器的复合扩散硅压阻式传感器结构变送器的复合扩散硅压阻式传感器结构 (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!法拉第保护罩防止离子的移动法拉第保护罩防止离子的移动,从而防从而防止漂移。止漂移。所有金属部件由玻璃密封防止泄露造所有金属部

14、件由玻璃密封防止泄露造成的漂移。成的漂移。离子注入作成的电阻埋在硅表面下。离子注入作成的电阻埋在硅表面下。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水平上不断进取！造水平上不断进取！耐热耐热玻璃管玻璃管粘接处法拉第 保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 YearsCompetitive 5 Year SpecHoneywell Specification漂移不总

15、是线性的漂移不总是线性的.而且长期数据可能将短期的问题隐而且长期数据可能将短期的问题隐藏起来藏起来.14Barrier Diaphragm隔离膜片OverloadProtectionMechanism过压保护过压保护 结构结构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测量的误差减、面积大、工艺精巧的膜片使得测量的误差减小。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、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

16、、对压力测量、对压力测量,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、测量中心体从设计上避免了环境温度对传感、测量中心体从设计上避免了环境温度对传感器的影响。器的影响。6、对于高压应用场合、对于高压应用场合,可提供可提供4500 PSI 及更高的及更高的耐静压结构。耐静压结构。先进的传感器技术先进的传感器技术15 Honeywell 公司公司 压阻式传感器可以测量压阻式传感器可以测量 DP(差压差压),Static Pressure(静压静压)和和 Sensor Temperature(传感器温度传感器温度).以上信息由微处理器对静压和温度进行补偿以上信息由微处

17、理器对静压和温度进行补偿.没有任何其他公司的变送器能够对这些影响进行实时的补偿没有任何其他公司的变送器能够对这些影响进行实时的补偿.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测量范围提供更准确的公司变送器可以对更宽的测量范围提供更准确的测量测量!先进的传感器技术先进的传感器技术16non-volatilememoryMicro-processor微处理器微处理器Output ChipPo

18、werPACDACSPMCharacterization 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=Sensor Pulse Modulator 传感器信号发生器传感器信号发生器PAC=Pulse Accumulator 信

19、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 sensor over its temperature and pressure range,collect data and compute cor

20、rection factors to be used by the microprocessor to eliminate errors.特征化就是在制造过程中，对传感器加上超过其范围的温度和压力，同特征化就是在制造过程中，对传感器加上超过其范围的温度和压力，同时采集数据和用于微处理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理器的计算机校正参数，从而消除误差。Characterization allows Honeywell to pull themaximum duty from the ST3000 sensor.特征化使得特征化使得Honeywell 用于用于 ST3000

21、传感器的作用发挥到最大传感器的作用发挥到最大.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 (使用现场使用现场)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 封闭和泄露实验封闭和泄露实验l 10 小时小时 温度试验温度试验l 3 天天 连续测试连续测试l 变送器校准变送器校准 导致导致: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、在变送器工作时，特征化修正

22、值是如何取得的？在变送器工作时，特征化修正值是如何取得的？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“特征量存储器特征量存储器”中取得的。中取得的。2、特征化后的修正值是否一直可以用？特征化后的修正值是否一直可以用？特征量修正值实际上是硅片的特性曲线，由于硅材料特有的稳定性，特征量修正值实际上是硅片的特性曲线，由于硅材料特有的稳定性，这些特征量修正值是长期稳定不变的。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，怎么办？虽然是多点标定，但所测数据不是特征化时所取的点，怎么办？采用采用5级台劳级数进行曲线

23、拟和，拟合精度达到级台劳级数进行曲线拟和，拟合精度达到10-510-6。独特的标定方式独特的标定方式21静压实际上是由传感器测量的静压实际上是由传感器测量的.所以它可所以它可以由微处理器进行补偿以由微处理器进行补偿.其他变送器生产厂或者忽略静压的影响,或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!Honeywell 公司用于补偿的温度参数也是取自公司用于补偿的温度参数也是取自传感器传感器,也就是进行测量的地方也就是进行测量的地方!有些变送器生产厂是在变送器的其他地方取得温度参数,远离传感器.或者根本不取此参数.右图表明右图表明ST3000变送器与其他品牌变送器对温变送器与其他品牌

24、变送器对温度变化的响应度变化的响应.Why do Honeywell ST 3000 Pressure Transmitters out perform the competition?Brand RHoneywell 7.75%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

25、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 的电路板换成微处理器电路。的电路板换成微处理器电路。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 使用微处

26、理器。使用微处理器。2 进行温度进行温度 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 采用微处理器电路。采用微处理器电路。2 每台变送器对温度和压力进行逐一补偿。每台变送器对温度和压力进行逐一补偿。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 能够进行模拟和数字输出。能够进行模拟和数字输出。2620192019年第一季度正式推出年第一季度正式推出将将EEPROMEEPROM内置于表体内置于表体(MET

27、ER BODY)(METER BODY)中中采用最新的微处理器及全新设计的电子线路板采用最新的微处理器及全新设计的电子线路板ST3000 900ST3000 900系列变送器的精度达到系列变送器的精度达到+/-0.075%+/-0.075%所有所有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/Hr2019Multi-var

28、iable Display Selection(Not Functional on R300)Eng.Units SelectionStandard and CustomLower 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/Hr2019Multi-variable Display Selection(Not Functional on R300)Eng.Units Sele

29、ctionStandard and CustomLower Value SetUpper Value SetRaise and LowerButtons 28168.606.638S100eS100 R300160.506.31929125.854.955S900 R250S900 R300150.105.90930NPTSanitaryFlangedFlush Flanged31平均无故障时间平均无故障时间 MTBFWhat Did We Do?.MTBF Calculation based on MIL-HDBK 217 E Standard.Calculations performed

30、at four ambient temperature conditions.Looked at the following ST3000 component 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 平均无故障时间平均无故障时间MTBF长长3235200470MTBF(Year)误差率误差率100%5%1%平均无故障时间平均无故障时间

31、MTBF长长33用户安装现场实际可靠性检验结果:l对一个大型炼油厂安装的对一个大型炼油厂安装的 1800 台变送器进行了台变送器进行了超过超过9个月的跟踪个月的跟踪 仅有仅有 2 台变送器出现问题台变送器出现问题.34 完善的自诊断完善的自诊断 1.在线诊断，不影响正常工作。在线诊断，不影响正常工作。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，对变送器进行调整。信息，对变送器进行调整。3.关键性故障，变送器给出关键性故障，变送器给出 3.6 或或 21.4 mA 电流。电流。4.可以通过可以通过DCS 或或 SFC 进行

32、遥诊断，遥调整。进行遥诊断，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 可以满足最严格的防爆要求。可以满足最严格的防爆要求。2 已取得了美国，加拿大，德国，英国，澳大利亚，已取得了美国，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 结构上集本安，隔爆，粉尘防爆，非火花隔离于一身。结构上集本安，隔爆，粉尘防爆，非火花隔离于一身。4 价格上不另加钱。价格上不另加钱。最严格的防爆标准最严格的防爆标准36DEDE4-20 mA4-20 mAFFFF现场总线现场总线(19(199898年年1 1季度季度)HA

33、RTHART 37基本具有基本具有 的功能的功能可选项可选项可选项可选项l由由DE/HART Modem DE/HART Modem、掌上、掌上电脑及相关线缆组成电脑及相关线缆组成l可组态可组态HoneywellHoneywell的的DE/HARTDE/HART变送器及其他厂商变送器及其他厂商生产的生产的HARTHART变送器变送器l20192019年年4 4月起开始供货月起开始供货lCompaq IPAC 3700/3800Compaq IPAC 3700/3800和和Symbol PPT2800Symbol PPT2800已完成测已完成测试试SIGNALTEST+-Compaq iPAQ

34、3760 withHurricane SoftwareInterface Cable(AMP)MCC ModemST3000,R300,Rev.B6SFC or SCT Cable新新!40通用性标准 Honeywell 的变送器达到的指标：变送器的主要指标。可靠性：可靠性：MTBF 470 年年。稳定性：稳定性：温度，压力补偿，逐一补偿，多点补偿。温度，压力补偿，逐一补偿，多点补偿。精精 度：度：0.075%,0.0375%。量程比：量程比：1：40 1：400。耐静压：耐静压：21MPa-31.5MPa-42MPa。先进性：先进性：完善的自诊断，双向数字通讯，完善的自诊断，双向数字通讯，遥

35、调整，遥校正，遥组态。遥调整，遥校正，遥组态。41 A:差压变送器 0 2.5-100KPa (根据量程选主型号)STD924-A1H-00000-MB,ME,S2,1C (根据需要选附件)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:-低成本-不带光电隔离STT15U:STT15U:-基本性能与STT15R相同-带光电隔离STT15S:STT15S:-基本性能与S

36、TT15U相同-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送器62Standard Industrial Temperature Sensor supported by STT150RTDs:Pt100,Pt 200(IEC 60751)(2 or 3 wire)Pt100J,(JIS 1604-81)T/Cs:J,K,N,E,T,B,R,S(IEC 60584-1)Customized temperature sensorsRTDs:All resistance sensors with a range from 0 to

37、2000 OhmsT/Cs:All thermocouple sensor with a range from-120 to 120mV63STT150STT150智能可编程温度变送器智能可编程温度变送器间距间距 33 33mmmmSTT150STT150智能可编程温度变送器智能可编程温度变送器64 仅需在仅需在PCPC机上组态机上组态TemperatureTransmitterProgramming tool(TTP)With CD-ROM(TTP-C)With Floppy Disks(TTP-F)STT150STT150智能可编程温度变送器智能可编程温度变送器65 用用9 9针的针的RS

38、232RS232接口将温变与接口将温变与PCPC机相连机相连STT150STT150智能可编程温度变送器智能可编程温度变送器66 如果温变尚未连接如果温变尚未连接 4-20mA 4-20mA 回路，可采用回路，可采用 附带的附带的 9V 9V 电池供电。电池供电。STT150STT150智能可编程温度变送器智能可编程温度变送器67lSTT150 Transmitter memory contains the original factory calibration and current configuration report.-Objective:Ensure easy availabil

39、ity of report and avoid inefficiency of“after shipment of transmitter”requests for paperwork.lIn SCT 3000 selectFILEPRINT Displays 2 pages1)Current configuration2)Factory calibration Available for print out 68STT150STT150智能可编程温度变送器智能可编程温度变送器 可可采用三种方式供货采用三种方式供货 STT150-D 每盒每盒1010个个STTSTT STT150-M 每盒每盒2020个个STTSTT STT150-0-.单个型号单个型号STT150STT150智能可编程温度变送器智能可编程温度变送器69