罗斯蒙特 3144P 智能温度变送器.doc

智能温度变送器
1前言
目前选用的罗斯蒙特温度变送器主要是3144P型和848T型变送器，FF总线仪表。
2 特点
采用 HART 协议的罗斯蒙特 3144P 温度变送器具有卓越的测量精度、稳定性和可靠性，使其成为控制/安全应用中的行业领先温度变送器。 罗斯蒙特 3144P 具有支持单传感器输入和双传感器输入的双重能力。 双传感器输入能力使变送器能够同时从两个独立的传感器接收输入信号。 双传感器组态能够用于测量温差、温度平均或用于冗余温度测量。
· 用于控制/安全领域的最佳温度变送器
· 一个变送器同时具有支持单传感器和双传感器的能力
· 增强的抗 EMI 和滤波能力在过程测量中确保了卓越的稳定性
· 通过 IEC61508 安全仪表系统(SIS)的第三方计量认证
· 行业领先的 5 年稳定性，降低维护成本
· 热备份® 和传感器漂移警告特性可提高测量的长期可靠性
· 变送器与传感器匹配 消除了传感器的互换性误差，将测量精度提高 75%
· 即使在苛刻环境下，双室外壳也可确保最高的可靠性
· 一体化 LCD 表头的宽大显示屏，方便读数
3 技术说明
3.1 仪表整体防爆及防护等级：防爆等级：dIIBT4 、dIIBT5 ；防护等级：IP54。
3.2 仪表输出：
模拟量输出:：4-20mA HART通讯协议；
总线输出：FF通讯协议；
3.3 技术规格

关键技术规格
数字精度
对于 Pt100 RTD，为+ 0.10 °C (+ 0.18 °F)
D/A 精度
+ 0.02% 量程间距
环境温度影响
环境温度每变化 1.0 °C，Pt100 RTD 温度变化 0.0015°C
稳定性
对于 RTD 两年内精度，以 + 0.1% 读数或 0.1° C 中较大者为准
对于 RTD 五年内精度，以 + 0.25% 读数或 0.25° C 中较大者为准
输入
2、3、4 线制 RTD，热电偶，mV 或 ohm
输出
4-20 mA dc，采用 HART 协议
电源电压
12.0 至 42.4 V dc（250 ohm 负载，要求 18.1 V dc ）

4 3144P温度变送器的组成
4.1 温度变送器双室外壳
双室外壳由密封的完备电子元件隔室和单独的端子隔室组成。将变送器敏感电子元件与端子隔室所在的长期苛刻过程环境和工厂环境进行保护性隔离，即使是在严重腐蚀、潮湿以及射频干扰环境中，也可增强变送器可靠性。
变送器内部结构
·
·

4.2 电子线路板
  电子板采用专用集成电路（ASIC）与表面封装技术。该板接收来自传感膜头的数字输入信号及其修正系数，然后对信号进行修正与线性化。电子板模块的输出部分将数字信号转为模拟输出，并与HART手操器进行通讯。
4.3数据存贮
  组态数据存贮于变送器电子板模块的永久性EEPROM存贮器中。变送器掉电后，数据仍保存，故而上电后变送器能立即工作。
4.4数/模转换与信号传送
  过程变量以数据存贮，可以进行精确地修正和工程单元的转换。信号经修正后的数据转换为模拟输出信号。HART手操器可以直接以数据信号方式存取传感器读数，不经过数/模转换以得到更高精度。
4.5通讯格式
  3144P温度传感器采用HART协议进行通讯，该协议使用了工业标准Bell202频移调制（FSK）技术。在模拟输出上叠加高频信号可以进行远程通讯。采用该技术，能在不影响回路完整性的情况下，实现同时通讯和输出。3144P型低功耗传感器可与任何使用HART协议（版本6.2或更高版本）的主机进行通讯。

5 测量原理

6技术指标及安装要求
6.1 性能指标
输出
采用任意4-20 Ma/HART两线装置， 线性温度或输入。采用FF现场总线通讯（符合ITK4.5）,完全数字化的输出。
电源
需要外接电源。变送器在变送器端直流电压为12.0到42.4V（250欧姆负载，需要18.1V直流电源）时正常运行。变送器电源终端额定电压为42.4V dc。
负荷限制
最大负荷=40.8×（电源电压-12.0）

注释
HART通讯需要250至1100 欧姆的回路电阻。当变送器端电压低于12V dc时禁止与变送器通讯。
参考精度
±0.025% 量程（3051s），±0.0,4% 量程（3051c）
阻尼
对于阶式信号输入变化的模拟输出响应，用户可从 0 到 60 秒之间选择一时间常数。
开启时间
在变送器电源接通后不到 2 秒内达到规范性能。
稳定性
⑴ 对于热电阻24个月内读数误差为±0.1%或0.1℃,以较大者为准。
⑵ 对于热电偶12个月内读数误差为±0.1%或0.1℃,以较大者为准。
⑶ 对于热电阻5年内读数误差为±0.25%或0.25℃,以较大者为准。
⑷ 对于热电偶5年内读数误差为±0.5%或0.5℃,以较大者为准。
动态性能总体响应时间（Td + Tc）
HART 输出：100 ms
FF输出：152mm
湿度极限值
0-100% 相对湿度
7 组态
7.1 工作台标定
罗斯蒙特 3144P 利用 375 现场通信器（通信要求回路电阻介于 250 至 1100 ohm 之间）或
AMS 进行通信。 请勿在变送器端子电源电压低于 12 Vdc 时进行操作）。 欲了解更多信息，
请参阅 3144P 参考手册和 375 现场通信器参考手册（文件编号 00809-0106-4276）。
升级 375 现场通信器软件
375 现场通信器现场设备版本应为 Dev v3、DD v2（SIS 为 Dev v2、DD v1）或更高，以便
与 3144P 进行正确的通信。 设备描述适用于新通信器，也可以在任何艾默生过程管理服务中
心载入现有通信器中。
请完成以下步骤，以确定是否需要更新。
ａ、连接传感器（参见位于外壳封盖内的接线图）
ｂ、将工作台电源与电源端子（“+”或“-”）连接。
ｃ、通过回路电阻器将 375 现场通信器连接至回路，或在变送器上的电源/ 信号端子处连接
375 现场通信器。
ｄ、如果通信器的设备描述(DDs) 为较早版本，将出现以下信息。
注意： 升级通信器软件以获取新的 XMTR 功能。 是否继续采用旧版设备描述？
注意：
如果未出现该提示，表明最新的 DD 已安装。
如果无法获取最新版本，通信器仍可正常通信。 但是如果变送器采用先进功能组态（例
如双输入组态或某个附加的传感器输入型），用户将会遇到通信问题，将被提示关闭通信
器。
为防止该情况发生，请升级至最新版 DD， 或在提示中选择 NO 并使用默认的普通变送器
功能
图 1. 将通信器与工作台回路连接。

7.2 检验变送器组态
划勾项(√)表示基本组态参数。至少，应将这些参数作为组态和启动程序的一部分进行检测。

7.3　设置开关
安全和故障模式开关位于电子模块的顶部中心位置。 按照下列步骤设置开关。
无液晶显示器
a、 将回路设置为手动（如果适用）并断开电源。
b、拆除电子元件外壳封盖。
c、将开关设置为所需位置。 再次连接外壳封盖。
d、通电并将回路设置为自动控制。
带液晶显示器
a、将回路设置为手动（如果适用）并断开电源。
b、拆除电子元件外壳封盖。
c、旋开液晶显示器的螺钉并使测量计立即滑出。
d、将开关设置为所需位置。
e、再次连接液晶显示器和电子元件外壳封盖（需考虑液晶显示器方向 - 以 90 度增量旋转）。
f、通电并将回路设置为自动控制。
7.4　固定变送器
将变送器安装于配管管段内的较高点，以防止水分进入变送器外壳。
典型北美安装
a、将热电偶套管安装于过程容器壁。 安装并拧紧热电偶套管。 进行泄漏检查。
b、连接所有需要的联管节、联合器和延伸附件。 用硅油或密封带密封连接头的螺纹（如果需要）。
c、将传感器拧入热电偶套管或直接拧入过程设备里（取决于安装要求）。
d、检验所有密封要求。
e、将变送器连接至热电偶套管/ 传感器装配件。 用硅油或密封带将所有螺纹密封（如果需要）。
f、将现场接线线路配管装到打开的变送器配管入口（远程安装），并将导线插入变送器外壳里。
g、将现场引线拉入外壳的端子侧。
h、将传感器引线连接至变送器传感器端子（接线图位于外壳封盖内）。
i、将两个变送器封盖连接并拧紧。

A = 热电偶套管　　　　　　D = 现场接线线路配管（dc 电源）
B = 延伸件（接头） 　　　　E = 延伸附件长度
C = 联管节或联合器
典型欧洲安装
a、将热电偶套管安装于过程容器壁。 安装并拧紧热电偶套管。 进行泄漏检查。
b、将顶部接线盒连接至热电偶套管。
c、将传感器插入热电偶套管，将传感器与顶部接线盒接线（接线图位于顶部接线盒内）。
d、将变送器安装到 2 in(50 mm) 的管子上，或用可选的其中一个安装支架（B4 支架如下图所示）在面板上安装。
e、将电缆密封装置连接安装到由顶部接线盒至变送器配管入口敷设的屏蔽电缆上。
f、从变送器背部其相对的配管入口至控制室敷设屏蔽电缆。
g、将屏蔽电缆引线穿过电缆入口插入顶部接线盒/ 变送器。 连接并拧紧电缆密封装置。
h、将屏蔽电缆引线连接至顶部接线盒端子（位于顶部接线盒内）及传感器接线端子（位于变送器外壳内）。

A = 电缆密封装置
B = 连接传感器与变送器的屏蔽电缆
C = 连接变送器与控制室的屏蔽电缆
D = 2 in(50 mm) 管线
E = B4 安装支架
7.5 接线与通电
• 接线图位于端子块封盖内部。
• 变送器运行需要外部电源。
• 通过变送器电源端子所需的电源为 12 至 42.4 V DC （电源端子额定电压为 42.4 VDC）。 为防止变送器损坏，改变组态参数时请勿使端子电压低于 12.0 Vdc。
为变送器供电
a、拆除端子块封盖。
b、将电源正极引线与端子“+” 连接。 将电源负极引线与端子“-” 连接。
c、拧紧端子螺钉。
d、再次连接并拧紧封盖。
e、供电。

变送器接地
不接地热电偶、mV 和 RTD/Ohm 输入
对于接地，每个过程安装都有不同要求。 对于特定的传感器类型，使用设备推荐的接地选
项，或优先采用接地选项 1 （最常用）。
选项 1 （推荐用于不接地变送器外壳）：
a、将信号线线路屏蔽与传感器接线线路屏蔽连接。
b、确保两个屏蔽紧密连接，并与变送器外壳已进行电气隔离。
c、仅在电源处将屏蔽接地。
d、确保传感器屏蔽与周围接地装置已进行电气隔离。

选项 2 用于接地变送器外壳：
a、将传感器接线线路屏蔽与变送器外壳（仅当外壳接地时）连接。
b、确保传感器屏蔽与周围可能接地的装置已进行电气隔离。
c、将信号线线路屏蔽在电源处接地。

选项 3：
a、若可能，将传感器接线线路屏蔽在传感器处接地。
b、确保传感器接线线路和信号线线路屏蔽与变送器外壳和其它可能接地的装置已进行电气隔离。
c、将信号线线路屏蔽在电源处接地。

接地热电偶输入
a、将传感器接线线路屏蔽在传感器处接地。
b、确保传感器接线线路和信号线线路屏蔽与变送器外壳和其它可能接地的装置已进行电气隔离。
c、将信号线线路屏蔽在电源处接地。

7.6 进行回路测试
Loop Test （回路测试）检验变送器输出、回路完整性、回路中安装的记录器或相似设备的
运行情况。启动回路测试：
a、将外部安培表与变送器回路串联（这样变送器的电源电流才能在回路中的某一点通过安
培表）。
b、在 Home screen （主屏幕）中，选择 1 Device Setup （1 设备设置）、2 Diag/Serv （2
诊断/ 维修）、1 Test Device （测试设备）、 1 Loop Test （1 回路测试）。 通信器显示回路测试菜单。
c、为变送器输出选择一个合理的毫安级。 在 Choose Analog Output （选择模拟输出）中
选择 1 4mA、2 20mA 或选择 4 Other（其它），手动输入 4 和 20 mA 之间的一个值。 选
择 Enter 显示固定输出。 选择 OK。
d、在测试回路中，检查变送器的真实毫安输出值是否与 HART 毫安读数一致。 如果读数不
匹配，变送器需要进行输出微调或是电流表出现故障。
e、测试完成后，显示屏返回到回路测试屏幕，允许用户选择另一个输出值。 选择 5 End
（结束） 并按 Enter 结束回路测试。
启动模拟报警
a、在 Home screen （主屏幕）中，选择 1 Device Setup （1 设备设置）、2 Diag/Serv （2
诊断/ 维修）、1 Test Device （1 测试设备）、1 Loop Test （1 回路测试）， 3 Simulate
Alarm （3 模拟报警）。
b、变送器将基于组态报警参数和开关设置输出报警的当前级别。
c、选择 5 End （5 结束）让变送器返回到正常条件下。
3144P SIS 标识
所有经安全认证的 3144P 变送器均要求有经安全认证的电子元件。 这些电子元件用包裹电子元件的黄色塑料外壳加以标识。
识别经安全认证的变送器：
a、拆除电子元件测量计封盖。
b、检验电子元件外壳是否为黄色（或在液晶显示器后）。
安装
除本文件中列出的标准安装规程外，没有其它特殊安装要求。 安装电子元件外壳可以始终确保适当的密封，以使金属间彼此接触。
回路设置应确保变送器输出为 24.5 mA 时，端子电压不降至 12 Vdc 以下。
将安全开关设置为“ON”（开启）位置，以免在正常操作中意外或有意将组态数据更改。
组态使用符合 HART 协议的主机与 3144P SIS 通信并对其组态进行验证（参阅“表1： HART
快捷键序列号”以检验组态）。 DD 版本要求为 3144P SIS Dev. 1 Rev 1 或更高。
用户选择的阻尼将影响应用过程中变送器对变化的响应能力。 阻尼值 + 响应时间不应超出回路要求。
备注
a、在下列情形下，变送器输出为非额定安全： 组态更改、多点、回路测试。 应使用备选方案以确保变送器组态和维护活动中的过程安全。
b、DCS 或安全逻辑解算器的组态应与变送器的组态匹配。
图 2 识别罗斯蒙特报警和饱和电平。 （用户可对报警和饱和值进行组态。） 将报警开关设为要求的 HI 或 LO 报警位置。 使用 HART 通信器时， 使用下列 HART 快捷键选择报警和饱和电平
1 Device Setup （1 设备设置）、 3 Configuration （3 组态）、4 Dev Output Config （4 设备
输出组态）、2 Alarm/Saturation （2 报警/ 饱和）、2 AO Levels （2 AO 电平）。
图 2. 罗斯蒙特标准报警电平

c、在模拟量输出信号上检测到的故障表现为高于高报警电平或低于低报警电平，这与报警
电平如何组态无关。
8 运行和维护
推荐下列校验。 如果在安全功能性上发现故障，则必须将采取的校验和纠正措施在
上记录归档。
“表1： HART 快捷键序列号”帮助您执行回路测试、复查 - 设备变量、查看状态。
校验时间间隔取决于变送器的组态和使用的温度传感器。
简化校验
简化校验可以检测到 3144P SIS 自动诊断所不能检测出的大约 63％ 的变送器 DU 故障和大
约 90％ 的温度传感器 DU 故障。
a、在回路测试中输入代表高报警状态的 mA 值。
b、检查参考仪表，验证 mA 输出是否与输入值对应。
c、在回路测试中输入代表低报警状态的 mA 值。
d、检查参考仪表，验证 mA 输出是否与输入值对应。
e、使用 HART 通信器，查看设备的详细状态，确保变送器中不会出现报警或警告。
f、通过与基本过程控制系统(BPCS) 的数值进行对比，检查传感器的数值是否合理。
g、按照工厂要求将测试结果记录归档。
9 扩展校验
扩展校验包括了简化校验，它可以检测到 3144P SIS 自动诊断所不能检测出的大约 96％ 的变送器 DU 故障和大约 99％ 的温度传感器 DU 故障。
a、执行简化校验。
b、进行最少两个点的传感器验证检查。 如果使用了两个传感器，每个传感器都要进行此步
骤。 如果安装需要进行标定工作，则标定可以与验证一起进行。
c、验证外壳温度值是否合理。
d、按照工厂要求将测试结果记录归档。