Les émetteurs intelligents peuvent-ils communiquer numériquement avec les systèmes DCS?

Dans le domaine de l'instrumentation, la connaissance théorique est comme une clé à molette dans votre main—elle peut sembler peu impressionnante, mais lorsqu'elle vous fait défaut à un moment critique, vous êtes en difficulté ! Que vous prépariez une certification de base ou que vous essayiez simplement de construire une base solide pour le travail quotidien, ces schémas de circuits, les principes des capteurs et les logiques de dépannage sont des noix dures inévitables à craquer.

Cette série sera mise à jour en continu. La suivre vous aidera à relever ces défis théoriques tout en jetant les bases des opérations pratiques. Même si vous ne faites que réviser quelques points pendant votre temps libre, vous construirez progressivement une base solide. Pour ceux qui veulent éviter les détours et identifier rapidement les lacunes de leurs connaissances, travaillons ensemble pour renforcer nos bases théoriques afin de pouvoir travailler avec plus de confiance !

Pourquoi certaines entreprises proposent-elles plusieurs séries d'émetteurs intelligents ?

Les émetteurs intelligents ont une grande précision. Cependant, dans la détection et le contrôle des processus de production, il arrive que la précision des instruments extrêmement élevée ne soit pas nécessaire—seules des performances stables et des mesures relativement précises sont requises.

Pour cette raison, tout en développant des émetteurs intelligents haute performance coûteux, de nombreuses entreprises produisent également des émetteurs intelligents économiques avec des performances et des prix inférieurs. Des exemples incluent les ST3000/100 (haute performance) et ST3000/900 (économique) de Honeywell, les 3051C et 1151S de Rosemount, et les FCX-A/AX (haute performance) et FCX-C (économique) de Fuji. Dans les systèmes où les émetteurs économiques répondent aux exigences, leur sélection peut réduire considérablement les coûts d'investissement.

Les émetteurs intelligents peuvent-ils communiquer numériquement avec les systèmes DCS ?

La possibilité pour un émetteur intelligent de communiquer numériquement avec un DCS dépend des circonstances spécifiques :

① Si l'émetteur intelligent et le DCS utilisent le même protocole de communication, la communication numérique est théoriquement possible, mais en pratique, des accords supplémentaires sont souvent requis—sinon, la communication échouera. Même entre les propres émetteurs intelligents et DCS d'une entreprise, par exemple : le DCS TDC-3000 de Honeywell (utilisant le protocole DE) et les émetteurs intelligents ST3000 ne peuvent communiquer que si le TDC-3000 est équipé d'une carte intelligente (STI) ; s'il dispose d'une carte analogique 4~20mA (carte d'entrée de haut niveau), seule la transmission de signal analogique 4~20mA unidirectionnelle est possible, et non la communication numérique. De même, le DCS CENTUM XL de Yokogawa (prenant en charge le protocole HART) ne peut fonctionner qu'avec ses propres émetteurs intelligents EJA, et même dans ce cas, une carte de détection numérique (ESC) doit être installée dans le système—sinon, seules les valeurs analogiques 4~20mA peuvent être transmises.

② Bien qu'il soit rapporté que les systèmes et les émetteurs intelligents de différentes entreprises peuvent communiquer numériquement s'ils partagent le même protocole, cela est rarement réalisable en pratique.

Les émetteurs intelligents Fuji et Rosemount sont conformes au protocole HART, alors pourquoi les terminaux portables de Rosemount peuvent-ils programmer et configurer les émetteurs Fuji, mais les terminaux portables de Fuji ne peuvent-ils pas faire de même pour les émetteurs Rosemount ?

Le protocole de communication HART a été principalement développé par Rosemount. Lorsque les fabricants d'instruments ont développé pour la première fois des émetteurs intelligents, HART n'était pas encore devenu une norme unifiée, de sorte que chaque entreprise a développé des produits selon ses propres protocoles de communication. Après que HART soit devenu une norme industrielle unifiée, de nombreux fabricants d'instruments ne se sont adaptés qu'à celui-ci par des méthodes de conversion. Ainsi, le communicateur portable 275 de Rosemount peut faire fonctionner les émetteurs intelligents FCX-A/C de Fuji—mais pour identifier correctement les modèles de produits Fuji, le 275 doit être chargé de fichiers de support spéciaux développés par Fuji. Cela s'applique également au fonctionnement des autres émetteurs conformes à HART par Rosemount. Quant aux terminaux portables d'autres entreprises (par exemple, FXW de Fuji, BT200 de Yokogawa), ils ne peuvent pas faire fonctionner les émetteurs intelligents 3051C de Rosemount, ni communiquer entre eux ou avec d'autres émetteurs pris en charge par HART.

Lorsque la plage de fonctionnement réelle d'un émetteur n'est pas sa plage maximale, sa précision peut-elle toujours être garantie ?

Les nouveaux émetteurs permettent le réglage de la plage en fonction des besoins d'utilisation. Cette plage peut être la plage maximale ou une plage plus petite, mais elle ne peut pas être trop petite—au-delà d'un certain point, la précision se dégradera.

Pour un émetteur de pression différentielle de classe 0,065, la relation entre la précision et la plage de fonctionnement est généralement exprimée par la formule suivante :

Pour un émetteur de pression différentielle avec une plage maximale de 100 kPa, x = 10 kPa ; pour un avec une plage maximale de 0~10 kPa, x = 3 kPa.

L'Organisation internationale de normalisation (ISO) définit un nouveau terme : « plage », qui est le rapport entre la « valeur maximale de la plage supérieure » et la « valeur minimale de la plage supérieure ».

Les fabricants garantissent que pour un émetteur de pression différentielle avec une plage maximale de 100 kPa, la plage supérieure est de 10 ; si la plage est inférieure à 10 kPa, la précision tombera en dessous de 0,065 %. Pour un émetteur avec une plage maximale de 10 kPa, la plage supérieure est de 3,3 ; si la plage est inférieure à 3 kPa, la précision tombera en dessous de 0,065 %.

Vrai ou faux : Étant donné que le point zéro (y compris la migration zéro positive/négative) et la plage des émetteurs intelligents peuvent être définis et modifiés via un communicateur portable, il n'est pas nécessaire de les calibrer à l'aide de signaux de pression.

Faux. Bien qu'il soit vrai que le point zéro (y compris la migration zéro positive/négative) et la plage des émetteurs intelligents peuvent être définis/modifiés via un communicateur portable—permettant aux opérateurs d'ajuster à distance la plage de mesure sans être sur site, ce qui est bénéfique pour répondre rapidement aux besoins de production, réduire l'intensité du travail, et particulièrement utile dans les zones toxiques ou de haute altitude où l'accès est difficile—l'exactitude des réglages à distance ne peut pas être vérifiée ou ajustée uniquement via le communicateur portable. Ce n'est qu'en appliquant une pression réelle et en la comparant à l'indication de l'instrument que des points zéro et des plages de mesure précis peuvent être obtenus. Par conséquent, les émetteurs intelligents nécessitent toujours un étalonnage à l'aide de la pression.

Cependant, comme les émetteurs intelligents sont basés sur des microprocesseurs avec des fonctions d'autodiagnostic, même sans appliquer de pression réelle, les écarts de réglage sont minimes. En règle générale, si un émetteur intelligent était initialement qualifié, il devrait le rester après les ajustements du zéro et de la plage via un communicateur portable—toute erreur dépassant les spécifications sera faible, et étant donné la haute précision de ces émetteurs, des écarts mineurs n'affecteront pas l'utilisation. Mais si un émetteur n'était pas initialement qualifié, l'ajustement de sa plage ne le rendra pas qualifié ; un étalonnage est nécessaire avant utilisation.

Quand les émetteurs intelligents ont-ils été introduits et quelles sont leurs caractéristiques ?

Au début des années 1980, Honeywell (USA) a lancé pour la première fois la série ST3000 d'émetteurs de pression intelligents—un produit naturel des progrès des technologies informatiques et de communication. Peu de temps après, d'autres entreprises mondiales d'instruments ont introduit des émetteurs intelligents similaires. Ces instruments partagent les caractéristiques suivantes :

① En plus des éléments de détection de pression (pression différentielle), leurs composants de détection comprennent généralement des éléments de détection de température. Grâce à l'utilisation de la technologie des systèmes micro-électro-mécaniques (MEMS), des circuits intégrés spécifiques à l'application à très grande échelle et de la technologie de montage en surface, ces instruments présentent des structures compactes, une grande fiabilité et de petites tailles.

② Les émetteurs intelligents offrent une grande précision (généralement ±0,1 % à ±0,2 %, certains atteignant même ±0,075 %), de larges plages de mesure (rapports de réduction de 40:1, 50:1, 100:1, voire 400:1) et des améliorations significatives des performances de température, des performances de pression statique et de la capacité de surcharge unidirectionnelle par rapport aux émetteurs précédents.

③ Le point zéro et la plage des émetteurs intelligents peuvent être définis à distance via un communicateur portable (également appelé opérateur manuel ou terminal portable), ce qui permet des ajustements de plage sans appliquer de pression de signal—particulièrement pratique pour les endroits inaccessibles.

④ Les émetteurs intelligents peuvent réaliser une communication numérique avec les systèmes de contrôle DCS, jetant les bases des systèmes de contrôle de bus de terrain entièrement numériques.