Dapatkah pemancar cerdas berkomunikasi secara digital dengan sistem DCS?

dalam bidang instrumentasi, pengetahuan teoretis seperti kunci inggris di tangan Anda—mungkin tampak tidak mengesankan, tetapi ketika gagal pada saat kritis, Anda dalam masalah! Baik Anda sedang belajar untuk sertifikasi dasar atau hanya mencoba membangun fondasi yang kuat untuk pekerjaan sehari-hari, diagram rangkaian, prinsip sensor, dan logika pemecahan masalah yang sulit dihindari.

Seri ini akan diperbarui terus-menerus. Mengikuti akan membantu Anda mengatasi tantangan teoretis tersebut sambil meletakkan dasar untuk operasi praktis. Bahkan jika Anda hanya menyegarkan beberapa poin selama waktu luang Anda, Anda secara bertahap akan membangun fondasi yang kokoh. Bagi mereka yang ingin menghindari jalan memutar dan dengan cepat mengidentifikasi kesenjangan pengetahuan, mari bekerja sama untuk memperkuat dasar-dasar teoretis kita sehingga kita dapat bekerja dengan lebih percaya diri!

Mengapa beberapa perusahaan menawarkan beberapa seri pemancar cerdas?

Pemancar cerdas memiliki presisi tinggi. Namun, dalam deteksi dan kontrol proses produksi, ada kalanya presisi instrumen yang sangat tinggi tidak diperlukan—hanya kinerja yang stabil dan pengukuran yang relatif akurat yang diperlukan.

Karena alasan ini, sambil mengembangkan pemancar cerdas berkinerja tinggi yang mahal, banyak perusahaan juga memproduksi pemancar cerdas ekonomis dengan kinerja lebih rendah dan harga lebih rendah. Contohnya termasuk ST3000/100 (kinerja tinggi) dan ST3000/900 (ekonomis) dari Honeywell, 3051C dan 1151S dari Rosemount, dan FCX-A/AX (kinerja tinggi) dan FCX-C (ekonomis) dari Fuji. Dalam sistem di mana pemancar ekonomis memenuhi persyaratan, memilihnya dapat secara signifikan mengurangi biaya investasi.

Bisakah pemancar cerdas berkomunikasi secara digital dengan sistem DCS?

Apakah pemancar cerdas dapat berkomunikasi secara digital dengan DCS tergantung pada keadaan tertentu:

① Jika pemancar cerdas dan DCS menggunakan protokol komunikasi yang sama, komunikasi digital secara teoretis dimungkinkan, tetapi dalam praktiknya, perjanjian tambahan seringkali diperlukan—jika tidak, komunikasi akan gagal. Bahkan antara pemancar cerdas dan DCS milik perusahaan sendiri, misalnya: DCS TDC-3000 Honeywell (menggunakan protokol DE) dan pemancar cerdas ST3000 hanya dapat berkomunikasi jika TDC-3000 dilengkapi dengan kartu cerdas (STI); jika memiliki kartu analog 4~20mA (kartu input tingkat tinggi), hanya transmisi sinyal analog 4~20mA satu arah yang dimungkinkan, bukan komunikasi digital. Demikian pula, DCS CENTUM XL Yokogawa (mendukung protokol HART) hanya dapat bekerja dengan pemancar cerdas EJA-nya sendiri, dan bahkan kemudian, kartu deteksi digital (ESC) harus diinstal dalam sistem—jika tidak, hanya nilai analog 4~20mA yang dapat ditransmisikan.

② Meskipun dilaporkan bahwa sistem dan pemancar cerdas dari perusahaan yang berbeda dapat berkomunikasi secara digital jika mereka berbagi protokol yang sama, hal ini jarang dapat dicapai dalam praktiknya.

Baik pemancar cerdas Fuji maupun Rosemount mematuhi protokol HART, jadi mengapa terminal genggam Rosemount dapat memprogram dan mengkonfigurasi pemancar Fuji, tetapi terminal genggam Fuji tidak dapat melakukan hal yang sama untuk pemancar Rosemount?

Protokol komunikasi HART terutama dikembangkan oleh Rosemount. Ketika perusahaan instrumen pertama kali mengembangkan pemancar cerdas, HART belum menjadi standar terpadu, jadi setiap perusahaan mengembangkan produk sesuai dengan protokol komunikasinya sendiri. Setelah HART menjadi standar industri terpadu, banyak perusahaan instrumen hanya beradaptasi dengannya melalui metode konversi. Dengan demikian, komunikator genggam 275 Rosemount dapat mengoperasikan pemancar cerdas FCX-A/C Fuji—tetapi untuk mengidentifikasi model produk Fuji dengan benar, 275 harus dimuat dengan file dukungan khusus yang dikembangkan oleh Fuji. Ini berlaku untuk pengoperasian Rosemount terhadap pemancar yang sesuai dengan HART lainnya juga. Sedangkan untuk terminal genggam perusahaan lain (misalnya, FXW Fuji, BT200 Yokogawa), mereka tidak dapat mengoperasikan pemancar cerdas 3051C Rosemount, juga tidak dapat berkomunikasi satu sama lain atau pemancar yang didukung HART lainnya.

Ketika rentang operasi aktual pemancar bukan rentang maksimumnya, bisakah akurasinya tetap dijamin?

Pemancar baru memungkinkan pengaturan rentang sesuai dengan kebutuhan penggunaan. Rentang ini bisa menjadi rentang maksimum atau yang lebih kecil, tetapi tidak bisa terlalu kecil—di luar titik tertentu, akurasi akan menurun.

Untuk pemancar tekanan diferensial kelas 0,065, hubungan antara akurasi dan rentang operasi umumnya dinyatakan dengan rumus berikut:

Untuk pemancar tekanan diferensial dengan rentang maksimum 100kPa, x = 10kPa; untuk yang memiliki rentang maksimum 0~10kPa, x = 3kPa.

Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO) mendefinisikan istilah baru: "rangeability," yang merupakan rasio dari "nilai rentang atas maksimum" terhadap "nilai rentang atas minimum."

Produsen menjamin bahwa untuk pemancar tekanan diferensial dengan rentang maksimum 100kPa, rangeability atas adalah 10; jika rentangnya di bawah 10kPa, akurasi akan turun di bawah 0,065%. Untuk pemancar dengan rentang maksimum 10kPa, rangeability atas adalah 3,3; jika rentangnya di bawah 3kPa, akurasi akan turun di bawah 0,065%.

Benar atau salah: Karena titik nol (termasuk migrasi nol positif/negatif) dan rentang pemancar cerdas dapat diatur dan dimodifikasi melalui komunikator genggam, tidak perlu mengkalibrasinya menggunakan sinyal tekanan.

Salah. Meskipun benar bahwa titik nol (termasuk migrasi nol positif/negatif) dan rentang pemancar cerdas dapat diatur/dimodifikasi melalui komunikator genggam—memungkinkan operator untuk menyesuaikan rentang pengukuran dari jarak jauh tanpa berada di lokasi, yang bermanfaat untuk memenuhi kebutuhan produksi dengan segera, mengurangi intensitas tenaga kerja, dan sangat berguna di area beracun atau dataran tinggi di mana akses sulit—keakuratan pengaturan jarak jauh tidak dapat diverifikasi atau disesuaikan melalui komunikator genggam saja. Hanya dengan menerapkan tekanan aktual dan membandingkannya dengan indikasi instrumen, titik nol dan rentang pengukuran yang akurat dapat dicapai. Oleh karena itu, pemancar cerdas masih memerlukan kalibrasi menggunakan tekanan.

Namun, karena pemancar cerdas didasarkan pada mikroprosesor dengan fungsi diagnostik diri, bahkan tanpa menerapkan tekanan aktual, penyimpangan pengaturan minimal. Biasanya, jika pemancar cerdas awalnya memenuhi syarat, ia harus tetap memenuhi syarat setelah penyesuaian nol dan rentang melalui komunikator genggam—setiap kesalahan yang melebihi spesifikasi akan kecil, dan mengingat presisi tinggi dari pemancar ini, penyimpangan kecil tidak akan memengaruhi penggunaan. Tetapi jika pemancar awalnya tidak memenuhi syarat, menyesuaikan rentangnya tidak akan membuatnya memenuhi syarat; kalibrasi diperlukan sebelum digunakan.

Kapan pemancar cerdas diperkenalkan, dan apa karakteristiknya?

Pada awal 1980-an, Honeywell (AS) pertama kali meluncurkan seri pemancar tekanan cerdas ST3000—produk alami dari kemajuan dalam teknologi komputer dan komunikasi. Segera setelah itu, perusahaan instrumen global lainnya memperkenalkan pemancar cerdas serupa. Instrumen ini memiliki karakteristik berikut:

① Selain elemen penginderaan tekanan (tekanan diferensial), komponen deteksi mereka biasanya mencakup elemen penginderaan suhu. Menggunakan pemrosesan sistem mikro-elektro-mekanis (MEMS), sirkuit terpadu khusus aplikasi skala ultra-besar, dan teknologi pemasangan permukaan, instrumen ini memiliki struktur yang ringkas, keandalan tinggi, dan ukuran kecil.

② Pemancar cerdas menawarkan akurasi tinggi (umumnya ±0,1% hingga ±0,2%, bahkan beberapa mencapai ±0,075%), rentang pengukuran yang luas (rasio turndown 40:1, 50:1, 100:1, atau bahkan 400:1), dan peningkatan signifikan dalam kinerja suhu, kinerja tekanan statis, dan kapasitas kelebihan beban satu arah dibandingkan dengan pemancar sebelumnya.

③ Titik nol dan rentang pemancar cerdas dapat diatur dari jarak jauh melalui komunikator genggam (juga disebut operator tangan atau terminal genggam), memungkinkan penyesuaian rentang tanpa menerapkan tekanan sinyal—sangat nyaman untuk lokasi yang tidak dapat diakses.

④ Pemancar cerdas dapat mencapai komunikasi digital dengan sistem kontrol DCS, meletakkan dasar untuk sistem kontrol fieldbus yang sepenuhnya digital.