摘要：一般的傳感器以及逐漸被智能傳感器所取代，現在智能傳感器已經拔地而起了，本文主要介紹智能傳感器的優點，特點，以及與儀表工程的關系。

       一般的傳感器只能作為敏感元件，須配上變換儀表來檢測物理量、化學量等的變化。隨著微電子技術的發展，出現了智能傳感器。智能傳感器采用超大規模集成電路，利用嵌入軟件協調內部操作，在完成輸入信號的非線性補償、零點錯誤、溫度補償、故障診斷等基礎上，還可完成對工業過程的控制，使控制系統的功能進一步分散。
　　
　　智能傳感器集成了傳感器、智能儀表全部功能及部分控制功能，具有很高的線性度和低的溫度漂移，降低了系統的復雜性、簡化了系統結構。特點如下：
　　
　　●一定程度的人工智能是硬件與軟件的結合體，可實現學習功能，更能體現儀表在控制系統中的作用。可以根據不同的測量要求，選擇合適的方案，并能對信息進行綜合處理，對系統狀態進行預測。
　　
　　●多敏感功能將原來分散的、各自獨立的單敏傳感器集成為具有多敏感功能的傳感器，能同時測量多種物理量和化學量，全面反映被測量的綜合信息。
　　
　　●精度高、測量范圍寬隨時檢測出被測量的變化對檢測元件特性的影響，并完成各種運算，其輸出信號更為，同時其量程比可達100:1，zui高達400:1，可用一個智能傳感器應付很寬的測量范圍，特別適用于要求量程比大的控制場合。
　　
　　●通信功能可采用標準化總線接口，進行信息交換，這是智能傳感器的關鍵標志之一。
　　
　　智能傳感器的出現將復雜信號由集中型處理變成分散型處理，即可以保證數據處理的質量，提高抗干擾性能，同時又降低系統的成本。它使傳感器由單一功能、單一檢測向多功能和多變量檢測發展，使傳感器由被動進行信號轉換向主動控制和主動進行信息處理方向發展，并使傳感器由孤立的元件向系統化、網絡化發展。

　　
　　化工廠中的智能傳感器與儀表工程
　　
　　圖1為化工廠某儀表工程項目示意圖，液體通過閥門定位器進入化工槽罐，在進口管道中安裝了電磁流量計，以進行瞬時流量和累計流量的控制；在化工槽罐底部安裝了壓力傳感器，以進行液位的檢測。該項目由于在化工現場，需要本質安全型儀表，且需要進行數據交換，控制精度要求高。
　　
　　根據工程需要，結合西門子PLC控制的實際情況，化工廠儀表工程項目可以按照如圖2進行控制系統構建。
　　
　　該控制系統中，DP/PA耦合器是PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA兩種總線的結合點和物理連接器。DP/PA耦合器可以單獨使用，也可以和DPLink配合使用，在本項目中單獨使用即可。
　　
　　DP/PA耦合器有兩種型號，即ExiDP/PA耦合器和FDC157-0DP/PA耦合器，前者zui大輸出電流110mA，用于防爆場合；后者zui大輸出電流為1000mA。由于控制柜安裝在中央控制室，只有傳感器和執行器安裝在現場，需要本安型現場儀表，因此從經濟的角度出發選擇FDC157-0DP/P耦合器。
　　
　　壓力傳感器選型SITRANSPDSⅢ為智能數字壓力變送器，帶有HART、PROFIBUSPA或FF總線通訊，具有按鍵操作、診斷功能以及高精度等特點（如圖3所示）。該智能壓力變送器主要用于壓力、壓差、絕壓和液位測量，具有特殊的安全標準。
　　
　　SITRANSP智能壓力變送器*的診斷功能有：
　　
　　●雙時間寄存器可以設置何時需要預防維護或是校準的提示信號。
　　
　　●可以任意調節的三個極限值，這就意味著可以執行預設定報警或溫度監控。
　　
　　●超限記錄：采用不可恢復的瞬間實際值記錄壓力的zui大/zui小值，傳感器溫度和電子單元的溫度。記錄信息也包括SITRANSP的狀態、進程和環境溫度等。　　
　　●仿真功能：使變送器可以對傳感器后面的電子部分和整個回路進行檢查，例如對于開車前的系統調試。這提供了重要的信息：變送器電子部分是否正常工作?多少壓力時產生超限響應？控制回路是否正常工作？所有顯示功能是否起作用？
　　
　　●簡單的即插即用功能：在現場，如果變送器在電子或測量單元出現故障，可以只替換故障的部件，無需重新校準。
　　
　　●現場調校更容易：DSIII系列智能變送器具有*的就地按鈕。通過就地按鈕，可對變送器進行各種功能組態，如零點調整、加壓和不加壓的測量上下限的設定、單位選擇、阻尼設定、輸出選擇等。此外，由于就地按鈕采用磁感應原理，因而即使在危險場所，無需打開變送器表蓋，無需采用任何工具，也可以調整參數，運用自如。此外還可以鎖定組態按鈕，以避免誤操作。
　　
　　流量傳感器選型在本安類型中，SITRANSFM系列電磁流量計擁有滿足ATEX和FM認證的各個量程的類型，包括分體式和一體式安裝。它具有本質安全級輸入輸出、符合NAMURNE21、多信息和多語言顯示、實時流量和累積正反向流量、的自診斷功能和出錯記錄。在化學工業中常常具有苛刻環境，因而要求使用寬范圍防腐材質。西門子SITRANSFM提供的襯里、電極和外殼材質都可以經受住如此苛刻的過程介質的腐蝕。
　　
　　閥門定位器選型如圖4所示的SIPARTPS2系列閥門定位器具有以下特點：
　　
　　●自動初始化。SIPARTPS2可以在很短的幾分鐘內，通過簡單的菜單進行自動初始化設定。在這個過程中，微處理器可以自己確定零點、終點位置、運動方向和速度。從這些項可以確定zui小脈沖時間和死區并且進行優化控制。
　　
　　●低耗氣量。SIPARTPS2的另一個顯著的特點是極低的耗氣量，傳統的閥門定位器在工作中會有很多儀表空氣的排放或泄漏，造成儀表空氣的較大需求，產生高的運行成本。由于新壓電閥的技術，SIPARTPS2在閥門不動作時不會有任何儀表空氣排放，只在zui需要的時間（即閥門動作的時候）用氣。
　　
　　●豐富的診斷功能。新型的SIPARTPS2可以提供更多的參數和附加診斷信息，包括工作時間記錄、當前溫度、zui小/zui大溫度、每個溫度段的工作時間、在線控制閥座（上、下行程位置）、監視或顯示可調閾值等。
　　
　　閥門定位器的選型結束后就是安裝接線，如圖5所示為儀表PA總線接線。

　　
　　結論
　　
　　隨著復雜過程工業的不斷發展，工業過程控制對大量現場信號的采集、傳遞和數據轉換以及對精度、可靠性、管控一體化都提出了更新、更高的要求。
　　
　　●智能傳感器和現場總線是組成智能傳感器與儀表控制系統的兩個重要部分
　　
　　智能傳感器與儀表控制系統用現場總線在控制現場建立一條高可靠性的數據通信線路，實現各智能傳感器之間及智能傳感器與主控機之間的數據通信，把單個分散的智能傳感器變成網絡節點。智能傳感器中的數據處理有助于減輕主控站的工作負擔，使大量信息就地處理，減少了現場儀表與主控站之間的信息往返，降低了對網絡數據通信容量的要求。經過智能傳感器預處理的數據通過現場總線匯集到主機上，進行更的處理（主要是系統組態、優化、管理、診斷、容錯等），使系統由面到點，再由點到面，對被控對象進行分析判斷，提高了系統的可靠性和容錯能力。
　　
　　●智能傳感器與一般傳感器的區別
　　
　　以數字化通信為傳輸方式的智能傳感器與一般傳感器相比，需有以下功能：
　　
　　1、共用一條總線傳遞信息，具有多種計算、數據處理及控制功能，從而減少主機的負擔。取代4-20mA模擬信號傳輸，實現傳輸信號的數字化，增強信號的抗*力。
　　
　　2、采用統一的網絡化協議，成為現場總線控制系統的節點，實現傳感器與執行器之間信息交換。系統可對之進行校驗、組態、測試，從而改善系統的可靠性。接口標準化，具有“即插即用”特性。
　　
　　智能傳感器是未來工業過程控制系統的主流產品，將對傳統的控制系統結構和方法帶來革命性的變化。