【儀表】數字顯示儀應用

數字顯示儀近年來的迅速發展已經引起人們的關注，如果你對其發展暫時還不太了解的話，只要你仔細閱讀幾份雜志上有關數字顯示儀的廣告，仔細研究幾本數字顯示儀的說明書，仔細調查幾個工廠數字顯示儀的應用情況，你可能會大吃一驚：數字顯示儀怎么會有那么多的功能、那么多的品牌、那么多種應用。
      作者本人也有這樣的感受，前幾年只是零星地、粗略地看過幾本數字顯示儀的說明書，也設計選用過一些數字顯示儀，對數字顯示儀的印象也就很膚淺。最近一段時間作者有機會自己動手調試了幾種數字顯示儀，親自體驗了一下與數字顯示儀打交道的感覺，實實在在的體會到數字顯示儀的性能不錯，精度也高，輔助功能多得令人目不暇接。原來頭腦中的“數字顯示儀是簡單儀表”的老觀念也不得不改變了，覺得數字顯示儀的確是一種可以在很多場合派上用場、解決一些現場令人頭痛問題的儀表。
      用戶要想真正用好用活數字顯示儀，還得認真了解一下各種數字顯示儀的性能、功能及價格。
      以下就數字顯示儀選用中讀者可能感興趣的幾個問題談談作者的體會。

萬能輸入
        對顯示儀來說，訂貨時通常要提供信號類別、分度號或信號范圍、顯示量程等信息。常見的信號類別、分度號或信號范圍見表1。

        表1  常見信號類別、分度號或信號范圍表

  目前數字顯示儀的顯示量程（以工程單位表示）均可在現場設定及改變，而分度號或信號范圍對大多數數字顯示儀來說不必在訂貨時提出，也可在現場設定及改變。因此對輸入信號來說只剩下信號類別這一項了，但近年來發展很快的萬能輸入也有不少廠家采用，這些廠家雖然都聲稱具有萬能輸入功能，但實際包含的內容稍有不同，通常只包括表1中的前4項或前6項。而有的廠家生產的帶萬能輸入的數字顯示儀還可輸入0.01~10000（或0.1~1000）Hz的脈沖信號，萬能輸入的含義更深了一步。我們或許應該注意最后提到的這種功能，它意味著這塊表可以將脈沖量轉換成模擬量顯示，例如可以將代表流量計數信號的一個個脈沖快慢信號轉換成代表瞬時流量大小的模擬信號顯示，起脈沖/電壓（或電流）轉換器的作用。如果這塊表還帶模擬輸出功能的話，它還可提供代表瞬時流量大小的模擬信號輸出。作者幾個月前在現場工作時遇到這樣一個問題：皮帶電子秤的秤架和二次儀表都裝在現場，與控制室之間只有兩根導線相連，現在希望在控制室里能顯示累計輸送量和瞬時流量，而皮帶電子秤的二次儀表目前只帶累計輸送量的脈沖輸出。按照以往的思路，我們需要為皮帶電子秤的二次儀表花3000元錢增訂一塊模擬輸出板，將4~20mA信號通過兩根導線送到控制室的顯示儀顯示瞬時流量，再送到比例積算器顯示累計輸送量。現在我們可以不再訂購模擬輸出板，而只需將累計輸送量的脈沖信號送到控制室的數字顯示儀（它可接受脈沖信號輸入，并帶4~20mA信號輸出）顯示瞬時流量，其輸出4~20mA信號送到比例積算器顯示累計輸送量，系統就簡單一些。如果直接選用帶脈沖輸入信號的數字流量積算儀，在流量積算儀上既可以顯示累計輸送量，又可以顯示瞬時流量，那就更簡單了。這一方案的另一個優點是積算議與就地皮帶電子秤二次儀表地累積值是一致的。
       使用萬能輸入數字顯示儀后，設計院的圖紙、用戶的訂貨、制造廠的生產都變得簡單，信號類別、分度號或信號范圍、顯示量程等信息都不必列出，由此引起的錯誤可完全避免。用戶的備品備件數量也可大大減少。
 四限報警
       生產過程中某些參數要求上、下限越限報警，這可以通過帶報警功能的顯示儀或單獨的報警給定器完成。但也有極少數重要參數既要求上、下限越限報警，也要求上上、下下限越限報警，即所謂四限報警。如像一些涉及大型設備停車連鎖的報警條件，有時要求上、下限越限信號僅用于聲光報警，即所謂預報警，可由操作人員根據現場情況決定處置方式，而上上、下下限越限時信號才進入連鎖系統使設備停車。這樣的要求以往需要2臺顯示儀或2臺報警給定器才能完成。現在選一臺帶四限報警（上上、上、下、下下限）的數字顯示儀就可以完成這一功能。
       就報警功能來說，數字顯示儀還有以下一些特殊功能：報警接點延時功能；上電免除報警功能，即通電后首次越限動作不報警;控制顯示儀的偏差報警功能;帶報警回差設定功能;程序控制各段結束報警功能（如深圳萬訊自控公司的產品）;程序控制過程中可編程事件報警功能。以上這些功能在現場都是很有用的。
儀表盤上新增儀表
       在現場常常遇到由于增加測量參數顯示需要在現有儀表盤上新增顯示儀的情況，這時往往要在儀表盤上重新開孔，有沒有不開孔、少開孔或開小孔的辦法呢？數字顯示儀目前有多通道及多種外形尺寸的產品，解決這類問題比較容易。比如將原有的單通道顯示儀換成雙通道儀表、四通道儀表，就有可能不開孔了。如果實在要重新開孔，除可選擇通用矩形尺寸（160*80、80*160）外，還可選擇小矩形尺寸（96*48、48*96）或方形尺寸（96*96、72*72、48*48）的儀表。當現有儀表盤盤面較為擁擠時，或許小矩形或小方形的儀表能幫你解決問題。
變送輸出功能
       有的儀表參數除在就地顯示外，還要遠傳至其它地點顯示，或要送到DCS、PLC系統。這種情況無疑選帶變送輸出功能的數字顯示儀最合適，這類儀表除了以數字形式在面板上顯示輸入信號外，還可選擇輸出下述類型的信號:0～10mA、4～20mA、0～5V、1～5V。要注意的是，有的生產廠需在選型時指定變送輸出信號類型，有的則只需在組態時選定即可。
      這種信號變送輸出的成本最低，通常只需增加幾十元即可得到此功能，而且輸入信號與輸出信號是隔離的。 
配電功能
       很多24VDC供電的變送器其輸出信號僅用于參數顯示，這種情況再按電動Ⅲ型儀表設計要求選用電源箱、配電器及顯示儀就太繁瑣了，只需選一臺帶24VDC配電輸出的數字顯示儀就可以了。
數據采集系統
       小型的數據采集系統在中國市場上很受歡迎，而帶通信功能的數字顯示儀可以進一步降低成本，甚至使只有幾十個點的微型系統投資也非常低。帶通信功能增加費用約一二百元，五六十點的數據采集系統才增加一萬元的投資，再加上計算機和工控軟件的費用，或許三四萬元就夠了。
      通常選用RS485通信口，32臺或64臺數字顯示儀通過RS485/RS232轉換器直接接入或通過專用數據采集器接入工控機。數字顯示儀和工控機構成兩級數據顯示系統，可靠性應該是很高的。

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