浅谈现场总线系统的校准维护

工业控制系统通常需要检修维护的部分包含：一次传感器（如温度探头），二次仪表（如变送器）和回路（4-20mA/HART/FF）。现场总线系统较大程度地采用数字化技术，大幅度减少了系统中的模拟信号，从而几乎消除了回路的误差，但是一次传感器级的误差无法通过现场总线系统减少或消除,一次传感器担任着将非电量/非线性信号转化为线性模拟电信号的重任，传感器材料及二次仪表中将模拟信号数字化部分是主要的误差来源。一言以蔽之，常规4-20mA回路的误差比现场总线回路多了一个4-20mA模拟回路和输入输出卡接线口的误差。

然而，目前有一些看法过分扩大了现场总线和数字通讯工具的范畴，希望通过采用现场总线系统消除系统误差，仅用数字通讯工具实现现场总线系统的维护和校准，这完全违背了校准和溯源的概念，也是不符合《中国计量法》的。数字通讯工具只能对系统的数字部分进行组态和调整，但是无法对传感器部分和模拟信号部分进行校准和调整。通俗地说，无论采用什么系统协议，校准温度回路，我们需要一个标准的温度炉才能实现温度回路的校准和溯源；校准压力回路，需要高精度的压力校准器/压力模块来进行校准和维护。

以下是选用美国福禄克公司的过程工具产品对现场总线系统校准的实例，以期抛砖引玉，更完整地体现溯源和校准的概念。下图是福禄克公司对现场总线系统维护校准的一个方案：

我们需要校准上图显示的系统回路。接线如下：首先将热电偶从现场断开，接入福禄克公司多功能过程校准器F744的热电偶信号输出端，通过744产生标准的热电偶信号给回路。

回路的对应转换关系为100～300oC对应100～300oC的直接对应关系。回路的许可误差为0.25%。通过定制单位功能，将F744显示的反馈信号设为100～300oC的线性对应关系。 [page]

启用F744中的用户输入值功能，在输出每个标准值时，手动输入对应控制室面板指示值，从而计算出回路的误差。我们比对的值是供给回路的标准信号和系统最终的显示值。这两者之间的误差即为回路误差。在现场总线系统里，单表误差同时代表着回路误差或系统误差。

F744可以自动记录手工输入值，计算误差和存储数据。可存储8000点数据，用户可以用福禄克公司F744大批量地校准回路。非常适合开车调试和大规模检修的场合。

美国福禄克公司是过程校准维护工具的全球领先供应商，其推出的产品为全球过程用户带来价值，扩展能力。明星产品744，首创地将多功能过程校准器和手持通讯器合二为一,突破了传统过程校准器的范畴,已成为多家大型过程企业集团的首选和必选过程校准器。