為實現(xiàn)水泥工藝過程控制，自動化控制系統(tǒng)中必須從現(xiàn)場采集工藝過程變量。過程變量主要集中于四大類，即“壓力、溫度、料位、流量”，所謂過程變量變送器是將傳感器感受的物理量的變化轉換為準確的、標準的模擬或數(shù)字信號，并向網絡發(fā)送，實現(xiàn)在現(xiàn)場的過程傳感器和控制系統(tǒng)的連接。過程變量變送器在控制系統(tǒng)金字塔模型中處于最下層，卻是十分關鍵的環(huán)節(jié)，一個典型的5000t/d的水泥生產線需檢測的過程變量約為500~600個，需報警的點約為1000個，據(jù)中聯(lián)水泥集團下屬某一條2500t/d生產線的統(tǒng)計，計算機系統(tǒng)要監(jiān)控的過程變量有495個，需報警的點約在720個，故一條2500t/d水泥生產線，需要的過程變量變送器就在500個左右?；谶^程變量變送器應用面廣，數(shù)量多，又是工藝監(jiān)控必不可少的，各大水泥集團十分重視過程變量變送器的選用。近二十多年來，傳感器和變送器技術取得了長足的進步，如靈敏度的提高、響應時間的降低、遲滯性的降低、以及長時間的穩(wěn)定性和耐久性等，這些特性使得過程變送器變?yōu)楦_、更可靠、更穩(wěn)定、更安全。隨著新型干法水泥工藝不斷改進以及電子技術的突飛猛進，過程變量變送器也經歷了由模擬式、智能式、數(shù)字智能式三代產品，我國水泥生產線上安裝的過程變量變送器也有模擬式到智能式，并開始采用帶有 現(xiàn)場總線 FF或PROFIBUS-PA協(xié)議的變送器。我們先以壓力變送器為例，論述過程變量變送器的技術發(fā)展。?
二．壓力變送器的技術發(fā)展??
壓力、差壓變送器是過程變量變送器中最重要的一類，應用范圍很廣，除了可用于壓力、差壓測量之外，還可用于流量、液位、比重等其他參數(shù)測量。一條5000t/d的水泥生產線，在工藝流程各關鍵部位必須設置壓力變送器，如在窯頭、窯尾、各級預熱器的頂部和底部、各次風管和冷卻機各室等，以監(jiān)控工藝正常運行，據(jù)統(tǒng)計一條新型干法水泥生產線共需設置壓力變送器約為80臺。?
壓力變送器按測量機理來分，最常用的有電容式、電感式、擴散硅，振弦式等，近幾年來ABB，YOKOGAVA等公司又推出單晶硅諧振式和復合固態(tài)硅為測量機理的新型變送器，其各方面性能進一步提高；按結構形式變送器將其分為模擬式、智能式、數(shù)字智能式三代產品。八十年代我國自行建設的水泥廠，大多采用西安儀表廠引進的羅斯蒙特公司的1151系列變送器，除了用于測窯頭負壓的DR型微差壓變送器的精確度是0.5%以外，其余大多是0.25%，它的特點是采用4~20mA傳輸?shù)哪M儀表，就地顯示表頭為指針式，量程比在6:1左右。穩(wěn)定性為6個月，這是第一代模擬式變送器。第二代產品是智能變送器，所謂“智能”概念是：傳感器和變送器是由微處理器驅動，并且具有通信與自我診斷的能力。美國Honeywell公司在1983年最早推出智能變送器ST3000，1989年又推出全數(shù)字雙向協(xié)議的智能變送器，以后包括羅斯蒙特在內的許多公司，也紛紛推出智能變送器。智能壓力變送器除了有高精確度（0.1~ 0.075%），大量程比（最大可到100:1）和高穩(wěn)定性（1~5年）外，它一般帶有HART協(xié)議或本公司的協(xié)議，如ABB的Bailey FSK, YOKOGAVA的BRAIN協(xié)議，在后期的產品還帶有符合現(xiàn)場總線國際標準的FF或PROFIBUS-PA協(xié)議，它就地顯示表改為數(shù)字式，還可用手操器或在控制系統(tǒng)遠程組態(tài)，實現(xiàn)遠方設定或遠方修改變送器組態(tài)數(shù)據(jù)。近幾年來我國新上馬的干法水泥廠幾乎全采用了智能壓力變送器，主要產品有：重慶橫河川儀生產的EJA系列變送器 ，E+H的Cerabar S變送器, ABB的MV2000T，西門子的SITRANS P以及羅斯蒙特升級的1151和3051C變送器，有許多廠還選用了帶有FF或PROFIBUS-PA協(xié)議的智能壓力變送器。?
進入21世紀，第三代變送器--數(shù)字智能式變送器又逐步走入我們的視野，其代表性的產品是羅斯蒙特的3051S變送器，ABB的2600T265系列變送器，橫河的EJX變送器等。第三代變送器由于采用了先進的檢測技術，消除了濕氣、粉塵及其他現(xiàn)場惡劣環(huán)境對變送器測量的影響，精確度更高，據(jù)稱它的精確度均優(yōu)于 0.05% ；量程分檔更細，量程比擴大到200:1；穩(wěn)定性達到5年以上；通訊協(xié)議更全，新的變送器還通過了安全論證，能保證在工藝條件超過臨界值時安全停機。由于第二代變送器已能滿足水泥廠監(jiān)控要求，且第三代變送器價格還較高，故筆者認為在水泥廠暫不宜推廣。?