仪表规范
为新的流程或是改进过的流程选择相应的设备是一件很困难的事情，特别是当这个流程包括不熟悉的领域时。例如一个人有流量或压力测量的经验，也许会认为温度传感器比较棘手。当面临一个新的应用领域时，该如何着手完成这个流程呢？
　　选择设备的开始就是对流程和受控对象的仔细分析。每一个测量点都必须有一个用途。在较大的控制计划中，如果这个用途是模糊的，就很容易导致错误的设备选型。太精确的设备浪费资金，而太简单的设备又不能提供足够准确的信息，有时甚至是错误的信息。仔细研究流程图的每一个点，然后分别问如下问题：
　　■  测量变量和相应的单位是什么？（压力、温度等等）。
　　■  当此流程正常工作时，它的工作区间是什么？如果这个流程是全新的或者是尚处设计阶段，这个问题就比它听起来要难回答得多。
　　■  当系统处于故障状态时，它的非正常工作区间是什么？为了保护系统中的设备不被损坏，这些设备的工作区间需要被扩展到什么范围？为了防止工作流程出现的异常峰值损坏设备，就需要提供高等级的保护措施，而这样却降低了精度等级。
　　■  测量值的精度要求有多高？因为这一点对于设备的成本有 

很大影响。
　　■  单位除了是一种表示方法，是否还有其他功能？
　　AmeriChem System公司的系统集成工程师Greg Ferro说：“你的流程很少会运行于极端条件下。它们通常只有很窄的工作区间，你只要选择可以满足这个区间的设备就可以了。当然，有时候工程师们不能预测实际的工作情况，而且这种不可预测性比大家认为的要高。如果客户要求设计一个可以每分钟可以处理80加仑的系统，而你却发现系统实际上只需要每分钟处理8加仑，这时你就有麻烦了。”选择合适的工作区间和精度一样重要，实际上，这两者是直接相关的。精度通常表示成满量程的百分比或者测量比。工作于极端状态下的代价是牺牲了精度，所以明确制造商对最优工作区间的定义是很重要的。容量工具条就显示了最优工作区间。
　　PID工具条图示了一个简单的流程图和它所支持的设备。我们可以把标题进一步细化，考虑每个设备的安装和用途。一旦每个设备的用途和功能参数被确定了，下一步要做的就是选择一个具体的制造商和产品型号。
　　如何表述精度
　　当一台设备参与测量时，它提供的是一个近似值，因为设备不可能绝对精确。在测得值和理想值之间总存在着某种因素引起的差异。在实际应用中，工程师的目的是减小这种差异，使之在过程上下文中可以被忽略。测得值和理想值之间的差异程度就是精度等级。在容差上下限之间的区域就是误差区间。
　　根据仪器、系统与自动化学会（ISA），有5种方法来表述精度等级：
　　1. 用被测变量本身来表示。如100psi±2psi。
　　2. 测量区间或量程的百分比。0-500psi压力即±1%的量程，在整个测量范围内的任何一个点都具有±5psi的误差区间。
　　3. 测量区间上限值的百分比。（当测量区间下限为0，这个值和第二条的值时相同的。）
　　4. 测量跨度的百分比，使用于测量下限不为0的情况，例如：一种温度传感器：100-200℃的精度等级。
　　5. 实际测得值的百分比：0-100psi压力定额为实际测得值的1%。（意思就是在测得值为10时精度为±0.1，但是当测得值为100时精度就是±1。这说明越低的测得值具有越高的精度，但是这种情况较少发生。）
　　大多数设备使用方法1、2、3、4或几种方法的结合，并把精度与测量区间或测量上限联系起来。实际上对于所有种类的设备，测量区间都以某种形式与精度联系着。

 
点击看原图
过程仪表举例
　　这个简单的化学品混合流程图解释了设备选型的基本原则。在此，水被加入到化学试剂中，得到稀释的最终产品。过程条件的改变要求混合比在很窄的区域内变化。所有的流量和压力变送器把测得值转换后传送给PLC，大多数的仪器都会即时显示测得值。
　　试剂流经一个泵、一个止回阀，到一个电动-气动控制阀。液体经过电磁流量计，为了保证流体畅通和测量的高精度，液体还需再流经混合点前的压力变送器。
　　水先流过一个过滤器，一个差分压力传感器跨接在过滤器两端，用于监控过滤器的状态。如果差分读数超过设定值，报警限就会被触发，说明此时过滤器处的残留物过多。在流过了止回阀和泵之后，一个控制阀会调节流量，以保持试剂的比例。在控制阀后面有一个压力变送器和涡旋流量计，用来测量吞吐量。对于这个不是很关键的测量点，简单且便宜的斡旋传感器足够了。
　　在两种成分混合之后，一个压力变送器会监控静态搅拌器之前的混合溶液。在混合液流到存储罐之前，使用一个孔盘和差分压力变送器来测量最终体积。两条供料管道被检验，来确保最终体积的正确性。所有这些因素都由PLC联系起来，然后再调节控制阀，保证体积和
客户要求性能，确实如此，但同样要求可靠性和稳定性。可靠性表示我需要花多少时间进行维护。稳定性表示我不用经常进行校准。”

测量范围和精度：
　　哪个更重要？
　　你的工作是测量管子里的液体压力，例如40psi。你有两个不同区间的压力表：
　　表1：0-300psi，3A等级（±0.25%的量程）
　　表2：0-100psi，2A等级（±0.5%的量程）
　　第一块表比较好，因为他比第二块精确2倍，对么？是的，确实是这样，但是在如下的情况下就不是这样的了。表1在任何一个点可以达到±0.75psi（300的0.25%）而表2可以在任何一个点达到±0.50psi（100的0.5%）。当利用整个区间中精度较高的部分时，一块低精度等级的表会比一块高精度等级的表还要精确。 
 
　　选型的关键是所选设备的工作区间与实际工作压力越接近越好，同时也要考虑到对瞬时尖峰值得保护。只要你能保证瞬时尖峰值不会超过仪表的上限，一块0-50psi 2A等级的表就可以提供更精确的测量值。
　　测量的精确度本身只是选型的一个因素，在这个例子中，测量区间也同样重要。

　　哪些特征比较重 

要？
　　如果对于大多数客户来说，精度已经达到要求了，那么在诸多备选者中应该考虑哪些要点呢？
　　■  功能性——除了提供过程变量，设备还能做什么？
　　■  编程的简便性——你的操作人员是否可以适应这个系统，抑或他们需要额外的培训。
　　■  联网的可扩展性——这台设备或许满足了今天的需要，但是否计划将来升级为现场总线系统或DCS系统？
　　■  自诊断功能——除了提供过程变量，这台设备可以的两什么环境参数？你需要什么样的报错信息或自身状态监控？
　　■  稳定性——多久这台设备需要被校准？你现在的设备是否是机械式的或是模拟式的？如果是的话，你可能会经常校准。工厂进行过校准的设备可以直接启用，在下次校准之前可以工作很多年。这降低了维护成本。
　　■  可靠性——一台设备的维护是否频繁？设备安装的位置是否容易到达，并进行维护，或者不容易到达，或者安装的位置很危险？低初期投资是否值得对不可靠设备进行改造？不依靠自身的经验而得到可观信息是很难的。
　　■  可扩展性——为了升级了你的现场总线和网络系统，你需要更换设备么？许多供应商提供了组件化设计，可以随着需求的改变进行升级。
　　■  工厂使用经验——你正在使用什么产品？使用的效果是否良好？如果你和某个生产商有过接触，和销售人员打过交道或者有他们的产品。至少，你已经有了值得维护的投资。
　　Saunders说：“对于设备卖主的最好的褒奖就是对他们说‘我们安装了你们的传感器而且我们不用为它担心。” 
　　翻译：辛磊夫
更多信息，请访问：
　　www.abb.us.com
　　www.americhemsystems.com
　　www.emersonprocess.com
　　www.isa.org
　　www.miinet.com