CDS_3151T压阻式压力变送器
一 概述
3151T智能压力变送器适用于表压压力和绝对压力的测量。本产品采用国外先进的压力传感器为测量元件，配以高性能的智能电路。精湛的封装技术和数字补偿工艺，确保产品的高质量。
3151T智能压力变送器的工作原理，如图1-1所示。
过程压力作用于传感器的隔离膜片，通过硅油传递到半导体压阻元件上，使惠斯登电桥阻值发生变化，从而引起传感器输出电压的改变。该电压信号经ADC电路转换为数字量，送往微处理器进行修正。经过校正的数字信号由DAC电路转换成4~20mAdc的模拟输出信号，送往传统的调节、显示记录等仪表。通信电路将来自微处理器的过程压力信号调制为HART通信信号叠加于4~20mAdc回路，传输到相应的数字终端设备。
3151T智能压力变送器采用HART通信协议，可与HART通信器以及任何支持HART协议上位系统主机通信。使用HART通信器或PC组态器可对3151T变送器进行查询、测试、组态。
第二节 启动和试运行 2．1启动和试运行
3151T智能变送器在投入之前，应在试验间或安装现场试运行。下图列出工作程序，具体操作见第一节、第二节及附录。
EEPROM过程压力（表压或绝压）温度传感器 压力Sensor微处理器4～20mAdc+HART信号D/A转换A/D转换数字SZ通讯零量调整按钮通信器图1-1工作原理图
开始 否 在试验间 校验？ 是 设定： 工程单位 测量范围 输出模式 阻尼时间 压力检验 否 符合技术 指标？ 是 现场安装： 检查跳线开关； 安装变送器； 接线、通电、确认组态； 调零，检漏。 维修
结束 图2-1 试运行程序
2．2 LCD指示表
LCD指示表（位于变送器线路板侧，直接读取来自微处理器的数字信号。在正常运行
期间液晶屏幕可显示过程压力值、量程百分比或变送器的mA输出值。具体的设置参看4.2.2
2．4组态保护（写保护）
写保护插座（XF7）位于电子板上。对于配有LCD指示表（选项）的变送器，需拧下指示表的两个固定螺钉，取出指示表才可看见电子板。（XF7）在位置（ON），变送器EEPROM不接受对阻态数据的修改，即写保护。（XF7）在（OFF）位置时，变送器EEPROM接受对组态数据的修改，及取消写保护。变送器发货时，（XF7）位于（OFF）位置。
2．5变送器测试
尽管3151T智能变送器运行期间能连续进行自诊断，但使用HART通信器“变送器测试”命令（Test Device）可启动更全面的自诊断程序，如发现问题将显示在通信器屏幕上。
2．6回路测试
如果需要检查变送器的输出，回路系统的完整性和仪表的工作状态等，用户可启用HART通信器的回路测试命令（Loop test） 第三节 安装
3．1变送器的安装
3151T智能变送器可通过M21×1.5外螺纹连接到相应的测量管道上，并直接由它支撑（ 见图3-2b）。3151T智能压力变送器还可借助于安装支架组件（选项B0）固定在Ø50mm左右的水平或垂直管道上。（见图3-2a）
拆卸表盖间隙拆卸表盖间隙ZZED-CAUTION-INEXPLO接线端子侧线路板侧LEENERGISIVE.ATWHIMOENZZLEENERGIWHIENLOCKZLEENERGIWHIEN（a）采用安装支架（b）直接安装图3-2 典型的安装方式
电子壳体的旋转：为便于变送器电气接线和观察LCD指示表，可按下述步骤旋转电子壳体。参看图3-3。
1. 松开电子壳体（4）上的锁紧螺钉（12）。
2. 顺时针或反时针旋转电子壳体到所需方向。注意：旋转角度勿超过1800，以
免绞坏电子壳体内部的插座连线。 3. 重新拧紧锁紧螺钉（12）。
SPHEREDONOTOPSPHEREDONOTOPSPHEREDONOTOPLOCK导线管连接孔1/2-14NPT 内螺纹过程连接M20×1.5外螺纹图3-1 外形尺寸图ED-CAUTION-INEXPLOSIVE.ATMOED-CAUTION-INEXPLOSIVE.ATMO连接管道
11 100 2
2 1
3
4
5
6
7 8
9 12 13 14 15 16
1 盲盖 2 O型圈 3接线端子组件 4 电子壳体 调整盖板 6 铭牌Ⅰ 7螺钉 8端子板 9 电子板 5
10LCD显示表 11窗盖 12锁紧螺钉 13 螺钉
14 铭牌Ⅱ 15 O型圈 16 传感器组件
图3-3 分解图
3.2引压管的安装
变送器相应流程管道的正确位置依赖于被测介质，为选定最佳的安装位置，应考虑以下几点：
1. 腐蚀性和过热的介质不能与变送器接触。 2. 防止渣子在引压管内部沉积。 3. 引压管尽可能的短。
4. 引压管应置于温度均匀，波动尽可能小的地方。 3.3接线
信号/电源
测试
POWERTEST （测试）
（通信）
图3-4 接线端子图
端子块和电子板分别位于电气壳体的两个腔体内。把“FIELD TERMINAL”侧的后盖拧开，即可看见端子块。如图3-4所示，左侧是信号/电源端子，右侧是测试端子。“+”“-”极性标明在端子块上。流过测试端子与流过信号/电源端子的电流是相同的，所以测试端子可供测试回路电流用。变送器是通过信号线供电的，不需另设电源线。
注意：切勿把信号线接到测试端子，否则供电后会破坏端子块的二极管。一旦出现这种故障，可采取的应急措施是把测试端子短路以维持变送器的正常运行。
信号线一般情况下不需要屏蔽，使用双绞线效果更好。信号线不要与其它设备的电源线一起通过导线管或明线槽，也不要靠近大功率电气设备。
电气壳体的穿线口应确保密封，避免壳体内积聚潮气。穿线口如果不密封，变送器的安装位置应让电气壳体朝下，防止内部积水。
信号线可以浮空或在信号线任何端点接地。变送器壳体可以接地或不接地。电源稳压要求不高，即使电源电压波动1V，对输出信号的影响是可以忽略不计的。
检查绝缘电阻不可使用高压兆欧表，检查电子线路所用的兆欧表应在不大于50V档的条件下测试。变送器正常工作时输出电流不大于21mV，不小于3.9mA（饱和值）。
第四节 调校
3151T智能压力变送器、符合HART通信协议，用户可使用HART通信（或PC组态器）进行测试、组态或格式化。此外用户还可以使用3151T变送器本体上的S、Z按键调整测量范围。
现场控制室显示/记录仪 调节器 DCS等-++电 源-POWERTEST3151变送器 端子块HARTmodem(HART/R232)PC组态器HART通信器图4-1 通信器的接入
HART通信（或PC组态器）还可从控制室、变送器现场或信号传输线的任何接线点接入，如图4-1所示。HART通信要求接入点与电源之间的回路至少有250Ω的阻值。
如果在试验间运行，可按图4-2连接变送器和通信器。此时，需要配备24Vdc电源，压力输入装置，电流表和阻值不小于250Ω的负载电阻。
数字表负载电阻≥250?+电 源-24VDCPOWERTEST3151T变送器PC组态器HARTmodem(HART/R232)HART通信器图4-2 在试验间的连线图3151T智能变送器与HART通信器具有兼容性，但需注意软件版本号。如果接入的是罗斯蒙特公司375或275通信器，将自动处于通用模式（generic online mode）。下面以HK-H375通信器为例进行介绍。 4.1使用HK-H375通信器
使用通信器对智能变送器组态，包含两个部分：（1）调整变送器的工作参数、量程范围、输出方式、工作单位、阻尼时间；（2）改写变送器贮存的信息资料。如位号、维修和结构参数等。
下面框格中依次列出进入常用功能需要的菜单序号，以便于你快速操作HK-H375通信器。（或者查阅本说明书附录中的选项代号表）如果你想知道全部功能请参看
HK-H375通信器树形菜单。 4.1.1设置测量范围(Rerange) 1 4 2 2/3 这是最简单的调整方法，不需要对变送器加压力，只需键入新的4mA点值（LRV）和20 mA点值（URV）即可改变仪表的测量范围。 4.1.2设置测量范围(Rerange) 1 4 3 1 通过加压力设定4mA点值（LRV）和20 mA点值（URV），采用这种方法改变4mA点值时，量程保持不变。 4.1.3设置阻尼(Damping) 1 4 2 4 变送器有电气阻尼，可改变响应时间，以衰减输入信号快速变化时引起的输出波动。
4.1.4设置单位（Unit） 1 4 2 1 有MPa、KPa、mmH2O、MH2O、kgf/cm2等压力单位供选择。
4.1.5传感器零微调(Zero Trim) 1 2 3 3 1 这是在零压力下对过程压力读数（PV）进行校准。只有在变送器偏离真正的零压力（零基）不超过3%时，才启用此功能标定零点。零点微调可用于消除变送器安装位置的影响。
4.1.6 4～20 mA微调（D/A Trim） 1 2 3 2 如果发现变送器4mA或20mA输出偏离5μA以上，则应启用（D/A Trim）微调功能校准输出电流。
4.1.7 显示过程压力 1 1 可显示过程压力值，量程百分比和变送器的mA输出值。
传统变送器的调校可以一步到位，而对于智能变送器完整的调校程序包含三个步骤。
（1） 设置量程范围
（2） 传感器微调 （3） 4～20 mA微调
在标定过程中所用压力源精度应3倍于所调变送器的精度，而所用电流表应能 读出1μA电流。
4.2变送器现场调校说明 4.2.1调零与调满
CDS-3151T系列变送器除了具有远程调校方式外，还可以实现现场仪表的零点和量程调整功能。
螺钉
铭牌Ⅰ
Z开关 S开关
图4-3 现场调校零点和量
现场调校过程 中必须加入实际压力。
（1）激活控制：在正常运行状态下，同时在S、Z磁棒插入孔插入磁棒至少保持5秒钟，以进入零点调整状态。（如果1分钟内未进行任何操作，需重新激活。）
（2）设置4mA点（LRV）：向变送器加与4mA点对应的压力并保持稳定，在Z磁棒插入孔插入磁棒保持5秒钟以上，等输出电流至4mA为止。
（3）设置20mA点（URV）：向变送器加与20mA点对应的压力并保持稳定，在S磁棒插入孔插入磁棒保持5秒钟以上，等输出电流至20mA为止。
如按4.1.1或4.1.2方法设定范围，当调整4mA点值时20mA点值同步变化，即保持原有的量程。例如对于范围，0～20KPa的变送器，4mA点调整为1KPa，则范围变为1～21KPa：但调整20mA点时，不影响4mA点值，例如对于范围0～20KPa的变送器，20mA点调整为30KPa，则范围为0～30KPa。
如果在15分钟内没有按键操作，则自动退出现场组态模式。 4.2.2设置显示变量
通过按键SPAN和LCD配合，设置显示变量。方法如下：
仪表正常显示状态下，闭合SPAN按键，则液晶显示在“主变量→温度→电流→百分比”之间循环切换，当显示期望设置的显示变量时，断开SPAN按键，显示变量设置成功。 4.2.3现场组态
通过按键SPAN、ZERO和LCD配合，设置密码、设置主变量单位、设置主变量量程上下限、设置主变量阻尼值、进行主变量调零。方法如下：
仪表正常显示状态下，闭合ZERO按键，进入密码设置状态，密码为1234，密码设置正确后，进入仪表的现场组态状态。在密码设置状态和现场组态状态，ZERO按键的基本功能为“切换状态和设置位右移”，SPAN按键的基本功能为“设置组态数据和确认保存”。
仪表的切换组态调整流程图如下图4-4所示：
正常显示 输入密码 设置主变量单位
退出现场调节状态 设置量程下限 主变量调零 设置阻尼时间 设置量程上限
图4-4 现场组态调整流程图 4.2.4 设置密码
仪表正常显示情况下，闭合ZERO按键，则进入设置密码状态，密码设置界面如图4-5所示：
图4-5 密码设置状态
最高位开始闪烁，表示可以设置密码；闭合SPAN按键，使闪烁位数字增加；闭合ZERO按键，使闪烁位右移，当切换到LCD左边下箭头位置时，闭合SPAN按键，密码设置完成。若密码设置正确，则进入提示修改主变量单位状态，仪表显示如图4-6所示；否则返回正常显示状态。
4.2.5 设置主变量单位
进入提示修改主变量单位后，闭合ZERO按键，则跳过修改主变量单位状态，直接转到提示修改量程下限状态（见图4-8，闭合 SPAN按键，主变量单位将依次按照 “KPA→TORR→ATM→MPA→INH20→INHG→FTH20→MMH20→MMHG→PSI→BAR→MBAR→G_SC→KG_SC→PA→KPA” 改变（假设当前主变量单位为Kpa），并以闪烁提示当前处于修改主变量单位状态；ZERO按键再次闭合，则退出修改主变量单位状态，同时将当前显示的单位设置为当前主变量单位，设置成功后，提示设置成功，仪表显示如图4-7所示。1秒钟后，仪表进入提示修改量程下限状态，仪表显示如图4-8所示。
图4-6 修改主变量单位状态
图4-7 设置成功提示
4.2.6 设置量程下限
系统进入提示修改量程下限状态后，当前量程下限将显示在LCD上（见图4-8，单位为仪表当前设定）。
图4-8 修改量程下限状态
仪表处于提示修改量程下限状态，若闭合ZERO按键，则跳过修改量程下限，直接转到提示修改量程上限状态（见图4-9；若闭合SPAN按键，则进入修改量程下限状态，此时负号开始闪烁（若为正数，则LCD左边上箭头开始闪烁），表示可以修改量程下限；若已经进入修改量程下限状态，闭合SPAN按键设置正负号（LCD左边上箭头闪烁代表正数，左方负号闪烁
代表负数）或者设置小数点或者使的烁位数字增加；闭合ZERO按键使闪烁位右移；当切换到LCD左边下箭头位置时，若闭合ZERO按键，则继续修改量程下限；若闭合SPAN按键，则仪表直接转到提示修改量程上限状态，仪表显示如图4-9所示。 4.2.7 设置量程上限
系统进入提示修改量程上限状态后，当前量程上限将显示在LCD上（见图4-9，单位为仪表当前设定）。
图4-9 修改量程上限状态
仪表处于提示修改量程上限状态，若闭合ZERO按键，则跳过修改量程上限，直接转到提示修改阻尼时间状态（见图4-11）；若闭合SPAN按键，则进入修改量程上限状态，此时LCD左边上箭头开始闪烁，表示可以修改量程上限，操作方法与修改量程下限状态相同。闭合ZERO按键使需要改动数字闪烁，闭合SPAN按键改动闪烁位数字或设置小数点。改动完成后，闭合SPAN按键，如果仪表量程上下限符合要求（包括上限范围、下限范围、最小量程），则将量程上下限存入仪表。如果设置的上下限值不符合要求，则提示设置超限，仪表显示如图4-10所示，此时按任意键则回复到提示修改量程下限状态。量程上下限设置成功后，则提示设置成功，仪表显示如图4-8所示。1秒钟后，仪表进入提示修改阻尼时间状态；同时仪表显示如图4-11所示。
图4-10 设置超限提示
4.2.8 设置阻尼时间
系统进入提示修改阻尼时间状态后，当前阻尼时间将显示在LCD上(见图4-11，单位为秒)：
图4-11 修改阻尼时间状态
仪表处于提示修改阻尼时间状态，若闭合ZERO按键，则跳过修改阻尼时间，直接转到提示修改零点补偿状态（见图4-15）；若闭合SPAN按键，则进入修改阻尼时间状态，最高位开始闪烁，表示可以修改阻尼时间；闭合ZERO按键，使需要改动数字闪烁，闭合SPAN按键，改动闪烁位数字或设置小数点（阻尼时间不能为负数）。当切换到LCD左边下箭头位置时，闭合ZERO按键，改动完成。如果仪表阻尼时间符合要求（不大于32秒），则将阻尼时间存入仪表。如果设置的阻尼时间不符合要求，则提示设置超限，仪表显示如图4-10所示，此时按任意键则
回复到提示修改阻尼时间状态。阻尼时间设置成功后，则提示设置成功，仪表显示如图4-10所示。1秒钟后，仪表进入提示主变量调零状态；同时仪表显示如图4-13所示。
注:通过连续设置阻尼值为4567和5678可以将备份数据恢复到EEPROM中。在进行此操作时，请务必确认出厂前已进行过EEPROM数据备份的操作。
备份EEPROM数据和将备份数据恢复到EEPROM的过程中，LCD显示如图4-12所示：
图4-12 备份或恢复EEPROM数据提示
4.2.9 主变量调零
在设置完阻尼时间后，系统进入提示主变量调零状态，同时仪表显示如图4-13所示：
图4-13 主变量调零状态
仪表处于提示主变量调零状态。若闭合ZERO按键，则跳过主变量调零，直接转到提示退出现场调节状态（见图4-16）；若闭合SPAN按键，则进入主变量调零状态，同时仪表显示如图4-17所示：
图4-14 不进行主变量调零
图4-15 进行主变量调零
此时闭合SPAN按键，仪表交替显示“YES”和“NO”如图4-15和图4-14所示。在仪表显示处于图4-14时，若闭合ZERO按键，不进行主变量调零，直接转到提示退出现场调节状态（见图4-16）；在仪表显示处于图4-15时，闭合ZERO按键，进行主变量调零，如果主变量值超出传感器量程的10%，则提示设置超限，仪表显示如图4-10所示，此时按任意键则回复到提示主变量调零状态。主变量调零成功后，则提示设置成功，仪表显示如图4-7所示，1秒钟后，转到提示退出现场调节状态（见图4-16）；
4.2.10 退出现场调节状态
在修改完传感器满度点补偿后，系统进入提示退出现场调节状态，此时LCD显示如图4-16所示：
图4-16 退出现场调节状态
在现场组态的任意阶段，如果在60秒内没有按键操作，则自动结束设置。
4.3运行状态LCD表头显示格式
CDS-3151智能压力变送器在正常运行状态下，可以根据现场的要求设定变送器LCD显示表监测的动态变量，可监测的动态变量包括主变量、主变量量程百分比、输出电流或环境温度值。具体设定操作方法，请参阅附录HKS-C100A调试/组态工具功能描述。显示格式如下所示：
4.3.1主变量的显示格式如图4-17所示：
图4-17 主变量显示格式
4.3.2主变量量程百分比显示格式如图4-18所示：
图4-18 百分比显示格式 4.3.3输出显示格式如图4-19 所示：
图4-19 输出电流值显示格式 4.3.4环境温度值显示格式如图4-20所示：
图4-20 环境温度值显示格式
4.4使用PC组态器
对于配有HK-H232专用调制解调器及软件的用户，可以和你自己的计算机构成PC组态器。至于安装要求和操作程序，见HK-H232使用说明书。
第五节 技术规格
5.1基本参数 测量介质
液体、气体或蒸汽 测量范围
量 程 量程 测量范围* 代号 最小值 最大值 3 2.1 KPa 21 KPa 0～21 KPa 4 3.8 KPa 38 KPa 0～38 KPa 5 21 KPa 210 KPa 0～210 KPa 6 70 KPa 700 KPa 0～700 KPa 7 0.21 MPa 2.1 MPa 0～2.1MPa 8 0.7 MPa 7.0 MPa 0～7.0MPa 9 2.1 MPa 21 MPa 0～21MPa 0 4.0 MPa 40 MPa 0～40MPa
*对于3151（T）变送器指表压；对于3151（T）变送器指绝压，不提供量程代号3和4的产品。 输出
两线制4～2mAdc线性输出，并叠加符合HART协议的过程变量数字信号。 电源
1100负载电阻250 负载限制Rmax=(E-12)/0.02HART通信使用区域012173436（V）电源电压E（VDC）
供电电压12～36Vdc
（注：3151系列的其它型号变送器，供电电压为12～45Vdc） 负载电阻
回路允许最大负载电阻Rmax取决于供电电压，如下图所示。HART通信要求负载电阻不低于250欧姆，不高于1100欧姆。 通信距离
最大通信距离为1.5km，多站通信最多可接15台变送器。 输出显示
四位半LCD指示表。（选项）d 防爆型式
本安型ExiaⅡCT5 隔爆型Ex dⅡCT5 零点迁移范围
零点迁移不得使设置的量程范围上/下限或量程超出极限值。 温度范围
环境温度-40～85℃（选用LCD指示表时为-20～70℃） 测量介质温度-40～104℃ 超压极限
可承受3倍于测量范围允许的压力。（对于量程代号9和0，超压极限为46 MPa） 相对湿度
0～100%RH 启动时间
2秒（阻尼最小时） 容积吸取量
小于0.10cm3 阻尼调整
电气阻尼时间常数0～32秒 故障报警
用户可设定故障报警输出电流值：高报警为22mA；低报警为3.8mA。
组态保护
为了避免变送器的组态数据被随意改动，可通过写保护开关锁定存贮的数据。 5.2性能指标
（测试环境按参比试验条件，且变送器零点未迁移，隔离膜片为316L不锈钢。） 精度
精度为所调量程的±0.1% 稳定性
6个月内为最大量程的±0.1% 温度影响
对于3151（T）GP4～9及0：[0.2+（0.075×最大量程/所调量程）]%28℃
对于3151（T） GP3及所有3151（T）AP ：[0.4+（0.15×最大量程/所调量程）]%28℃ 超压影响
超压后的零位漂移小于最大量程的±0.2% 振动影响
在任意轴向可以经受频率达200Hz的振动，引起的误差可达最大量程的±0.1%/g。 电源影响
小于所校量程的0.005%/V 负载影响
无负载影响 安装位置影响
最大零点漂移为0.12 KPa 射频干扰影响
在频率30～1000MHz及最大场强10V/m的条件下引起的漂移为所校量程的±0.1%。
5.3结构参数 接液件材料
隔离膜片：316L不锈钢 O形圈：氟橡胶或丁晴橡胶 传感器壳体：316不锈钢 非接液件材料
灌充液：硅油
电气壳体：低铜铝合金 盖的O形圈：丁晴橡胶 涂层：聚脂环氧树脂 压力接口
1/2-14NPT内螺纹
M20×1.5外螺纹（选项） 电气接口
导线管连接孔1/2-14NPT螺纹 重量
1.7kg（不包括选件）
第六节 订货须知
选型代号表 CDS-3151T 智能压力变送器 代号 种类 GP AP 表压压力 绝对压力 代号 测试范围（GP） 测试范围（AP） 3 2.1～21kPa ----------- 4 3.8～38kPa ----------- 5 21～210kPa 21～210kPa 6 70～700kPa 70～700kPa 7 0.21～2.1MPa 0.21～2.1MPa 8 0.7～7MPa 0.7～7MPa 9 2.1～21MPa 2.1～21MPa 10 4～40MPa 4～40MPa 代输出 号 E 4～20mADC按线性输出设定，叠加HART协议数字信号 代号 选件 M4 多功能LCD显示表 B3 管装平支架 Da 隔爆型ExdⅡCT5 Fa 本质安全型ExiaⅡCT5 CDS-3151T GP 5 E M4 B3 －典型型号
注意事项：订货应注明选型代号及要求的测量范围。
附录HK-H375通信器 概述
HK-H375通信器能够与3151T智能变送器通信，HK-H375通信器菜单树用图形综述组态功能、选项序号表的栏目中排列出到达指定功能需依次调出的各级菜单选项序号。
选项序号
如果通信器接入的回路中有变送器运行，屏幕中将自动出现在线菜单（online）。从在线菜单开始，依次按照选项序号进入后级菜单，最终达到所需的功能项目，然后按照屏幕的指引实现该项功能。 Online(***********) Device setup 1.Process Variables 2.Diag/service 3.Basic setup 4.Detailed setup 应用举例：HK-H375通信器的操作详见该产品的使用手册。从屏幕“online” 菜单开始，压（↓键）一次，移动光标至2，压（→键）进入Diag/service菜单，压（↓键）两次移动光标至3。压（→键）进入Calibration菜单。光标在1，压（→键），进入Apply value。选项序号的排列是2.3.1。
选项序号表 项目（部分） 选项序号 显示过程变量（PV） 1 变送器测试 2.1 回路测试 2.2 设置测量范围（加压） 2.3.1 4～2mA微调 2.3.1 传感器零点微调 2.3.3.1 传感器上限微调 3.3.3.2 传感器下限微调 3.3.3.2 设置位号 3.4 设置过程变量单位 4.2.1 设置测量范围（不加压） 4.2.2或4.2.3 设置阻尼时间 4.2.4 设置变送器信息 4.3
HK-H375变送器树型菜单（用于3151T智能压力变送器）
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