EJA Series Differential Pressure Transmitter With Fieldbus Communication

Descargas (330 KB)

KOYAMA Etsutaro1 NIKKUNI Masaaki1 ODOHIRA Tetsu1

For a long time now, we have appreciated the standard 4-20 mA signal for 1to-1 analog communication lines in various plants. The time has now come for a new type of communication, namely, fieldbus, which features digital transmission on 1-to-1 communication lines. We have just developed an EJA series differential pressure transmitter with FOUNDATION™ fieldbus communication to be used as one of the main sensors in a plant. The fieldbus communication is to be supported by all models of the EJA series. That is, all new EJA models are equipped with the Standard Resource Block and the Standard Analog Input Block.

This paper describes the structure and the characteristics of the EJA transmitter with fieldbus communication.

  1. Industrial Measurement & Control Business Division


Figure 1 External View
of the EJA Series
Pressure Transmitter

Differential pressure transmitters, which serve as the core of field instrumentation, are widely used to measure the flow rate, pressure and density of liquids, gases and steam, as well as the level of liquid in a tank.

There is strong demand from industrial plants for more accurate plant operation and labor savings in both plant operation and management as a means of improving yields. Not only are field devices required to be more precise and stable, but they must also be more intelligent in order to cut the cost of labor for plant operation and maintenance. In 1988, Yokogawa Electric released their first pressure transmitter with the BRAIN communication function-a communication protocol in which the 4-20 mA analog signal is mixed with digital signals. Since then, they have continued to release newer models of these pressure transmitters as well as striving to produce increasingly intelligent pressure transmitters, such as the DPharp series.

Recently, the focus has turned to the standard fieldbus (with its multidrop connection and full digital transfer) that will replace the conventional BRAIN communication with 1-to-1 connection. This paper introduces the EJA series pressure transmitter that supports the fieldbus protocol advocated by the Fieldbus Foundation. Figure 1 is an external view of the transmitter.


We now describe the design concepts and features of the fieldbus-enabled EJA series pressure transmitter.

  1. Figure-2-Components-of-the-Transmitter
    Figure 2 Components of the Transmitter
    Easy Connection for Communication
    The EJA series transmitter has three blocks for connecting itself to other devices: one resource block and two analog input blocks. These function blocks are configured using the standard parameters specified by the Fieldbus Foundation. Consequently, users can use the EJA series transmitter without needing device information unique to the transmitter. We believe that the ease at which the transmitter can be connected to the fieldbus is its key strength. It also goes without saying that the specific functions of the EJA series transmitter are also possible if that transmitter's own device information (Device Description, or DD) is used.
  2. High Precision, Stability and Reliability
    As an EJA series device, the fieldbus-enabled transmitter model inherits the existing industry-proven features of that series, namely, the high-precision, high-stability and high-reliability characteristics.
    All key components of the transmitter are Yokogawa originals that have been fabricated under strict quality control. The fabrication process involved both automation and mechanization in order to manufacture products with less product-to-product variation in performance.
  3. Intelligence
    The conventional analog transfer technology is designed to output only one signal for the control information. Fieldbus technology, on the other hand, permits the use of multiple information items such as status information, alarm information, the PV (primary value) and the SV (secondary value).
    The EJA series transmitter outputs the PV value (the value for differential pressure) and SV value (the value for static pressure), along with the status information. It can also transmit alarm signals if the process value exceeds the limits (setpoints) for plant operation. Furthermore, the transmitter can send out alarm signals once the operating ranges defined in the transmitter capsule specifications are exceeded or if it detects any failure as a result of the sensor's internal judgment or the memory status.
  4. Compatibility with the Existing Capsules
    The new model is compatible with existing EJA series transmitters, which means that a conventional model based on the BRAIN (4-20 mA analog transfer) protocol can be changed to a fieldbus-enabled model by simply replacing its converter.
  5. Reduction in Instrumentation Costs
    Bus connection enables users to reduce the cost of instrumentation even below that of the conventional 1-to-1 connection. Furthermore, an additional transmitter can be easily installed next to an existing fieldbus-enabled device at any time in the future by connecting an additional cable from the device to the transmitter.


Figure 2 shows the components of the differential pressure transmitter. The transmitter can be roughly divided into the capsule and the transmission block. The capsule comprises the pressure sensing unit, cover flange and process connector. The transmission block comprises the converter and terminal box and can be commonly used for all models in the EJA series. In addition, the transmitter can contain an optional LCD display for on-site monitoring.

1. Circuit Configuration

Figure 3 is a circuit diagram of a fieldbus-enabled EJA series transmitter.


Figure 3 Circuit Configuration

The circuit is divided into two blocks: an excitation circuit block that excites the resonant sensor to detect its eigenfrequency and a converter block that applies a computational process to signals in order to convert them into signals for output to the fieldbus. The converter block measures the signal frequency using a dedicated microprocessor and the time interval using a reference clock, so as to improve the resolution. This measurement is carried out continuously to further improve the resolution by means of averaging. Corrective computing is carried out so that a precise reading of differential pressure can be obtained.

The transmission block incorporates Yokogawa's proprietary MAU device (ASIC for fieldbus applications) and a communication controller for implementing fieldbus communication.



Figure 4 Functional Block Diagram

Figure 4 shows a functional block diagram of the transmitter. The functions of the fieldbus-enabled EJA transmitter model are classified into the following blocks:

  • Resource block
  • Transducer block
  • Analog input block

Each block is described below.

  1. Resource Block
    This block manages the common resources for shared use with each function block. For example, an alarm for a failure in the non-volatile memory comes from this block.
  2. Transducer Block
    This block calculates the current differential pressure and static pressure values to transfer them to the analog input. It detects the frequency signal from the sensor and carries out corrective computations using the temperature and static pressure signals. In addition, the block adjusts positioning errors using tuning parameters in order to calculate the differential pressure.
    The resource and transducer blocks of the EJA series transmitter are designed to comply with the standard specifications. Thus, all of the functions unique to the transmitter are incorporated in this block. For example, the selection of data for the LCD display is carried out in this block, as is the judgment for alarms for out-of-limits operation and device failures.
  3. Analog Input Block
    This block receives the differential pressure (instantaneous pressure) calculated by the transducer block and calculates the transmitter's output value. More specifically, the block carries out pressure range scaling, square root extraction (for flow rate calculations), output-scale calculation, filter calculation, and so on.
    The calculated output is used as the transmitter's output and transferred to other field devices along with status information. The EJA series transmitter has two analog input blocks, each of which are designed to separately perform the computations noted above for both differential and static pressures.


In this paper, we discussed the features, structure and functionality of the fieldbus-enabled transmitter of the EJA series. This recently developed model is provided with the common functions of the fieldbus standard and prioritizes the need for an easy transition from the conventional instrumentation method. We are confident that this product will help spread fieldbus technology and enable future plants to achieve labor savings and precision operation.

As technical infrastructures such as engineering tools improve and fieldbus technology spreads, we believe that more advanced functions, which require only simple work operations, will be increasingly possible. We continue to monitor market trends and strive to offer solutions that meet an even wider variety of user demands.

  • DPharp is a registered trademark of Yokogawa Electric Corporation.


  1. Saegusa T., et al., "DPharp Electronic Differential Pressure Transmitters," Yokogawa Technical Report, Vol. 36, No. 1, pp. 21-28 (1992).


  • Agua y agua residual

    Yokogawa ha estado suministrando soluciones de control para la producción hídrica sostenible desarrollando tecnología con mayor eficiencia energética, ayudando a reducir la huella de carbono de las operaciones y fabricando productos de gran solidez que protegen el ambiente contra los contaminantes. Con nuestra tecnología de vanguardia y amplios conocimientos de las aplicaciones, trabajamos con usted para proveer soluciones hídricas sostenibles que impulsen su negocio y agreguen alto valor a lo largo del ciclo de vida de la planta. Nuestra tecnología y nuestros productos mejoran el desempeño de las plantas y garantiza que puedan operar competitivamente en los mercados del agua de hoy, así como reducir sus costos operativos. Yokogawa brinda apoyo en una amplia gama de aplicaciones para el control del agua en los mercados del agua tanto públicos como privados.

    Leer Más
  • Bocas de pozo y separación

    La boca de pozo proporciona la interfaz estructural y la presión que contiene para el equipo de perforación y producción. El control de la presión superficial es proporcionado por un ensamble de válvulas con medidores y obturadores (árbol de Navidad), que se instala en la parte superior de la boca de pozo. Las válvulas de aislamiento y los equipos de obstrucción controlan físicamente el flujo de los fluidos del pozo cuando el pozo está en producción. Varios paquetes de automatización se añaden al monitor local o remoto, controlan y optimizan la producción de cada pozo o almohadilla de múltiples pocillos. Los separadores de campos petroleros emplean un recipiente a presión para separar así los fluidos producidos en los pozos de petróleo y gas en componentes gaseosos y líquidos que se transfieren a continuación a las tuberías o almacenamiento localizados en función de la infraestructura de las zonas.

    Leer Más
  • En cubierta

    Al igual que su equivalente en tierra, el procesamiento y manejo en cubierta en las plataformas de producción preparan hidrocarburos extraídos para transportación. Yokogawa ofrece soluciones de control integrado y de monitoreo que maximizan la productividad y la disponibilidad de las operaciones en cubierta.

    Leer Más
  • Energía

    A mediados de la década de 1970, Yokogawa inició su participación en el negocio de la energía con el lanzamiento del Sistema de control eléctrico EBS. Desde entonces, Yokogawa ha continuado firmemente con el desarrollo de nuestras tecnologías y capacidades para proveer los mejores servicios y soluciones a nuestros clientes en todo el mundo.

    Yokogawa ha operado la red de soluciones de energía globales para jugar un papel más activo en el dinámico mercado de energía global. Esto ha hecho un posible un trabajo en equipo más unido dentro de Yokogawa, el cual conjunta nuestros recursos globales y nuestra especialización en la industria. Los expertos en el sector de energía de Yokogawa trabajan juntos para brindar a cada cliente la solución que se adapta mejor a sus requerimientos sofisticados.

    Leer Más
  • Procesamiento y fraccionamiento

    El procesamiento de gas natural está diseñado para controlar el punto de condensación del flujo de gas natural y separar los líquidos de gas natural para la venta y distribución. La eliminación de petróleo y condensados, la eliminación de agua, la separación de líquidos de gas natural y la eliminación de azufre y dióxido de carbono son procesos que se emplean para separar las impurezas en el alimentador que proviene de los yacimientos aguas arriba. En el proceso de fraccionamiento se extraen los efluentes líquidos de la planta de procesamiento de gas, que pueden estar compuestos de metano, propano, butano y pentano, para ser tratados en columnas de fraccionamiento separadas, y posteriormente pueden pasar a una planta de tratamiento de impurezas antes de ser vendidos como componentes separados.

    Leer Más
  • Producción flotante, almacenamiento y descarga (FPSO)

    La unidad de Producción flotante, almacenamiento y descarga (FPSO) es una planta de producción flotante en altamar que almacena tanto el equipo de procesamiento como los hidrocarburos producidos. Las unidades de Producción flotante, almacenamiento y descarga (FPSO) son utilizadas por las compañías petroleras para lograr que sea económicamente viable producir petróleo en zonas remotas y en aguas más profundas.

    Leer Más
  • Refinación, procesamiento y almacenamiento de petróleo y gas

    Gracias a sus innovadoras plataformas tecnológicas y su ejecución líder en la industria, Yokogawa tiene buena reputación en el mercado global como socio en soluciones pionero en la integración de tecnologías para todos los aspectos del ecosistema de petróleo y gas, desde el yacimiento hasta la empresa. Soluciones comprobadas que incluyen modelado de negocio predictivo, optimización de plantas y plataformas de automatización altamente confiables están apoyando a los operadores de refinación, procesamiento y almacenamiento a dirigir sus negocios con niveles de eficiencia óptimos. Yokogawa está ayudando a sus clientes a desarrollar sus estrategias de automatización, para garantizar años de utilización de activos altamente eficaz y sostenibilidad.

    Leer Más
  • Terrestre

    La industria de exploración, desarrollo y producción terrestre se enfrenta a exigencias cada vez más altas y mayores desafíos con entornos cada vez más difíciles y hostiles en las que debe funcionar.

    A medida que las oportunidades de los recursos de gas natural no convencionales, en particular el gas de esquisto, están creciendo en América del Norte, la solución total de Yokogawa juega un papel importante al ayudar a los clientes a satisfacer los desafíos de reducir tanto el CAPEX como el OPEX, mientras que las tecnologías integradas mejoradas aumentan la producción. Nuestra experiencia global y local constituye la base de nuestras soluciones totales únicas para satisfacer las necesidades de esta industria. Con expertos en exploración, desarrollo y producción terrestre que trabajan en oficinas por todo el mundo, ofrecemos un soporte rápido y extenso para satisfacer las demandas de nuestros clientes.

    Leer Más

Productos y Soluciones Relacionadas

  • EJA210A / EJA220A

    Los Transmisores de Presión Diferencial Montados en Brida diseñados para aplicaciones de Nivel Líquido de la serie EJA-A.

    Leer Más