摘要：分析工業(yè)生產(chǎn)中智能壓力變送器在現(xiàn)場(chǎng)使用和實(shí)驗(yàn)室檢定中存在的一系列故障，分析故障原因并提出相應(yīng)的解決方法，從而提高智能壓力變送器的使用壽命和檢定合格率。
近年來(lái)，吐哈油田現(xiàn)場(chǎng)使用的智能壓力變送器故障率逐步上升，初步分析表明，造成儀表發(fā)生故障的原因是多方面的(包括外部、內(nèi)部及人為等因素)。尤其對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)一些新型或不常見型號(hào)的變送器，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，檢定人員需花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行檢定調(diào)修，嚴(yán)重影響用戶單位生產(chǎn)的正常運(yùn)行。因此，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)智能壓力變送器出現(xiàn)的各種故障原因進(jìn)行分析并制定相應(yīng)的解決方法，對(duì)提高現(xiàn)場(chǎng)檢定技術(shù)水平、保障生產(chǎn)安全連續(xù)運(yùn)行是至關(guān)重要的。
1、示值超差
在現(xiàn)場(chǎng)檢定過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，壓力變送器各點(diǎn)電流示值超差的情況比較普遍，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)壓力值也出現(xiàn)偏差，給生產(chǎn)工藝帶來(lái)極大的安全隱患。
對(duì)于此類故障，檢定人員一般先調(diào)校智能壓力變送器上專用的零點(diǎn)與量程按鈕，若變送器不帶專用調(diào)節(jié)按鈕，則在表頭進(jìn)行智能調(diào)節(jié)或接入HAＲT手操器在設(shè)備設(shè)置中的Calibration菜單下進(jìn)行校驗(yàn)操作，調(diào)整其線性度，以達(dá)到生產(chǎn)工藝要求。
2、回路短路
新疆吐哈油田公司技術(shù)監(jiān)測(cè)中心計(jì)量站檢定人員在對(duì)某井場(chǎng)的智能壓力變送器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢定時(shí)發(fā)現(xiàn)，有變送器出現(xiàn)故障顯示，拆卸下來(lái)檢定時(shí)該表計(jì)量性能完好，且無(wú)任何故障，當(dāng)檢定人員重新將該變送器按照要求安裝上后此故障再次出現(xiàn)。
為此，檢定人員進(jìn)行了深入排查。對(duì)線路電阻進(jìn)行測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)線路短路，查看繞線管中的電源線，有幾處因線路老化、破損而接觸在一起導(dǎo)致電源線短路;另外，由于內(nèi)部電源線預(yù)留過(guò)長(zhǎng)，電源正極線破損處在觸碰到壓力變送器的后蓋與接頭后導(dǎo)致回路短路。檢定人員認(rèn)真查看線路破損的地方，用絕緣膠布纏繞隔離后，故障壓力變送器恢復(fù)正常工作。
3、電流值鎖定
在對(duì)某天然氣輸氣工區(qū)的壓力變送器和溫度變送器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢定時(shí)發(fā)現(xiàn)，變送器電流輸出全部為鎖定狀態(tài)，即當(dāng)壓力值和溫度值變化時(shí)，輸出電流值鎖定在4mA毫無(wú)變化。
分析變送器電流值鎖定的原因:該天然氣輸氣工區(qū)現(xiàn)場(chǎng)總線上的每塊變送器必須被分配一個(gè)非常好的地址，為了尋找其中一個(gè)變送器地址，中控室使用數(shù)字輪詢選項(xiàng)在回路中查找每個(gè)連接的設(shè)備并按位號(hào)序號(hào)列出，而當(dāng)變送器的輪詢地址Polling不為0時(shí)則會(huì)鎖定電流值。
針對(duì)上述原因，為了更順利地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢定，對(duì)變送器電流值進(jìn)行解鎖。為了使HATＲ手操器與變送器能夠通信，shou先改變HATＲ手操器的訪問(wèn)方式，進(jìn)入U(xiǎn)tility公共程序菜單，按1進(jìn)入Con-figureCommunicator(手操器設(shè)置菜單)，找到Pol-ling輪詢菜單將NeverPoll(從不輪詢)改為Al-waysPoll(始終輪詢)，并以地址0連接變送器設(shè)備，如果在該地址中未發(fā)現(xiàn)設(shè)備，則自動(dòng)輪詢地址1～15。返回通過(guò)Online菜單，選擇1DeviceSet-up(設(shè)備設(shè)置)→4DetailedSetup(詳細(xì)設(shè)置)→3OutputCondition(輸出條件)→3HAＲTOutput(HAＲT輸出)→0PollAddress(輪詢地址)，此狀態(tài)顯示為非鎖定。改變0為1～15中的其他數(shù)字，即可鎖定輸出電流值。按照上述過(guò)程對(duì)變送器進(jìn)行解鎖后即可按規(guī)程中的檢定項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行正常檢定。
4、大氣壓影響
在現(xiàn)場(chǎng)檢定覺對(duì)壓力變送器這類特殊儀表時(shí)，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的實(shí)際大氣壓和要求的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓不同，會(huì)影響變送器的覺對(duì)壓力值，使得#后的檢定結(jié)果出現(xiàn)偏差，給現(xiàn)場(chǎng)檢定帶來(lái)困難。
為此，采用量程遷移法，將壓力變送器和手操器接入壓力變送器檢定系統(tǒng)中，從手操器中讀取當(dāng)前大氣壓值，再用手操器重新設(shè)定壓力變送器的上下限，即在原上下限的基礎(chǔ)上加上當(dāng)前大氣壓值作為新的上下限值，設(shè)定完成后進(jìn)行正常檢定。檢定完成后，再用手操器將該壓力變送器恢復(fù)到原始狀態(tài)，即在新上下限值的基礎(chǔ)上減去當(dāng)前大氣壓值。
量程遷移前的檢定數(shù)據(jù)見表1，可以看出，編號(hào)為02088336、02088359的兩臺(tái)覺對(duì)壓力變送器部分檢定點(diǎn)的基本誤差超出允許誤差0．080mA，因此判定這兩臺(tái)覺對(duì)壓力變送器示值超差。
經(jīng)測(cè)量當(dāng)前覺對(duì)壓力值為95．5kPa(大氣壓)，所以改變這兩臺(tái)壓力變送器的量程，即進(jìn)行95．5kPa的量程遷移，然后按規(guī)程操作檢定。量程遷移后的檢定數(shù)據(jù)見表2，可見，編號(hào)為02088336、02088359的覺對(duì)壓力變送器量程遷移后檢定為合格，#后驗(yàn)證該方法符合工藝要求。
5 、供電電源與阻抗不匹配
油田采油廠在部分裝置檢修時(shí)，送檢了一批壓力變送器，在實(shí)驗(yàn)室按照規(guī)定程序檢定合格后，用戶取走并重新安裝到現(xiàn)場(chǎng)。但是在試運(yùn)行投用時(shí)發(fā)現(xiàn)一部分壓力變送器工作不穩(wěn)定，用戶反映當(dāng)壓力變送器的壓力值在 80%FS 以下時(shí)，回路正常;但當(dāng)壓力值超過(guò) 80% FS 時(shí)，測(cè)試回路電流不再隨被測(cè)參數(shù)值的增加而增加，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際壓力值和反饋回中控室的壓力值不同(中控室的顯示值比現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際壓力低)，可見變送器出現(xiàn)了壓力測(cè)試故障。但是用戶將故障壓力變送器再次送回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢定時(shí)，一切情況均顯示正常，由此檢定人員判定該故障是由現(xiàn)場(chǎng)安裝引起的。
5．1 故障檢查與原因分析
檢定人員在現(xiàn)場(chǎng)shou先對(duì)安裝好的智能壓力變送器進(jìn)行診斷，用手操器進(jìn)行檢查，診斷信息為通信故障。然后對(duì)傳輸線路進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常情況。因此對(duì)傳輸終端進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)在 DCS 控制柜中更新了一批新的安全柵，目的是保護(hù)儀表和線路的安全。于是將安全柵短接，發(fā)現(xiàn)手操器通信恢復(fù)正常，智能壓力變送器工作恢復(fù)正常，即使回路電流達(dá)到或超過(guò) 20mA 也能正常工作。據(jù)此判斷是新安裝的安全柵造成了智能壓力變送器無(wú)法正常工作。
5．2 處理方法
智能壓力變送器與 DCS 現(xiàn)場(chǎng)的連接回路如圖 1 所示。
檢定人員在短接安全柵后，智能壓力變送器的現(xiàn)場(chǎng)壓力值與傳輸?shù)浇K端的壓力值都恢復(fù)正常。由此可見，短接或刪除安全柵只是減少了回路的負(fù)載電阻，而整個(gè)回路的供電和儀表的連接順序并沒(méi)有改變。回路負(fù)載電阻的減少意味著壓力變送器本身的供電電壓升高。
經(jīng)測(cè)量，整個(gè)線路電阻約 45Ω，F(xiàn)TA 中信號(hào)采樣電阻為 250Ω，限流電阻為 145Ω，安全柵電阻約400Ω，所以在回路中，整個(gè)負(fù)載電阻共 840Ω。該智能壓力變送器的電壓與電阻關(guān)系曲線如
圖 2 所示，負(fù)載電阻 Ｒ = (U － 12) /0． 02，其中供電電壓 U =24V(DC)，壓力變送器要求的#大負(fù)載電阻必須不大于 600Ω，顯然整個(gè)回路電阻840Ω 超過(guò)了規(guī)定的 600Ω。
檢定人員可以通過(guò)以下兩種方法使壓力變送器恢復(fù)正常工作:
a． 降低回路負(fù)載電阻。由于降低 FTA 中信號(hào)采樣電阻和限流電阻比較困難，且安全柵是從安全角度考慮設(shè)置的，不能任意取消，因此將安全柵的內(nèi)阻從 400Ω 降低到 160Ω 以下即可達(dá)到整個(gè)回路負(fù)載電阻不超過(guò) 600Ω 的要求，所以在可行的情況下可以更換內(nèi)阻為 160Ω 的安全柵以解決故障。
b． 提高電路電壓。當(dāng)回路負(fù)載電阻固定時(shí)，
只能提高穩(wěn)壓電源的電壓。U =12 +0． 02Ｒ，其中回路電阻總值 Ｒ =840Ω，#后檢定人員根據(jù)計(jì)算將穩(wěn)壓電源的電壓提高到 29V 后，壓力變送器恢復(fù)正常工作，通信恢復(fù)正常，解決了智能壓力變送器供電電源與阻抗不匹配的問(wèn)題。
6 結(jié)束語(yǔ)
筆者對(duì)智能壓力變送器在現(xiàn)場(chǎng)檢定和使用中經(jīng)常出現(xiàn)的各種技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的解決方法，尤其是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)智能壓力變送器供電電源和阻抗不匹配的問(wèn)題進(jìn)行了分析，為用戶解決了實(shí)際生產(chǎn)難題，保障了儀器儀表的正常運(yùn)行，也進(jìn)一步提高了計(jì)量檢定人員的技術(shù)水平和能力。
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