差压变送器在监测系统中的应用及故障处理.doc

专业课题
论文
云南省化工高级技工学校2012年化工仪表维修工EJA系列智能差压变送器的使用及故障分析

作者：陈桂林
单位：云南云天化国际化工股份有限公司红磷分公司

2012年7月

目录
摘要及关键詞

EJA系列智能差压变送器的使用及故障分析

[摘要] 化工生产过程中的各种参数和变量，需要各种检测仪器仪表测量，并以此有效地进行工艺操作和稳定生产，本文以日本横河公司生产的EJA系列差压变送器为例，介绍了差压变送器的工作原理、使用及在检测过程中出现的故障及原因分析、排除方法。
[关键词] 智能 差压变送器 使用 故障分析
1 引言
随着化工企业规模的扩大及自动化水平的不断提高，差压变送器在生产中的应用越来越广泛，在各类检测仪表中占有相当大的比例，同时在生产使用过程中遇到的问题也越来越多。为使工艺操作平稳和正确，必须了解其工作原理，如何正确使用，以及常见故障的分析处理方法，以提高仪表测量的准确性，对优化生产过程控制具有十分重要的意义。
2 EJA系列差压变送器工作原理及组成
2.1工作原理
　 日本横河电机公司生产的EJA系列差压变送器包括：EJA110A、EJA120A、EJA210A、EJA220A、EJA118W等型号的产品，是由单晶硅谐振式传感器和智能电气转换两部分组成，其原理为：单晶硅谐振式传感器上的两个H形振动梁分别将差压转化为频率信号，采用频率差分技术，将两频率差数字信号直接输出到脉冲计数器计数，计数到的两频率差值传递到微处理器内进行数据处理。电气转换部分将传感器来的信号，经微处理器（CPU）处理和D/A电路，转换成一个对应于设定测量范围的4～20mA模拟信号。通过输入输出接口（I/O接口）与外部设备（如HART375和DCS中带通信功能的I/o卡），以数字通讯的方式传输数据，由于叠加在模拟信号上的数字信号的平均值为零，因此数字频率信号对4～20mA模拟信号不产生任何扰动影响。
单晶硅
谐振式
传感器
特性修正存储器
微处理器
D/A
I/O
手持智能终端（HART375）
内置存储器

差压变送器工作原理框图

3 差压变送器的使用
3.1为保证差压变送器长期、稳定地运行，变送器应避免安装在温度变化大的场所，如受到热辐射和在腐蚀性的环境中，应采取隔热辐射和通风措施，避免雨水浸入电线管内；尽量安装在冲击少和振动小的场所。3.2为避免雷击，变送器必须接地，如选用内藏避雷保护器，接地应满足接地电阻≤10欧；防爆型和本安型变送器，地应满足接地电阻≤100欧。接线盒内、外都有接地端子，可任选其一接地。
3.3差压变送器、电源、HART 375手操器的连接，如下图所示：

3.4 EJA差压变送器具有智能通讯功能，在投入使用前，需对仪表进行检查和零点、量程调整，按3.3条图2连接好，接通电源，如能通讯，在HART375的在线菜单中检查变送器的位号、单位、量程值、输出形式、阻尼时间等参数的设置是否符合要求，如不符合，需进行组态修改，其组态比较灵活简便，可通过手操器HART375对变送器所需参数设置。
3.4.1 HART375进行仪表位号的设置：在线菜单 设备设置 基本设置 位号 按鍵输入 保存发送。
3.4.2 HART375进行仪表单位的设置：在线菜单 设备设置 基本设置 单位 按鍵选择 保存发送。
3.4.3 HART375进行仪表量程的设置：在线菜单 设备设置 详细设置 信号状况 量程下限设定/量程上限设定 键盘输入 保存发送。
3.4.4 HART375进行仪表输出模式的设置：在线菜单 设备设置 详细设置 信号状况 按鍵选择线性/开方 保存发送。
3.4.5 HART375进行仪表阻尼时间的设置：在线菜单设备设置 基本设置 阻尼 按鍵选择 保存发送。
3.4.6 变送器零点调整的两种方法
3.4.6.1通过变送器外壳上的零点调整螺钉进行调整，用一字螺丝刀调节调零螺钉，顺时针调节输出增大，逆时针调节输出减小。
3.4.6.2通过HART375手操器调零：在线菜单 设备设置 诊断及服务 校正 传感器的校正 零点调校
3.4.7 变送器量程调整的两种方法
3.4.7.1通过变送器上的量程调整螺钉进行调整：1、接通电源，预热5分钟，2向变送器加入测量范围下限的压力3按动内藏显示器的量程设置按钮，内藏显示器显示“LSET”（下限设置），调节外部调零螺钉，使输出信号为0%（4mADC）4按动内藏显示器的量程设置按钮，内藏显示器显示“HSET”（上限设置），5向变送器加入测量范围上限压力6调节外部调零螺钉，使输出信号为100%（20mADC）7按动量程设置按钮，使变送器由调整状态回到正常测量状态。
3.4.7.2通过HART手操器进行量程调整：在线菜单 设备设置 诊断及服务 校正 传感器的校正 传感器的上限值调校/传感器的下限值调校
4 检测过程中出现的故障、原因分析及处理措施
差压变送器在测量过程中常会出现一些故障，故障的及时判定分析和处理对正在投用设备是至关重要的，一定程度上影响生产的正常进行，甚至危及生产安全。如果发生故障，维护人员首先应查看变送器的内藏指示计显示的错误代码，根据代码提示，按4.1条信息表来解决相应故障。如果故障还存在，就要从差压变送器的取压部分、传感器部分、电气部分几方面来排查故障，以确保变送器恢复检测。
4.1 常规故障代码显示、原因及措施
内藏指示计显示
原因
出错时的输出状态
措施
Er.01
膜盒错误
输出信号（保护、高、低）
更换膜盒
Er.02
放大器错误
输出信号（保护、高、低）
更换放大器
Er.03
输入超出膜盒测量极限
输出上限值或下限值
检查输入
Er.04
静压超出规定值
显示当前输出
检查静压
Er.05
膜盒温度越界（-50～130℃）
显示当前输出
采取热隔离或加强散热，保持温度在界内
Er.06
放大器温度越界（-50～95℃）
显示当前输出
采取热隔离或加强散热，保持温度在界内
Er.07
输出超出上限值或下限值
输出上限值或下限值
检查输入和量程设定，并视需要作修正
Er.08
显示值超出上限值或下限值
显示上限值或下限值
检查输入和显示状态，并视需要作修正
Er.09
LRV值超出设定值
保持错误发生前的输出
检查LRV值，并视需要作修正
Er.10
HRV值超出设定值
保持错误发生前的输出
检查HRV值，并视需要作修正
Er.11
量程超过设定值
保持错误发生前的输出
检查量程值，并视需要作修正
Er.12
零点调整范围过大
显示当前输出
重新调整零点值
4.2差压变送器取压部件故障及措施
4.2.1引压管堵塞
在实际生产使用维护中，由于排放不及时或测量介质具有腐蚀性、含有结晶颗粒以及粘度大、易凝固等问题，时间久了，引起导压管线被腐蚀、被堵塞，使测量无法正常进行，因此，需根据工况正确选用差压变送器外，还要定期对导压管线设法疏通，以确保差压变送器的正常运行。
4.2.2引压管泄漏
由于差压变送器接点、截止阀等附件比较多，导致泄漏点增多，维护工作量增大。而且在差压变送器的安装过程中，如果取压短管的焊接、导压管的焊接不规范，运行时间长以后焊接点开裂也会引起泄漏，因此，要定期巡回检查，发现漏点及时处理，合理做好引压管的防腐蚀而减少引压管出现沙眼，引压管的接口处螺丝要上紧以防松动。
4.2.3引压管积液
在差压变送器的安装过程中，由于取压方式不对或引压管安装不符合要求，过程管道内的残液、气体、沉淀物或其它外来物质等流入导压管内，可能产生测量误差，如果在变送器量程很小的情况下，甚至会造成变送器输出的一些波动。引压管的水平敷设必须保证1：10～1：20的坡度，使残留液体或气体不滞留在管内，为了消除这些影响，取压阀必须根据测量流体的种类进行安装：当过程流体是气体时，垂直向上或垂直方向上方45度内；当过程流体是液体时，水平方向或水平方向下方45度内；当过程流体是蒸气时，水平方向或水平方向上方45度内。只有严格按安装施工规范进行，才能减小或避免积液的形成，保证测量的准确性。
4.3差压变送器传感器故障
4.3.1使用万用表检查差压变送器工作电源是否正常，同时测量差压变送器的输出电流值是否在4mA～20mA（如果为输出电压值，测量是否在1～5V）范围内，确认输出值是否正常。如果无输出值，拆下差压变送器检查膜片是否损坏或变形，如果损坏或变形严重，寄回厂家更换差压变送器的传感器部件。
4.3.2当现场测量值换算与DCS系统显示值不符，需对传感器进行零点调整、量程调整 ，必要时，拆下差压变送器送压力检定室进行校验。
4.3.3重新核算差压变送器的测量范围是否正确，与DCS的测量范围是否相对应。必要时进行修改 。
4.4差压变送器电气部分故障
4.4．1线路故障
当DCS系统显示数值不正常或无指示时，首先要打开差压变送器的接线盒，检查线路是否虚接、断接、短接、24VDC正负极是否接反，可以通过量电阻、摇绝缘、测电源等方法，进行故障的判断和处理。如果短接，在接线盒配线口和金属软管接头的螺纹部应进行防水处理（最好使用不硬化的硅树脂系列密封剂）。
4.4．2电信号传输故障
　 由于安装、使用、维护人员的水平存在一定的差异，为了节省人力、物力、财力或者考虑其他因素，往往把差压变送器放置在被测设备的附近，造成电信号传输距离过远，使得电信号存在衰减的现象。因此，就需要适当地增加电缆线的截面积来解决这一问题。还有在现场安装布线过程中，应避开大容量的变压器、电动机或干扰源，各种信号线绑扎在一起或走同一根多芯电缆，信号会受到干扰，特别是信号线与动力线同走一个长的管道中干扰尤甚。在这种情况下，差压变送器就会出现现场不通讯，甚至误指示等现象。因此，在安装的过程中信号、电源电缆不得穿入同一根电线保护管，应增大仪表电缆与动力电缆槽架的距离。
5 结语
随着科学技术的迅速发展，用于常规检测的变送器由于精度低、可靠性及稳定性差，已逐步由智能型变送器及总线型变送器所代替，智能变送器集常规仪表的检测功能，具有智能化显示、诊断、保护和通讯功能，可提高测量的精确度、可靠性及稳定性。现场安装、维护、使用人员只有掌握智能差压变送器的工作原理、使用、生产过程中出现的故障及排除分析方法，才能从根源上杜绝故障的发生，提高维护质量，以满足工艺生产的需要。
【参考文献】
(1)
(2)
(3)