差壓變送器工作原理和結構，建立差壓變送器故障數學(xué)模型，分析膜片故障對控制回路的影響，結合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗，總結3種不同故障情況下的處理方法。通過(guò)理論與實(shí)際的結合，能更好地處理故障，減少差壓變送器故障所帶來(lái)的經(jīng)濟損失。

引言                     

    差壓控制系統是化工生產(chǎn)中常用的自動(dòng)化控制系統的重要組成部分，在智能化生產(chǎn)中將有更廣泛的應用，如果差壓控制系統發(fā)生故障，會(huì )導致測量不準確、對生產(chǎn)工藝和質(zhì)量造成重大的影響，差壓控制系統的故障分析和處理顯得尤為重要。差壓控制系統的故障根據發(fā)生的部分可分為調節閥故障、控制器故障、變送器故障等，其中常見(jiàn)的是變送器故障。變送器影響整個(gè)控制系統的性能，如果發(fā)生故障，會(huì )極大的影響生產(chǎn)安全。目前電容式差壓變送器由于其結構簡(jiǎn)單，精度高、易于維護而得到了廣泛的應用。電容式差壓變送器通過(guò)將檢測的液位、壓力等數據轉換為電流信號，測量的關(guān)鍵點(diǎn)是可動(dòng)的膜片測量元件，膜片發(fā)生的故障較為常見(jiàn)。

1.差壓變送器原理

    差壓變送器可分為單腔式和雙腔室差壓測量，單壓測量變送器的膜片受到壓力后，膜片的形變導致膜片的電阻產(chǎn)生變化，電阻的變傾過(guò)放大單元和轉換單元進(jìn)行輸出’輸出的信號與壓力值可以成相應的對應關(guān)系。如果膜片發(fā)生故障引起變送器發(fā)生故障，整個(gè)反饋的回路就會(huì )出現信息傳送錯誤，導致差壓控制系統癱瘓。差壓變送器結構見(jiàn)圖1。

2.差壓變送器故障模型

    當差壓變送器膜片發(fā)生故障時(shí)，電容受到影響，建立膜片與變送器輸出之間的關(guān)系，得到膜片與電容之間的變化關(guān)系。差壓變送器膜片與極板之間的電容示意圖如圖2所示。差壓變送器的電流與差壓成正比，與膜片的彈性模量成反比，差壓變送器通常會(huì )出現故障的情況是在變送器工作時(shí)間較長(cháng)時(shí)，差壓不變而電流隨著(zhù)彈性模量的增加而減小，或者膜片的彈性膜片增加，而膜片輸出電流為0。

3.膜片故障對控制回路的影響

    當變送器工作時(shí)間較長(cháng)，膜片的彈性模量會(huì )發(fā)生變化，彈性模量的增加，故障程度系數越小，膜片的故障情況越嚴重，故障程度系數越大利用Ｍａｔｌａｂ平臺建立了控制回路系統的仿真平臺，變送器在正常工作時(shí)，輸出電流與跟蹤信號是呈線(xiàn)性關(guān)系，輸出過(guò)程呈穩定平衡狀態(tài)，如果故障程度系數發(fā)生變化，變送器輸出會(huì )隨著(zhù)電流的增加而增加，而經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，變送器的輸出逐漸減小，后變?yōu)?，而過(guò)程對象的值一直增加到大值。

4.故障處理

4.1差壓變送器顯示壓力值偏高故障

    在生產(chǎn)過(guò)程中工藝操作人員發(fā)現集中控制系統中的壓力顯示值比現場(chǎng)顯示偏高，儀表維護人員到現場(chǎng)檢查，發(fā)現差壓變送器液晶顯示值與壓力表顯示值一致，現場(chǎng)測試ＤＣＳ的顯示值，發(fā)現該顯示值也為正常值，通過(guò)檢測儀器檢測發(fā)現變送器輸送的電流值與實(shí)際輸出的電流較低，判斷故障發(fā)生點(diǎn)為電路板故障。在更換電路板后，集中控制系統的顯示值與現場(chǎng)的顯示值一致。

4.2壓力值偏低故障

    集中控制系統操作人員發(fā)現壓力變送器顯示值偏低，到現場(chǎng)發(fā)現壓力變送器顯示與集中控制系統的顯示值一致，故障點(diǎn)可能是現場(chǎng)儀表出現問(wèn)題，出現上面的情況的原因有引壓管線(xiàn)里含有液體，或者是變送器的刻度零點(diǎn)發(fā)生偏移。在現場(chǎng)對引壓線(xiàn)進(jìn)行排液，發(fā)現有少量液體排出，液體排出后，現場(chǎng)與集中控制系統顯示基本一致。

4.3無(wú)壓力值顯示故障

    集中控制系統操作人員發(fā)現某壓力值無(wú)顯示，儀表人員檢查壓力控制回路傳輸的信號值較低，測量回路出現故障，現場(chǎng)檢査集中控制系統的接線(xiàn)端，發(fā)現端子排一個(gè)保險端子燈報警顯示，更換保險后，壓力顯示正常。對現場(chǎng)接線(xiàn)進(jìn)行接地測量，發(fā)現負端接線(xiàn)存在接地現象，檢査分支電纜線(xiàn)路，發(fā)現接線(xiàn)箱接口線(xiàn)路存在裂口，對線(xiàn)路進(jìn)行更換處理，壓力值能穩定顯示。

5.結語(yǔ)

    對差壓變送器的工作原理和結構進(jìn)行了簡(jiǎn)述，建立了差壓變送器故障數學(xué)模型，并對膜片故障對控制回路的影響進(jìn)行分析，結合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗，總結介紹了3種不同故障情況下的處理方法，通過(guò)對理論與實(shí)際的結合，才能更好的對故障進(jìn)行處理。并在生產(chǎn)工作中要加強對差壓變送器的運行倩況進(jìn)行記錄，根據故障發(fā)生的不同情況進(jìn)行排查處理，建立差壓變送器的維護工作機制，規范操作人員的工作流程，合理的布置檢修維護方案，加強生產(chǎn)現場(chǎng)的巡檢，減少差壓變送器故障所帶來(lái)的經(jīng)濟損失。

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