差壓變送器在監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用及故障處理

        差壓變送器是將壓力差轉(zhuǎn)換為直流標(biāo)準(zhǔn)信號的遠傳壓力測量儀表。廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究。它是獲取、處理和傳輸各種信息的硬件。隨著企業(yè)自動化水平的不斷提高，其應(yīng)用范圍越來越廣泛，在生產(chǎn)中遇到的問題也越來越多。根據(jù)筆者多年的現(xiàn)場實踐經(jīng)驗，為了正確安裝、使用和維護差壓傳感器，有必要了解其工作原理，如何采集數(shù)據(jù)以及如何處理常見故障。
        一、工作原理及監(jiān)控系統(tǒng)
        1.1 工作原理
        來自雙面導(dǎo)壓管的壓差直接作用在變送器傳感器的兩側(cè)隔離膜片上，通過膜片中的密封液傳導(dǎo)到膜片上。在測量元件上，測量元件將測得的差壓信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號并傳送給轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過放大等處理后成為標(biāo)準(zhǔn)的電信號輸出。差壓變送器的幾種應(yīng)用測量方法： （1）結(jié)合節(jié)流元件，利用節(jié)流元件前后產(chǎn)生的差壓值測量液體流量； (2)利用液體自身重力產(chǎn)生的壓力差來測量液體 (3)直接測量不同管道和罐體中液體的壓力差。
         1.2 監(jiān)控系統(tǒng)
        壓力信號通過壓力感應(yīng)裝置引入差壓變送器，差壓變送器將信號轉(zhuǎn)換成0~5V或4mA~20mA的電信號輸出，經(jīng)A/D模塊采集轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出。 A/D轉(zhuǎn)換模塊采用北京鼎盛利創(chuàng)R8017。 R8017輸出的數(shù)字信號經(jīng)數(shù)據(jù)通信模塊R8520轉(zhuǎn)換成計算機可識別的信號輸入計算機。具體硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。
         R8017是一個8通道模擬量采集模塊，其輸入為0~5V直流電壓或4mA~20mA直流電流信號。 R8520模塊是一個RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊，與電腦的連接采用9針數(shù)據(jù)線和串口通訊。設(shè)置各模塊的地址，讀出各模塊各通道的數(shù)據(jù)，通過計算機軟件處理，得到監(jiān)控數(shù)據(jù)。
         2. 故障排除
        差壓變送器在測量過程中有些故障經(jīng)常發(fā)生，及時判斷、分析和處理故障對設(shè)備投入使用至關(guān)重要。在一定程度上影響生產(chǎn)的正常運行，甚至危及生產(chǎn)安全。根據(jù)筆者多年的現(xiàn)場實踐經(jīng)驗，總結(jié)出一些常見的故障判斷分析及解決方法。
         2.1 線路故障
        電腦顯示值異常時，首先打開差壓變送器接線盒，檢查線路是否虛線、短路或斷線。絕緣等故障的判斷和處理方法。
         2.2 采集模塊或差壓傳感器故障
        線路故障排除時，要看是采集模塊還是差壓傳感器故障。用萬用表檢查差壓變送器的工作電源是否正常，同時測量差壓變送器的輸出電流值是否在4mA~20mA范圍內(nèi)（如果是輸出電壓值，測量是否在0~5V范圍內(nèi)），并確認輸出值是否正常。如果沒有輸出值，說明差壓變送器損壞，需要更換差壓變送器。如果現(xiàn)場測量值換算與實際經(jīng)驗值一致，則現(xiàn)場儀表和測點沒有問題，模塊損壞，需要更換模塊。當(dāng)現(xiàn)場測量值換算成與計算機顯示值相同時，說明壓力管道或差壓變送器有問題。
         2.3 導(dǎo)壓管故障
        (1)導(dǎo)壓管堵塞
        在實際生產(chǎn)、使用和維護中，由于排放不及時或臟、粘介質(zhì)或顆粒或粉末等，時間長了，有的還會凝固，造成壓管堵塞，所以無法正常進行測量。因此，為保證變送器的正常工作，有必要盡量定期對壓力管道進行清理。
         (2)導(dǎo)壓管漏氣
        由于差壓變送器觸點、截止閥等附件較多，泄漏點增多，維護工作量增加。因此，應(yīng)合理做好引壓管的防腐工作，以減少引壓管內(nèi)沙眼的發(fā)生；引壓管接口處的螺釘應(yīng)擰緊，以防松動。
         (3)導(dǎo)壓管內(nèi)積液
        由于氣體流量和壓力的取壓方式錯誤或?qū)汗艿陌惭b不符合要求，往往會造成導(dǎo)壓管內(nèi)積液的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)往往會導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確。如果發(fā)射器是當(dāng)范圍較小時，甚至可能導(dǎo)致發(fā)射機的輸出出現(xiàn)一些波動。有文獻指出，壓力管道的正確安裝應(yīng)為與水平面呈不小于1:12坡度的連續(xù)下降，測量點與安裝點之間存在高度差，壓力點應(yīng)垂直于被測設(shè)備的壁。為使測量更準(zhǔn)確，可設(shè)置多個測壓頭，將所有測壓頭連接在一起，形成一個均壓管，再通過導(dǎo)壓管引出，并設(shè)放水閥。布置在均壓管的下部。
        此外，在現(xiàn)場實際生產(chǎn)使用過程中，還會出現(xiàn)壓力管伴熱、壓力管反接等問題。
         2.4 變頻干擾
        在現(xiàn)場安裝布線的過程中，如果各種信號線捆綁在一起或使用同一根多芯電纜，都會對信號產(chǎn)生干擾，特別是在較長的管道中信號線和電源線一起運行時會產(chǎn)生干擾。尤其。在這種情況下，差壓變送器將無法在現(xiàn)場進行通訊，甚至?xí)霈F(xiàn)錯誤指示。因此，在安裝過程中，要避免類似誤操作的發(fā)生，增加儀表電纜與電力電纜橋架的距離。
         2.5 電信號傳輸故障
        由于安裝、使用、維修人員水平的差異，為了節(jié)省人力、物力、財力或考慮其他因素，差壓變送器往往被放置在附近，電信號傳輸距離過遠，使電信號產(chǎn)生干擾和衰減現(xiàn)象。因此，需要適當(dāng)增加電纜的截面積來解決這個問題。