Experiência de diagnóstico de campo com captação anormal de dados de transmissores de pressão

Em sistemas de controle de automação industrial,Transmissores de pressão como equipamentos de captação de sinal críticos,Sua estabilidade afeta diretamente a confiabilidade de todo o circuito de controle. No entanto, no processo operacional,Descobrimos que os padrões de falha desses dispositivos tendem a apresentar alguma regularidade. Com base na experiência de manutenção em campo nos últimos anos nas indústrias petroquímica, farmacêutica e de tratamento de água,Este artigo examina vários tipos de falhas típicas e suas ideias de diagnóstico.

A pressão aumenta, mas a saída não responde

Este problema é particularmente comum na fase de depuração de equipamentos novos. No local de uma fábrica química no ano passado.,Já encontrei três transmissores novos ao mesmo tempo.

Caminho de verificação inicialDeve ser assim.:Verifique primeiro o estado de vedação da interface de pressão. Ambiente complexo no local,Os resíduos de solda, oxidação e polímeros podem bloquear os orifícios de pressão. Encontrámos uma vez numa linha de produção de polipropileno.,Um pequeno pedaço de material endurecido está condensado no tubo de pressão.,bloquearam a passagem.

Excluindo fatores mecânicos,O problema da ligação não pode ser ignorado. Especialmente em ambientes de forte interferência eletromagnética.,Se a camada de blindagem está correta e se a linha de sinal e a linha de energia estão separadas,Esses detalhes afetam a transmissão do sinal. Eu vi uma equipe de engenharia que trabalhava.,colocar4-20mAlinha de sinal e380VCabos de energia amarrados juntos para andar ponte,O resultado é uma distorção do sinal de saída do transmissor.

Teste de Qualidade de EnergiaTambém é um ponto-chave. Nome24 Vdcabastecimento de energia,Tensão de medição pode ser devido à queda de tensão da linha20VSaída,Alguns transmissores não funcionam corretamente nesse estado de baixa pressão. O sinal de saída pode ser medido diretamente no lado do sensor.——Se houver uma alteração significativa na saída em milivolts após a pressão,O corpo do sensor é bom.,Problemas no circuito ou medidor seguinte;Se não houver nenhuma reação.,Basicamente, é possível determinar se a deformação ou o componente capacitivo dentro do sensor está danificado.

Vale a pena mencionar que,Às vezes, o problema está escondido em lugares inesperados. Alguma vez emDCSApós a atualização do sistema,Apareceu porque os parâmetros de configuração não foram migrados corretamente.,Isso faz com que todos os circuitos de pressão exibam uma situação anormal. Por isso, é preciso pensar sistematicamente.,Não se pode olhar apenas para o próprio transmissor.

Atraso de resposta à pressão e anormalidade de retorno zero

Esta falha é confusa.:A saída do transmissor ficou imóvel quando a pressão começou,Continue pressionando até um ponto crítico.,A saída muda de repente;O mais estranho é que as leituras não voltam a zero após a descompressão.,Sempre pendurado lá.

As causas geralmente estão no anel de vedação.Esta conclusão é uma lição trocada por vários sensores de resíduo. PadrãoOEspecificações do anel são rigorosas——A dureza, o diâmetro da seção e o diâmetro interno têm critérios de seleção correspondentes. Na instalação real,Os funcionários de manutenção estão frequentemente perto,com baixa dureza(Como a dureza de Shore60E não padrão.70)Ou juntar aneis de vedação com secções muito grossas.

O mecanismo específico de falha é o seguinte::Ao apertar o sensor,Anéis de vedação muito macios podem se deformar plásticamente sob a pressão axial,inserido no orifício de pressão para formar uma variável'Núcleo da válvula'No estado inicial bloqueia o canal.,A pressão do meio não entra.;Quando a pressão se acumula o suficiente,Quebra este bloqueio de borracha instantaneamente,Sensores que sentem saltos de pressão,A saída muda de repente.;Quando a pressão,O anel de vedação volta a bloquear os orifícios devido à recuperação da elasticidade,A pressão residual interna está fechada e não pode ser liberada.,Assim, o sinal de saída não retorna a zero.

O método de verificação é simples.:Tire o sensor do tubo de processo.,Teste de pressão individual com uma bomba de pressão portátil ou um calibrador. Se a resposta é normal e linear,Então o problema é um martelo.——Troque um anel de vedação que atenda às especificações,Atenção à escolha de borracha fluorada ou material triplo(De acordo com a compatibilidade de mídia),Controle de dureza em70-80Entre,Não tornque a chave de torque muito morta durante a reinstalação.

Também tive um caso especial.:Atraso intermitente de retorno a zero em um transmissor de pressão,A última descoberta foi o problema do projeto da tubulação de pressão.——Um parágrafo10Tubos finas de arroz em ambientes de inverno,A falta de evacuação da condensação no tubo faz com que a gravidade da coluna de líquido afete a transmissão de pressão. Isto tem de ser resolvido a nível do processo.,Aumente o ponto de drenagem ou utilize a vedação de membrana.

Análise de volatilidade do sinal de saída

A instabilidade do sinal é'Milhões de petróleo'Descrição da falha,Podem haver cinco ou seis causas diferentes por trás.

Propriedades pulsantes da própria fonte de pressãoé a consideração primordial. Saída do compressor reciproco, ponto de detecção de elevação da bomba centrífuga, posição posterior da válvula de redução de pressão de vapor, etc.,A pressão do processo por si só varia periódica ou aleatória. Neste caso, o transmissor reflete a variável de processo real.,Não é possível contar com falhas no equipamento. A solução é adicionar um tanque tampão ou um dispositivo de amortiguação no lado do processo,Ou habilitar o filtro de amortiguação no lado do instrumento——Mas cuidado.,Amortização excessiva sacrifica a velocidade de resposta,É necessário fazer um equilíbrio entre estabilidade e desempenho dinâmico.

Problemas de compatibilidade eletromagnéticaÉ muito comum em áreas industriais. Convertidores de alta potência, soldadoras de alta frequência e dispositivos de regulação de pressão de silício controláveis ​​irão irradiar fortes interferências eletromagnéticas no espaço. Testei-o numa oficina de galvanização.,Início do conversor de frequência,Próximo do instrumento4-20mAO sinal será maior do que2mAO erro. As medidas de resposta incluem:Cabo de blindagem duplo, camada de blindagem com solo ponto de aterrizagem, ligado em paralelo no lado do instrumento0,1 μFCapacitante de filtro e isolador de sinal, se necessário. Alguns transmissores avançados têm um algoritmo de filtragem digital incorporado eEMCCircuito de proteção,A resistência à interferência é significativamente maior.

Efeitos das vibrações mecânicasFácil de ignorar. Sensores piezoelétricos ou de tensão mais sensíveis às vibrações,Se o transmissor estiver diretamente ligado rígido a uma máquina ou tubo de ida e volta,A aceleração da vibração é convertida em sobreposição de sinais parasitais sobre os valores medidos. Unidade de cracking catalítico de uma unidade de refinação,Devido à vibração da base do compressor, todas as leituras do medidor de pressão estão perto.± 0,05 MPaMudança no âmbito. Mais tarde, a instalação de conexão suave, o aumento da almofada de amortiguação, a redução do comprimento do tubo de pressão rígido e outras medidas,Só resolver o problema.

Além disso,Oxidação solta do terminal de ligaçãoeEnvelhecimento dos componentes internos do sensorÉ também uma razão comum.,São relativamente fáceis de diagnosticar.,Verifique uma por uma.

IV. Análise sistemática de energia sem saída

Essas falhas parecem simples.,Se falta experiência,Muitas vezes perde muito tempo.

Eu tenho o hábito de adotar.**'De fora para dentro, de fácil para difícil'Método de segmentação**Primeiro.DCSoudo PLCMedição da tensão e corrente do circuito no balcão de controle——Se24VNenhuma energia.,Ou a corrente de carga é zero.,Descrição do problema no circuito periférico;Se a tensão de alimentação é normal, mas a corrente é anormal(Por exemplo, mais25mAou inferior a3,5 mA),Indique que há um curto-circuito ou uma interrupção no lado do dispositivo de campo.

Falha do caboA verificação requer uma combinação multimétrica. Os cabos de longa distância são desgastados durante o processo de atravessamento, a entrada de água no poço do cabo resulta em uma queda de isolamento, o contato com a linha de terminais é ruim e a caixa de conexão intermediária está humidada.,Tudo isso pode causar interrupções ou curto-circuitos. Tenho um caso estranho.:Um.500Cabo de sinal com comprimento de metros,Um rato mordeu um fio no meio.,Porque a capa está intacta.,Olho nu não vê o problema,Por fim, o usoTDR(Refletores de domínio temporal)Localização encontra ponto de parada.

Problemas de correspondência de energiaTambém merece atenção. O transmissor é dividido em dois fios, três fios e quatro fios,Os métodos de fornecimento de energia e cablagem correspondentes são diferentes. Alimentação de circuito transmissor de dois fios,Partilha de pólo negativo de energia e pólo negativo de sinal;Se estiver mal ligado ao sistema de três linhas,Há um fenômeno de energia, mas sem saída. Atenção também à capacidade de carga da fonte de energia,Alguns nomes de energia comutadora24V / 1A,Mas apenas três ou quatro transmissores.,A tensão cai após sobrecarga.

Compatibilidade de instrumentos e sensoresIgualmente importante. Medição, tipo de sinal de saída(mV)emASinais digitais.)A faixa de tensão de alimentação e o nível de proteção contra explosões devem corresponder. Já vi um.4-20mAO transmissor de saída só pode ser recebido0-10VEntrada no cartão de captação,Naturalmente não haverá reação.

Se tudo isto for confirmado,Essa é a maior probabilidade.Danos ao corpo do dispositivoSim. Dentro do sensor pode haver uma ruptura da ponte de tensão, um curto-circuito da placa polar capacitiva,ASICChip quebrado;O lado do instrumento pode serA / DDanos no nível de conversor, circuito de regulamento de sinal ou controlador de saída. Esta situação deve ser reparada ou substituída diretamente.

V. Verificação comparativa com pressômetros pontuais

Muitas vezes os operadores questionam:'Porquê?DCSA pressão mostrada não corresponde ao medidor de campo.?'Essa questão exige uma análise racional.

Primeiro é claro.,A existência de desvios é uma lei objetiva.. Qualquer instrumento de medição tem limites de grau de precisão,Não é possível ser absolutamente preciso. A chave é determinar se o desvio está dentro do limite permitido.

Composição de erro de pressômetros pontuaisInclui erros básicos e erros de leitura. O erro básico é determinado pelo nível de precisão,Por exemplo...1.5Medidor de pressão,Escala completa30MPa,Seu erro fundamental é30 × 1,5% = 0,45MPaOs erros de leitura são devidos à viscosidade humana e à resolução da escala.,Geralmente metade do valor mínimo da escala,Suponha a escala mínima0,2 MPa,O erro de leitura é0,1 MPa. Duas sobreposições obtêm um erro total (0,55 MPa)- É.

Análise de precisão de transmissores de pressão eletrônicosrelativamente complicado. Um circuito de medição completo que inclui sensores, circuitos transmissores, transmissão de sinais,DCSRecolha de cartões e vários links,Cada link contribui com erros. Presupõe a precisão do sensor0,5% FS,Circuito do transmissor0,2% FS, A / DConversão0,1% FS,Teoria da transmissão de erros(Raiz quadrada dos erros independentes),A precisão total do sistema é de aproximadamente√ (0,5² + 0,2² + 0,1²) ≈0,55% FSPara.20 MPaDimensão,Erro absoluto (0,11 MPa)- É.

Princípios a seguir na comparação práticasim:Baseado em erros de equipamento de menor precisão. Tabela de ponteiros permitindo desvios no exemplo anterior± 0,55MPa,O transmissor é± 0.11MPa,Então as duas leituras são diferentes.0,55 MPaDentro tudo é normal. Se o desvio exceder esse limite,Diferenças, por exemplo.2-3MPa,É preciso rastrear as razões.

Processo de verificação recomendadoÉ assim:Preparar um pressômetro digital de alta precisão(Precisão pelo menos um nível superior,Como0.25nível ou0.1Nível),Acesso ao tubo de processo ou aplicação de pressão simultânea a três medidores com uma bomba de pressão,No ponto zero,25%、50%、75%Leituras de cinco pontos em escala completa,Desenha uma curva de erro. Assim sabemos qual relógio tem problemas.,Também é possível analisar a natureza dos erros.——Deslocamento de ponto zero, desvio de escala ou erro não linear.

Há um detalhe que vale a pena notar.:Tabela de ponteiros após uso prolongado,Os tubos de mola produzem deformações irreversíveis.,Causa desvio negativo de ponto zero ou contração de escala. Neste caso, mesmo que a tabela de campo mostre normal,Os valores medidos reais também podem desviar-se dos valores reais. Portanto, o transmissor eletrônico não pode ser questionado cegamente com o indicador como referência,A decisão deve ser feita com critérios.

Compensação do efeito gravitacional do transmissor de pressão diferencial

A medição de pressão diferencial é uma tarefa particularmente delicada.,Muitas vezes usado para monitoramento de diferença de pressão em salas limpas, detecção de obstrução de filtros, controle de pressão estática em tubos de ar, etc.,A medição pode ser apenas0-500PaAté mesmo...0-100Pa- É.

A natureza física do problemaÉ:Quando o intervalo de medição é pequeno,Componentes sensíveis ao sensor(Membranas de silício, capacitores diferenciais, etc.)O próprio peso tem um impacto significativo na saída. Uma espessura0,05 milímetrosDiâmetro10 milímetrosFilme de silício,Quantidade de uns poucos miligramas,A pressão adicional gerada no campo gravitacional pode atingir10-20PaClassificação——Para100PaTransmissores de alcance completo,Isto é equivalente a10-20%erros adicionais.!

Formas de expressão do efeito gravitacionalsim:Mesmo transmissor,O ponto zero é um valor na instalação horizontal,O ponto zero torna-se outro valor na instalação vertical,As duas podem diferir em vários pontos percentuais. Isso pode ser ignorado na medição de pressão macro.,Mas não é aceitável em situações de pressão diferencial.

Posição de instalação corretaO plano da membrana do sensor deve ser perpendicular à direção da gravidade,Ou seja, fazer filme'De pé.'Não.'Deite-se.'Desta forma, a direção da gravidade é paralela ao plano da membrana.,Não produz diferença.,Desta forma, elimina o deslocamento zero causado pela gravidade.

No entanto, no projeto real,Fatores como a disposição do tubo e a localização do equipamento tendem a limitar o ângulo de instalação do transmissor. Encontrar esta situação.,Preciso.Calibração de ponto zero no local:Fixe o transmissor no local de trabalho real.,Em seguida, sem diferença de pressão(As câmaras de pressão positiva e negativa entram na atmosfera.)Estado,Ajuste o botão de ponto zero ou modifique os parâmetros de ponto zero com o manipulador,Faça a saída corresponder0%Este ponto zero contém, na verdade, uma compensação do efeito da gravidade.,Sem alterar o ângulo da instalação,A medição é precisa.

Alguns transmissores de pressão diferencial avançados estão incorporados.Sensores de aceleração multi-eixo e algoritmos de compensação digital,Capacidade de reconhecer automaticamente os gestos de instalação e compensar o software,Elimina o problema de zero manual. Mas esses produtos são caros.,Como a relação custo-benefício requer uma avaliação específica do projeto.

Há também um par de transmissor de pressão diferencial de poço fácil de pisarRequisitos de disposição de tubos de pressão são muito rigorosos. Os tubos condutores de pressão positiva e negativa devem ter o mesmo comprimento, altura e disposição simétrica,Não há bolhas ou condensação no tubo.,Caso contrário, será introduzida uma diferença de pressão estática adicional. Alguma vez em um projeto de fábrica limpa,Porque o condutor lateral de pressão vira mais uma curva.,Isso faz com que a altura da coluna de líquido seja inferior a aproximadamente30cm,Pressão do cilindro líquido correspondente(Coluna de água aproximadamente3000Pa)Oculta o sinal real da diferença de pressão do vento,Passaram vários dias para identificar o problema.

Resumo.,O diagnóstico de falhas de transmissores de pressão é uma engenharia de sistemas,É necessário considerar as condições do processo, a qualidade da instalação, o ambiente elétrico e o desempenho do equipamento. Tabu na manutenção no local'Dor de cabeça médico',Para ter a capacidade analítica de rastrear a essência da imagem. Deve-se também prestar atenção à manutenção preventiva.,Verificação regular e substituição oportuna de peças envelhecidas,Muitas falhas podem ser evitadas com antecedência.

Essas experiências foram descobertas em muitas práticas.,Diferentes indústrias e condições de trabalho podem também enfrentar novos tipos de problemas. Mantenha a mentalidade de aprendizagem,Comunique mais com seus colegas,para melhorar continuamente a eficiência e a precisão do tratamento de falhas.