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摘要：壓差變送器工作原理和結(jié)構(gòu)，建立壓差變送器故障數(shù)學(xué)模型，分析膜片故障對控制回路的影響，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)３種不同故障情況下的處理方法。通過理論與實(shí)際的結(jié)合，能更好地處理故障，#大程度的減少壓差變器故障所帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

引言
壓差控制系統(tǒng)是化工生產(chǎn)中常用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要組成部分，在智能化生產(chǎn)中將有更廣泛的應(yīng)用，如果壓差控制系統(tǒng)發(fā)生故障，會(huì)導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確、對生產(chǎn)工藝和質(zhì)量造成重大的影響，壓差控制系統(tǒng)的故障分析和處理顯得尤為重要。壓差控制系統(tǒng)的故障根據(jù)發(fā)生的部分可分為調(diào)節(jié)閥故障、控制器故障、變送器故障等，其中#常見的是變送器故障。變送器影響整個(gè)控制系統(tǒng)的性能，如果發(fā)生故障，會(huì)極大的影響生產(chǎn)安全。目前電容式壓差變送器由于其結(jié)構(gòu)簡單，精度高、易于維護(hù)而得到了廣泛的應(yīng)用。電容式壓差變送器通過將檢測的液位、壓力等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，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。

1、壓差變送器原理
壓差變送器可分為單腔式和雙腔室壓差測量，單壓測量變送器的膜片受到壓力后，膜片的形變導(dǎo)致膜片的電阻產(chǎn)生變化，電阻的變傾過放大單元和轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行輸出’輸出的信號(hào)與壓力值可以成相應(yīng)的對應(yīng)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(xiàn)信息傳送錯(cuò)誤，導(dǎo)致壓差控制系統(tǒng)癱瘓。壓差變送器結(jié)構(gòu)見圖１。

壓差變送器的結(jié)構(gòu)

２壓差變送器故障模型
當(dāng)壓差變送器膜片發(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。壓差變送器膜片與極板之間的電容示意圖如圖２所示。壓差變送器的電流與壓差成正比，與膜片的彈性模量成反比，壓差變送器通常會(huì)出現(xiàn)故障的情況是在變送器工作時(shí)間較長時(shí)，壓差不變而電流隨著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。

膜片與極板間電容的變化

３膜片故障對控制回路的影響
當(dāng)變送器工作時(shí)間較長，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(shù)越小，膜片的故障情況越嚴(yán)重，故障程度系數(shù)越大利用Ｍａｔｌａｂ平臺(tái)建立了控制回路系統(tǒng)的仿真平臺(tái)，變送器在正常工作時(shí)，輸出電流與跟蹤信號(hào)是呈線性關(guān)系，輸出過程呈穩(wěn)定平衡狀態(tài)，如果故障程度系數(shù)發(fā)生變化，變送器輸出會(huì)隨著電流的增加而增加，而經(jīng)過一定時(shí)間后，變送器的輸出逐漸減小，#后變?yōu)?，而過程對象的值一直增加到#大值。

４故障處理
４．１壓差變送器顯示壓力值偏高故障
在生產(chǎn)過程中工藝操作人員發(fā)現(xiàn)集中控制系統(tǒng)中的壓力顯示值比現(xiàn)場顯示偏高，儀表維護(hù)人員到現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)壓差變送器液晶顯示值與壓力表顯示值一致，現(xiàn)場測試ＤＣＳ的顯示值，發(fā)現(xiàn)該顯示值也為正常值，通過檢測儀器檢測發(fā)現(xiàn)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(tǒng)的顯示值與現(xiàn)場的顯示值一致。

４．２壓力值偏低故障
集中控制系統(tǒng)操作人員發(fā)現(xiàn)壓力變送器顯示值偏低，到現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)壓力變送器顯示與集中控制系統(tǒng)的顯示值一致，故障點(diǎn)可能是現(xiàn)場儀表出現(xiàn)問題，出現(xiàn)上面的情況的原因有引壓管線里含有液體，或者是變送器的刻度零點(diǎn)發(fā)生偏移。在現(xiàn)場對引壓線進(jìn)行排液，發(fā)現(xiàn)有少量液體排出，液體排出后，現(xiàn)場與集中控制系統(tǒng)顯示基本一致。

４．３無壓力值顯示故障
集中控制系統(tǒng)操作人員發(fā)現(xiàn)某壓力值無顯示，儀表人員檢查壓力控制回路傳輸?shù)男盘?hào)值較低，測量回路出現(xiàn)故障，現(xiàn)場檢査集中控制系統(tǒng)的接線端，發(fā)現(xiàn)端子排一個(gè)保險(xiǎn)端子燈報(bào)警顯示，更換保險(xiǎn)后，壓力顯示正常。對現(xiàn)場接線進(jìn)行接地測量，發(fā)現(xiàn)負(fù)端接線存在接地現(xiàn)象，檢査分支電纜線路，發(fā)現(xiàn)接線箱接口線路存在裂口，對線路進(jìn)行更換處理，壓力值能穩(wěn)定顯示。

５結(jié)語
對壓差變送器的工作原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡述，建立了壓差變送器故障數(shù)學(xué)模型，并對膜片故障對控制回路的影響進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)介紹了３種不同故障情況下的處理方法，通過對理論與實(shí)際的結(jié)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(qiáng)對壓差變送器的運(yùn)行倩況進(jìn)行記錄，根據(jù)故障發(fā)生的不同情況進(jìn)行排查處理，建立壓差變送器的維護(hù)工作機(jī)制，規(guī)范操作人員的工作流程，合理的布置檢修維護(hù)方案，加強(qiáng)生產(chǎn)現(xiàn)場的巡檢，#大程度的減少壓差變送器故障所帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

友情提示：本文主題“壓差變送器”，作者是三暢儀表和山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督教育培訓(xùn)中心，轉(zhuǎn)載請注明作者和版權(quán)以及本文網(wǎng)址，違者必究。