Expérience de diagnostic sur le terrain des anomalies d'acquisition de données de transmetteurs de pression

Dans les systèmes de contrôle d'automatisation industrielle,Transmetteur de pression comme équipement d'acquisition de signal clé,Sa stabilité influe directement sur la fiabilité de l'ensemble de la boucle de commande. Cependant, dans le processus réel d'exploitation et de maintenance,Nous constatons que les modes de défaillance de ce type d'équipement ont tendance à présenter une certaine régularité. Basé sur l'expérience de maintenance sur site de ces dernières années dans les industries pétrochimique, pharmaceutique et de traitement de l'eau,Cet article passe en revue plusieurs catégories de phénomènes de défaillance typiques et leurs idées de diagnostic.

I. la pression augmente mais la sortie ne répond pas au phénomène

Ce problème est particulièrement fréquent lors de la phase de mise en service des nouveaux équipements. Site d'une usine chimique l'année dernière,Il y a eu trois nouveaux transmetteurs montés en même temps.

Parcours préliminaireIl devrait en être ainsiPour:Vérifiez d'abord l'état d'étanchéité de l'interface de pression. Environnement complexe sur site,Les scories de soudure, les peaux oxydées, les résidus de polymère peuvent tous boucher les orifices de pressage. Une fois, nous avons trouvé sur une ligne de production de polypropylène,Un petit morceau de matériau durci s'est condensé dans le tube de pression,Bloqué le passage.

Après exclusion des facteurs mécaniques,Les problèmes de câblage ne peuvent pas être ignorés. En particulier dans un environnement fortement perturbé électromagnétiquement,Si la mise à la terre du blindage est correcte, si la ligne de signal est séparée de la ligne de puissance,Tous ces détails affectent la transmission du signal. J'ai vu une équipe d'ingénieurs pour économiser,Mettez4 à 20 mALignes de signal et380VCâble de puissance bundle together Walking Bridge,Résultat le signal de sortie de l'émetteur est déformé.

Détection de la qualité de puissanceAussi le lien clé. Nominal24 VDCL 'alimentation électrique,La tension mesurée peut être due à la chute de tension de la ligne20 VDébut de la tête,Certains transmetteurs ne fonctionnent pas correctement dans cet état de sous - tension. Le signal de sortie peut être mesuré directement à l'extrémité du capteur à ce moment - là– –S'il y a un changement significatif dans la sortie de niveau millivolt après l'application de la pression,Description le corps du capteur est bon,Problème sur un circuit ou un compteur ultérieur;Si pas de réaction du tout,Il est essentiellement possible de décider qu'une lame de contrainte ou un élément capacitif à l'intérieur du capteur a été endommagé.

Il convient de mentionner que,Parfois, les problèmes se cachent dans des endroits inattendus. Une fois dansDCSAprès la mise à niveau du système,C'est arrivé parce que les paramètres de configuration n'ont pas migré correctement,Une situation qui fait que tous les circuits de pression présentent des anomalies. Donc, avoir une pensée systémique lors de la vérification,Vous ne pouvez pas simplement regarder l'émetteur lui - même.

II. Retard de réponse pressurisé et anomalie de retour à zéro

Ce phénomène de défaillance est déroutantPour:La sortie de l'émetteur est texturée immobile lorsque la pressurisation vient de commencer,Continuer à pressuriser jusqu'à un certain point critique,Sortie saut soudain;Plus étrange est la lecture de retour à zéro après décompression,Toujours suspendu là.

La cause fondamentale est souvent dans les anneaux d'étanchéité. Cette conclusion est une leçon échangée avec plusieurs capteurs en fin de vie. StandardOLes spécifications du cercle sont soignées– –La dureté, le diamètre de la section, le diamètre intérieur ont tous des critères de sélection correspondants. Mais dans l'installation réelle,Les réparateurs se rapprochent souvent des matériaux,Faible dureté avec(Comme la dureté Shaw60Plutôt que Standard70)Ou une bague d'étanchéité de section trop épaisse se combine.

Le mécanisme de défaillance spécifique est tel quePour:Lors du serrage du capteur,Les bagues d'étanchéité trop souples subissent une déformation plastique sous l'effet de la pression axiale,Est extrudé à l'intérieur de l'orifice d'introduction pour former un variable'Bobine de valve'. dans l'état initial, il bloque le canal,Le transfert de pression des médias n'entre pas;Lorsque la pression s'accumule suffisamment,Briser instantanément ce bouchon en caoutchouc,Le capteur sent le pas de pression,La sortie saute aussi soudainement;Et lors de la décompression,La bague d'étanchéité referme le conduit d'orifice grâce à la récupération élastique,La pression résiduelle interne bloquée ne peut être libérée,Le signal de sortie ne peut donc pas revenir à zéro.

La méthode de vérification est simplePour:Retirer le capteur du tuyau de processus,Testé individuellement sous pression avec une pompe à pression portative ou un contrôleur. Si la réponse est normale, bonne linéarité,Alors le problème est solide.– –Passer à une bague d'étanchéité conforme aux spécifications,Faites attention à choisir le caoutchouc fluoré ou EPDM(Selon la compatibilité des médias),Contrôle de la dureté en70 à 80Entre,Ne pas visser la clé dynamométrique trop mort lors de la réinstallation.

J'ai aussi rencontré un cas particulierPour:Un certain transmetteur de pression revient à zéro par intermittence,Enfin trouvé un problème de conception de conduite de pression– –Un paragraphe10Mètres de Long tube mince dans un environnement hivernal,L'absence d'évacuation de l'eau condensée à l'intérieur du tube provoque la gravité de la colonne liquide qui affecte le transfert de pression. Cette situation doit être résolue au niveau de la conception des processus.,Augmentez le point de vidange ou passez à un mode de fermeture à membrane.

Iii. Analyse de la volatilité du signal de sortie

L'instabilité du signal est en fait'Huile d'or'Description du défaut de formule,Derrière cela, il peut y avoir cinq ou six causes différentes.

Caractéristiques pulsatiles de la source de pression elle - mêmeEst la considération primordiale. Sortie de Compresseur alternatif, point de détection de la hauteur de la pompe centrifuge, après soupape de décompression de vapeur, etc.,Il y a des fluctuations périodiques ou aléatoires dans la pression de processus elle - même. L'émetteur dans ce cas reflète fidèlement la variable de processus réelle,On ne peut pas compter les pannes d'équipement. La solution consiste à charger un réservoir tampon ou un dispositif d'amortissement du côté du processus,Ou activer la fonction de filtrage d'amortissement du côté de l'instrument– –Attention cependant,Un amortissement excessif sacrifie la vitesse de réponse,Un compromis entre stabilité et performance dynamique est nécessaire.

Problèmes de compatibilité électromagnétiqueTrès répandu sur les sites industriels. Convertisseur de fréquence haute puissance, machine de soudage haute fréquence, équipement de régulation de tension au silicium contrôlable tous rayonneront de fortes interférences électromagnétiques dans l'espace. J'ai testé dans un atelier de placage,Instant de démarrage du convertisseur de fréquence,Proche des instruments4 à 20 mALe signal apparaîtra avec une amplitude supérieure à2mALes bavures. Les réponses comprennentPour:Avec câble blindé à Paire torsadée, blindage à point unique de mise à la terre, en parallèle sur le côté de l'instrument0,1 μFCapacité de filtrage, si nécessaire, ajouter un isolateur de signal. Certains transmetteurs avancés ont intégré des algorithmes de filtrage numérique etEMCCircuit de protection,La capacité anti - interférence est nettement plus forte.

Effets des vibrations mécaniquesFacile à ignorer. Les capteurs piézoélectriques ou de contrainte sont sensibles aux vibrations,Si le transmetteur est directement fixé rigidement sur une machine ou un tuyau alternatif,Les accélérations vibratoires sont converties en signaux parasites superposés aux mesures. Unité de craquage catalytique d'une certaine unité de condensation,Tout simplement parce que la vibration de la base du compresseur provoque toutes les lectures de manomètre à proximité± 0,05 MPaSwing dans la gamme. Plus tard, des mesures telles que l'installation de connexion souple, l'augmentation des coussins amortisseurs, le raccourcissement de la longueur du tube d'amenée de pression rigide sont adoptées,Résoudre le problème.

En outre,Terminal de câblage oxydation lâcheetVieillissement des éléments internes du capteurCauses communes aussi,Ceux - ci sont relativement faciles à diagnostiquer,Vérifier un par un.

Iv. Vérification systématique sans sortie électrique supérieure

Ce type de défaillance semble simple,Mais si le manque d'expérience,Souvent, beaucoup de temps est perdu.

J'ai personnellement l'habitude d'adopter* * 'De l'extérieur vers l'intérieur, de facile à difficile'Méthode de vérification segmentée**. d'abord dansDCSouPLCMesure de la tension et du courant de boucle à l'extrémité de l'armoire de commande– –Si même24 VAucune puissance ajoutée,Ou le courant de charge est nul,Expliquer le problème dans le circuit périphérique;Si la tension d'alimentation est normale mais le courant est anormal(Comme plus de25 mAOu inférieur à3,5 mA),Conseils il y a un court - circuit ou une coupure sur le côté de l'équipement du site.

Défaillance du filL'inspection nécessite un multimètre. Le câble longue distance est broyé pendant le processus de perçage, l'entrée d'eau dans le puits de câble entraîne une chute de l'isolation, un mauvais contact de la rangée de bornes, une boîte de jonction intermédiaire dans la cendre et l'humidité,Ceux - ci peuvent tous causer des coupures ou des courts - circuits. Une fois rencontré un cas étrangePour:Un article500Mètres de câble de signal,Un fil cassé par une souris quelque part au milieu,Parce que la gaine extérieure est intacte,Aucun problème visible à l'œil nu,Enfin utiliséTDR(Réflectomètre de Domaine temporel) etLe positionnement trouve le point d'arrêt.

Problèmes de Power MatchingMérite également l'attention. Transmetteur en deux fils, trois fils, quatre fils,Les modes d'alimentation et de câblage correspondants sont différents. Alimentation par boucle d'émetteur à deux fils,Puissance négative à partager avec signal négatif;Si mal connecté en trois lignes,Il y aura un phénomène de puissance mais pas de sortie. Notez également la capacité de charge de l'alimentation,Certaines Alimentations à découpage nominales24V/1A,Mais en réalité, il ne peut y avoir que trois ou quatre émetteurs,La tension chute après une surcharge.

Adéquation des instruments aux capteursTout aussi important. Gamme, type de signal de sortie(mV)Et,mASignaux numériques) etLa gamme de tension d'alimentation et le niveau de protection contre les explosions doivent tous correspondre. J'ai vu la poignée4 à 20 mALe transmetteur de sortie reçoit uniquement0 à 10VSur la carte d'acquisition saisie,Naturellement, il n'y aura pas de réaction.

Si tout ce qui précède est confirmé sans erreur,Cette grande probabilité estDommages au corps de l'équipementC'est ça. L'intérieur du capteur peut être une rupture de pont de contrainte, un court - circuit de la plaque de condensateur,ASICChip Breaking;Le côté instrument peut êtreA/DLe convertisseur, le circuit de conditionnement du signal ou l'étage de commande de sortie sont endommagés. Cette situation doit être réparée en usine ou remplacée directement.

V. Contrôle d'alignement avec le manomètre à aiguille

Souvent questionné par les opérateurs sur le site: 'PourquoiDCSLa pression affichée sur le site ne correspond pas au compteur? 'Cette question nécessite une analyse rationnelle.

D'abord être clair,L'existence de déviations est une loi objective. Tout instrument de mesure a des limites de classe de précision,Impossible d'être absolument précis. La clé est de juger si la déviation est dans les limites permises.

Composition d'erreur d'un manomètre à aiguilleY compris les erreurs de base et les erreurs de lecture. Erreur fondamentale déterminée par la classe de précision,Par exemple1.5Manomètre de niveau,Pleine échelle30MPa,Son erreur fondamentale est30 x 1,5% = 0,45MPa. L'erreur de lecture provient de la parallaxe de l'œil humain et de la résolution de l'échelle,Prend généralement la moitié de la valeur minimale de l'échelle,Supposons une échelle minimale0,2 MPa,L'erreur de lecture est alors0,1 MPa. la superposition des deux termes donne une erreur totale (0,55 MPa)- Oui.

Analyse de précision des transmetteurs de pression électroniquesUn peu plus compliqué. Une boucle de mesure complète comprend des capteurs, des circuits émetteurs, la transmission de signaux,DCSCartes d'acquisition et autres liens multiples,Chaque lien a une contribution d'erreur. Précision supposée du capteur0,5 % FS,Circuit émetteur0,2% FS, A/Dtransformation0,1 % FS,Selon la théorie de la transmission des erreurs(Racine carrée des erreurs indépendantes),La précision totale du système est d'environ√ (0,5² + 0,2² + 0,1²) ≈0,55% FS. pour20 MPaGamme de mesure,Erreur absolue correspondante (0,11 MPa)- Oui.

Principes à suivre lors de l'alignement pratiqueOuiPour:Sous réserve de l'erreur de l'appareil moins précis. Déviation permise par la table de pointeurs dans l'exemple précédent±0,55MPa,Le transmetteur est± 0,11 MPa,Alors les deux lectures sont mauvaises dans0,55 MPaTout est normal. Si la déviation est bien au - delà de cette plage,La différence par exemple2-3MPa,Il faut aller chercher la cause.

Processus de contrôle recommandéC'est comme çaPour:Préparer un manomètre numérique de haute précision(Précision d'au moins un niveau supérieur,Comme0.25Niveau ou0.1Niveau),Accès à la ligne de process ou application simultanée de pression sur trois montres avec une pompe à pression,Au point zéro,25%、50%、75%Cinq points de pleine échelle lus séparément,Dessinez la courbe d'erreur. Cela permet à la fois de déterminer quelle table pose problème,Peut également analyser la nature des erreurs– –Est - ce un décalage du point zéro, une dérive d'échelle ou une erreur non linéaire.

Il y a un détail à noterPour:La table de pointeur après une longue utilisation,Le tube à ressort crée une déformation irréversible,Provoque une dérive négative du point zéro ou une contraction de l'échelle. Dans ce cas, même si le tableau du site affiche normalement,Les mesures réelles peuvent également s'écarter de la valeur réelle. Ainsi, l'émetteur électronique ne peut pas être remis en question aveuglément avec une table à aiguilles comme référence,Il faut décider avec un standard.

Vi. Compensation des effets gravitationnels des transmetteurs de pression microdifférentielle

La mesure de la pression microdifférentielle est un travail particulièrement délicat,Souvent utilisé pour la surveillance différentielle de pression de salle blanche, la détection de colmatage de filtre, le contrôle de pression statique de conduit d'air et d'autres occasions,La plage de mesure peut seulement0 à 500PaMême0 à 100Pa- Oui.

Nature physique du problèmeRéside dansPour:Lorsque la plage de mesure est extrêmement faible,Élément sensible du capteur(Diaphragme de silicium, capacité différentielle, etc.) etLe poids lui - même peut avoir un impact significatif sur la sortie. Une tranche d'épaisseur0,05 mm, diamètre10 mmMembrane en silicium,Masse environ quelques milligrammes,La pression supplémentaire créée dans le champ gravitationnel peut atteindre10 à 20 PaOrdre de grandeur– –Pour100 PaTransmetteur à pleine échelle,Cela équivaut à10 à 20%Erreurs supplémentaires- Oui!

Manifestations des effets gravitationnelsOuiPour:Le même transmetteur,Le zéro est une valeur lors de l'installation horizontale,Le zéro devient une autre valeur lors de l'installation verticale,Les deux peuvent différer de plusieurs points de pourcentage. Ceci peut être négligé dans la mesure de la pression macroscopique,Mais en champ microdifférentiel, il est inacceptable.

Posture d'installation correcteLe plan du diaphragme du capteur doit être perpendiculaire à la direction de la gravité,C'est - à - dire laisser le diaphragme'Debout'Au lieu de'Couché à plat'. ainsi la direction de la gravité est parallèle au plan du diaphragme,Ne crée pas de division normale de la force,élimine ainsi le décalage du point zéro causé par la gravité.

Cependant, en ingénierie réelle,Des facteurs tels que la disposition des tuyaux, l'emplacement de l'équipement, etc., ont tendance à limiter l'angle d'installation du transmetteur. Rencontrer cette situation,Est nécessaireCalibration du point zéro sur sitePour:Fixez d'abord l'émetteur en position de travail réelle,Puis sans différence de pression(La Chambre de pression positive et négative est atmosphérique) etSous l'état,Ajustez le bouton zéro ou modifiez les paramètres du point zéro via handfucker,Faire correspondre la sortie0. Cette valeur zéro contient en fait la compensation de l'effet gravitationnel,Tant que l'angle d'installation n'est pas modifié par la suite,La mesure est exacte.

Certains transmetteurs de pression microdifférentielle avancés sont intégrésCapteur d'accélération Multi - axes et algorithme de compensation numérique,Capacité à reconnaître automatiquement la posture d'installation et à effectuer une compensation logicielle,Soulagé de la difficulté de la mise à zéro manuelle. Mais ce type de produit ne coûte pas cher,Comment le rapport qualité - prix nécessite une évaluation spécifique du projet.

Il y a aussi une paire facile de transmetteurs de pression différentielle micro pitLes exigences d'agencement des conduites de pression sont très strictes. les conduites de pression positive et négative doivent être de longueur égale, de hauteur égale et disposées symétriquement,Il ne peut pas y avoir de bulles ou de condensat dans le tube,Sinon, une différence de pression statique supplémentaire est introduite. Une fois dans un projet d'usine propre,Juste parce que le conduit de pression positif a fait un virage supplémentaire,Provoque une différence de hauteur de colonne de liquide d'environ30 cm,Pression de colonne de liquide correspondante(Colonne d'eau environ3000 Pa)Masque le signal réel de pression différentielle du vent,Pendant plusieurs jours, le problème a été identifié.

Résumé,Le diagnostic de défaut de transmetteur de pression est un système d'ingénierie,Il est nécessaire de tenir compte de nombreux facteurs tels que les conditions de processus, la qualité de l'installation, l'environnement électrique, les performances de l'équipement, etc. Entretien sur site'Tête de médecin maux de tête',Avoir la capacité analytique de retracer l'essence de l'apparence. Attention également à la maintenance préventive,Contrôle régulier, remplacement rapide des composants vieillissants,Beaucoup de défauts peuvent en fait être évités à l'avance.

Ces expériences tâtonnent dans beaucoup de pratique,Différentes industries, différentes situations de travail peuvent également rencontrer de nouveaux types de problèmes. Maintenir un état d'esprit d'apprentissage,Communiquer davantage avec les pairs,Améliorer continuellement l'efficacité et la précision du traitement des pannes.