Análisis de fallas y diagnóstico de transmisores de presión diferencial

El principio de funcionamiento y la estructura del transmisor de presión diferencial, establecer el modelo matemático de transmisor de presión diferencial de China Se analiza el efecto de la falla del diafragma en el bucle de control y se resumen los métodos de tratamiento en tres situaciones de falla diferentes, combinando la experiencia práctica. Mediante la combinación de teoría y práctica, se puede abordar mejor la falla y reducir las pérdidas económicas ocasionadas por la falla del transmisor de presión diferencial.

Introducción              

El sistema de control de presión diferencial es una parte importante del sistema de control de automatización comúnmente utilizado en la industria química, que tendrá una aplicación más amplia en la automatización inteligente. Si ocurre una falla en el sistema de control de presión diferencial, provocará mediciones inexactas y causará impactos significativos en el proceso y la calidad, por lo que el análisis y tratamiento de fallas del sistema de control de presión diferencial es particularmente importante. La falla del sistema de control de presión diferencial se puede dividir en falla de la válvula reguladora, falla de controlador, falla de transmisor, etc., según la parte afectada, entre las cuales la falla más común es la del transmisor. El transmisor afecta el rendimiento de todo el sistema de control, y si ocurre una falla, afectará la seguridad. Actualmente, el transmisor de presión diferencial capacitivo ha sido ampliamente utilizado debido a su estructura simple, alta precisión y fácil mantenimiento. El transmisor de presión diferencial capacitivo, mediante la detección del nivel de líquido, la presión y otros datos convertidos en señales de corriente, el punto clave de medición es el elemento de medición de diafragma móvil, la falla del diafragma es más común.

Principio de funcionamiento del transmisor de presión diferencial

Los transmisores de presión diferencial se pueden dividir en transmisores de presión diferencial de cámara simple y de cámara doble. En los transmisores de presión simple, el diafragma se mide mediante la presión. La deformación del diafragma produce cambios en su resistencia, y la variación de la resistencia se procesa mediante una unidad de amplificación y una unidad de conversión para generar la señal de salida y el valor de presión correspondiente. Si el transmisor falla debido a una falla en el diafragma, se producirá un error en la transmisión de información en todo el bucle de retroalimentación, lo que provocará la paralización del sistema de control de presión diferencial. La estructura del transmisor de presión diferencial se muestra en la Figura 1.

Modelo de fallo del transmisor de presión diferencial

Cuando falla el diafragma del transmisor de presión diferencial, la capacitancia se ve afectada, y se establece la relación entre el diafragma y la salida del transmisor para obtener la relación de cambio entre el diafragma y la capacitancia. La capacitancia entre el diafragma y la placa polar del transmisor de presión diferencial se muestra esquemáticamente en la Figura 2. La corriente del transmisor de presión diferencial es proporcional a la presión diferencial e inversamente proporcional al módulo de elasticidad del diafragma, y ​​el transmisor de presión diferencial generalmente falla cuando funciona durante mucho tiempo, la presión diferencial permanece constante y la corriente disminuye con el aumento del módulo de elasticidad, o bien, el diafragma elástico aumenta y la corriente de salida del diafragma es cero.

El efecto de la falla del diafragma en el bucle de control

Cuando el tiempo de funcionamiento del transmisor es más largo, el módulo elástico del diafragma cambiará, el aumento del módulo elástico, menor será el coeficiente de grado de falla, más grave será la falla del diafragma, mayor será el coeficiente de grado de falla utilizando la plataforma Matlab para establecer una plataforma de simulación para el sistema de bucle de control, el transmisor está en funcionamiento normal, la corriente de salida y la señal de seguimiento son lineales, el proceso de salida está en un equilibrio estable, si el coeficiente de grado de falla cambia, la salida del transmisor aumentará con el aumento de la corriente, y después de un cierto período de tiempo, la salida del transmisor disminuye gradualmente y luego se vuelve 0, mientras que el valor del objeto del proceso ha aumentado a un gran valor.

Solución de problemas

El transmisor de presión diferencial muestra un valor de presión alto (fallo)

Durante el proceso, los operadores observaron que el valor de presión mostrado en el sistema de control centralizado era mayor que el mostrado en campo. El personal de mantenimiento de instrumentación acudió al lugar para verificar y comprobó que el valor mostrado en la pantalla LCD del transmisor de presión diferencial chino y el valor mostrado en el manómetro coincidían con el valor mostrado en el sistema de control distribuido (DCS) de prueba de campo. Además, se determinó que el valor mostrado era normal. Mediante pruebas de instrumentación, se observó que el valor de corriente suministrado por el transmisor y la salida real de corriente eran menores, lo que permitió identificar la falla en la placa de circuito. Tras reemplazar la placa de circuito, el valor mostrado en el sistema de control centralizado coincidió con el del sistema de control de campo.

Fallo de valor de baja presión

Los operadores del sistema de control centralizado detectaron que el valor mostrado por el transmisor de presión era bajo. En el lugar de los hechos, se observó que la lectura del transmisor de presión y la del sistema de control centralizado coincidían. El punto de falla podría deberse a problemas con la instrumentación de campo. Las causas de esta situación podrían ser la presencia de líquido en la línea piloto o un desplazamiento del punto cero de la escala del transmisor. En el lugar de la descarga de líquido en la línea piloto, se observó una pequeña cantidad de descarga, y la lectura en el lugar de los hechos y en el sistema de control centralizado era prácticamente la misma.

No hay fallo en la visualización del valor de presión.

Los operadores del sistema de control centralizado descubrieron que no se mostraba un valor de presión. El personal de instrumentación revisó el circuito de control de presión, ya que la señal de transmisión era baja. Se detectó una falla en el circuito de medición. La inspección de campo de los terminales del sistema de control centralizado reveló que la luz de alarma de un terminal de seguridad estaba encendida. Se reemplazó el terminal de seguridad y la visualización de la presión se normalizó. La medición de tierra del cableado de campo reveló una anomalía en el extremo negativo del cableado. La inspección del cable de derivación reveló grietas en la línea de interfaz de la caja de conexiones. Se reemplazó la línea y la visualización del valor de presión se estabilizó.

Conclusión

Se describe brevemente el principio de funcionamiento y la estructura del transmisor de presión diferencial, se establece un modelo matemático de su fallo y se analiza el impacto del fallo del diafragma en el bucle de control. Con base en la experiencia práctica, se resumen e introducen tres tipos diferentes de fallos y su método de tratamiento, combinando teoría y práctica para una mejor gestión de los mismos. Asimismo, se refuerza el registro de operaciones del transmisor de presión diferencial, investigando y tratando los fallos según las diferentes circunstancias. Se establece un mecanismo de mantenimiento para el transmisor de presión diferencial, se estandariza el flujo de trabajo del operador, se organizan de forma razonable los programas de mantenimiento, se refuerza la inspección in situ y se reducen las pérdidas económicas ocasionadas por el fallo del transmisor de presión diferencial.