Анализ и диагностика неисправностей датчиков перепада давления

Принцип работы и конструкция датчика перепада давления, разработка математической модели китайский датчик перепада давления Анализ причин отказа, изучение влияния отказа диафрагмы на контур управления и обобщение методов устранения неисправностей в трех различных ситуациях отказа на основе практического опыта. Сочетание теории и практики позволяет эффективнее справляться с отказами и снижать экономические потери, вызванные неисправностью датчика перепада давления.

Введение              

Система регулирования перепада давления является важной частью автоматизированной системы управления, широко используемой в химической промышленности, и будет находить все более широкое применение в интеллектуализации. Сбой в работе системы регулирования перепада давления приводит к неточным измерениям и оказывает существенное влияние на технологический процесс и качество, поэтому анализ и устранение неисправностей в системе регулирования перепада давления имеют особое значение. В зависимости от характера неисправности, отказ системы регулирования перепада давления может быть разделен на отказ регулирующего клапана, отказ контроллера, отказ датчика и т.д., при этом наиболее распространенной является неисправность датчика. Датчик влияет на работу всей системы управления, и его отказ может повлиять на безопасность. В настоящее время емкостные датчики перепада давления широко используются благодаря своей простой конструкции, высокой точности и простоте обслуживания. Емкостные датчики перепада давления преобразуют данные об уровне жидкости, давлении и других параметрах в токовые сигналы; ключевой точкой измерения является подвижный диафрагменный измерительный элемент, отказ диафрагмы встречается чаще всего.

Принцип работы датчика перепада давления

Датчики дифференциального давления можно разделить на однокамерные и двухкамерные. В однокамерных датчиках давления диафрагма измеряет давление, деформация диафрагмы приводит к изменению ее сопротивления, а изменение угла наклона диафрагмы происходит через усилительный блок и преобразовательный блок, на выходе которых значение выходного сигнала и значения давления могут быть сопоставлены. Если отказ диафрагмы вызывает неисправность датчика, во всей цепи обратной связи возникает ошибка передачи информации, что приводит к параличу системы управления дифференциальным давлением. Структура датчика дифференциального давления показана на рисунке 1.

модель отказа датчика перепада давления

При выходе из строя диафрагмы датчика перепада давления изменяется его емкость, и устанавливается зависимость между диафрагмой и выходным сигналом датчика для получения соотношения изменения емкости между диафрагмой и емкостью. Емкость между диафрагмой и полюсной пластиной китайского датчика перепада давления схематически показана на рисунке 2. Ток датчика перепада давления пропорционален перепаду давления и обратно пропорционален модулю упругости диафрагмы. Датчик перепада давления обычно выходит из строя, когда он работает длительное время, перепад давления остается неизменным, а ток уменьшается с увеличением модуля упругости, или когда упругость диафрагмы увеличивается, и выходной ток диафрагмы становится равным нулю.

Влияние отказа диафрагмы на контур управления

При увеличении времени работы передатчика модуль упругости диафрагмы изменяется. Чем больше модуль упругости, тем меньше коэффициент степени отказа, тем серьезнее отказ диафрагмы. Чем больше коэффициент степени отказа, тем лучше. Используя платформу Matlab для моделирования системы контура управления, можно увидеть, что в нормальном режиме работы передатчика выходной ток и сигнал слежения линейны, выходной процесс находится в стабильном равновесии. Если коэффициент степени отказа изменяется, выходной сигнал передатчика увеличивается с увеличением тока, а через определенный промежуток времени выходной сигнал передатчика постепенно уменьшается, а затем становится равным 0, в то время как значение объекта процесса увеличивается до больших значений.

Поиск неисправностей

Датчик перепада давления показывает высокое значение давления, что является ошибкой.

В ходе технологического процесса операторы обнаружили, что значение давления, отображаемое в централизованной системе управления, завышено по сравнению с показаниями полевого оборудования. Специалисты по техническому обслуживанию выехали на место для проверки и установили, что значения на ЖК-дисплее китайского датчика дифференциального давления и значения на манометре соответствуют показаниям, отображаемым в полевых испытаниях системы DCS, и что отображаемые значения также являются нормальными. В ходе проверки оборудования было обнаружено, что значение тока, подаваемого датчиком, и фактическое выходное значение тока ниже, что позволило определить неисправность печатной платы. После замены печатной платы показания в централизованной системе управления совпали с показаниями полевого оборудования.

Неисправность, связанная с низким значением давления.

Операторы централизованной системы управления обнаружили, что показания датчика давления низкие, однако на месте происшествия было установлено, что показания датчика давления и централизованной системы управления совпадают. Причиной неисправности могут быть проблемы с полевыми измерительными приборами. Причинами вышеуказанной ситуации могут быть наличие жидкости в пилотной линии или смещение нулевой точки шкалы датчика. На месте сброса жидкости из пилотной линии было обнаружено небольшое количество сливаемой жидкости, при этом показания на месте сброса и в централизованной системе управления в основном совпадают.

Отсутствует индикатор давления.

Операторы централизованной системы управления обнаружили, что значение давления не отображается. Специалисты по контрольно-измерительным приборам проверили цепь управления давлением на предмет низкого уровня сигнала, а также выявили неисправность измерительной цепи. При осмотре клемм централизованной системы управления на месте обнаружилось, что на клеммах одного из терминалов срабатывает сигнализация, после чего индикатор давления загорелся. При заземлении проводки на месте было обнаружено замыкание на землю на отрицательном конце провода. При осмотре ответвления кабеля были обнаружены трещины в соединительной линии распределительной коробки, после чего проводка была заменена, и значение давления стало отображаться стабильно.

Заключение

В статье кратко описаны принцип работы и структура датчика перепада давления, разработана математическая модель отказов датчика перепада давления, проанализировано влияние отказа диафрагмы на контур управления, с учетом практического опыта обобщены и описаны методы устранения трех различных типов неисправностей, а также предложено сочетание теории и практики для более эффективного реагирования на них. В работе датчика перепада давления усилен контроль за его состоянием, проводится расследование и устранение неисправностей в зависимости от обстоятельств, создан механизм технического обслуживания датчика перепада давления, стандартизирован рабочий процесс оператора, разработаны рациональные программы технического обслуживания, усилен контроль на месте эксплуатации, что позволяет снизить экономические потери, вызванные отказами датчика перепада давления.