变送器检修校验及相关参数计算课件

变送器检修校验及相关参数计算

北京燕化正邦设备检修有限公司包头项目部授课人：穆文问题讨论有的人认为，只要用HART手操器就可改变智能变送器量程，并可进行零点和量程的调整工作，而不需要输入压力源进行校验。这种说法对吗？

这种做法不能称为校准，只能称为“设定量程”。真正的校准是需要用一台标准压力源输入变送器的。因为不使用标准器而调量程（LRV、URV）不是校准，忽略输入部分（输入变送器的压力）来进行输出调节（变送器的转换电路）不是正确的校准。再者压力、差压检测部件与A/D转换电路、电流输出的关系并不对等，校准的目的就是找准三者的变化关系。强调一点:只有对输入和输出（输入变送器的压力、A/D转换电路、环路电流输出电路）一齐调试，才称得上是真正意义上的校准。变送器工作原理变送器的检定方法HART的使用方法常见故障排除相关参数的计算主要介绍压力（差压）变送器是一种极为可靠的测量仪器，通过电缆的连接，能将现场设备的压力（差压）值实时传送到中央控制室，与其它仪表和控制装置配合组成自动检测、记录、调节、控制等工业自动化系统。在工业生产和工艺流程中用来测量液体、气体和蒸汽的压力、绝对压力、液位和流量等参数。一、概述常用变送器外观图常用变送器外观图

带散热片管螺纹式隔膜式静压式数据线延长（测量液位）带阀组差压式差压（DifferentialPressure）两个相关压力之差绝对压力（AboslutePressure）以零作参考压力的差压表压力（GaugePressure）以环境大气压力作参考压力的差压二、名词术语三、工作原理

电容式变送器工作原理

以3051型变送器为例说明电容式变送器的工作原理四.接线右图为变送器的外部电路接线图

接线位于躯壳内，信号端子位于上部，现场指示端子在下部。下部端子用来接通增加的指示表或作检测用。它具有和信号回路相同的电流信号（4-20mA）。变送器的电源通过信号线供给（二线制），无需另外接线，不准将信号接到检测端子上，如无显示表时，检测端子可暂时短接使用权变送器运行。信号线可彩双铜芯聚氯烯护套电缆.接线时应先将一端接线孔中的垫片拿去，然后穿入电缆.电缆连接必须可靠。信号线和电力线不应在同一管子内，也不应靠近大型电车设备敷设。五.变送器检修外观检查在就地用毛刷和白布把变送器油渍和灰尘清洁干净，变送器的铭牌应完整、清晰，并具有以下信息：产品名称、型号规格、测量范围、准确度等级、额定工作压力、等主要技术指标；制造厂的名称或商标、出厂编号、制造年月、制造计量器具许可证标志及编号；防爆产品还应有相应的防爆标志。差压变送器的高、低压容室应有明显标记。变送器铭牌核实变送器的测点名称及测点编号是否与该测点相符。变送器测点编号检查变送器端盖密封圈及电缆接头是否齐全。端盖密封处电缆接头零部件完整无损、无松动；检查管路无堵塞，接口连接紧固。先关闭二次门然后打开排污门；对于三通平衡阀组，应先关闭高压侧再关闭低压侧、然后打开平衡门，最后打开排污阀。

平衡阀高压侧低压侧

给变送器、电缆及仪表管挂上三者一致的标识牌，标牌内容明确清晰不褪色。变送器标致电缆挂牌仪表管挂牌拆下的管管口必须用布条包住，以防杂物掉入。标准压力表或数字压力仪。24VDC标准电源电流表（3位半以上的数字万用表）六.校验

校验标准仪器多功能电源、电流表数字压力仪通讯器（Hart）Hart375通讯器Hart275通讯器HART(HighwayAddressableRemoteTransducer高速可寻址遥远的转换器)提供了联接到所有的HART-相容基于微处理的仪器设备的通用通讯。校验步骤

检定环境条件（标准室环境）环境温度为（20±5）℃。相对湿度为45%~75%。在检定环境内应避免影响检定的机械振动。测量上限值不大于0.25Mpa的变送器，传压介质为空气或其他无毒、无害化学性能稳定的气体。测量上限值大于0.25Mpa的变送器，传压介质一般为液体。液压计气压泵选用测量介质（压力计）接上通讯器，检查接线无误后接通电源，打开通讯器。通讯器通讯连接上后检查基本设置是否正确，包括量程、位号及单位。与回路连接实验室校验组件用扳手打开变送器排气阀，读出并记录此时的零位数值。排气阀校前记录

上行程锁紧排气阀后根据量程范围分别加上25%、50%、75%、100%的压力读出毫安值并做好记录。下行程分别从100%、75%、50%、25%、0%的顺序往下减压，依次读出毫安值并做好记录。根据上下行程记录判断该变送器是否合格判断公式：

允许误差=（被测值－标准值）×量程×精度等级×100%回程差=∣上行－下行∣

变送器组态调校

以375HART通讯器为例打开电源开关.等待375进入主菜单画面电源开关使用光标笔双击”HART应用栏”!如果手操器与变送器通讯正常,则画面应转入在线画面此时,双击”仪表设置”即可进入变送器的组态菜单光标笔双击”显示过程变量”后,您可以察看与变送器相关的所有测量参数进入诊断画面,可以对仪表进行各种校验及回路测试,另外仪表的各项报警也可以查看!

仪表组态画面有5个选项

双击”基本设置”进入您可以进行修改:位号量程工程单位量程仪表的阻尼系数传递涵数基本设置(Basicsetup)这是最常用的菜单.您可以双击5个选项的任一个进入该菜单!注意:单击左箭头可以退回上一级菜单,单击”X”图标退回主菜单(此时可以关机).单击”HOME”退回在线菜单(Online,此菜单为实时参数更新画面)双击”单位”进入修改工程单位子菜单。选择单位,按ENTER确认。单位设置确认后的返回界面(注意：单位Unit左上角”*”在发送成功后,应消失!)按ENTER确认后，会出现一个提示,告诉你当前过程变量在该选定单位尚未发送至变送器之前仍然为原单位,提示你应在下随菜单中进行发送(SEND).因此,见到提示后,即按OK则出现右侧菜单。此时单击”SEND”并在见到提示后,按OK,修改后的单位即下装到变送器中。最后见提示单击OK完成该操作。量程设置

在基本设置中,用光标笔选中”3量程”并双击,则进入量程修改菜单

在菜单中,有两种修改方式.1.直接键盘输入.这是最方便的方式.2.提供标准压力值并将该压力确认为4或20MA的设定点.直接键盘输入方式:

双击选项1.一般来说,如不做迁移,则只需修改量程上限.因此,双击”URV”进入键盘画面.

使用光笔,点击数字键直接输入希望修改的量程.然后点击”ENTER”确认。当返回上一级菜单后,单击”SEND”进行发送!见右图(URV左上角*号表示该参数尚未发送!)。如何修改阻尼值?

其方法和修改的量程方法一样.此参数出厂设定为0.4秒!诊断与维修在基本设置中,选项2是专门针对仪表的调校及故障诊断设置的。由主菜单双击”仪表设置”即可进入此菜单，选中2并双击,则进入诊断及服务子菜单一般地说,变送器完成现场安装后,须进行读数的清零.此功能在375菜单中称之为:”ZERORTIM”.以下为进入和完成该功能的步骤

诊断及服务子菜单选中3并双击,弹出下面的菜单

选中3并双击,弹出下面的菜单

选择1并双击，然后点击OK，对两个提示进行确认。注意:此项校准应确认在控制系统处于手动状态下进行并变送器处于零差压/压力下进行,绝压表不能进行此项操作。375将提示仪表应确认处于零点压力状态!即应该在现场操作人员配合下进行压力平衡或排空操作.

确认完成上述工作后,点击OK。

接下来的提示,告诉您仪表需确认零点读数的稳定,然后,点击OK

结束操作.

最后的操作,应单击”HOME”键返回在线显示.此时,PV值应为零点值并且AO(4-20MA)应为4.00MA如PV仍有误差,可再进行一次.如PV正确,但4.00MA有误差,则需进行校验菜单的第2项-Trimanalogoutput/校准模拟量输出.双击选项1,确认系统处于手动状态,并将标准电流表串入变送器回路然后点击OK进入编辑菜单

使用光笔点击数字键,输入标准表的读数,例如:4.025MA.点击ENTER确认。接下来的提示将问你此时的输出是否与标准表一致.如一致,则选1/Yes.如不一致,则需重做,选2/No.对20MA点进行相同的校准.孰不重复.最后,使用HOME键退回在线菜单即可。注意:为确保手操器与现场仪表通讯正常,请确认回路负载电阻为250-1000欧姆,且对大多数变送器来说,输出端应保证4MA/12V的供电(基本能量).如果变送器回路电缆受到强电干扰(例如与供电系统共用穿线管,则可能引起通讯问题.或回路电缆单端对地绝缘不良等).在有强干扰情况下,(例如有大功率变频器)应特别注意仪表的接地。变送器常见故障分析常见的故障大致为:仪表PV值与实际压力不一致.仪表PV值与实际压力一致,但4-20MA输出与标准表不一致.上述两个参数均对不上.以下分别针对这些问题进行分析解决

当我们用手操器进行膜头校验时,实质上是对上述曲线进行矫正.我们为:SENSORTRIM!FULLTRIM及ZEROTRIM等.通常,这些操作菜单都在SENSORTRIM下。具体选FULLTRIM还是ZEROTRIM要看具体误差的情况.但是,不同的变送器对曲线的矫正度有不同的限制,通常为满量程的3-5%!

曲线矫正进入菜单A.使用ZEROTRIM如果仪表在安装结束后,处于零点状态,或差压表虽为平衡状态,但管道内有静压,此时仪表的输出会有很小的偏差(0.25-0.31Kpa)视安装位置及仪表类型而不同,此时应使用ZEROTRIM进行矫正.这种操作仅对标定曲线进行平移,并不影响斜率,因此是针对D/A的单点校验.如果用户手头没有HART手操器,而且仪表本身具有外部零点调整按钮,此项矫正也可以通过激活(按住2秒以上)该外部按钮完成.所不同的是,这种操作只将当前的零位PV值调整为4MA,压力的读数并不改变!相当于进行了一次微量零点迁移。

B.使FULLTRIM

此项调整为两点校验,需标准压力源进行打压,因此只能在离线情况下进行.此项操作为针对膜头内部A/D的校正.进行这一操作,必须先进行低端调整(Lowsensortrim)再进行高端(UppersensorTrim).进行FULLTRIM以后,仪表的标定曲线完成了拟合.进入膜头校验菜单后(见下图)选中2,或直接按2键即可进入操作!低端标准压力可以是非零点,例如,对绝压表一般该压力为大气压力.(14.7Psia)

接下来进行上端标定即可.标定的容限一般不超过量程上限的+/_5%.超容限时,仪表会弹出操作报警提示.另外要注意的是,仪表必须是在解除写保护的情况下才能进行该项校正.正常情况下,完成了上述校验后,仪表的PV值应和标准一致,但并不能保证输出的正确性因此,一般地说还要进行模拟量输出矫正(TrimAnalogOutput).C.4-20MA输出校验.详见前述:D/ATrim一节.

D.如果出现这样的情况:即PV值正确4-20MA输出电流值与标准表也附和,但PV值与4-20MA不对应,而且是在零迁移情况下,例如:仪表量程为0-100Kpa,在零点情况下,手操器AO读数不是4MA例如:5.6MA,经与标准电流表复核,确为5.6MA.这种故障为内部电路故障无法恢复.

E.如果出现这样的情况:即,PV值不正确,且无法经FULLTRIM矫正,则多数为膜头损坏,需进行特征化处理,这种维修应由工厂进行!F.有些故障,仪表会弹出硬件报警,用户可以根据报警提示结合仪表操作手册中相关的解释进行排查.一般情况,用户无法对硬件故障进行修理.现场显示的严重故障报警信息

LCD显示故障范围*Error变送器电子电路硬件故障*FailCPU板与膜头不匹配*FailModule膜头内部故障(含EEROM)*FailElect电子板故障*FailConfig内存故障Warning非关键故障,也许可通过HART手操器修改组态消除

*PressLimit压力超范围报警*TempLimit温度超范围报警3051现场报警提示:

3051C的HART手操器报警信息:

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报警带有error-factory字样的,应返回厂家维修!带有error-user字样的,用户可利用HART手操器依照手册建议的方法进行.变送器回装按标识牌记录回装，端正、牢固；所有螺纹接头必须加旋绕生料带；紫铜垫片为一次性垫片，复装时必须更换；所有接头必须用两把扳手打紧，保证严密可靠；接线正确无误，牢固可靠。正负测试打开排污阀排污后关严排污阀，然后打开二次门；对于差压变送器，应先开平衡阀，然后开高压侧，关平衡阀，再开低压侧。最后还要打开排气阀排气，以保证测量值得真实稳定。投入运行123放映完毕！谢谢大家！第二部分相关参数的计算差压式液位计的零点迁移计算浮筒校验时的密度、高度换算（根据例题实际分析讲解）差压流量计中“压差、流量、电流”的关系换算（根据例题实际分析讲解）差压式液位计的零点迁移

教学目标1.零点迁移(1)问题提出(2)零点迁移的概念(重点)(3)零点迁移的分类、计算与判断（难点）(4)迁移调整方法（难点）2.带迁移变送器的典型故障处理（重点）零点迁移1、问题提出差压式液位计是通过液体对变送器正负压室上产生的差压来进行测量的，即ΔP=P正-P负=ρgH，如果变送器的正、负压室与容器的取压点处在同一水平面上，H=0时，ΔP=0；但在实际应用中，出于对设备安装位置和便于维护等方面的考虑，测量仪表不一定都能与取压点在同一水平面上；又如被测介质是强腐蚀性或重粘度的液体，不能直接把介质引入测压仪表，必须安装隔离液罐，用隔离液来传递压力信号，以防被测仪表被腐蚀。这时就要考虑介质和隔离液的液柱对测压仪表读数的影响。为了消除安装位置或隔离液对测压仪表读数的影响，因此要进行零点迁移。P1=P0+Hρg+hρgP2=P0

当H＝0时变送器输出电流所以产生了零点偏移。2、零点迁移的概念

所谓零点迁移,就是为克服在安装过程中,由于变送器取压口与容器取压口不在同一水平线或采用隔离措施后产生的零点偏移,而采取的一种技术措施.为了克服零点偏移我们采用了零点迁移。零点偏移零点偏移当hρg＝D时，这样就克服了零点偏移，当H＝0时，变送器输出电流就是4mA了。3、零点迁移的分类、计算及判断（1）无迁移当H＝0时，差压变送器的输入Δp=0，差压变送器的输出也为0（下限值），相应地显示仪表指示为0，这时不存在零点迁移问题。（2）正迁移差压变送器在液位基准面下方h处，这时，作用在差压变送器正、负压室的压力分别为p1＝ρg(H+h)+p0

p2＝p0差压变送器的差压输入为Δp＝p1－p2＝ρg(H+h)H=0时，Δp=ρgh>0

（

3）负迁移如图所示的液位测量系统，气相导压管中充满的不是气体而是冷凝水（其密度与容器中的水的密度近似相等）。这时，差压变送器差压输入为Δp＝p1－p2＝ρg(H－H0)H=0时，

Δp=－ρg

H0<04、迁移方向的判断当H＝0时，⊿