3051智能压力（差压）变送器在油气加工生产装置中的应用

朱河1李军2马喜林3

前言

压力变送器的第一代产品是模拟变送器，第二代产品是智能变送器，所谓智能的概念是：传感器和变送器是由微处理器驱动，并且具有通讯和自我诊断的能力。智能压力变送器除了有高精确度、大量程比和高稳定性外，它一般带有HART协议。它可以用275或375手操器实现远程设定或修改变送器的组态数据。在这里重点介绍一下油气加工生产装置中使用较多的3051系列智能压力(差压)变送器。

一、变送器的特点：

罗斯蒙特3051系列差压变送器是一种高性能两线制变送器。它属于一种智能型的电容式变送器，由传感组件和电子组件两部分组成。将超级模块与单一电子板线路安置于全焊接真空密封的不锈钢体中，消除了湿度与现场恶劣环境的影响。

二、编程组态

3051智能压力（差压）变送器采用HART协议进行通讯，该协议使用了工业标准Bell202频移调制（FSK）技术。在模拟输出上叠加高频信号可以进行远程通讯。罗斯蒙特采用该技术，能在不影响回路完整性的的情况下，实现同时通讯和输出。其编程组态接线简单方便，回路电阻应保证在250～1000Ω的范围内。使用HART协议对3051型压力变送器进行组态，能保证测量仪表设备稳定准确运行。

通常我们应用HART275或375手操器可以查看变送器的相关信息，也可以对变送器进行编程组态。对位号、工程单位、测量上下限、阻尼、传感器调零、输出设置、表头选项设置等信息进行查看和修订。

三、3051智能压力（差压）变送器的现场应用

该变送器能够测量介质的压力，包括测量气体、液体、高温蒸汽等介质的压力。在测量蒸汽压力时，要用隔离罐隔离蒸汽与变送器膜盒，以免蒸汽的过高温度对膜盒造成损坏。此外，差压变送器和可以与差压式节流装置（孔板、喷嘴、文丘立管等流量计）配合，测量介质的流量。也可以测量两条管道之间的差压。差压变送器也可以测量容器内液体介质的液位。差压变送器测量流量时，一定注意正负压室与流量计流量方向连接的正确性。差压变送器在测量液位时，要注意测量下限的正负迁移，并且会根据实际数据计算迁移量。

四、常见故障分析及处理方法

在处理现场故障时，我们要从以下三个方面分析可能出现故障的原因并加以解决，分别是变送器本身故障、介质及导压管连接故障、回路元器件及接线故障。

1、变送器无指示输出为0mA

故障分析：既然是无输出，那么就排除了变送器所测介质造成的故障因素，我们只要从变送器本身和线路故障分析即可。故障分析步骤和处理办法如下：

（1）检查变送器接线端子有无24V直流电压，如有，检查变送器开放式二级管是否与测试端子交叉，如正常，可能是变送器损坏，需更换。（检查电压时，还要检查变送器24V直流电压正负是否接反）

（2）如二极管损坏或虚接，则更换或重新接好。

（3）如变送器接线端子无24V直流电压，根据变送器回路图，检查输入式安全栅有无24V直流电压输出，如无，检查安全栅电源及接线并作相应处理。（更换安全栅或电源）

（4）如输入式安全栅有24V直流电压输出，则检查安全栅到变送器之间的电缆、接线端子、接线盒等相关设备，发现问题给予相应处理（更换电缆或对问题端子进行处理）

（5）如有电压，但是不在10.5-42.4V之间，则要检查回路电阻是否合乎要求，回路中有无短路现象，安全栅是否正常，并进行相应处理（更换或处理短路问题）。

2、变送器显示值偏高

故障分析：既然已经有显示值，只是偏高，那我们就排除了变送器供电线路故障的可能，只要从变送器本身和介质及导压管连接因素来判断分析即可，故障分析步骤和处理办法如下：

（1）变送器部分

停表情况下检查零点是否漂移，如漂移重新设置仪表零点；检查变送器仪表精度等级是否符合要求，按精度等级重新选择变送器；检查变送器上下限的设置，是否与显示仪表或PLC设置的上下限设置相同，如不是按要求更改相关上下限设置；检查仪表上下限是否与输出4-20mA相匹配，如不是重新设置；检查变送器线性度是否符合要求，重新校验；

（2）介质及导压管连接部分

与工艺确认是否当前显示值就是真实值；导压管有无冻堵现象，恢复并处理；测量流量的差压变送器负压室有无堵塞现象，恢复并处理；测量流量的差压变送器负压侧排污阀或排气螺钉是否泄漏，恢复并处理；测量流量的差压变送器正负压室一次阀开度是否一致，恢复并处理；测量气体的压力变送器是否有液体存在形成误差，恢复并处理。

3、变送器显示值偏低

故障分析：既然已经有显示值，只是偏低，那我们就排除了变送器供电线路故障的可能，只要从变送器本身和介质及导压管连接因素来判断分析即可，故障分析步骤和处理办法如下：

（1）变送器部分

停表情况下检查零点是否漂移，如漂移重新设置仪表零点；检查变送器仪表精度等级是否符合要求，按精度等级重新选择变送器；检查变送器上下限的设置，是否与显示仪表或PLC设置的上下限设置相同，如不是按要求更改相关上下限设置；检查仪表上下限是否与输出4-20mA相匹配，如不是重新设置；检查变送器线性度是否符合要求，重新校验。

（2）介质及导压管连接部分

与工艺确认是否当前显示值就是真实值；导压管有无冻堵现象，恢复并处理；测量流量的差压变送器负压室有无堵塞现象，恢复并处理；测量流量的差压变送器平衡阀是否关严，恢复并处理；测量流量的差压变送器正负压室一次阀开度是否一致，恢复并处理；测量流量的差压变送器负压侧排污阀或排气螺钉是否泄漏，恢复并处理；液体的压力变送器是否有气体存在形成误差，恢复并处理。

4、变送器显示值不稳定

故障分析：此故障要从变送器本身、介质、供电线路三个方面进行分析，故障分析步骤和处理办法如下：

（1）压力变送器所测介质是否波动，联系工艺处理。

（2）压力变送器阻尼时间是否过小，调整阻尼时间，减小波动。

（3）检查控制室内变送器导线接地是否良好，处理接地连接。

（4）变送器供电回路中是否有强电流干扰，消除干扰作好屏蔽。

（5）安全栅输出到AI卡件之间的接地是否良好，检查并处理。

（6）变送器的供电电压是否稳定，检查并处理

（7）PLC或显示仪表是否存在故障，检查并处理。

5、变送器不能与HART通讯器进行通讯

故障分析：此故障要从变送器本身、供电线路两个方面进行分析，故障分析步骤和处理办法如下：

（1）变送器是否为智能变送器，如不是则更换变送器。

（2）变送器是否为HART协议变送器，如不是如不是则更换变送器。

（3）变送器是否设置了保护功能，解除保护功能再通讯。

（4）变送器电流输出是否在4-20mA之间或者是否为饱和电平，检查并处理。

（5）变送器供电回路电阻是否合乎要求，按规定调整回路电阻。

（6）通讯器或变送器是否损坏，用替换法查找问题并解决。

五、结束语

随着仪表智能水平的越来越高，对仪表维修人员的要求也越来越高，面对装置，面向用户，我要不断提高自己，融入新技术、新方法，为天然气油气加工事业做出自己应有的贡献。