壓力變送器可以測量壓力、流量或液位,可用于控制或監(jiān)控過程中的變化。操作員需依賴變送器和主機系統(tǒng)之間的成功通信才能接收這些測量值。
具備先進診斷技術(shù)的壓力變送器可以檢測到此連接中存在的完整性問題,并在可能發(fā)生通信錯誤時提前警告操作員。
此技術(shù)還可提供一種在過程環(huán)境中提前檢測異常情況的方法。
其廣泛的診斷覆蓋范圍將變送器的整體安全水平提高到了目前業(yè)界的最高水平。先進的診斷技術(shù)使用戶能夠響應(yīng)過程和電路中的變化,進行故障排除并主動防止將來發(fā)生停機。
大部分壓力變送器使用4-20 mA 模擬信號進行通信。為了將更多信息引進傳統(tǒng)的自動化網(wǎng)絡(luò),人們制定了HART(可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道)協(xié)議,作為通過現(xiàn)有模擬線路發(fā)送和接收數(shù)字信息的標(biāo)準(zhǔn)。
通過利用此數(shù)字信號,人們已經(jīng)借助HART 技術(shù)引進了許多新的變送器創(chuàng)新。為了精確地獲取變送器正在傳遞的所有信息,操作員需依賴電路的完整性。
壓力變送器中包含的先進診斷功能可提供檢測功能,用于檢測電路中可能發(fā)生的故障模式,例如電源故障和標(biāo)度測量故障。
電力咨詢診斷功能可監(jiān)控變送器接線端子電壓,并在電路上發(fā)生異常變化時發(fā)送通知。在啟用診斷功能后,將完成對電路的特征描述。
變送器隨后自動使接線端子電壓達到其低電壓(20 mA)和高電壓(4 mA)輸出。該特征描述方法在兩點之間構(gòu)成了一條直線,并設(shè)定了平行于該直線的高電壓和低電壓偏差極限。
在偏差超出極限時,將向主機系統(tǒng)發(fā)送HART 警告或模擬警報。
許多異常事件會危害到電路的完整性。從暴風(fēng)雨、電源故障到受腐蝕的端子,每一個此類事件均可能導(dǎo)致控制系統(tǒng)接收到來自變送器的不正確的4-20 mA 信號。
導(dǎo)管密封不良可能導(dǎo)致接線盒內(nèi)發(fā)生冷凝水聚積的問題。接線盒內(nèi)的水足夠多時可能發(fā)生短路,導(dǎo)致不正確的輸出信號。
電力咨詢診斷功能可以檢測到的另一問題是電源不穩(wěn)定。電源漂移或輸出尖峰通常表明電源故障且不可靠。
此外,如果電源電壓下降,變送器可能沒有足夠的電力達到高報警值。
電力咨詢診斷功能計算電源輸入,并將其與設(shè)置期間記錄的特性進行比較。
這確保了變化的電源不會危害電路。先進的診斷功能可以通過監(jiān)控變送器功耗和4-20 mA 輸出來檢測特定類型的標(biāo)度故障。
監(jiān)控變送器功耗對于確保其能夠在需要時驅(qū)動相應(yīng)的報警操作十分重要。變送器消耗的電流不應(yīng)超過3.6 mA,以便驅(qū)動低位報警。
其他診斷功能將確認(rèn)模擬4-20 mA 電路是否精確地反映了壓力值。
上述描述條件可能導(dǎo)致模擬標(biāo)度故障或者甚至失去HART 通信。
按照IEC 61511“功能安全:過程行業(yè)的安全儀表系統(tǒng)”的定義,安全覆蓋范圍的一種測量方法是要求故障概率(PFD)。
PFD 被定義為在危險情況下,SIS 回路或設(shè)備(變送器)將發(fā)生故障或按照要求處于故障模式的概率,這是不可取的,因為這會影響SIS 回路正常工作和其防止災(zāi)難事件發(fā)生的能力。