1、 YOCOGAWA YOCOGAWA变送器培训变送器培训345612变送器安装变送器安装 变送器组态变送器组态使用和维护使用和维护故障检修故障检修案例分析案例分析1变送器概述变送器概述 压力定义：压力定义： 垂直作用在单位面积上的力称压力。在国际单位制（SI）和我国法定计量单位中，压力的单位是“帕斯卡”，简称“帕”，符号为“Pa”。 即1N的力垂直均匀作用在1m2的面积上所形成的压力值为1Pa。21222kgm1Pa1N / m11kgm sm s压力单位压力单位 过 去 采 用 的 压 力 单 位过 去 采 用 的 压 力 单 位 “ 工 程 大 气 压 力工 程 大 气 压 力 ”（kgf
2、/cm2）、）、“毫米汞柱毫米汞柱”（mmHg）、）、“毫米水柱毫米水柱”（mmH2O）、）、“物理大气压物理大气压”（atm）、）、“巴巴”（bar）、）、“PSI”等均应改成法定计量单位帕。等均应改成法定计量单位帕。1 kgf/cm2 = 0.9807105Pa1mmH2O = 0.980710Pa1 mmHg = 1.332102Pa1atm = 1.01325105Pa1bar=105Pa 1PSI=6.89103Pa压力表示方式压力表示方式u 绝对压力绝对压力PJ ：直接作用于容器或物体表面的压力，称为直接作用于容器或物体表面的压力，称为“绝对压力绝对压力”，绝对压，绝对压力值以绝对
3、真空作为起点，符号为力值以绝对真空作为起点，符号为PABS（ABS为下标）。为下标）。大气压力大气压力PD ：地球表面覆盖有一层厚厚的由空气组成的地球表面覆盖有一层厚厚的由空气组成的大气层大气层。在大气层中的物体，。在大气层中的物体，都要受到空气分子撞击产生的压力，这个压力称为大气压力。都要受到空气分子撞击产生的压力，这个压力称为大气压力。u 表压力表压力 PB ：压力表原理压力表原理 1.1原理：压力表通过表内的敏感元件（波登管、膜盒、波纹管）的弹性形变，再由表内原理：压力表通过表内的敏感元件（波登管、膜盒、波纹管）的弹性形变，再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压
4、力。机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。 PB= PJ PDu 真空度真空度PZ（负压）（负压） ：补充的全面解释：补充的全面解释：“真空度真空度”顾名思义就是真空的程度。所谓顾名思义就是真空的程度。所谓“真空真空“，是指在给定的空间内，压强低于，是指在给定的空间内，压强低于101325帕斯卡帕斯卡(也即一个也即一个标准大气压标准大气压强约强约101KPa)的气体状态。的气体状态。在真空状态下，气体的稀薄程度通常用气体的压力值来表示，显然，该压力值越小则表在真空状态下，气体的稀薄程度通常用气体的压力值来表示，显然，该压力值越小则表示气体越稀薄。示气体越稀薄。 PZ PD
5、 PJ二、压力检测方法二、压力检测方法1.平衡法平衡法：通过仪表使液柱高度的重力或砝码的重量与被：通过仪表使液柱高度的重力或砝码的重量与被测压力相平衡的原理测量压力。测压力相平衡的原理测量压力。2.弹性法弹性法：利用各种形式的弹性元件，在被测介质的表压：利用各种形式的弹性元件，在被测介质的表压力或负压力作用下产生的弹性变形来反映被测压力的力或负压力作用下产生的弹性变形来反映被测压力的大小大小。3.电气式电气式：用压力敏感元件直接将压力转换成电阻、电荷：用压力敏感元件直接将压力转换成电阻、电荷量等电量的变化量等电量的变化。采用采用 HART protocol（HART 协议）协议）YOKOGAW
6、A EJA系列压力变送器系列压力变送器DpHarp EJADigital Pressure Transmitter差压变送器差压变送器 表压表压/绝压变送器绝压变送器 变送器总体分类变送器总体分类 气体或液体测量气体或液体测量 气体测量气体测量 蒸汽测量蒸汽测量 变送器测量介质分类变送器测量介质分类 Piezo-Resistance压电电阻式压电电阻式MetalResonantWire金属丝谐振金属丝谐振ForceBalance力平衡式力平衡式Capacitance电容电容SiliconResonant硅谐振式硅谐振式单晶硅谐振式差压变送器单晶硅谐振式差压变送器YOKOGAWA压力变送器传感器
7、压力变送器传感器硅谐振传感器硅谐振式差压变送器工作原理硅谐振式差压变送器工作原理硅片硅片高高压强压强低低压压腔腔P1低压侧低压侧(LP)高压侧高压侧(HP)谐振传感器谐振传感器信号终端信号终端硅油受压后可流动性和不可压缩性硅油受压后可流动性和不可压缩性v 采用微电子加工技术（MEMS)在一个单晶硅芯片表面的中心和边缘制作两个形状、尺寸、材质完全一致的形状的谐振梁，谐振梁在自激振荡回路中作高频振荡（如图1）。 单晶硅片的上下表面受到的压力不等时，将产生形变，导致中心谐振梁 因压缩力而频率减小，边缘谐振因受拉伸力而频率增加（如图）。 v 两频率之差信号直接送到CPU进行数据处理，然后 （）经D/A
8、转换成4-20mA输出信号，通讯时叠加Brain或Hart数字信号； （）直接输出符合现场总线（Fieldbus Foundation TM）标准的数字信号。v 当加有静压（工作压力）时，两形状、尺寸、材质完全一致的谐振梁形变相同， 故频率变化也一致，故偏差自动清除。硅谐振式差压变送器工作原理硅谐振式差压变送器工作原理电容式差压变送器工作原理电容式差压变送器工作原理电容式差压变送器工作原理电容式差压变送器工作原理 被测介质的高低压力分别进入测量元件的高低压室，作用于隔离膜片上，填充液把两隔离膜片的压力信号传送到中心测量膜片上，中心测量膜片是一个张紧的弹性元件，作用在其上的两侧压力差使中心测量膜
9、片产生一个对应于压力差的变形，其变形位移与所测压力差成正比，这个位移使电容极板产生相应的电容变化，电子线路检测到这一电容变化并放大转换成对应的电流信号。如果低压室通大气，高压室接被测介质，这时就可测量介质的相对压力。同样，如果低压室为真空，高压室接被测介质，这时就可测量介质的绝对压力。电容式差压变送器工作原理电容式差压变送器工作原理YOKOGAWA压力变送器常用型号压力变送器常用型号EJA110EJA510/EJA520EJA438EJA118EJA210YOKOGAWA压力变送器型号解析举例压力变送器型号解析举例345612变送器组态变送器组态使用和维护使用和维护2故障检修故障检修案例分析案
10、例分析变送器概述变送器概述变送器安装变送器安装YOKOGAWA压力变送器的安装压力变送器的安装TXTXVent PlugVent ValveTRANSMITTER3 Valve ManifoldTap ValveOrifice手动阀通常安装在靠上边的地方Drain ValveDrain PlugTap Valve用差压变送测量气体流量用差压变送测量气体流量TXTXTap Valve3 Valve Manifold手动阀通常安装靠下边的地方Drain ValveDrain PlugVent PlugVent ValveYOKOGAWA压力变送器的安装压力变送器的安装用差压变送器测量液体流量用差压
11、变送器测量液体流量TX手动阀通常安装在靠上边的地方Drain ValveDrain PlugOrificeCondensate PotYOKOGAWA压力变送器的安装压力变送器的安装用差压变送器测量蒸汽流量用差压变送器测量蒸汽流量3 Valve ManifoldOpen TankFill Plug如果测量液体腐蚀性太大，要使用隔离液TXDrain ValveDrain PlugTap ValveTransmitter隔离液的密度必须比被测液体大YOKOGAWA压力变送器的安装压力变送器的安装用压力变送器测量开口桶槽液位用压力变送器测量开口桶槽液位Open TankClose TankTrans
12、mitterDry leg is used for the liquid which has no possibility ofcondensation. Wet leg is used for the liquidwhich has possibilityof condensation or possibilityof strong corrosion.Close TankTransmitterDry LegYOKOGAWA压力变送器的安装压力变送器的安装XBadBadIts undesirableto arrangecapillary to behigher positionthan DF
13、S.GoodIts desirable toinstall Transmitterlower position than DFSHorizontal Installation is undesirableVertical Installationis desirableNotdesirableYOKOGAWA压力变送器的安装压力变送器的安装安装要求安装要求液体流量测量液体流量测量 在管线侧安装龙头以防止沉淀物质沉积在变送器过程隔离器上。 将变送器安装在龙头旁边或龙头下方，使气体能排入过程管线。 将排液/排气阀朝上安装以方便气体排放。气体流量测量气体流量测量 将龙头安装在管线顶端或侧边。 将变送
14、器安装在龙头旁边或上方使液体排入过程管线。蒸汽流量测量蒸汽流量测量 将龙头安装在管线侧边。 将变送器安装在龙头下方以确保引压管线始终充满冷凝水。 将引压管线充满水以防止蒸汽直接与变送器接触并确保测量精确启动。 安装注意事项安装注意事项变送器在过程管线中的最佳位置取决于过程本身。按照下列指南确定变送器位置和引压管线的布置： 使引压管线尽可能短。 对于液体测量，引压管线自变送器与过程连接处按每英尺至少 1 英寸的比值向上倾斜（80：1000）。 对于气体测量，引压管线自变送器与过程连接处按每英尺至少 1 英寸的比值向下倾斜（80：1000）。 在液体管线中应避免高点，在气体管线中应避免低点。 应确
15、保两条引压管线的温度相同。 采用足够大的引压管线直径以消除磨擦影响和阻塞。 将液体管线的所有气体排出。 采用密封液体时，将两个管段灌充到相同液位。 冲洗时，使冲洗连接靠近过程龙头并穿过相等长度、相同规格的管道进行冲洗。避免穿过变送器冲洗。 避免腐蚀性或高温（250 F 121 C以上）过程物质直接接触传感器模块和法兰。 应防止沉淀物质在引压管线中沉积。 使液压头在两截引压管线上保持平衡。 防止过程液体在过程法兰内冻结。安装要求及注意事项安装要求及注意事项与变送器的连接示意图与变送器的连接示意图345612变送器安装变送器安装使用和维护使用和维护故障检修故障检修3案例分析案例分析变送器概述变送器
16、概述变送器组态变送器组态YOKOGAWA压力变送器的压力变送器的HART清单清单图接线图接线 （4-20 mA4-20 mA） 变送器基本组态(TAG NAME等） 组态模拟输出参数 设置过程变量单位 设置输出类型 重置量程 设置阻尼 标定传感器 满量程微调 零点微调 标定 4-20 mA 输出变送器组态通常包括下列作业：变送器组态通常包括下列作业：图图 3-6 本机零点与量程按钮本机零点与量程按钮 在采用量程与零点调整重置变送器量程后，可禁止调整，以防止再次重置量程 345612变送器安装变送器安装故障检修故障检修4案例分析案例分析变送器概述变送器概述变送器组态变送器组态使用和维护使用和维护
17、举例如何使用举例如何使用 HART 通讯装置通讯装置 进行零点微调进行零点微调 ：1.将变送器排空并将通讯装置与测量回路连接。2.在通讯装置主菜单中选择 1 Device setup（装置设置）， 2 iagnostics and service（诊断和服务）， 3 Calibration（标定）， 3 Sensor trim（传感器微调）， 1 Zero trim（零点微调）准备调整零点微调。 v注释：注释：v变送器必须在真零点（基于零点）3% 范围内以利用零点微调功能标定。 变送器的参数设置及若干校正措施v现场使用的仪表多为YOKOGAWA制造，通信采用HART协议，右图为HART 通信时
18、使用的仪器，工具。变送器的参数设置及若干校正措施vzero point adjustment：可用变送器表面zero-adjustment screw校正零点，也可用HART communicator作零点校正。变送器的参数设置及若干校正措施的参数设置及若干校正措施v用HART communicator作零点校正时执行步骤如图所示。v注：零点校正后30秒内不可断开仪表电源。v 零点校正对应大气压零点校正，而不是4mA压力校正。变送器的参数设置及若干校正措施v量程设置：通过LRV和URV设置液位计量程。v注：LRV和URV 的设定不能超过仪表的物理量程LSL和USL.变送器的参数设置及若干校正措
19、施的参数设置及若干校正措施v阻尼参数设置：决定420mA输出时间的延迟。变送器的参数设置及若干校正措施v回路测试：可用HART校正器检测信号回路的性能是否良好。变送器的参数设置及若干校正措施的参数设置及若干校正措施v除以上功能外，HART 校正器还可以设置TAG NO.编号，单位（unit)选择,输出模式选择，显示模式选择，传感器校正,输入信号低切断等功能。v如要详细了解可参考资料：Model EJA Series HART Protocol。变送器的校正产生原因v差压变送器的静压误差是由其正负压室膜盒有效面积不相等引起的，或者差压变送器安装位置偏离正确位置引起零点偏移。 这种偏差的代数和不会
20、很大 ，最终是通过差压变送器的零点校准予以消除。因此仪表投运前这一检查校准环节是开表投运操作中的重要一环。 三阀组三阀组的作用v利用三阀组，可在线校验差压变送器的零点与修正v采用三阀组可减少连接过程泄漏点v不会中断工艺过程 差压变送器就地校准v差压变送器的差压刻度通常是在低压室通大气的条件下校验的，安装到现场通入实际使用静压校零时，往往发现零位输出与低压室通大气校验时的零位输出不一致。这种高低压室通入相同静压得到的零位输出评理通入大气校验时的零位称为静压误差。v在智能型差压变送器中，由于装有静压传感器，并且通过实验的方法测出静压在规定的范围内变化时，零位输出的偏离值，然后在表内的单片机中将静压
21、误差予以校正。经过静压误差在线校正的差压变送器，残存的静压误差一般可降低到0.1以下，从而使其性能得到显著改善。校正方法v其方法是向正负压室通入相同的静压。v将三阀组的高低压阀中一个打开，另一个关闭，将平衡阀打开，如果怀疑正负压室内尚未充满被测介质，则可通过正负压室上的排气（或排液）阀排净积气（或积液），然后检查变送器的输出。v有的差压变送器带有开平方功能和小信号切除功能，在检查静压误差时应将小信号切除功能暂时解除，以观察真正的零位。 实验室校正方法实验室校正方法v根据差压变送器的测量范围计算出量程后，计算0%，25%，50%，75%，100%各点的压力值。v把差压变送器的高压侧接到压力校验台
22、的压力输出口，安装步骤1计算出来的压力值加压力到变送器上，看变送器的输出是否是4mA，8mA，12mA，16mA，20mA，如果输出偏差如何。正反行程各做一次。345612变送器安装变送器安装5案例分析案例分析变送器概述变送器概述变送器组态变送器组态使用和维护使用和维护故障检修故障检修 故障纠正措施故障纠正措施 变送器毫安读数为零检验信号端子是否接通电源检查电源线的极性是否接反检验端子电压是否处于 10.5 至 42.4 V dc 之间检查开放式二极管是否与测试端子交叉变送器不能用 HART 通讯装置通讯检验输出是否在 4 和 20 mA 之间或是否为饱和电平检验变送器的 DC 电源是否清洁（
23、峰值与峰值之间最大 AC 噪音为 0.2 伏）检查回路电阻，最小为 250 欧姆 （电源电压 变送器电压/回路电流）检查单元地址是否正确变送器毫安读数高或低检验所施加的压力检查 4 和 20 mA 量程点检验输出不在报警状态检验是否需要 4 - 20 mA 输出微调变送器对所施加的压力变化没有响应检查测试设备检查引压管线或阀组是否阻塞检验所施压力是否在 4 和 20 mA 设置点之间检验输出不在报警状态检验变送器不在回路测试模式数字压力变量读数低或高检查测试设备 （检验精度）检查引压管线是否阻塞或湿段较低部位被灌充堵塞检验变送器是否正确标定检验测量压力计算数字压力变量读数不稳定检查测量系统确定
24、压力线路是否有故障设备检验变送器对设备的开/关不能直接做出反应 检验测量阻尼是否正确设置毫安读数不稳定检验变送器的电源是否有足够的电压和电流检查是否有外部电气干扰检验变送器是否正确接地检验双绞线的屏蔽是否只在一端接地3051S 型变送器故障检修表型变送器故障检修表 YOKOGAWA压力变送器的报警清单压力变送器的报警清单345612变送器安装变送器安装6变送器概述变送器概述变送器组态变送器组态使用和维护使用和维护故障检修故障检修案例分析案例分析例：一压力变送器DCS显示压力跳变，故障分析如下：现场外观检查有无异常，a.外观异常，如进水腐蚀，进一步检查内部电子单元腐蚀损坏，直接更换该压力变送器，
25、重新做设定。b.外观正常，用HART看能否上线，能上，检查各设置是否正常，可做ZERO校正在观察；不能上 ，可进一步拆检，发现膜片损坏，更换之在做设定。c.检查上诉各项都正常，但压力仍然跳变，检查其相关线路，发现线路在穿线管处已经磨损，造成其信号变化，使压力跟着变化，更换线路观察正常。采用采用 HART protocol（HART 协议）协议）YOKOGAWA EJA系列液位变送器系列液位变送器EJADigital level Transmitter工作原理工作原理 液体具有静压现象，其静压力的大小是液体具有静压现象，其静压力的大小是液柱高度与液体重度的乘积，对于液柱高度与液体重度的乘积，对于
26、A点而点而言，将有言，将有 PA=PB+gH 液体密度液体密度 g 重力加速度重力加速度 h被测点到液面的被测点到液面的 高度高度（深度）（深度） 则则 h=P/(g) 压力式液位计正是利用液面下压力与深压力式液位计正是利用液面下压力与深度成正比关系来检测液位的度成正比关系来检测液位的 实际液面 H 被测点AAB 静压式液位仪表静压式液位仪表差压式液位计差压式液位计工作原理工作原理 当封闭容器中液面上方当封闭容器中液面上方的静压力的静压力PA不等于大气不等于大气压力时，则必须考虑压力时，则必须考虑PA的影响。的影响。 P=PA PB=Hg 即即 H= P / g 气压 PBPA P1 P2 H
27、封闭容器封闭容器液位计现场应用实例液位计现场应用实例v以抄浆现场为例桶槽液位的测量多选用法兰式差压变送器-EJA210A，测量密闭式容器多选用差压变送器-EJA110A.开放式沟槽选用超声波液位计VEGASON62系列。EJA210A差压液位计概述差压液位计概述 液位计的接线，接地及电磁屏蔽。液位计的参数设置及若干校正措施。液位计的绝缘电阻及耐压测试。EJA210A的选型。液位计的运输及安装注意事项v在运输及存储过程中确保高压侧法兰膜片和低压侧测量端的完整性及密封性，避免测量元件被伤害到。液位计的运输及安装注意事项v安装时选用的垫片要比膜片的直径大一些，避免因膜片挤压造成的测量误差。液位计的运
28、输及安装注意事项v当测量介质为液体时短管需向下倾斜至少1/10的角度，避免气泡在短管内聚集，影响测量精度，且易产生气爆。液位计的运输及安装注意事项v安装测量短管时需有一定的角度。v当测量介质为气体时短管需向上倾斜至少1/10的角度，避免冷凝水及其他凝结物阻塞膜片，影响测量精度。液位计的运输及安装注意事项v若因现场环境因素，无法在现场看到仪表的显示，可将变送器部分旋转90度，注：最多不可超过180度。液位计的接线、接地及电磁屏蔽vEJA210A为2线制仪表，24VDC输入，420mA输出，接线如右图所示。液位计的接线、接地及电磁屏蔽v液位计的信号电缆需用屏蔽电缆，接线盒内和变送器表面各有1个接地
29、端子，确保至少1个接地良好，接地电阻要在10欧以下。EJA210A的选型的选型EJA210A的选型v以现场使用型号为例：EJA210A-EMTD2F4B-99DN/D3/N4v该型号所代表含义为：EJA210A系列.vE代表输出信号为420mA,通信协议为HART协议；vM代表量程为1100kpa；vT代表高压膜片材质为Tantalum；EJA210A的选型vEJA210A-EMTD2F4B-99DN/D3/N4vD2代表法兰标准为德国标准DIN，压力等级为PN10/16；vF代表法兰尺寸DN80,材质为SS316；v4代表PROCESS CONNECTOR接口大小为1/2NPT连接方式；vB代表螺栓，螺母材质为SUS630；EJA210A的选型vEJA210A-EMTD2F4B-99DN/D3/N4v9代表需安装导压管，高压端在显示器左侧；v9代表2个电缆接口，接口大小为M20；vD代表含有数字显示屏；vN无特殊含义；vD3代表出厂时以bar为单位，作过压力校正。vN4代表用SUS304不锈钢作tag number的标牌。
