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(jī)系統(tǒng)之間的成功通信才能接收這些測量值。
具備先進(jìn)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(jìn)的診斷技術(shù)使用戶能夠響應(yīng)過程和電路中的變化，進(jìn)行故障排除并主動防止將來發(fā)生停機(jī)。
電路完整性
大部分壓力變送器使用4-20 mA模擬信號進(jìn)行通信。為了將更多信息引進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dá)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(diǎn)之間構(gòu)成了一條直線(類似于下圖1)，并設(shè)定了平行于該直線的高電壓和低電壓偏差極限。
圖1：電力咨詢診斷技術(shù)
在偏差超出極限時，將向主機(jī)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(參見下圖2中的示例)。
圖2：電力咨詢診斷功能可以檢測到的電路問題示例
輸出尖峰
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(dá)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(jìn)行比較。
這確保了變化的電源不會危害電路。先進(jìn)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。
安全覆蓋范圍
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?yàn)檫@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。
未檢測到的變送器危險故障會對變送器的失效率產(chǎn)生極大影響。這種故障一般通過第三方實(shí)施的失效模式、影響和診斷分析(FMEDA)進(jìn)行確認(rèn)。
在此期間，將逐一分析電路組件和每個指定的故障模式。各故障模式將被劃分為檢測到的安全故障、未檢測到的安全故障、檢測到的危險故障和未檢測到的危險故障，然后為其分配一個概率。
這些數(shù)字以組件類型和一個大型歷史故障率數(shù)據(jù)庫為依據(jù)。
未檢測到的危險故障是最令人擔(dān)憂的，因?yàn)樗鼈兛赡軐?dǎo)致變送器在安全停機(jī)過程中出現(xiàn)問題。
電壓降低是電路中可能發(fā)生的一種典型故障。此時有足夠的電力用于變送器的工作，但不足以使變送器達(dá)到20 mA或達(dá)到高位報警。
過程噪聲
在過程診斷中，變送器使用統(tǒng)計過程監(jiān)控功能監(jiān)控過程噪音，并檢測過程的異常情況。
變送器首先生成過程噪音基線，并在其變化超出了配置的極限時通知您。引壓管線堵塞是此區(qū)域中的一種典型故障(見下圖3)。
圖3：從過程到主機(jī)的全面保護(hù)
該診斷功能還可以檢測許多其他故障，包括攪拌缺失、充氣或硬粒變化以及泵氣蝕。
如果考慮到內(nèi)部專用診斷以及電路和過程診斷功能，這是可用于SIS系統(tǒng)的最安全、最可靠的變送器。
總之，艾默生的Rosemount 3051S壓力變送器中包含的先進(jìn)診斷功能可以提供一種方法，用于確保操作人員從變送器接收到正確的數(shù)據(jù)值。
其廣泛的檢測覆蓋范圍將壓力變送器的整體安全水平提高到了業(yè)界的最高水平。
先進(jìn)的診斷技術(shù)使用戶能夠主動響應(yīng)過程和電路中的變化，進(jìn)行故障排除并防止將來發(fā)生停機(jī)。
技術(shù)規(guī)格
具有先進(jìn)診斷技術(shù)的Rosemount 3051S壓力變送器擁有業(yè)界最大的診斷覆蓋范圍，安全失效系數(shù)達(dá)96.7%而且未檢測到的危險故障最少，是市場上PFD最低的變送器。為了達(dá)到這一等級，增加了許多專用于內(nèi)部變送器的診斷功能，例如功耗和電流(mA)輸出。此變送器可以檢測到電路和過程中使用其他方法可能無法檢測到的外部故障。進(jìn)行電路診斷時，變送器讀入電路的電壓特性，并警告操作人員是否發(fā)生了某些變化。
關(guān)于艾默生過程管理
艾默生過程管理是艾默生旗下的一員，在幫助化工、石油和天然氣、煉油、紙漿和造紙、電力、水和廢水處理、礦業(yè)和冶金、食品和飲料、生命科學(xué)及其他行業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、過程控制及輸配自動化方面始終保持領(lǐng)先。公司將優(yōu)異的產(chǎn)品和技術(shù)與行業(yè)特定的工程、咨詢、項(xiàng)目管理和維護(hù)服務(wù)相結(jié)合。艾默生過程管理旗下品牌包括：PlantWeb?、Syncade?、DeltaV?、Fisher?、Micro Motion?、Rosemount?、Daniel?、Ovation?和 AMS Suite。
關(guān)于 Emerson
總部位于美國圣路易斯市的 Emerson 是一家全球領(lǐng)先的公司，該公司將技術(shù)與工程相結(jié)合，通過網(wǎng)絡(luò)能源、過程管理、工業(yè)自動化、環(huán)境優(yōu)化技術(shù)、及商住解決方案五大業(yè)務(wù)為全球工業(yè)、商業(yè)及消費(fèi)者市場客戶提供創(chuàng)新性的解決方案。公司 2012 財年的銷售額達(dá) 244 億美元。
（轉(zhuǎn)載）
