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流量计等仪表设备在线诊断的重要性详细说明

作者: 来源: 发布时间:2020-11-12 17:52:24

      设备诊断可以使用现场的手持通讯器,车间的笔记本电脑进行,也可以使用智能设备管理软件作为资产管理系统的一部分进行,或者通过专用维护控制台或集成在操作员控制台中进行。

 
      电子设备描述语言(EDDL)是设备制造商用来控制如何向技术人员显示设备诊断信息的技术。借助向导和帮助等用户指导,EDDL使智能变送器和其他智能设备的诊断更加容易,并提供了无与伦比的使用一致性。
 
      通过“设备级访问”和这些向导,现场总线设备和4-20 mA / HART设备的用户界面已变得同样易于使用,外观几乎相同,但是设备诊断并不相同。
 
查看和监视内部变量也有助于故障排除。请参见有关内部变量的单独白皮书。
 
设备诊断
      设备诊断由设备本身执行,即,自我诊断或自我测试。4-20 mA / HART,基金会现场总线,PROFIBUS或WirelessHART协议用于将自诊断的结果传达给手持通讯器或智能设备管理软件。
 
      每种协议具有不同的报告诊断机制,因此执行方式也不同。即,计算机软件或掌上电脑用于显示。
 
      在大多数情况下,诊断程序作为固件嵌入在设备本身中,因此可以连续监视设备。在极少数情况下,如果设备无法执行测试,则必须通过计算机软件进行测试,其缺点是无法连续进行,仅在计算机软件运行时才处于活动状态。
 
      不同的通信技术与设备的不同电源可用性相关联,因此对于诊断而言,不同的复杂程度是可能的。
 
基金会现场总线
 
基金会现场总线设备中的信息按不同的块进行组织:
 
资源块
换能器块
功能块
功能块称为“控制应用程序”,资源块和变送器块称为“设备应用程序”。
 
每个设备具有一个资源块以及一个或多个换能器和功能块。功能块是控制策略。每个传感器或换能器都有一个换能器块。
 
每个模块都有一些设备诊断程序(和一些设置参数)。但是,过去,通过块对信息进行分隔使现场总线设备的故障排除变得麻烦,因为不同块中的诊断没有出现在设备管理软件的同一页上(技术人员必须知道针对每个潜在问题要看哪个块被检查)。
 
但是,现在,通过在一页上显示所有诊断,“设备级访问”(又名“跨块”)使FOUNDATION现场总线设备更易于使用。技术人员不必担心不同种类的模块。
 
功能块
 
功能块的故障排除(控制策略问题)通常是由DCS工程师站而不是仪器技术人员从系统工程师那里进行的。
 
换能器和资源块
 
换能器块和资源块用于设备本身的故障排除,通常由智能设备管理软件处理。
 
一个设备可能具有多个传感器模块,例如:传感器传感器模块,执行器传感器模块,显示传感器模块以及其他用于特殊功能的传感器模块,例如高级诊断,流量计算机等。
 
PROFIBUS总线
 
PROFIBUS将诊断分组在类似于基金会现场总线的块(插槽)中。这将不再解释。在PROFIBUS中,资源块被称为物理块。
 
设备整合
 
工厂使用不同的通信协议混合了来自不同制造商的简单和复杂(复杂)设备。可用的诊断取决于设备的类型:
 
压力变送器:传感器故障,脉冲管路堵塞,超出传感器温度限制
温度变送器:传感器故障,热电偶退化
控制阀定位器:行程直方图,阶跃响应,阀特征,压力传感器故障,异常驱动电流,行程偏差,反转计数警报,累积行程警报,低供气压力,高供气压力,位置反馈传感器故障等。
截止阀监控器:部分行程测试(PST)
科里奥利流量计:流量管刚度,驱动增益
电磁流量计:磁场强度,线圈电阻,电极电阻,接地,噪声和空管
超声波流量计:流量曲线,湍流,声速
涡街流量计:拾取故障
pH分析仪:玻璃电极阻抗,参比电极阻抗
气相色谱仪:电源故障,用户计算故障,热启动失败,加热器超出范围,熄火,火焰超温,无样品流,载气压力低和流验证失败
电动执行器/电动阀(MOV):过转矩,执行器故障,失去控制电压,缺相,电机过载和阀门失速
不间断电源(UPS):保险丝烧断
变速驱动器(VSD)/变频驱动器(VFD):电动机减速太快,过载,过热和电源丢失
总线诊断:电源电压,噪声电平,信号电平和重传统计信息
从一个制造商到其他制造商,可用的诊断方法差异很大。
 
例子
温度变送器诊断
 
一个温度变送器是一种相对简单的设备,但高端机型有一些有趣的诊断。当传感器发生故障时,诊断程序会显示出它是哪个传感器以及问题所在的信息。设备制造商专家经常提供条件图像以清楚地说明问题。
 
 
 
单击按钮即可显示问题的详细信息,使技术人员可以确定问题出在变送器上,而不是传感器上。由于突出显示了问题区域,因此节省了大量时间。
 
过去,温度变送器中带有基本诊断功能的原始设备只能诊断传感器是死的还是生的。如今,温度变送器具有先进的诊断功能,能够检测温度传感器是否正在缓慢退化,并在传感器完全失效之前发出警报。
 
压力变送器诊断
 
过去,压力变送器中带有基本诊断功能的原始设备只能诊断传感器是死的还是生的。如今,压力变送器具有先进的诊断功能,能够检测脉冲管线是否堵塞以及其他异常情况,例如检测气流中意外的液体,液体中意外的充气,搅动的损失和泄漏。
 
过去,压力变送器不像现在那样智能,并且原始DD不具备图形显示功能。那时,诊断的智能和显示必须在专用程序或计算机中运行的插件软件中进行,例如,用于插入式脉冲线路检测的插件软件。
 
设备变得越来越智能,并且随着设备变得越来越智能,它们能够全天候在内部执行所有功能。结果以图形方式显示,无需外部软件。
 
阀门定位器诊断
 
甲阀门定位器是具有先进的诊断复杂的设备来监控完整组件包括阀体,致动器和定位器本身的健康。定位器制造商使用分层树,选项卡和框架在逻辑上组织诊断信息,从而对信息进行结构化处理,使阀门组件易于在任何控制系统上进行故障排除。
 
视觉千分表是设备制造商选择提供信息的一种方式。数值非常准确,但是数值的上下移动使您很难看清数值是在增加还是减少,或者改变得更快或更慢。
 
对于阀门定位器,刻度盘图形可以使可视化的执行器腔室排气或充满空气,就像定位器本身的机械压力表一样。因此,图形有助于解决气动问题。
 
阀门定位器还跟踪运行统计数据,例如总行程和反转次数(周期)。这可用于更准确地估计实际磨损,以更精确地预测剩余寿命和维护计划,例如更换或阀杆填料或阀座等。
 
趋势条形图有助于某些调整,因此由设备制造商提供。多个值通常显示在同一图形中。
 
位置直方图显示了阀杆大部分时间都花在哪个位置。这有助于确定错误的阀门尺寸。
 
在工厂没有设备管理软件来提供此功能的情况下,阀门定位器还可以在内部记录事件(例如故障)的情况下保持审计跟踪。
 
关断阀监控器诊断
 
特殊设备用于监视紧急关闭阀,并定期执行部分行程测试(PST)。测试的结果以图形方式呈现为签名。
 
开/关阀耦合器诊断
 
使用现场总线阀联轴器可以进行诊断,例如行程时间,循环次数,阀卡死以及开/关阀可能发生的部分行程,并可以判断电磁阀是否正常工作。
 
振动变送器诊断
 
振动变送器本质上是专用诊断设备,因此略有不同。也就是说,诊断不仅针对变送器本身,还针对其监视的机械。
 
他们监视诸如电动机,泵,风扇,搅拌器,传送带和齿轮等设备,以检测发展中的故障状况,例如失衡,不对中,松动和zui新的寿命问题。
 
电磁流量计诊断
 
现场仪表验证可测试电磁流量计的完整性能,以检测磁场强度,线圈电阻或电极电阻的变化,以确定是否需要校准。
 
现在可以从任何控制系统启动仪表校验。流量计制造商创建的向导将逐步指导技术人员;不需要专门的培训。向导可能会为冗长的过程显示完成百分比,因此技术人员知道他们需要等待多长时间。
 
高级诊断并不一定意味着需要解释的呈现难以理解的数值或图表。相反,真正的高级诊断可提供清晰,可操作的信息。例如,明确的通过或失败结果。测试结果可以自动显示在报告中,以便从中打印出来。
 
某些设备可能会在同一页面上组合说明图形和解释文本
 
pH分析仪诊断
 
除了测量pH值外,分析仪还连续测量pH玻璃电极和参比电极的阻抗,以检测传感器故障或退化。参比电极的高阻抗表示结点已堵塞,或者填充液或凝胶已耗尽(干燥)。
 
低的玻璃电极阻抗表示玻璃破裂,而高的阻抗则表明玻璃已经老化并接近使用寿命。
 
超声波流量计诊断
 
超声波流量计诊断需要设置一些基线值。由流量计制造商的专家创建的设置向导将指导技术员逐步操作,以捕获基线值。
 
流量分布图和测得的声速可以轻松查看并在条形图中进行比较,以识别换能器上的堆积物。
 
气相色谱仪(GC)诊断
 
过去,气相色谱(GC)诊断仅需要合格的GC专家才能使用专有软件。如今,现场总线将GC与其他现场仪器集成在同一软件中。
 
GC制造商说明了引起问题的原因以及解决方法。GC诊断可能包括:电源故障,用户计算故障,热启动失败,加热器超出范围,熄火,火焰超温,无样品流,载气压力低以及流验证失败等。
 
电动执行器/电动阀(MOV)诊断
 
电动执行器的诊断信息,例如过热,转矩过大,执行器故障,控制电压丢失,缺相,电机过载和阀门失速等,都通过现场总线进行通信。许多内部变量也可用。
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