智能压力变送器教案.docx

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智能压力变送器教案

员工培训教育教案

专业:

仪表

培训题目：

压力/差压智能变送器

培训时间：

2006年

培训教师：

王新幺占国

一、培训题目：

压力/差压智能变送器

二、培训目的：

掌握压力/差压智能变送器检定规程

掌握压力/差压智能变送器常见故障及处理方法

掌握EJA智能变送器的组态方法

三、培训重点：

智能压力/差压变送器检定规程

对EJA智能变送器进行参数设置

四、培训难点：

EJA智能变送器组态方法

五、培训容：

一、智能压力/差压变送器检定规程；

二、智能变送器常见故障检查及处理方法；

三、硅谐振式传感器；

四、EJA智能变送器各部件名称；

五、EJA智能变送器的使用注意事项；

六、EJA智能变送器组态方法

七、2006年技师考试评分标准

一、智能压力/差压变送器检定规程

1概述

1．1智能压力（差压）变送器将介质通过引压导管引入变送器测量室，使测量室的膜片产生微小位移转换为标准电流和数字脉冲信号输出。

智能变送器具有优良的工作性能：

高精度、大量程比、自诊断功能、调试检查方便等。

可用于差压、流量、表压和绝压、真空度、液位和比重的测量场合。

1．2本规程以3051CG智能压力变送器为例说明，其他同类型仪表可参照使用。

2主要技术指标：

2．1精度等级：

0.075%

2．2量程比：

100：

1如3051CG2量程为0~10.34到0~1034.2kPa

2．3电源电压：

10.5~45VDC

2．4接线方式：

二线制

2．5现场指示表：

LCD显示，显示方式、单位可选。

2．6输出信号：

4~20mADC+HART协议通讯。

3检查与校验

3．1检查

3．1．1外观检查：

外壳有无脱漆、破损、裂痕以及被撞击痕迹和紧固件缺损等情况，消除缺陷，使之完整。

3．1．2变送器部检查：

检查元器件、零配件、连接件有无缺损、断裂、变形、腐蚀、密封不良等情况。

发现问题，及时解决。

更换失效的零部件，恢复变送器性能。

3．1．3变送器与工艺介质连接面检查：

检查变送器压力引入接口情况，接线盒接线板、接线螺丝、螺孔、接线盒盖密封件以及变送器密封件等有无碎裂、缺损、滑牙、烂牙、老化失效等情况。

发现问题，及时更换解决。

3．1．4绝缘检查：

在停电情况下，拆下接线，将接线盒电源“+”、“-”端子用导线短接。

用500V兆欧表检查变送器接线端子与外壳间的绝缘电阻，该电阻应大于20MΩ。

3．2校验

智能压力变送器和普通变送器一样也需要校验，如果在校验中误差超过允许值时需用手持HART编程器或在上位机上进行调整。

以下以手持HART编程器为例进行说明。

按下图进行接线

1

2

4

5

3

6

+

-

+

-

智能压力变送器校验接线示意图

1—标准压力信号发生器；2—被校表；3—HART编程器

4—标准250Ω电阻；5—标准数字电压表；6—24V稳压电源

a.将手持HART编程器通信端口与变送器正确连线，打开电源，按“MENU”键，直至显示窗口上出现：

“A：

CALIBRATE“（调整）画面，然后进行校验。

b.零点校验：

将变送器在无压力信号源的情况下，按“LRV”键，并在屏幕上设定对应零点的百分数，然后按两次“ENT”键，零点压力校验完毕。

c.量程校验：

输入满量程压力信号，按“URV”键，再按“ENT”键，量程校验完毕。

然后分别给变送器测量室送入0%、25%、50%、75%、100%五点压力信号，进行线性检查。

d.智能压力变送器的零点、迁移和量程也可以在手持编程器上进行设定和修改，但是远端设置必须确保变送器的测量部分完好，且符合精度等级的要求，否则仍要通过输入压力信号进行校验。

e.在校验过程中严格按上、下行程实际示值填写，并计算出误差及变差，若超出仪表精度，必须重新调校直到符合要求为止。

f.校验单填写要求真实，不得涂改，小数点后两位为有效数；填写好后，校验者及技术人员应签名存入档案。

校验单

二、智能变送器常见故障检查及处理方法

序号

故障现象

检查项目

处理方法

1

输出指示表读数为零

.检查电源电极是否接反

.电源电压是否为10~45VDC

.检查接线座中的二极管是否损坏

.电子线路板损坏

.纠正接线

.恢复供电电源24VDC

.更换二极管

.更换电子线路板

2

变送器不能通讯

.检查变送器上电源电压（最小值为10.5V）

.检查负载电阻（最小值为250Ω）

.检查单元寻址是否正确

.恢复供电电源24VDC

.增加电阻或更换电阻

.重新寻址

3

变送器读数不稳定

.检查测量压力是否稳定

.检查阻尼

.检查是否有干扰

.采取措施稳压或等待

.增加阻尼

.消除干扰源

4

仪表读数不准

.检查仪表引压管线是否畅通

.检查变送器设置是否正确

.检查系统设备是否完好

.仪表没校准

.疏通引压管

.检查设置,重新设置

.保障系统完好

.重新校准

5

有压力变化,输出无反应

.检查仪表引压管是否畅通

.检查变送器设置是否正确

.检查系统设备是否完好

.检查变送器安全跳变器

.传感器模块损坏

.疏通引压管

.检查并重新设置

.保障系统完好

.重新设置

.更换传感器模块

三、硅谐振式传感器

1、什么是硅谐振式传感器？

它是如何工作的？

硅谐振式传感器是日本横河公司EJA智能变送器中的敏感元件。

它是一种微型构件，体积小，功耗低，响应快，便于和信号处理部分集成。

如图中所示为硅谐振式传感器中的核心部分——硅谐振梁结构。

它是在一块单晶硅芯片上，采用三维表面微机械加工技术，加工成形状大小完全相同的两个H型谐振梁，一个在硅片的中央，另一个在硅片的边缘。

当硅片受到压力作用时，将产生应变和应力，两个谐振梁也伴随膜片产生相应的应力。

但由于它们在膜片上所处的位置不同，它们的应力是不一样的，一个受压，一个受拉，于是它们的谐振固有频率也就发生变化。

利用测量两个谐振梁的频率之差，即可得到被测介质的压力或压差。

硅谐振式传感器中的硅梁、规膜片、空腔被封在微型真空中，使它既不能与充灌液接触，又在振动时不受空气阻力的影响，所以用它制成的仪表性能稳定。

2、在EJA智能变送器中，通过何种方法激励硅谐振子的振动和拾取其信号？

在EJA智能变送器中，硅梁振动的激励与信号的拾取是通过电磁的方式实现的。

如图所示，硅谐振梁处于永久磁铁提供的磁场中，通过激振线圈A的交变电流i激发H型硅梁振动，并由拾振线圈B感应后送入自动增益放大器。

放大器一方面输出频率，另一方面将交流电流信号反馈给激振线圈，形成一个正反馈闭环自激系统，从而维持硅梁连续等幅振动。

四、EJA智能变送器各部件名称

五、EJA智能变送器的使用注意事项

1、加压状态下的仪表，绝不能松开过程连接螺栓。

以免流体喷出发生危险。

2、当从测压部排放残留物时，小心别接触到皮肤，眼睛和身体或吸入蒸汽。

由于残留液可能有毒或有害。

3、加压时为确保安全操作，请确认以下几点

a.确认两根过程连接螺栓已紧固。

b.确认导压管无泄漏。

c.决不施加超过规定的最大工作压力。

如EJA120A差压变送器的最大工作压力为50Kpa,如果工作压力超过50Kpa可能会损坏传感器，小心加压。

4、EJA变送器充分考虑了对高频电磁波的抗干扰能力。

但是，在变送器和连接线的附近使用无线电收发机，可能影响变送器正常工作。

故使用无线电收发机时应从数米远的距离逐渐靠近变送器，检查对其影响，在不产生影响的围使用。

5、垂直配管型变送器可以通过对调过程接头和排液/气螺栓，改变倒压管配接方向（排液/气螺栓的螺纹部需卷上生胶带，在排液/气螺钉的螺纹部涂上润滑剂），但水平配管型变送器过程接口不能作前后方向的改变。

6、EJA变送器的转换部可以均可旋转180°（需用六角扳手卸下转换部和测压部之间的2个六角螺钉，但旋转角度不能大于180°，否则会折断连接排线。

7、过程管道的残液，煤气，或沉淀物等流入导压管，是测量压力时产生误差的主要原因，要排除这些影响，必须按下图的角度安装引压阀。

过程流体是气体时，垂直向上或垂直方向上45°之。

过程流体是液体时，水平方向或水平方向的下方45°之。

过程流体是蒸汽时，水平方向或水平方向的上方45°之。

8、导压管的液体因环境温度或过程流体温度的变化而反复凝结、蒸发、会使高低压的液头产生差值。

为了避免液头之差带来测压力的误差，测量蒸汽流量应使用冷凝槽。

9、用差压变送器测定微压时低压侧的导压管接口应联通大气压（参考压力）。

如果因变送器的周围有风，基准压力有变化测量压力时会产生误差。

此时应把变送器置于箱或在低压侧配上导压管，并将导管的一端插进带有底板的筒状防风盒。

10、如变送器及导压管的过程流体可能发生冻结，应用暖气套管或用暖气保温。

否则会冻坏膜盒。

配伴热管时要注意高低压侧的导压管要并行，与伴热管的距离要一致，防止导压管液体密度产生差值，给测量带来误差。

11、配线时应避开大容量的变压器、电动机或干扰源。

螺纹部应进行防水处理（防水处理时最好使用不硬化的硅树脂系列密封剂）为防止干扰，信号电缆与电源电缆不能穿如同一根电线保护管。

12、EJA变送器回路中，外接负载电阻应保证在下图所示围。

六、BT200的操作方法

1、键面分布及操作界面：

菜单页

电源信息

页主题菜单选项

（共6种显示）

参量页

参量功能命令

2、操作键的功能

⑴数字/字母键和SHIFT键

利用数字/字母键直接输入数字，结合SHIFT键可以输入字母

a：

输入数字、符号和空格（0—9…）

直接按数字/字母键

输入

按键操作

-4

W-XG4H

0.3

S0TU·VQ3R

1└┘-9

M1NYSPACEZW-XE9F

b：

输入字母（A—Z）

选按下shift键,再同时按数字/字母键,则输入数字/字母键上与shift键边侧位置相对应的字母.注意在按数字/字母键前必须先按下shift键。

A7B

■SHIFTSHIFT■

数字/字母键数字/字母键

上的左侧字母上右侧字母

输入

按键操作

W

■SHIFTW-X

IC

■SHIFTI5J■SHIFTC8D

J.B

SHIFT■I5JU.VA7B

●

用功能键[F2]CAPS选择字母大小定。

每按一次F2键，大小写字形作

一次更换并锁定。

输入大写输入小写

CODECAPSCLRESCCODECAPSCLRESC

输入

按键操作

Boy

SHIFT■A7BF2■SHIFTO2P■SHIFTYDPSCEZ

（B）（Lowercase）（0）（y）

*使用功能键[F1]输入符号。

每按一下[F1]CODE键，以下符号将逐个有光标位置顺次出现：

1。

-、+*）（’＆%＄#”！

这些符号后面输入字母，要选按[＞]移动光标。

输入

按键操作

I/m

F2SHIFT■K6LF1＞■SHIFTM1N

（Lowercase）

（1）（/）（m）

*使用功能键[F1]输

⑵功能键

MENU

A：

DISPLAY

B：

SENSORTYPE

HOMESETADJESC

功能命令

F1F2F3F4功能键

功能命令表

命令

功能

ADJ

显示ADJ（调整）菜单

CAPS/caps

大小写选择

CODE

选择符号

CLR

清除输入数据或删除所有数据

DATA

修改参数

DEL

删除一个字符

DIAG

调用自检页

ESC

返回上一页

HOME

显示菜单页

NO

放弃设置，光标回到前面作标

OK

继续显示下一页

PARM

键入参数设置模式

SET

显示SET（设置）菜单

SLOT

返回监视页

UTIL

调用公共页

COPY

屏幕打印

3、BT200的参数设置

常用参数表

A类：

A10：

OUPUP---输出

A11：

ENGROUTPUT---工程单位输出

A20：

AMPTEMP---放大器温度

A21：

CAPSULETEMP---膜盒温度

A30：

STATICPRESS---静压

A40：

INPUT---工程单位输入

A60：

SELFCHECK---自诊信息

B类：

B10：

MODEL---型号

B11：

STYELNO---编号

B20：

LRL---下限（极限值）

B21：

URL---上限（极限值）

B30：

MINSPAL---最小围值

B40：

MAXSTAT.P---最大静压值

B60：

SELFCHECK---自检

C类：

C10：

TAGNO---工位号

C20：

PRESSUNIT---工程单位

C21：

LOWRANGE---下限值

C22：

HIGHRANGE---上限值

C30：

AMPDAMPING---阻尼

C40：

OUTPUTMODE---输出类型和小表头指示类型

C60：

SELFCHECK---自检

D类：

D10：

LOWCUT---小信号切除

D11：

LOWCUTMODE---小信号切除类型

D20：

DISPSELECT---小表头显示选择

D21：

DISPUNIT---小表头显示单位

D22：

DISPLRV---小表头显示下限

D23：

DISPHRV---小表头显示下限

D30：

TEMPUNIT---温度设定单位

D31：

STAT.P.UNIT---静压设定单位

D40：

REVOUTPUT---输出正反向

D45：

H/LSWAP---正负膜盒选择

D52：

BORNOUTCPU---错误输出选择

D53：

ERROROUT---变送器硬件错误输出选择

D60：

SELFCHECK---自检

H类：

H10：

AUTOLRV---自动下限值设定

H11：

AUTOHRV---自动上限值设定

H60：

SELFCHECK---自检

J类：

J10：

ZEROADJ---自动零点调整

J11：

ZERODEV---手动零点调整

J20：

EXTZEROADJ---外部零点调整

J60：

SELFCHECK---自检

K类：

K10：

OUTPUTX%---测试输出%设定

K60：

SELFCHECK---自检

位号设置（C10：

TAGNO）

在仪表出厂之前，TAGNO.在已按订货要求设置。

用如下方法可以

改变位号。

最多可允许输入16个数字/字母作为位号

*例：

TagNO.设置为FIC-1a

操作按键说明

ON/OFF按ON/OFF键打开BT200

ENTER将Dpharp和BT200用通讯电缆连

接，按ENTER键

F4（OK）显示被连接的Dpharp的型号和

TAGNO以及自检信息，确认后按F4键。

F2（SET）按F2键显示设置菜单页。

ENTER选择C：

设置，按ENTER键。

ENTER选择C10：

TAGNO.并按ENTER键

SHIFT■E9F设置新的TAGNO.（FIC-1A）

……FIC-1a└┘└┘

F2（caps）■SHIFTA7BYSPACEZYSPACEZ

SET

C10：

TAGNO.

YOKOGAWA

FIC-1a

CODECAPSCLRESC

ENTER当输入出错时，用＜回移光标，再重新输入，设定TAGNO之后，再按ENTER键。

ENTER这一项用于核实设置容。

闪动，当所有条件都确定无误后，再按ENTER键。

按F3（NO）回到设置页所设参数。

F4（OK）DpharpTAGNO.写入完成。

按F4（OK）回到参数页。

按F4（ESC）返回设置页。

测量围设置

1测量单位设置（C20：

PRESSUNIT）

出厂前已按订货要求将单位预置，下面步骤用于改变单位。

●例：

将“mmH2O”换为“MPa”

用∧或∨选择出“MPa”

按ENTER键两次，确定输入

按F4键认可

2设置测量围的上下限值（C21：

下限值，C22：

上限值）

上下限值在仪表出厂之前，已按订货要求预置。

按照下边的步骤改变

可设定值。

●测量时的实际量程由上下限值确定。

在此仪表中，改变下限值，上限值将自动改变，以保持量程恒定。

量程=上限值—下限值

●例1：

将当前0~30kPa的下限值改设为5kPa，输入“5”按ENTER键两次，确定输入。

按F4键认可

为使量程恒定，上限值将自动改变

●注：

上限值变化不影响下限值，因此改变上限值，量程随之变化。

●调校围的上、下限值在-32000~32000，多达5位数（小数点除外）

●例2：

当前设置为0~30kPa，将上限值改设为20kPa

输入“10”按ENTER键两次，确定输入按F4键认可

下限值不变，因此量程改变

⑶阻尼时间常数设定（C30：

AMPDAMPING）

仪表出厂前，阻尼时间常数设定为“2.0秒”。

按下边步骤改变该时间常数。

●例：

由2秒改设为4秒。

用∧或∨选择出“4.0sec”

按ENTER键两次，确定输入

按F4键认可

注：

该阻尼时间常数是放大器部分的阻尼时间常数。

变送器总阻尼时间常数是放大器部分和膜盒部分阻尼时间常数之和。

关于膜盒组件的阻尼时间常数（固定），参阅本手册末的“一般规格书”

⑷输出信号低截止模式设置（C40：

OUTPUTMODE）

输出信号模式和藏指示计的显示模式对应关系如下表所示。

BT200显示

输出模式

藏指示计显示模式

OUT：

LINDSP：

LIN

线性

线性

OUT：

LINDSP：

SQR

线性

平方根

OUT：

SQRDSP：

SQR

平方根

平方根

这种模式在仪表出厂前按订货要求预置。

下边的步骤用来改变该模式。

如果仪表配有藏指示计且显示模式为平方根，“√”将在藏指示

计上显示。

●例：

将输出设置为“线性”藏指示计

显示设置为“平方根”

用∧或∨选择出“OUT：

LIN”

按ENTER键两次，确定输入

SET

C40：

OUTPUTMODE

OUT：

LINDSP：

SQR

FEEDNOOK

按F4键认可

⑸输出信号低截止模式设置（D10：

LOWCUT，D11：

LOWCUTMODE）

低截止用于零点附近信号输出不稳定。

低截点可在0~20%围设置（截止点滞后：

±1%）

低截止模式可选择“线性”或“归零”

●例：

将低截止围从10%，改为20%，低截止模式由“LINEAR”改为“ZERO”

输入“20”按ENTER键两次，确定输入。

按F4键认可然后[D11：

LOWCUTMIDE]设置页显示

用∧或∨选择出“ZERO”

按ENTER键两次，确定输入

按F4键认可

⑹藏指示计显示选择与设置

以下5种藏指示计显示可供选择

D20：

显示选择和显示

说明和相关参数项

NORMAL%

（百分比）

45.6%

显示-5%~110%围取决于测量围（C21，C22）

A10：

OUTPUT（%）

45.6%

USERSET

（用户设定）

20.0

显示值取决于工程围（C22，C23）。

用工程单位D21设置的单位不被显示

A11：

ENGROUTPUT

20.0M

USER＆%

（用户设定和百分比）

20.045.6%

用户设置与百分比之间每3秒交替显示

A10：

OUTPUT（%）45.6%

A11：

ENGROUTPUT20.0M

INPPRES

（输入压力）

456kPa

显示输入压力。

显示限值：

-19999~19999

A40：

INPUT

456Kpa

PRES＆%

（压力和百分比）

45.6%456kPa

输入压力和百分比之间每3秒交替显示

A10：

OUTPUT（%）45.6%

A40：

INPUT456kPa

●附加代码为“/F1”，显示围为-2.5%~110%

●注1：

调校围的上、下限值在-19999~19999，多达5位数。

（小数点除外）

1到③演示每一种设置方法

百分比显示和输入压力显示用户设定工程单位显示

D20：

DISPSELECTD20：

DISPSELECT

NORMAL%USERSET

INPPRESUSER＆%

PRES＆%

仪表出厂时设置为百分比显示用于用户设置工程单位演示

若%显示，只须设置这一参数

D21：

DISPRNIT设置BT200显示单位

D22：

DISPLRV4mA输出时对工程单位设入数值（LRV）

D23：

DISPHRV20mA输出时对工程单位设入数值（HRV）

1显示选择（D20：

DISPSELECT）

按照下边给出的操作指导，改变藏指示计显示选择。

当选定USERSET时，由用户设定，并显示[A11：

ENGROUTPUT]。

●例：

藏指示计显示工程单位

用∧或∨选择出“USERSET”

按ENTER键两次，确定输入

按F4键认可

2用户设定工程单位（D21：

DISPUNIT）

在BT200上允许输入工程单位。

仪表出厂前已按订货要求预置。

按下面的步骤来改变设定。

由于藏指示计上不显示这些单位，请粘贴好标签对照。

这一项参数不必设置百分比显示。

●例：

设置工程单位“M

按ENTER键两次，确定输入

按F4键认可

3带工程单位的上下限值设置（D22：

DISPLRV，D23：

DISPHRV）

这些参数项用于工程单位的上下限值设定。

仪表出厂时，已按订货要求预置。

按下面的步骤来改变这些设置。

注：

这些参数不必设置百分比显示。

●例：

设置下限值（LRV）为“-50”，上限值（HRV）为“50”

输入“-50”按ENTER键两次，确定输入。

输入“50”按ENTER键两次，确定输入。

按F4键认可

⑺温度单位显示设置（D30：

TEMPUNIT）

仪表出厂时，温度单位设为