變送器信號入常見線路故障分析吳同軍辛德偉（黑龍江化工總廠黑龍江省齊齊哈爾市161041）我廠中氮改擴建工程采用的是先進的美國霍尼威爾集散控制系統(tǒng)，現(xiàn)場變送器多為AS800系列的智能變送器。在開車投料過程中，變送器信號線出現(xiàn)了短路、接地等許多問題，在流程圖畫面顯示上及現(xiàn)場檢測過程中出現(xiàn)了多種現(xiàn)象。為了更好地解決這類問題，特舉實例加以分析。

　　1變送器的正常工況AS800系列變送器工作電壓為11. 5～45V FTA （模擬信號輸入板）提供24V DC電壓，并由其接收、處理電流信號，在操作站流程圖上顯示相應(yīng)的過程值。作為一種智能變送器， AS800內(nèi)部有微處理器。使用手操器可以更改其各種參數(shù)，同時檢測各相關(guān)輸出值。手操器是與變送器并聯(lián)的，測得的電流值是變送器端子處的輸出電流，而與手操器的連線位置無關(guān)。

　　2現(xiàn)象和分析結(jié)果現(xiàn)象一：液位測量中，流程圖顯示 20 ，而變送器表頭液晶顯示為88. 1.

　　檢測：圖1是檢測位置圖。用手操器測得PV值顯示為88. 1 ，輸出電流為18. 1 mA，與表頭顯示一致。又用電流表測量，當(dāng)串入AI FTA（ ）端與信號線正線中間時，電流為18 mA當(dāng)串入端與信號線負(fù)線中間時，電流為1. 87 mA.后來在現(xiàn)場變送器端子處用電流表測量，正負(fù)端子處均為18 mA.

　　分析：由檢測結(jié)果可知，變送器已經(jīng)正常工作了，但信號沒有完全傳送給DCS，而是存在一定的損失。AI FTA （模擬信號輸入板）是以接收回路電流作為信號的。雖然在AI FTA （ ）端有的電流，但只有1. 87 m A的電流返回到AI FT A（　）端，形成回路電流作為信號來源，而其它電流則損失掉了。這就造成了流程圖上指示與變送器表頭顯示不一致。通過測量盤后和現(xiàn)場變送器端子處的電流，可知（ ）線前后電流沒有損失，而（　）線前后電流變小，說明負(fù)線絕緣不好??接地或者與屏蔽線接觸了（圖2）。通過搖信號線的絕緣證實了這一點。在盤后AI FTA說明負(fù)線并不是百分之百接地或與屏蔽線接觸，而是存在一定的阻抗。阻抗越小，漏流越大，盤后負(fù)端測得的電流越小，指示偏差越大。當(dāng)電流為0時，流程圖上就不顯示具體的數(shù)值而是。阻抗越大，漏流越小，盤后負(fù)端測得的電流與實際值相差越小，指示偏差越小。當(dāng)阻抗無窮大時，負(fù)線絕緣就非常好，也就能正常工作了。

　　現(xiàn)象二： DCS流程圖上顯示PV） ，現(xiàn)場變送器表頭無指示。

　　檢測：用電壓表測DCS盤后正負(fù)端子間的電壓，由于造成這種現(xiàn)象的原因很多，測得的電壓值可能是24V DC左右或0V DC，下面具體分析。

　　分析：在變送器沒壞的前提下，表頭沒指示，說明變送器沒有正常工作，即正常的工作電壓沒有保證。

　　系列變送器由的提供24V DC電壓，根據(jù)實際經(jīng)驗得知變送器正常工作時，在盤后測得電壓為20～21V DC左右。如果實際測得為24V DC （ DCS提供的電壓） ，說明信號線路上有開路的地方。

　　（ 2）如果測得電壓為0V DC，說明正線接地（圖3）或正負(fù)線短路（圖4）。這種情況是相當(dāng)危險的，因為短路就會造成過流，就有可能燒壞AI FTA電路板，影響正常的生產(chǎn)。因此， TDC3000X本身具有過流檢測功能。當(dāng)出現(xiàn)過流時， DCS就會報警，同時AI FT A板上的一塊相應(yīng)的電子元件也會變得很熱（如果過流時間過長，會很燙，燒毀這塊電路板） ，平時巡檢時，也可以以此電子元件的溫度作為判斷線路是否短路過流的一個依據(jù)。

　　現(xiàn)象三：液位測量中， DCS指示PV值為60 ，變送器表頭顯示 1. 8.

　　檢測：在盤后AI FTA端子處測得電壓為16V DC左右，且波動很大，電流為13. 8 mA.用手操器測得輸出電流為3. 8 mA （限流） ， PV值為分析：到現(xiàn)場觀察液位計，發(fā)現(xiàn)實際液位與變送器指示一致，變送器處于正常工作狀態(tài)。變送器的輸出電流是與實際過程變量一致的，正常工作狀態(tài)下不會變化。在AI FT A處得到的電流比ASK800的測量信號電流大，說明由于接觸或潮濕等原因在信號線正負(fù)端之間產(chǎn)生一個附加阻抗（如圖5所示）。雖然AI FT A給變送器提供但它并不是一個理想恒壓源，而等效于一個含內(nèi)阻的電源。這個等效內(nèi)阻可防止外部連線短路時，電流過大而損壞AI FT A電路板。產(chǎn)生的附加阻抗與變送器并聯(lián)，因而對整個外電路來說阻值下降（圖6是等效電路圖） ，分壓也就降低了（測量為16V DC左右，而變送器正常工作時外電路電壓為20～21V DC左右）。當(dāng)這個附加阻抗的值在一定范圍內(nèi)時，使整個外電路的分壓大于11. 5V DC，即變送器能正常工作的電壓，變送器能正常工作。它的測量變送電流與這個附加的并聯(lián)阻抗上產(chǎn)生的分流一起傳送給的FT A板，使進入模擬信號輸入板（ AI FTA）的電流值變大，而DCS就是以此電流作為信號來源，因此操作站流程圖上顯示的過程值比實際值高。

　　當(dāng)這個附加的并聯(lián)阻抗小到一定程度時，使外電路的分壓小于11. 5V DC，變送器就不能正常工作了，而且使整個外電路阻值降低，電流增大，出現(xiàn)過流的情況。當(dāng)阻值為零時，就是圖3所示的情況。

　　在液位測量中出現(xiàn)的這種現(xiàn)象，經(jīng)檢查分析是由于現(xiàn)場變送器密封性不好，進了蒸汽，接線盒里面潮濕，端子銹跡斑斑。經(jīng)干燥除銹后，排除了故障。

　　3結(jié)語雖然出現(xiàn)信號線故障的問題較復(fù)雜，但只要掌握現(xiàn)場變送器的工作特點，理解DCS接受處理信號的方式及與AS800系列變送器的關(guān)系，就能很好地分析處理這類問題。