变送器输出对模拟量通道的影响
简介：
通常我们所看到的电脑终端画面中的参数 ：电压、电流、频率等均为数字信号，要将基础参数转换为数字信号需要经 过一个复杂的过程，这个过程简称模拟量通道，本文将就变送器采集基础参数和模拟量传输对数字终端显示的影响，简析两者之间 的关系，分析两者之间在生产运行中的实际意义。DCS 作为火电厂集控运行的主界面，以其稳定性、可塑性、可 操作性、经济性，成为了火力发电厂广泛采取的一种集监控、报警、 事故处理、自动控制的为一体的控制模式，而数字信号作为 DCS 控 制的基础，画面数据显示失准，将会给运行控制带来很大的困难。 模拟量输入通道的任务是把变送器采集的基础参数如温度、压力、 电流等信号经信号调理电路转换，多路模拟开关选择，前置放大器 放大至 A/D 转换器的量程范围，经采样保持，A/D 转换，接口逻 辑判别，最终转换为可供显示的数字信号，这就是整个模拟通道的 整体过程。本文将从变送器入手，选取变送器中最简单的一种电压 变送器，以其运行异常分析对模拟量通道的影响。
交流电压变送器是由电压互感器、精密整流滤波、及 v\i 转换 电路所组成。电压互感器把0v ～ 100v 的交流电压变为所需要的交 流电压信号。精密整流电路把交流电压信号放大并整流为相对稳定 直流电电压。之后，v\i 转换器又将稳定的直流电压信号转变为恒定 成比例的电流输出。最终目的是将有效值为0v ～ 100v 交流电转换 为4ma ～ 20ma 直流电流输出（≤ 200Ω 负载）。
在电力生产过程中，存在多种测量、监测、控制等仪表、变送器、 操作机构，它们之间因电压等级、频率、信号强度等不同，在运行 中会发生不同程度的干扰，有时可能会导致测量数据失真。另外一 个对各表计造成误差影响的是对地电流，很多设备为保证运行安全 需要外壳保护接地，因各设备的接地点对地参考电势不同，这势必 导致接地环流流经变送器等仪表之间，对测量结果造成影响。
为解决因设备就地互相干扰和对地环流影响造成变送器工作异 常，导致经模拟通道后的数字信号指示失准，电厂必须采取相应的 防护措施，避免因干扰原因导致电脑端数字信号失真。影响干扰主 要有以下因素 ：干扰源，感应源，耦合路径。对电厂设计施工布置 时考虑将各种设备、表计、传动机构因外扰因素分开布置，而不考 虑生产实际需要，这显然不现实，所以针对干扰源和感应源的单独 布置措施无法实施，只能想办法从耦合路径上做文章。
3.1 保持变送器、仪表等电位
具体布置是优化全厂的接地系统，对特别容易受接地环流外扰 的的元器件采取相同的接地点布置，保证接地电势相等，消除环流。 如发变组保护屏中的各种计量表计就采取的该种方式接地避免影响。
3.2 尽量少接地或不接地
这种方法在实际应用中意义不大，因为设备保护接地和屏蔽接 地都各自有其作用，因害怕接地环流导致误差而取消接地明显不现 实。而且很多设备因外部环境等因素影响可能导致腐蚀接地、浮冰 接地等，完全不接地从外部环境上来说也不现实。
3.3 采用信号隔离器
采用信号隔离器，即采用文章引言中所提到的信号调理模式， 断开外部接地电流环路，从而消除接地电流对变送器传输效果的影 响。另外信号隔离器有多个通道和接口，还间接发挥着信号转换分配、接口转换等作用，使整个模拟通道运行方式更加灵活多变，经济可 靠。信号隔离器的存在还用于限制下级回路的电压、电流、频率通 过保证电能质量保护下级控制回路，还对噪声、接地、变频器、电容、 电感等外部干扰有很大的抑制作用。
变送器的干扰会造成数字信号失真，而变送器的故障可能直接 导致数字信号无法显示，因此研究变送器的故障判断分析方法及处 理方式是很必要的。
4.1 故障判断分析
（1）调查法。回顾故障发生前的打火、异味、冒烟、误操作、误维修。
（2）直观法。观察回路的外部损伤、回路的过热、各种开关的状态， 及引压管路有无泄漏。
（3）检测法。a. 断路法检测 ：将怀疑有故障的部分与其他部分 分开来，查看故障是否消失，如果消失，则确定故障所在，否则可 以进行下一步查找。如智能变送器不能正常与 HART 远程通讯，可 将电源从表体上断开，用现场另加电源的方法为变送器通电进行通 讯，以查看是否电缆叠加过大的电磁信号而干扰通讯。b.替换法检测： 将怀疑有故障的部分更换，判断故障部位。如 ：怀疑变送器电路板 发生故障，可临时更换一块板，以确定原因。
4.2 变送器输出过低或没有输出
4.2.1 原因
（1）变送器无电压 ；
（2）线路连接松动 ；
（3）法兰是有沉积物 ；
（4）法兰是有泄漏；
（5）接插件不清洁，
（6）量程超出调校范围，
（7） 敏感部件短路 ；
（8）插针连接不牢固 ；
（9）电路板有故障
（10）电 源无输出。
4.2.2 处理
（1）检查变送器的电压，为24VDC 供电 ；
（2）正确接线 ；
（3） 拆开变送器法兰，用清水冲洗污物 ；
（4）若法兰 O 型密封圈损坏更 新后将法兰重新连接 ；
（5）用酒精擦接插件 ；
（6）重新选用相应量 程变送器或更换相应量程范围的敏感部件 ；
（7）更换敏感部件 ；
（8） 将插针连接牢固 ；
（9）更换有故障的电路板 ；
（10）更换壳体。
4.3 输出过大
4.3.1 原因
（1）法兰是否有过量沉积物 ；
（2）接插件不清洁，
（3）敏感部 件连接不可靠 ；
（4）插针连接不可靠 ；
（5）电路板有故障。
4.3.2 处理
（1）先用水冲洗，若不能清洗完全则拆开变送器法兰，清洗污 物后重新安装 ；
（2）用酒精擦接插件 ；
（3）将敏感部件连接可靠
（4） 将插针连接牢固 ；
（5）更换有故障的电路板。
4.4 电气线路故障
由于线路的虚接、短接、断开或接地等，造成测量的偏差或无 指示。可以通过测电源、量电阻、兆欧表测绝缘等方法。差压变送 量程范围一般都比较小，在使用中，由于其测量点与安装点位置高 度差、安装位置的左倾或右倾，将产生较大的附加误差，但因线性
4 结果分析及结论
4.1 结果分析
度未发生变化，因此可采用在线调整零位的方法恢复其正常的 测量性能，将保证其在工业自动化与控制中的正确使用，确保生产 工艺正确、有效实施。
（1）通过上文计算可以看出环形起爆系统中随着起爆环环宽增 大射流最大速度和射流头部速度先下降后回升。
（2）射流长度随起爆环环宽增大先逐渐变短然后回升。
（3）通过分析可知，环形起爆系统中在一定条件下通过调整起 爆环宽度可以很大程度影响聚能装药射流的形成，10种方案中射流 速度高低相差3.37%，射流长度相差5.16%。
（4）环形起爆系统在起爆聚能装药形成射流时，通过改变起爆 环宽度来控制爆轰波在炸药中的传播形状，从而改变爆轰波对药型 罩的入射角、作用于药型罩上压力，从而控制药型罩压垮速度及压 垮角，影响射流速度。
4.2 结论 一个性能良好的聚能装药不仅应有足够大的射流速度，而且它 的射流速度梯度分布和质量分布都应比较合理。而射流参数和装药 的爆轰波形有密切的关系，因此在聚能装药波形设计中应根据射流 参数的具体要求，提出合理的环形起爆系统起爆环宽度指标。
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