现场仪表系统常见故障的分析步骤.docx
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现场仪表系统常见故障的分析步骤
现场仪表系统常见故障的分析步骤
目前,随着石化、钢铁、造纸、食品、医药企业自动化水平的不断提高,对现场仪表维护人员的技术水平提出了更高要求。
为缩短处理仪表故障时间,保证安全生产提高经济效益,本文发表一点仪表现场维护经验,供仪表维护人员参考。
一、现场仪表系统故障的基本分析步骤
现场仪表测量参数一般分为温度、压力、流量、液位四大参数。
现根据测量参数的不同,来分析不同的现场仪表故障所在。
1.首先,在分析现场仪表故障前,要比较透彻地了解相关仪表系统的生产过程、生产工艺情况及条件,了解仪表系统的设计方案、设计意图,仪表系统的结构、特点、性能及参数要求等。
2.在分析检查现场仪表系统故障之前,要向现场操作工人了解生产的负荷及原料的参数变化情况,查看故障仪表的记录曲线,进行综合分析,以确定仪表故障原因所在。
3.如果仪表记录曲线为一条死线(一点变化也没有的线称死线),或记录曲线原来为波动,现在突然变成一条直线;故障很可能在仪表系统。
因为目前记录仪表大多是DCS计算机系统,灵敏度非常高,参数的变化能非常灵敏的反应出来。
此时可人为地改变一下工艺参数,看曲线变化情况。
如不变化,基本断定是仪表系统出了问题;如有正常变化,基本断定仪表系统没有大的问题。
4.变化工艺参数时,发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小,此时的故障也常在仪表系统。
5.故障出现以前仪表记录曲线一直表现正常,出现波动后记录曲线变得毫无规律或使系统难以控制,甚至连手动操作也不能控制,此时故障可能是工艺操作系统造成的。
6.当发现DCS显示仪表不正常时,可以到现场检查同一直观仪表的指示值,如果它们差别很大,则很可能是仪表系统出现故障。
总之,分析现场仪表故障原因时,要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化,这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。
所以,我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析,检查原因所在。
二、四大测量参数仪表控制系统故障分析步骤
1.温度控制仪表系统故障分析步骤
分析温度控制仪表系统故障时,首先要注意两点:
该系统仪表多采用电动仪表测量、指示、控制;该系统仪表的测量往往滞后较大。
(1)温度仪表系统的指示值突然变到最大或最小,一般为仪表系统故障。
因为温度仪表系统测量滞后较大,不会发生突然变化。
此时的故障原因多是热电偶、热电阻、补偿导线断线或变送器放大器失灵造成。
(2)温度控制仪表系统指示出现快速振荡现象,多为控制参数PID调整不当造成。
(3)温度控制仪表系统指示出现大幅缓慢的波动,很可能是由于工艺操作变化引起的,如当时工艺操作没有变化,则很可能是仪表控制系统本身的故障。
(4)温度控制系统本身的故障分析步骤:
检查调节阀输入信号是否变化,输入信号不变化,调节阀动作,调节阀膜头膜片漏了;检查调节阀定位器输入信号是否变化,输入信号不变化,输出信号变化,定位器有故障;检查定位器输入信号有变化,再查调节器输出有无变化,如果调节器输入不变化,输出变化,此时是调节器本身的故障。
2.压力控制仪表系统故障分析步骤
(1)压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动时,首先检查工艺操作有无变化,这种变化多半是工艺操作和调节器PID参数整定不好造成。
(2)压力控制系统仪表指示出现死线,工艺操作变化了压力指示还是不变化,一般故障出现在压力测量系统中,首先检查测量引压导管系统是否有堵的现象,不堵,检查压力变送器输出系统有无变化,有变化,故障出在控制器测量指示系统。
3.流量控制仪表系统故障分析步骤
(1)流量控制仪表系统指示值达到最小时,首先检查现场检测仪表,如果正常,则故障在显示仪表。
当现场检测仪表指示也最小,则检查调节阀开度,若调节阀开度为零,则常为调节阀到调节器之间故障。
当现场检测仪表指示最小,调节阀开度正常,故障原因很可能是系统压力不够、系统管路堵塞、泵不上量、介质结晶、操作不当等原因造成。
若是仪表方面的故障,原因有:
孔板差压流量计可能是正压引压导管堵;差压变送器正压室漏;机械式流量计是齿轮卡死或过滤网堵等。
(2)流量控制仪表系统指示值达到最大时,则检测仪表也常常会指示最大。
此时可手动遥控调节阀开大或关小,如果流量能降下来则一般为工艺操作原因造成。
若流量值降不下来,则是仪表系统的原因造成,检查流量控制仪表系统的调节阀是否动作;检查仪表测量引压系统是否正常;检查仪表信号传送系统是否正常。
(3)流量控制仪表系统指示值波动较频繁,可将控制改到手动,如果波动减小,则是仪表方面的原因或是仪表控制参数PID不合适,如果波动仍频繁,则是工艺操作方面原因造成。
4.液位控制仪表系统故障分析步骤
(1)液位控制仪表系统指示值变化到最大或最小时,可以先检查检测仪表看是否正常,如指示正常,将液位控制改为手动遥控液位,看液位变化情况。
如液位可以稳定在一定的范围,则故障在液位控制系统;如稳不住液位,一般为工艺系统造成的故障,要从工艺方面查找原因。
(2)差压式液位控制仪表指示和现场直读式指示仪表指示对不上时,首先检查现场直读式指示仪表是否正常,如指示正常,检查差压式液位仪表的负压导压管封液是否有渗漏;若有渗漏,重新灌封液,调零点;无渗漏,可能是仪表的负迁移量不对了,重新调整迁移量使仪表指示正常。
(3)液位控制仪表系统指示值变化波动频繁时,首先要分析液面控制对象的容量大小,来分析故障的原因,容量大一般是仪表故障造成。
容量小的首先要分析工艺操作情况是否有变化,如有变化很可能是工艺造成的波动频繁。
如没有变化可能是仪表故障造成。
以上只是现场四大参数单独控制仪表的现场故障分析,实际现场还有一些复杂的控制回路,如串级控制、分程控制、程序控制、联锁控制等等。
这些故障的分析就更加复杂,要具体分析
PID控制中如何确定三个系数
发表于2007-1-1218:
43:
47
1有仿真模型的话先做一下仿真, 可以大致确定一下各个系数的数量级。
2.先不加积分,与微分,将比例调大至刚好震荡,然后再小一点
3然后再加上积分,跳稳态误差
4最后再加上微分,调节
注:
MATLAB里面有个非线性环节,加到PID控制系统的最后,可以计算出最佳的 PID参数
分布电容
发表于2007-1-1910:
17:
07
电容就是由两个存在压差而又相互绝缘的导体所构成。
所以在任何电路中,任何两个存在压差的绝缘导体之间都会形成分布电容,只是大小问题。
一般在高频电路和精密仪器中尤其要注意采取措施降低分布电容影响。
这种电容是制造中必然存在的,只是高工艺可以尽量将这个值减小。
。
。
在电路结构里就必然存在,只是因为容值很小,在低频时,他对电路的影响可以忽略;在高频率时,一方面是上升和下降沿的延迟,还有其他方面,都是这个分布电容在起部分作用
布高频PCB时候,我一般在板上多做过孔,这样可以减少板层电容。
电容滤波电路
★滤波原理
◆当u2为正半周并且数值大于电容两端电压uC时,二极管D1和D3管导通,D2和D4管截止,电流一路流经负载电阻RL,另一路对电容C充电。
当uC>u2,导致D1和D3管反向偏置而截止,电容通过负载电阻RL放电,uC按指数规律缓慢下降。
◆当u2为负半周幅值变化到恰好大于uC时,D2和D4因加正向电压变为导通状态,u2再次对C充电,uC上升到u2的峰值后又开始下降;下降到一定数值时D2和D4变为截止,C对RL放电,uC按指数规律下降;放电到一定数值时D1和D3变为导通,重复上述过程。
RL、C对充放电的影响:
电容充电时间常数为rDC,充电速度快;RLC为放电时间常数,放电速度慢。
电容C愈大,负载电阻RL愈大,滤波后输出电压愈平滑,并且其平均值愈大。
★输出电压平均值
◆当负载开路,即
时,
;
◆当RLC=(3~5)T/2时,可取得较好的滤波效果,
。
考虑电网电压波动范围为±10%,电容的耐压值应大于
。
★脉动系数
★整流二极管的导通角
◆在未加滤波电容之前,整流电路中的二极管导通角θ为π。
◆加滤波电容后,只有当电容充电时,二极管才导通,因此,每只二极管的导通角均小于π。
RLC的值愈大,滤波效果愈好,导通角θ将愈小。
整流二极管承的冲击电流大。
★电容滤波电路的输出特性和滤波特性
输出特性:
当滤波电容C选定后,输出电压平均值UO(AV)和输出电流平均值IO(AV)的关系称为输出特性。
滤波特性:
脉动系数S和输出电流平均值IO(AV)的关系称为滤波特性。
如下图所示,曲线表明,C愈大电路带负载能力愈强,滤波效果愈好;IO(AV)愈大(即负载电阻RL愈小),UO(AV)愈低,S的值愈大。
小结:
电容滤波电路简单,输出电压平均值高,适用于负载电流较小且其变化也较小的场合。
倍压整流电路
倍压整流电路:
利用滤波电容的存储作用,由多个电容和二极管可以获得几倍于变压器副边电压的输出电压,称为倍压整流电路。
利用压整流电路可实现二倍压和多倍压。
其它形式的滤波电路
★电感滤波电路
电感滤波后,不但负载电流及电压的脉动减小,波形变得平滑,而且整流二极管的导通角增大。
L愈大,滤波效果愈好。
另外,由于滤波电感电动势的作用,可以使二极管的导通角接近π,减小了二极管的冲击电流,平滑了流过二极管的电流,从而延长了整流二极管的寿命。
★复式滤波电路
当单独使用电容或电感进行滤波时,效果仍不理想时,可采用复式滤波电路。
★各种滤波电路的比较
各种滤波电路性能的比较
类型
性能
电容滤波
电感滤波
LC滤波
RC或LCπ型滤波
UL(AV)/U2
1.2
0.9
0.9
1.2
θ
小
大
大
小
适用场合
小电流负载
大电流负载
适应性较强
小电流负载
copyright@2003广州民航职业技术学院通讯工程系
介绍一个分立元件的LDO
发表于2007-1-114:
04:
05
这是我常用的LDO电路,实测最小稳定压差为0.2V,输入电压小于稳定电压(输出电压+0.1V)时,调整管饱合,压差小于0.2V,电流小于100mA情况下压差小于0.1V.
该电路取样及误差放大采用差分电路,并且省掉了常见串联型PNP稳压电路的启动电阻。
输出电压U。
=Vz*(R114+R115)/R115
输出限流电流由R113决定(调整管用P-MOSFET则无此功能)
在大电流应用,将调整管改为P-MOSFET即可。
与1117的应用对比
该电路的缺点是元件较多,输出不够稳定,用主贴的参数提供200mA电流,VBAT由4.5V降为3.5V时,输出电压会有0.1V的下滑(即输出为3.2V)。
但如果电路中有多余的运放单元,则电路可大大简化。
该电路的优点:
VBAT降到3.3V以下时,输出始终保持为VBAT-0.1V,比1117优秀得多。
某手持设备由三只干电池串联供电的开发过程中(耗电300mA),最初用L1117供电,当电池端电压降到3.6V时,其输出仅为2.7伏,电路产生异常。
高倍率放电情况下,干电池的终止电压是0.95V/单元,这显然不能合理利用完电池能量。
用该电路取代1117后,电池电压降到2.9伏电路产生异常,电池寿命试验证明,后者可提高电池便用寿命25%以上。
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58
TTL和CMOS的基本知识
发表于2006-12-2815:
18:
45
最近总结了下TTL和CMOS的基本知识,供大家参考,不好的地方请批评指正。
谢谢
TTL电平:
输出高电平〉2.4V 一般输出高电平是3.5V
输出低电平〈0.4V 一般 输出低电平是0.2V
CMOS电平:
逻辑1接近于电源电压,
逻辑0接近于0V。
而且具有很宽的噪声容限。
由于TTL和COMS的高低电平的值不一样,二者连接时需进行电平转换:
通常是用两个电阻对电平分压。
TTL和COMS电路比较:
1、前者是电流控制器件,而后者是电压控制器件。
2、TTL COMS
速度快 速度慢
传输延迟时间(5-10ns) 延迟时间(25--50ns),
功耗大 功耗低,通常与输入信号脉冲频率正比关系
以上,是我的总结
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55
看看这个电阻的功率怎么计算
发表于2006-12-2815:
03:
27
大家帮忙看看这个电阻的功率怎么计算
大家帮忙看看这个电阻的功率怎么计算,会不会烧毁掉。
+5V经过2.2欧姆,再有一个10uF的电容到地。
之后给一个PWM芯片供电。
现在测试到平时工作时,电阻是可以承受的。
那么开机瞬间电阻的功率怎么计算。
这里用0805的,合适不合适
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35
电容感应按键的设计
发表于2006-12-2614:
28:
37
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过零比较器概述
发表于2006-12-1513:
19:
39
过零比较器,顾名思义,其阈值电压UT=0V。
电路如图(a)所示,集成运放工作在开环状态,其输出电压为+UOM或-UOM。
当输入电压uI<0V时,UO=+UOM;当输入电压uI>0V时,UO=-UOM。
因此,电压传输特性如图(b)所示。
为了限制集成运放的差模输入电压,保护其输入级,可加二极管限幅电路,如右图所示。
★两只稳压管稳压值不同
在实用电路中为了满足负载的需要,常在集成运放的输出端加稳压管限幅电路,从而获得合适的UOH和UOL,如图(725)(a)所示。
图中R为限流电阻,两只稳压管的稳定电压均应小于集成运放的最大输出电压UOM。
设稳压管DZ1的稳定电压为UZ1,稳压管DZ2的稳定电压为UZ2,UZ1和UZ2的正向导通电压均为UD。
当uI<0时,由于集成运放的输出电压u/O=+UOM,DZ1使工作在稳压状态,DZ2工作在正向导通状态,所以输出电压
uO=UOH=(UZ1+UD)
当uI>0时,由于集成运放的输出电压u/O=-UOM,DZ2使工作在稳压状态,DZ1工作在正向导通状态,所以输出电压
uO=UOL=-(UZ2+UD)
★两只稳压管稳压值相同
若要求,UZ1=UZ2则可以采用两只特性相同而又制作在一起的稳压管,其符号如图(b)所示,稳定电压标为±UZ。
当uI<0时,uO=UOH=UZ;
当uI>0时,uO=UOL=-UZ。
★稳压管接在反馈通路中
限幅电路的稳压管还可跨接在集成运放的输出端和反相输入端之间,如右图所示。
假设稳压管截止,则集成运放必然工作在开环状态,输出电压不是+UOM,就是-UOM。
这样,必将导致稳压管击穿而工作在稳压状态,DZ构成负反馈通路,使反相输入端为“虚地”,限流电阻上的电流iR等于稳压管的电流iZ,输出电压uO=±UZ
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