温度诊断有助于防止意外停机

在大多数工业加工厂，单元操作已变得越来越复杂。再加上操作和维护人员对时间的需求不断增加，使得他们很难主动监控所有测量和控制仪器的运行状况和性能。因此，许多问题都没有被注意到，直到它们导致生产或质量问题，甚至更糟，导致计划外停机。

在当今的现代工艺工厂中，生产和质量系统对工艺仪表和控制的精度和性能提出了新的和更严格的要求。在生产受到影响之前主动识别性能问题已经成为许多设施的规则，而不是例外。因此，许多工厂已经转向诊断，在问题成为问题之前就发现问题。例如，设计在温度变送器中的诊断功能监测过程并提供诊断信息。因此，问题在导致过程中断、危险条件或测量失败之前就被识别出来了。

温度变送器具有运行全职诊断的巨大能力。许多提供了大量的选项和功能，以确保精确和稳定的测量报告到控制系统。其中许多警报可以对维护计划进行优先排序，以便更有效地使用可用的维护资源。

了解温度变送器和诊断

虽然所有智能温度变送器都有诊断功能，但有些功能比其他的要广泛得多。通常有内部诊断来监控发射机功能和输出有效性。此外，还有广泛的外部诊断功能，用于监控漂移、退化、测量有效性和断裂或损坏引线的测量信号。在所有可用的发射机中，那些使用HART、基金会现场总线或Profibus协议的发射机提供了较高的复杂性。

发射器根据这些诊断过程启动警报或警报。警报包括诊断，确定不影响变送器输出反映过程变量(PV)的正确测量信号的能力，因此不会中断4-20 mA或数字现场总线输出。警报的典型示例可能是“PV超出范围”。

警报包括诊断，确定影响变送器输出测量的准确PV值的能力。检测到的警报将驱动发射机输出或高或低，这取决于用户的配置选择。可以将警报和警报发送到控制系统，通过本地指示器、现场通信器或符合hart标准的监控系统读取，如图1所示。

访问诊断信息

在基本水平上，带有显示选项的发射器将显示某些诊断信息。通常，现场操作人员会定期检查这些显示器，并将任何诊断情况报告给控制系统技术人员组。

最常用的变送器使用4-20 mA与HART通信。这使得他们能够通过叠加在发射机模拟输出信号上的HART信号发送大量的操作和诊断数据。任何或所有这些数据都可以通过以下方式访问:

• 手持现场通信器
• DCS I/O系统中启用HART的功能，用于提取和监视HART数据
• 支持hart的资产管理系统。

与上面描述的传统有线HART发射器一样，可以使用WirelessHART发射器或使用ISA100.11a的发射器发送相同的信息。对于基金会现场总线和Profibus系统，可用的操作和诊断信息也非常广泛。

运维关系

操作员和技术人员之间密切协调，定期检查诊断信息，可以在问题对生产产生不利影响之前快速识别和解决问题。一个例子是关于双传感器冗余测量。如果操作员得到一个诊断信息，即发射机的次要传感器已经启动，他或她就知道主要传感器已经失败，现在测量来自次要传感器。通过提醒维护技术人员，可以更换故障传感器，从而恢复测量冗余能力。

另一个例子是关于PV何时超出限制。操作员收到“PV超出限制”警报，HART变送器报告变送器读取的主要变量超出4-20 mA范围。这个信号可以使技术人员集中精力排除发射机接线中的断开或短路。另一个例子是关于模拟-数字不匹配的。HART发射器报告模拟4-20 mA信号和数字主PV信号之间的差异。该功能可用于确定仪器或间歇设备的本垒打电缆中的小接地泄漏。如果回路中存在小的接地泄漏，由于信号接地泄漏，即使在跳闸条件下，也可能永远达不到回路的任何报警跳闸限制。

避免最大的问题

诊断帮助您避免的三个最大问题是测量失败、测量可靠性差和次优过程控制。

当整个温度系统的任何一个组件失效时，就会发生测量失败。温度传感器相对脆弱，暴露在恶劣的工艺环境中，使其比其他组件更容易发生故障。使用冗余、漂移检测和监测测量仪器的诊断都有助于识别和解决传感器退化或故障。

测量的可靠性是最小化过程中断的关键。温度测量系统的设计应尽量减少或消除传感器退化、电噪声环境或仪器故障引起的问题，以确保可靠的测量。设计应使用诸如噪声滤波、测量验证、漂移传感器识别以及对损坏或松动的传感器引线发出警报等功能。

提供准确可靠的测量信号的最终目标是确保过程控制可靠地将过程保持在预定的范围内。勤奋地使用发射器诊断功能可以识别违反这些限制的情况，并识别和量化偏差。它们可以识别间歇性传感器故障，记录最低和最高工艺温度，并记录故障及其原因。使用这些信息可以支持快速响应，以解决确定的问题，从而确保保持最佳的过程控制。

每种方法都有自己的好处

在生产过程中使用诊断可以获得许多好处。其中一些已在表1中概述。例如，测量故障与传感器故障有关。如前所述，传感器是相对精密的，但为了获得最准确的读数，它们必须暴露在通常恶劣的工艺环境中，这使它们比其他组件更容易发生故障。如果没有准确可靠的测量信号，控制将是次优的，系统将无法将过程保持在预定的范围内。

底线

明智地使用几乎每个温度测量系统中可用的诊断，可以根据测量的关键程度提供相应的投资回报(ROI)。投资主要是花费的时间，而ROI可以用增加的吞吐量、更高的产品质量、更少的停机时间、更少的产品浪费、更低的能源成本或更主观地防止爆炸来衡量。

您的检测提供了查看流程的方法。使用诊断提供了一种保持窗口整洁的方法。

Michelle Weimert是艾默生过程管理公司负责温度营销和产品开发的高级经理。

关键概念:

• 来自智能变送器的诊断信息可以警告过程传感器出现的问题。
• 温度传感器的物理特性使它们特别容易损坏或退化。
• 控制过程的能力取决于仪器仪表的准确性和可靠性。诊断有助于确保可靠性。

在线

这是温度级数的第五部分。阅读下面的早期部分。

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