壓力變送器可以測(cè)量壓力、流量或液位，可用于控制或監(jiān)控過程中的變化。操作員需依賴變送器和主機(jī)系統(tǒng)之間的成功通信才能接收這些測(cè)量值。
具備先進(jìn)診斷技術(shù)的壓力變送器可以檢測(cè)到此連接中存在的完整性問題，并在可能發(fā)生通信錯(cuò)誤時(shí)提前警告操作員。
此技術(shù)還可提供一種在過程環(huán)境中提前檢測(cè)異常情況的方法。
其廣泛的診斷覆蓋范圍將變送器的整體安全水平提高到了目前業(yè)界的最高水平。先進(jìn)的診斷技術(shù)使用戶能夠響應(yīng)過程和電路中的變化，進(jìn)行故障排除并主動(dòng)防止將來發(fā)生停機(jī)。
電路完整性
大部分壓力變送器使用4-20 mA模擬信號(hào)進(jìn)行通信。為了將更多信息引進(jìn)傳統(tǒng)的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，人們制定了HART(可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道)協(xié)議，作為通過現(xiàn)有模擬線路發(fā)送和接收數(shù)字信息的標(biāo)準(zhǔn)。
通過利用此數(shù)字信號(hào)，人們已經(jīng)借助HART技術(shù)引進(jìn)了許多新的變送器創(chuàng)新。為了精確地獲取變送器正在傳遞的所有信息，操作員需依賴電路的完整性。
壓力變送器中包含的先進(jìn)診斷功能可提供檢測(cè)功能，用于檢測(cè)電路中可能發(fā)生的故障模式，例如電源故障和標(biāo)度測(cè)量故障。
電力咨詢?cè)\斷功能可監(jiān)控變送器接線端子電壓，并在電路上發(fā)生異常變化時(shí)發(fā)送通知。在啟用診斷功能后，將完成對(duì)電路的特征描述。
變送器隨后自動(dòng)使接線端子電壓達(dá)到其低電壓(20 mA)和高電壓(4 mA)輸出。該特征描述方法在兩點(diǎn)之間構(gòu)成了一條直線(類似于下圖1)，并設(shè)定了平行于該直線的高電壓和低電壓偏差極限。
圖1：電力咨詢?cè)\斷技術(shù)
在偏差超出極限時(shí)，將向主機(jī)系統(tǒng)發(fā)送HART警告或模擬警報(bào)。
許多異常事件會(huì)危害到電路的完整性。從暴風(fēng)雨、電源故障到受腐蝕的端子，每一個(gè)此類事件均可能導(dǎo)致控制系統(tǒng)接收到來自變送器的不正確的4-20 mA信號(hào)。
導(dǎo)管密封不良可能導(dǎo)致接線盒內(nèi)發(fā)生冷凝水聚積的問題。接線盒內(nèi)的水足夠多時(shí)可能發(fā)生短路，導(dǎo)致不正確的輸出信號(hào)(參見下圖2中的示例)。
圖2：電力咨詢?cè)\斷功能可以檢測(cè)到的電路問題示例
輸出尖峰
電力咨詢?cè)\斷功能可以檢測(cè)到的另一問題是電源不穩(wěn)定。電源漂移或輸出尖峰通常表明電源故障且不可靠。
此外，如果電源電壓下降，變送器可能沒有足夠的電力達(dá)到高報(bào)警值。
電力咨詢?cè)\斷功能計(jì)算電源輸入，并將其與設(shè)置期間記錄的特性進(jìn)行比較。
這確保了變化的電源不會(huì)危害電路。先進(jìn)的診斷功能可以通過監(jiān)控變送器功耗和4-20 mA輸出來檢測(cè)特定類型的標(biāo)度故障。
監(jiān)控變送器功耗對(duì)于確保其能夠在需要時(shí)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的報(bào)警操作十分重要。變送器消耗的電流不應(yīng)超過3.6 mA，以便驅(qū)動(dòng)低位報(bào)警。
其他診斷功能將確認(rèn)模擬4-20 mA電路是否精確地反映了壓力值。
上述描述條件可能導(dǎo)致模擬標(biāo)度故障或者甚至失去HART通信。
安全覆蓋范圍
按照IEC 61511“功能安全：過程行業(yè)的安全儀表系統(tǒng)”的定義，安全覆蓋范圍的一種測(cè)量方法是要求故障概率(PFD)。
PFD被定義為在危險(xiǎn)情況下，SIS回路或設(shè)備(變送器)將發(fā)生故障或按照要求處于故障模式的概率，這是不可取的，因?yàn)檫@會(huì)影響SIS回路正常工作和其防止災(zāi)難事件發(fā)生的能力。
未檢測(cè)到的變送器危險(xiǎn)故障會(huì)對(duì)變送器的失效率產(chǎn)生極大影響。這種故障一般通過第三方實(shí)施的失效模式、影響和診斷分析(FMEDA)進(jìn)行確認(rèn)。
在此期間，將逐一分析電路組件和每個(gè)指定的故障模式。各故障模式將被劃分為檢測(cè)到的安全故障、未檢測(cè)到的安全故障、檢測(cè)到的危險(xiǎn)故障和未檢測(cè)到的危險(xiǎn)故障，然后為其分配一個(gè)概率。
這些數(shù)字以組件類型和一個(gè)大型歷史故障率數(shù)據(jù)庫為依據(jù)。
