优化过程仪表的7点建议

   工厂的生产好坏很大程度上依赖于过程仪表的状况，这些仪表除了流量、液位、压力及温度等参数的传感器和变送器，还包括分析仪及控制阀。我们需要做好哪些工作，才能在不耗费其它资源的情况下，将现场仪表维持在健康状态并且正常的运行呢？这里，现场专家将给出如下几条可以采取的措施，同时讨论了用于描述阀门参数的EDDL和FDTDTM各自的优缺点。
   
    处方＃1：正确的选型
   
    做好过程仪表维护的第一步工作就是：首先要进行正确的选型。这里的“正确”意味着“适用于实际的应用场合”。例如，不必选用一台复杂的智能仪表用于低优先级的工作。然而，对于关键的过程应用，就应该选用带有FOUNDATION现场总线、Profibus或HART通讯的智能仪表。PlantWeb Emerson Process Management公司全球营销经理Tom Wallace说，在对控制精度要求严格的地方，选择合适的仪表类型就显得极为重要，原因很简单，因为在传统4－20mA的信号体系中，变送器部分一定会包括数字模拟转换器，而控制系统部分也一定会包括模拟数字转换器，而上述两种器件都会产生偏差和漂移。他还补充说，除此以外数字变送器能够提供并传输大量的信息。
   
    其次，使用隔离变送器；虽然绝大多数DCS及PLC的输入都是被隔离的，但是某些设备及其它噪声源，仍然常常会将大量的电气噪声引入系统，并且导致误差。使用隔离变送器将有助于将此类噪声的干扰降到最低。
   
    另外，我们建议不要过分依赖于压力、温度及液位开关来单独进行相关参数的控制，因为其故障难于被及时检测到。比较合理的配置应该是将开关信号作为连续模拟信号的后备，因为模拟信号的连续输出可以很容易被监视。
   
    处方＃2：正确的安装设备
   
    即便是世界上最好的仪表，如果没有进行正确的安装，那么也无法发挥出应有的功效，甚至可能被永久损坏。因此，在安装中一定要注意以下几点：
   
    . 设备的位置。例如，不能将压力变送器安装在蒸汽管道或连续排水的冷凝器顶部，因为这种情况下，传感器会在100％的时间内暴露在流通蒸汽的环境中。
   
    . 管道安排。一定要确保流量计的上游具有足够长的直管段，或者安装有流量调节器。
   
    . 安装。以适当的方向安装仪表：气体的朝上，液体的朝下。
   
    . 布线。仔细安排脉冲发射管的布线。如果实际可行的话，尽量取消它。
   
    . 电源输入。确保仪表电源的可靠性，没有电气噪声、电涌及尖峰。
   
    . 接地。某些仪表如直读式频率计，必须正确接地。要确保屏蔽系统仅在一点接地。
   
    . 环境温度。如果传感器或变送器运行在额定温度的范围以外，将大大缩短其寿命。
   
    . 腐蚀性气体。按照Moore Industries-International公司市场与销售副总裁Scott Saunders的说法，化工领域常常出现下述情况：“当工人把RTD（电阻温度计）的测量接到变送器时，经常按如下方法操作。维修人员把RTD安装在一个新的应用场合，而且看起来所有运行都很正常。六个月后，维修人员按照预防性维护计划对该仪表进行检查，首先移除RTD的导线，然后接上RTD信号模拟器，把它打在某个温度档，再与控制室进行联调，确保信号检查走完全量程，在4、12、20mA这些检查点上读数一致。一旦检查完毕，再恢复RTD与变送器的接线。然而，最大的测量误差此时再次被引入到整个测量系统，即三线制RTD的导线受到了腐蚀。”当我们使用三线制RTD时，其前提是导线的阻抗值不会改变。然而当RTD处于腐蚀性气体的环境时，导线阻抗会随时间而增加。这种情况下，选用四线制的安装方案将使这一问题引起的误差降低到最小。
   
    . Class I Div. 1区域的安装。Saunders说：“我非常吃惊的发现，大量属于Class I Div. 1的仪表外壳——防爆等级外壳，竟然在其连接螺纹的下方根本没有很好地密封。我甚至发现，该等级的仪表在开始投用、校验及接线期间，虽然也设置了玻璃盖，但却没有将其连接螺纹旋压到底，且自始自终压紧垫圈。这些螺纹存在于那里只有一个原因：在那些气体碰到空气之前就先将其冷却。”。
   
    一旦仪表安装就位，那此后的首要任务就是验证设置及安装的合理性。我们可以使用设备的自诊断工具来检查安装错误。如果仪表具有仿真模式，那么还可以利用这一功能检查并确保所有事项运行正常，Emerson公司的Wallace补充道。
   
    处方＃3：顺其自然
   
    仪表一旦安装到位且运行正常，那么最好的方式就是顺其自然，直到它发出故障报警。“高等级仪表都非常可靠和准确，在将其安装于工厂以后，基本不需要再进行校验。你可以直接应用仪表厂家的校验数据，然后仅仅需要在仪表安装在正确的方位并且工艺介质都已充满脉冲发射管后，进行一次零点校正。你下次再对其进行零点校正，没准已经是十年以后的事了。Wallace还指出，除非需要重新改变量程，否则，对仪表进行重复校验往往适得其反。大家应该学会如何查阅仪表制造商提供的文档。他还补充说：“仪表厂家进行的校验，其效果往往好于用户在自己工厂或现场所进行的校验。”  


    如Emerson Process Management公司提供的示意图所示，确保流量计上游要么有足够长的直管段长度（a），要么安装有流量调节器（b）。

图1
    按照Emerson Process Management公司说法，如图1所示，脉冲发射管的布线必须仔细，可能的话，尽量缩短其长度。
    Moore Industries公司的Saunders说，上述实际应用方案之所以行之有效，主要基于以下两个原因：“首先，这些设备本身非常可靠，而其价格又不太昂贵，因此一旦发现重大故障，我们完全可以立即更换一台新的。”其次，数字仪表都具有内置的自诊断工具，如果硬件或软件发生故障，基于在线状态监视就能及时进行报警。
   
    有些维护人员是在很不情愿的情况下，才放弃了原来定期对仪表进行重复校验的习惯。要使其相信重复校验仪表确实是不必要的，那么最好的办法就是建立一套数据库。一台能够进行数据归档的校验仪器会对此有所帮助，但是有时也正是这么一套数据库，往往会误导大家。Saunders说，“有些人常常愿意投资于新技术，如FOUNDATION现场总线或Profibus，但却没有建立相应的中间层，例如资产管理优化包用以充分利用如状态位，校验及漂移等数字数据。”
   
    Moore Industries-International公司建议，对于那些在Class I, Div. 1防爆区域内使用的仪表， 例如一台现场安装的、用于测量天然气管线表面温度的变送器，必须向下拧紧外壳螺丝并且压紧垫片，从而保证相应的防爆等级。如图2所示。

图2
    这样一个“设置，然后遗忘”的理念，对于那些要对过程设备进行验证的安全场合及关键应用的测量，并不适用；同样，对于那些应用于苛刻场合，或者可能受到污染或磨损的设备，也不适用。分析设备和阀门也属于此类。如果安装在腐蚀性、磨损、严重振动或极高温的环境，那么也需要特别的维护。此外，对某些具有移动部件、且特性随时间和应用场合不同而改变的阀门的维护，上述理念也不适用。