罗斯蒙特3051型智能压力变送器检修规程

1. 适用范围 本规程适用于3051智能型压力变送器的检修与检验，保证检修质量与工艺符合要求。

2.  引用标准

本规程引用以下标准：

    罗斯蒙特3051型智能压力变送器使用说明书；

    罗斯蒙特压力产品选型说明。点击西安精敏机电设备有限公司（www.jm802.com）可以更详细的了解，我们有专业的客服和技术人员帮你解决自动化控制中的一切问题

3.  概述

3.1  工作原理

    3051压力（差压）变送器内有一隔离膜片，压力（差压）信号的变化经变送器内含的一种灌充液（硅油与惰性液）通过隔离膜片转换为电容的变化传送至压力传感膜头，压力传感膜头将输入的电容信号直接转换成可供电子板模块处理的数字信号，再经电子线路处理转化为二线制4－20mA.DC模拟量输出。

3.2 传感膜头

3051系列变送器传感膜头与过程介质和外部环境保持机械、电气及热隔离，可释放传感器杯体上的机械应力，提高静压性能。3051型传感器膜头还可进行温度测量，用于进行温度补偿。传感膜头内的线路板能将输入的电容与温度信号转换成可供电子板模块进一步处理的数字化信号。

3.3 电子线路板

电子板采用专用集成电路（ASIC），该板接受来自传感膜头的数字输入信号及其修正系数，对信号进行修正与线性化。电子板模块的输出部分将数字信号转为模拟量输出，并与HART手操器进行通讯。标准的3051型模拟量输出为4－20mA；低功耗变送器为电压输出（1－5V或0.8－3.2V）。

可选液晶表头插在电子板上，以压力、流量或液位工程单位或模拟量程百分比显示数字输出。

3.4 数据存储

组态数据存储于变送器电子板的永久性EEPROM中，西安精敏机电设备有限公司（www.jm802.com）变送器掉电后，数据仍保存，故而上电后变送器能立即工作。

3.5 数/模转换与信号传送

过程变量以数字式数据存储，可以进行精确的修正和工程单位的转换。信号经修正后的数据转换为模拟输出信号。HART手操器可以直接以数据信号方式存取传感器读数，不经过数/模转换以得到更高精度。

3.6 通讯格式

3051型采用HART协议进行通讯。在模拟量输出上叠加高频信号可以进行远程通讯。罗斯蒙特采用该技术能在不影响回路完整性的情况下，实现同步通讯和输出。

3.7 软件功能

HART协议使用户可以容易的使用3051型的组态、测试与具体设定的功能。

3.8 组态

使用HART手操器可以方便的对3051型进行组态。组态有两部分组成。

3.8.1  设定变送器的工作参数，包括：

    a) 零点与量程设定点；

    b) 线性与平方根输出；

    c) 阻尼；

    d) 工程单位选择。

3.8.2  将信息性数据输入变送器，以便对变送器进行识别与物理描述，包括：

    a) 工位号：8个字母数字符号；

    b) 描述符：16个字母数字符号；

    c) 信息：32个字母数字符号；

    d) 日期；

    e) 一体化表头安装；

    f) 法兰类型；

    g) 排液/排气阀材料；

    h) O型环材料；

    i) 远传信息。

    除以上可组态的参数外，3051型软件中还包含一些用户不可变更的信息：变送器类型，传感器极限值，最小量程，灌充液，隔离膜片材料，膜头系列号及变送器软件版本号。

3.9 测试

3051型可以进行连续自检。当出现问题时，变送器将激活用户选定的模拟量输出报警。HART手操器可以查询变送器，确定问题所在。变送器向手操器输出特定信息，以识别问题，从而快速而便捷地采取维修措施。若操作员确认是回路有问题，可让变送器给出特定输出，以供回路测试。

3.9.1 变送器测试

    利用HART手操器快捷指令序列1、2、1、1，可对变送器进行全面的诊断，识别出潜在的电子线路板问题，并在手操器屏幕上显示出指明问题来源的信息。

3.9.2  回路测试

    利用HART手操器快捷指令序列1、2、2，可核实变送器的输出，回路的完整性以及安装在回路中的任何记录仪或者类似装置的操作。操作步骤如下：

a) 将参考仪表与变送器的测试端子相连，或者在回路的某点处通过仪表将电源与变送器并联。

b) 从HOME主屏幕中，选择1 Device Setup（装置设定）、2 Diagnosticsand Service（诊断和检修）、2 Loop Test（回路测试），准备进行回路测试。

c) 将控制回路设定至手动之后选择“OK”，手操器显示回路测试菜单。

d) 选择变送器输出的毫安级。在“choose analog outup(选择模拟输出)”提示下，选择1：4mA、2：20mA、3：other（其他），手动输入一个数值。如果为核实变送器输出，则输入4和20毫安之间的一个数值。如果为核实变送器的报警级别，则输入一个可使变送器处于报警状态的毫安值。

e) 检查安装在回路中的电流表，核实变送器的输出值是否为你命令变送器输出的数值。如果读数相符，则说明变送器和回路组态正确，功能正常。如果读数不相符，则可能是接线有问题，变送器可能需要进行输出微调，或者电流表可能发生故障。

f) 完成测试步骤后，显示屏返回回路测试屏幕，此时可选择另一个输出值或者退出回路测试。

4. 性能指标

以3051C型压力（差压）变送器为例进行说明。

4.1 参考精度：±0.065％量程

4.2 测量范围：差压测量范围由0.5inH2O-2000PSI（0.12－13800KPa）；

               表压测量范围由2.5inH2O-2000PSI（0.62－13800KPa）。

4.3 动态性能: 延迟时间——45毫秒；

               刷新速率——22次/秒。

4.4 安装位置影响：零点最多漂移±1.25inH2O（0.31KPa），可修正掉。无量程影响。

4.5 振动影响：只考虑谐振频率的影响，其他振动影响均忽略不计。在谐振下，与管道轴向成任意角度的方向施加15－2000Hz的振动进行测试，振动影响小于±0.1％URL/g。

4.6 电源影响：小于±0.005％量程/伏。

4.7 射频干扰影响：小于±0.1％量程，20－1000Hz场强达到30伏/米。

4.8 回路负载极限：最大回路电阻由外部电源供电电压决定，关系如下：

                   最大回路电阻＝43.5×（电源电压－10.5）

                   通讯要求回路最小电阻值250欧姆。

4.9 电源：标准变送器（4－20mA）空载时工作在10.5－55Vdc。

4.10  输出：二线4－20mA，可选择线性或平方根输出。

4.11  温度极限：环境温度 －40至85℃；

                储存温度  －46至110℃。

4.12  湿度极限：0－100％相对湿度。

4.13  启动时间：变送器加电2秒钟内达到性能指标。

4.14  阻尼：模拟输出对阶跃输入变化的响应时间0－36秒可选。其中不包括传感膜头的响应时间。

5.  3051型变送器的检修

5.1  检修项目：

5.1.1  进行表内外清洁和外观检查。

5.1.2  绝缘检查：检查绝缘电阻不能用高压兆欧表，可用不大于100V的电阻测试仪检查，其绝缘电阻大于10MΩ。

5.1.3  检查仪表校验合格证。

5.1.4  检修前应校验，并做好记录。

5.1.5  电路板的检查。

5.1.5.1  打开电气壳盖，取出电子线路板进行检查。

5.1.5.2  电路板出现故障时，只要更换备用板即可。

5.1.5.3  电路板应清洁，无虚焊、无腐蚀、锈等现象。

5.1.5.4  电路板各插件插接牢固，紧固平整。

5.1.6  仪表各受压部件密封性检查。

5.1.7  敏感部件检查。

5.1.8  检修后校验。

5.2  检修质量标准。

5.2.1  变送器的外观应符合要求。

5.2.1.1  变送器的铭牌、名称标志齐全、清晰、清洁。

5.2.1.2  各部件齐全、密封性能好。

5.2.1.3  变送器测试表头指示正常。

5.2.2  变送器的误差应符合要求。

5.2.2.1  基本误差不应超过仪表的允许误差。

5.2.2.2  回程误差不应超过允许误差的绝对值。

5.2.3  绝缘电阻应符合要求，应大于10MΩ。

5.2.4  变送器检修技术资料应齐全。

5.2.4.1  检修技术资料记录完整。

5.2.4.2  校验报告应完整准确。

5.2.4.3  合格证应填写详细、完整并贴牢固。

5.2.5  现场应符合要求。

5.2.5.1  变送器安装布局合理、牢固。

5.2.5.2  取样管路、一、二次门、平衡门无堵、无漏现象，手轮齐全、动作灵活，且取样管路无锈、无腐蚀、颜色齐全、排列整齐，门、手轮颜色齐全，标志齐全清晰。

5.2.5.3  变送器接头与排气阀无堵无漏现象。

5.2.5.4  变送器接线正确、整齐、线头标志清晰，穿线管应整齐有序，线标志牌清晰。

5.2.5.5  现场卫生符合文明生产要求。

6.  3051型变送器的调试、校验

6.1  3051型4-20mA变送器校验接线图如下图所示：

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6.2 3051型智能变送器的校验分三步进行：

重设量程——在所需压力下设定4和20mA点；

传感器微调——调整工厂特性化曲线，使在特定压力范围内变送器具有最佳性能；

模拟输出微调——调整模拟输出，使之与工厂标准或者控制回路相匹配。

6.2.1  设定输出组态参数

6.2.1.1  重设量程

    Range Vaiue（量程值）指令可设定4和20毫安点（量程上限和下限值）。但不论量程点如何，3051型将在传感器数字极限值范围内测量和记录所有读数。例如，如果4和20毫安点设定在0和10inH2O，变送器检测到压力为25inH2O时，它会以数字方式输出25inH2O的读数以及量程百分数读数250%。

    重设量程有以下三种方法：

6.2.1.1.1  只用手操器重设量程：HART手操器快捷键4或5。只使用受操器重设量程是最容易、最普遍的方法。这种方法可独立改变模拟4和20mA点的数值，而不需要压力输入。

6.2.1.1.2  用压力输入源和手操器重设量程：HART手操器快捷键指令序列1、2、3、1、2。当不知道4和20毫安点的具体值时，利用手操器与压力源设定量程，输入上述快捷键指令序列，按照HART手操器联机菜单指令操作，可改变模拟4和20毫安点的数值。

6.2.1.1.3  利用压力输入源与本机零点和量程按钮重设量程：当不知道4和20毫安点的具体值，并且无手操器时，可利用压力源与本机零点和量程按钮重设量程。

    利用变送器的零点和量程按钮重设量程时，应依照下述步骤进行操作：

a) 拧松变送器表盖顶上的固定认证标牌的螺钉，旋开标牌，露出零点和量程按钮。

b) 利用精度为三至十倍于所需校验精度的压力源，向变送器高压侧加下限量程值相应的压力。

c) 如果设定4毫安点，先按住零点按钮至少2秒钟，然后核实输出是否为4毫安。如果安装了表头，则表头将显示ZEROPASS（零点通过）。

d) 向变送器高压侧加上限相应的压力。

e) 如要设定20毫安点，先按住量程按钮至少2秒钟，然后核实输出是否为20毫安。如果安装了表头，则表头将显示SPANPASS（量程通过）。

6.2.1.1.4  如果变送器保护跳线开关位于“ON”位置，则不能够调整零点和量程。如果软件设定为不允许进行本机零点和量程调整，那么将不能利用本机零点和量程按钮调整。

6.2.1.1.5  利用HART手操器快捷键1、4、4、1、7指令序列可以使变送器上的零点和量程按钮起作用或不起作用。但仍可使用HART手操器改变变送器的组态。

6.2.1.2  设定过程变量单位

    利用HART手操器快捷键1、3、2指令序列操作，可设定过程变量单位。3051型可使用下述输出单位：                   inH2O,inHg,ftH2O,mmH2O,mmHg,psi,bar,mbar,g/cm2,kg/cm2,Pa,KPa,torr,atm。

6.2.1.3 设定输出方式

    利用HART手操器快捷键1、3、5指令序列操作，可以将变送器输出设定为线性或者平方根输出。变送器平方根输出模式，使模拟输出与流量成正比。

6.2.1.4 设定阻尼

    利用HART手操器快捷键1、3、6指令序列操作，可使变送器的响应时间对于输入快速变化引起的输出读数呈平滑变化曲线。

6.2.2 校验传感器

    可以利用完全微调或者零点微调功能微调传感器。两种微调功能均会改变变送器对输入信号的理解。

6.2.2.1  零点微调

    利用HART手操器快捷键1、2、3、3、1指令序列操作可进行传感器零点微调。操作步骤如下：

a) 使变送器通大气，并且将手操器与测量回路相连。

b) 从手操器主菜单中选择1 Device Setup（装置设定）、2 Diagnostics and Service（诊断和检修）、3Calibration（校验）、3 Sensor trim(传感器微调)、1 Zero trim（零点微调），准备进行零点微调。

c) 遵循手操器提供的指令完成零点微调的调整。

6.2.2.2 完全微调

    利用HART手操器快捷键1、2、3、3指令序列操作可进行传感器完全微调。操作步骤如下：

a) 将整个校验系统接通电源。校验系统包括变送器、HART手操器、电源、压力输入源和读数装置。

b) 从手操器主菜单中选择1 Device Setup（装置设定）、2 Diagnostics and Service（诊断和检修）、3Calibration（校验）、3 Sensor trim(传感器微调)、2 Lower sensor trim（下限传感器微调），准备进行下限微调点的调整。

c) 选择压力输入值，使下限值等于或小于4毫安点，遵循手操器提供的指令完成对下限值的调整。

d) 重复以上步骤调整上限值，用3 Upper sensor trim（上限传感器微调）替代步骤（b)中2Lower sensor trim（下限传感器微调）。

e) 选择压力输入值，使上限值等于或大于20毫安点，遵循手操器提供的指令完成对上限值的调整。

6.2.3 校验4-20mA模拟输出

    利用“模拟输出微调”指令，可以调整变送器4和20毫安点的电流输出，使之与工厂标准相符。此指令调整数/模信号转换。

6.2.3.1 数/模微调

利用HART手操器快捷键1、2、3、2、1指令序列操作可进行数/模微调。操作步骤如下：

a) 从HOME主屏幕中选择1 Device Setup（装置设定）、2 Diagnostics and Service（诊断和检修）、3Calibration（校验）、2 Trim Analog Output（模拟量输出微调）、1 Digital-Analog（数/模微调）。将控制回路设定至手动方式后，选择“OK”。

b) 根据“连接参考表”的提示，将一个精确的参考安培表与变送器相连。为此将正极引线与变送器正极端子相连，将负极引线与变送器负极端子相连。

c) 连接好参考表后选择“OK”。

d) 在“将现场装置输出设定为4毫安”提示下，选择“OK”，则变送器输出4.00毫安。

e) 记录下参考表的实际数值，在“输入仪表值”提示下将该值输入。手操器提示你核实输出值是否等于参考表上的数值。

f) 如果参考表上的数值等于变送器输出值，则可选择1：Yes;否则可选择2：No。如果选择了1：Yes，则可进入下一步。如果选择了2：No，则重复上一步。

g) 在“将现场装置输出设定为20毫安”提示下，选择“OK”，并且重复步骤（e)和（f)，直至参考表数值等于变送器输出值为止。

h) 将控制回路返回至自动控制之后，选择“OK”。

6.2.3.2  使用其他标尺进行数/模微调

    利用HART手操器快捷键1、2、3、2、2指令序列操作可使用其他标尺进行数/模微调。Scaled D/A Trim (定标数/模微调)指令使4和20毫安点与用户可选择的参考标尺相对应，而不是与4和20毫安相对应（例如，如果通过一个250欧姆的负载测量，则为1至5V；或者如果通过一个DCS测量，则为0%至100%）。当根据标尺进行数/模微调时，可将一个精确参考表与变送器相连，并且根据“输出微调”步骤内的说明，将输出信号微调至所用标尺。

6.2.4 传感器微调与模拟输出微调的选择

    当决定使用哪一个微调步骤时，必须首先确定是变送器线路板的模/数转换部分要校验，还是数/模转换部分要校验，可按下列步骤操作：

a) 将压力源、HART手操器和数字式读数装置与变送器相连。

b) 使变送器与手操器之间通讯。

c) 施加量程上限点相应的压力。

d) 将所加压力与手操器上Online联机菜单上的“过程变量（PV）”相比较，如果手操器上的PV读数与所加压力不相等，而你确信测试设备准确无误，则可进行传感器微调。

e) 将手操器联机菜单上“模拟输出（AO）”与数字式装置上的读数相比较。如果手操器上AO读数与数字式装置上的读数不相符，而你确认测试设备精确无误，则可进行输出微调。

7. 3051型变送器常见故障及处理措施

7.1 毫安读数为零

处理措施：a)  检查电源极性是否接反；

b) 核实接线端子处的电压（应该为24V.DC）；

c) 检查端子块内的二极管是否损坏；

d) 更换变送器端子块。

7.2 变送器不与手操器通讯

处理措施：a)  检查变送器的电源电压；

b) 检查负载电阻（最小为250欧姆）；

c) 检查变送器地址是否正确；

d) 更换电子线路板。

7.3 毫安读数为低或为高

处理措施：a)  检查压力变量读数是否饱和；

b) 检查输出是否处于报警状态；

c) 进行4-20mA输出微调(Output Trim)；

d) 更换电子线路板。

7.4 对于所加压力的变化无反应

处理措施：a)  检查测试设备；

b) 检查引压管是否发生堵塞；

c) 检查是否不能进行量程调整（使量程调整功能失效）；

d) 检查变送器的保护功能跳线开关；

e) 核实校验设定（4和20毫安点）；

f) 更换传感膜头。

7.5 压力变量读数为低或为高

处理措施：a)  检查引压管是否发生堵塞；

b) 检查测试设备；

c) 进行传感器完全微调（Full Trim）；

d) 更换传感膜头。

7.6 压力变量读数不稳定

处理措施：a)  检查引压管是否发生堵塞；

b) 检查阻尼；

c) 检查EMF干扰；

d) 更换传感膜头。

8. HART手操器

8.1 概述

HART手操器为3051型智能压力变送器提供通讯能力。HART手操器菜单树图为组态功能提供一个概览，而快捷指令序列也可直接利用软件功能。

8.2 Online（联机）菜单

如果手操器接入带有工作状态变送器的工作电路中，则会自动显示Online（联机）菜单。在Online（联机）菜单上，按下适当的键选取所需的功能，并且按照屏幕指示完成这个功能。

8.3 HART快捷指令

HART手操器的快捷指令序列由专用键盘下面的字母数字键盘上的按键1-9确定。其指令序列只能在Online（联机）菜单下操作，要从其他菜单进入Online（联机）菜单，可按下HOME（F3）键。

HART手操器的快捷指令序列如下表所示：

功能	HART手操器快捷键指令
报警和饱和水平	1、4、2、7
模拟输出	3
模拟输出报警形式	1、4、3、2、4
突发模拟控制	1、4、3、3、3
突发操作	1、4、3、3、3
校验	1、2、3
表头定制设置	1、3、7、2
表头定制设置值	1、4、3、4、3
阻尼	1、3、6
功能	HART手操器快捷键指令
日期	1、3、4、1
描述符	1、3、4、2
数/模微调（4-20毫安输出）	1、2、3、2、1
本机量程/零点调整失效	1、4、4、1、7
现场装置信息	1、4、4、1
完全微调	1、2、3、3
键盘输入—重设量程	1、2、3、1、1
回路测试	1、2、2
量程下限值	4、1
传感器下限微调	1、2、3、3、2
信息	1、3、4、3
表头选项	1、4、3、4
所需前置码数目	1、4、3、3、2
百分比量程	1、1、2
轮询地址	1、4、3、3、1
轮询多点站变送器	向左箭头，4、1、1
压力	2
量程值	1、3、3
重设量程	1、2、3、1
定标数/模微调（4-20毫安输出）	1、2、3、2、2、
自检（变送器）	1、2、1、1
传感器信息	1、4、4、2
传感器温度	1、1、4
传感器温度单位	1、4、1、2、2
传感器微调点	1、2、3、3、5
状态	1、2、1、2
工位号	1、3、1
传送功能（设定输出型式）	1、3、5
变送器保护（写保护）	1、3、4、4
微调模拟输出	1、2、3、2
单位（过程变量）	1、3、2
量程上限值	5、2
传感器上限微调	1、2、3、3、3
零点微调	1、2、3、3、1