差壓控制系統(tǒng)是化工生產(chǎn)中常用的自動控制系統(tǒng)的重要組成部分。它將在智能化生產(chǎn)中得到更廣泛的應(yīng)用。如果壓差控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致測量不準確，并對生產(chǎn)過程和質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。差壓控制系統(tǒng)的故障分析與處理尤為重要。差壓控制系統(tǒng)的故障可分為調(diào)節(jié)閥故障、控制器故障、變送器故障等，常見的是變送器故障。變送器影響整個控制系統(tǒng)的性能。如果失敗，將極大地影響安全生產(chǎn)。目前，電容式防爆變壓器以其結(jié)構(gòu)簡單、精度高、維護方便等優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用。

1、防爆變壓器原理

防爆變壓器可分為單室差壓測量和雙室差壓測量。單個壓力測量變送器的膜片受壓后，膜片的變形導(dǎo)致膜片電阻的變化。電阻的變化由過傾斜放大單元和轉(zhuǎn)換單元輸出。輸出信號可與壓力值形成對應(yīng)關(guān)系。如果膜片失效導(dǎo)致變送器失效，則整個反饋回路將發(fā)生信息傳輸錯誤，導(dǎo)致差壓控制系統(tǒng)癱瘓。防爆變壓器的結(jié)構(gòu)見圖1。

2、防爆變壓器故障模型

當(dāng)防爆變壓器的膜片發(fā)生故障時，電容會受到影響。建立膜片與變送器輸出之間的關(guān)系，得到膜片與電容之間的變化關(guān)系。防爆變壓器膜片與板之間的電容所示。防爆變壓器的電流與差壓成正比，與膜片的彈性模量成反比。防爆變壓器的故障通常發(fā)生在差壓保持不變，電流隨彈性模量的增大而減小，或膜片的彈性膜片增大，膜片的輸出電流為0時。

3、膜片故障對控制電路的影響

變送器長時間工作時，膜片的彈性模量會發(fā)生變化。隨著彈性模量的增加，膜片的故障程度系數(shù)越小，膜片的故障情況越嚴重，故障程度系數(shù)越大。利用MATLAB平臺建立了控制回路系統(tǒng)的仿真平臺。變送器正常工作時，輸出電流與跟蹤信號呈線性關(guān)系，輸出過程處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。如果故障程度系數(shù)發(fā)生變化，變送器輸出將隨著電流的增加而增加。經(jīng)過一定時間后，變送器輸出將逐漸減小，然后變?yōu)?，過程對象的值將增大到一個大值。

4、故障排除

（1）防爆變壓器顯示的高壓值

在生產(chǎn)過程中，工藝操作員發(fā)現(xiàn)集中控制系統(tǒng)中的壓力顯示值高于現(xiàn)場顯示值。儀表維修人員到現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)防爆變壓器液晶顯示值與壓力表顯示值一致。現(xiàn)場測試DCS顯示值，顯示值也正常，通過檢測儀表檢測，變送器發(fā)送的電流值低于實際輸出電流，判斷故障點為電路板故障。更換電路板后，集控系統(tǒng)顯示值與現(xiàn)場顯示值一致。

（2）壓力值低故障

集控系統(tǒng)操作員發(fā)現(xiàn)壓力變送器顯示值低。當(dāng)他到現(xiàn)場時，發(fā)現(xiàn)壓力變送器的顯示值與集中控制系統(tǒng)的顯示值一致。