CN107631828A - 双压力变送器故障判断及切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双压力变送器故障判断及切换方法，采用双压力变送器，并在发生故障时及时进行切换。本发明能够在一个压力变送器产生故障时引入另一个压力变送器进行同步数据采集，从而精确判断是环境异常还是压力变送器故障，当环境异常时依然保持原压力变送器工作并向服务器发送警告信息，当压力变送器故障时及时将其断电并保持另一个压力变送器继续工作，从而尽可能地维持压力变送器正确数据的不间断采集。

Description

双压力变送器故障判断及切换方法

技术领域

本发明属于工控元件技术领域，具体涉及双压力变送器的故障判断及切换方法。

背景技术

压力变送器是一种将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的设备。它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如4~20mADC等），以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。压力变送器是工业实践中常用的一种变送器，广泛应用于各种工业自控环境。

在使用中我们发现，压力变送器有发生故障的可能，由于一般是定期检测，即使在检测时能够发现压力变送器故障，也无法及时更换压力变送器，造成数据缺失或故障数据的持续采集，对***整体控制产生不利影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种双压力变送器故障判断及切换方法，采用双压力变送器，并在发生故障时及时进行切换。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

双压力变送器故障判断及切换方法，包括如下步骤：

步骤一，在同一位置设置两个压力变送器，两个压力变送器分别与处理器形成数据连接，处理器分别采集两个压力变送器输出的数据并能够控制压力变送器的供电回路通断，处理器同时采集压力变送器中压力传感器数据；

步骤二，处理器控制其中一压力变送器供电回路通电正常工作，并令另一压力变送器供电回路断电；

步骤三，当处理器采集到正在工作的压力变送器输出数据或压力传感器输出数据发生异常时，处理器控制另外一压力变送器供电回路通电令其工作，并采集该压力变送器和其压力传感器输出的数据并进行如下判断：当该压力变送器或其压力传感器输出的数据同样异常，且数值与步骤二中正常工作的压力变送器数值差异小于一定范围时，则判断环境异常，并向服务器发出提示警告信息；当该压力变送器或其压力传感器输出的数据未发生异常时，则处理器控制步骤二中正常工作的压力变送器供电回路断电实现压力变送器的切换。

进一步的，所述步骤三中判断输出异常的过程包括如下步骤：

步骤1，对压力变送器进行基础数据的采集，将压力变送器应用于不同介质中进行数据采集，改变压力变送器所测介质的压力，在量程范围内取若干个压力测量点，在各压力测量点均测试若干次，并取各测试值的均值、最大值和最小值；计算各测试值最大值与均值之间的差值作为变送波动上限，各测试值最小值与均值之间的差值作为变送波动下限；同时采集压力传感器自身输出的信号，取各压力传感器输出值的均值、最大值和最小值，计算各测试值最大值与均值之间的差值作为压力传感波动上限，各测试值最小值与均值之间的差值作为压力传感波动下限；

步骤2，定期连续多次采集压力变送器输出数据和压力传感器输出的数据，计算压力变送器输出均值和最大最小值，当变送最大值超出最大变送阈值或变送最小值低于最小变送阈值时，隔一段时间再采集一次，当第二次采集数据中变送最大值超出最大变送阈值或变送最小值低于最小变送阈值时，在服务器端提示压力变送器故障，并同步计算压力传感器输出均值和最大最小值，判断压力传感器最大值超出最大传感阈值或最小值低于最小传感阈值时，在服务器端提示压力传感器故障和环境异常信息，当压力传感器最大值未超过最大传感阈值且最小值未低于最小传感阈值时，在服务器端提示电路板故障可能性。

进一步的，所述步骤2中最大变送阈值的计算方式为：当前均值+步骤一中得到的波动上限*k；最小变送阈值的计算方式为：当前均值-步骤一中得到的波动下限*j；最大传感阈值的计算方式为：当前均值+步骤一中得到的传感波动上限*m；最小传感阈值的计算方式为：当前均值-步骤一中得到的传感下限*n。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

本发明提供的双压力变送器故障判断及切换方法，能够在一个压力变送器产生故障时引入另一个压力变送器进行同步数据采集，从而精确判断是环境异常还是压力变送器故障，当环境异常时依然保持原压力变送器工作并向服务器发送警告信息，当压力变送器故障时及时将其断电并保持另一个压力变送器继续工作，从而尽可能地维持压力变送器正确数据的不间断采集。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

步骤一，在同一压力变送采集位置设置两个压力变送器，这两个压力变送器分别与处理器形成数据连接。处理器分别采集两个压力变送器输出的数据并能够控制压力变送器的供电回路通断，通常情况下，压力变送器中的压力传感器测得的数据通过线路板（转换电路）后向外输出，本发明中处理器不仅需要采集压力变送器经过电路板转换后对外输出的数据，还需要采集压力传感器自身输出的数据。

步骤二，处理器控制其中一压力变送器供电回路通电正常工作，并令另一压力变送器供电回路断电。

步骤三，当处理器采集到正在工作的压力变送器输出数据或压力传感器输出数据发生异常时，处理器控制另外一压力变送器供电回路通电令其工作，并采集该压力变送器和其压力传感器输出的数据并进行如下判断：当该压力变送器或其压力传感器输出的数据同样异常，且数值与步骤二中正常工作的压力变送器数值差异小于一定范围（该范围是考虑到每个压力变送器之间的数值会有误差而设置，该范围应预先设置）时，则判断环境异常，并向服务器发出提示警告信息；当该压力变送器或其压力传感器输出的数据未发生异常时，则处理器控制步骤二中正常工作的压力变送器供电回路断电实现压力变送器的切换。

上述的判断异常的过程包括如下步骤：

步骤1，首先对压力变送器进行基础数据的采集，将压力变送器应用于不同介质（应至少包括液体、气体和蒸汽三种种类）中进行数据采集，并分别取不同应用介质下的采集均值、最大值和最小值；改变压力变送器所测介质的压力，至少在量程范围内取5个压力测量点，在各压力测量点均测试若干次，并取各测试值的均值、最大值和最小值。计算各测试值最大值与均值之间的差值作为波动上限，各测试值最小值与均值之间的差值作为波动下限。作为改进，利用每个压力点的均值和波动上限，得到变送上限拟合曲线。利用每个压力点的均值和波动下限，得到变送下限拟合曲线。

在本步骤中，也应单独采集压力传感器自身输出的信号，即在不同种类介质，不同压力环境中，至少5个压力测量点下，取各压力传感器输出值的均值、最大值和最小值。计算各测试值最大值与均值之间的差值作为压力传感波动上限，各测试值最小值与均值之间的差值作为压力传感波动下限。并可进一步利用每个压力传感均值和波动上限，得到压力传感上限拟合曲线。利用每个压力传感均值和波动下限，得到压力传感下限拟合曲线。

步骤2，定期（例如每5分钟一次）连续多次采集压力变送器输出数据和压力传感器输出的数据，计算压力变送器输出均值和最大最小值，当变送最大值超出最大变送阈值或变送最小值低于最小变送阈值时，隔5分钟再采集一次，当第二次采集数据中变送最大值超出最大变送阈值或变送最小值低于最小变送阈值时，在服务器端提示压力变送器故障，并同步计算压力传感器输出均值和最大最小值，判断压力传感器最大值超出最大传感阈值或最小值低于最小传感阈值时，在服务器端提示压力传感器故障和环境异常信息。当压力传感器最大值未超过最大传感阈值且最小值未低于最小传感阈值时，在服务器端提示电路板故障可能性。

上述最大变送阈值的计算方式为：当前均值+步骤一中得到的波动上限*k，这里的k值根据需要取值，一般为1～2之间。也可以将均值代入步骤一得到的变送上限拟合曲线中，得到最大变送阈值。同理，最小变送阈值的计算方式为：当前均值-步骤一中得到的波动下限*j，这里的j值根据需要取值，一般为1～2之间。也可以将均值代入步骤一得到的变送下限拟合曲线中，得到最小变送阈值。

上述最大传感阈值的计算方式为：当前均值+步骤一中得到的传感波动上限*m，这里的m值根据需要取值，一般为1～2之间。也可以将均值代入步骤一得到的传感上限拟合曲线中，得到最大传感阈值。同理，最小传感阈值的计算方式为：当前均值-步骤一中得到的传感下限*n，这里的n值根据需要取值，一般为1～2之间。也可以将均值代入步骤一得到的传感下限拟合曲线中，得到最小传感阈值。

作为步骤2的改进，压力传感器输出数据也应隔较长时间（例如一周一次）被单独采集判断，当传感最大值超出最大传感阈值或传感最小值低于最小传感阈值时，隔5分钟再采集一次，当第二次采集数据中传感最大值超出最大传感阈值或传感最小值低于最小传感阈值时，在服务器端提示压力传感器故障。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.双压力变送器故障判断及切换方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，在同一位置设置两个压力变送器，两个压力变送器分别与处理器形成数据连接，处理器分别采集两个压力变送器输出的数据并能够控制压力变送器的供电回路通断，处理器同时采集压力变送器中压力传感器数据；

步骤二，处理器控制其中一压力变送器供电回路通电正常工作，并令另一压力变送器供电回路断电；

步骤三，当处理器采集到正在工作的压力变送器输出数据或压力传感器输出数据发生异常时，处理器控制另外一压力变送器供电回路通电令其工作，并采集该压力变送器和其压力传感器输出的数据并进行如下判断：当该压力变送器或其压力传感器输出的数据同样异常，且数值与步骤二中正常工作的压力变送器数值差异小于一定范围时，则判断环境异常，并向服务器发出提示警告信息；当该压力变送器或其压力传感器输出的数据未发生异常时，则处理器控制步骤二中正常工作的压力变送器供电回路断电实现压力变送器的切换。

2.根据权利要求1所述的双压力变送器故障判断及切换方法，其特征在于，所述步骤三中判断输出异常的过程包括如下步骤：

步骤1，对压力变送器进行基础数据的采集，将压力变送器应用于不同介质中进行数据采集，改变压力变送器所测介质的压力，在量程范围内取若干个压力测量点，在各压力测量点均测试若干次，并取各测试值的均值、最大值和最小值；计算各测试值最大值与均值之间的差值作为变送波动上限，各测试值最小值与均值之间的差值作为变送波动下限；同时采集压力传感器自身输出的信号，取各压力传感器输出值的均值、最大值和最小值，计算各测试值最大值与均值之间的差值作为压力传感波动上限，各测试值最小值与均值之间的差值作为压力传感波动下限；

步骤2，定期连续多次采集压力变送器输出数据和压力传感器输出的数据，计算压力变送器输出均值和最大最小值，当变送最大值超出最大变送阈值或变送最小值低于最小变送阈值时，隔一段时间再采集一次，当第二次采集数据中变送最大值超出最大变送阈值或变送最小值低于最小变送阈值时，在服务器端提示压力变送器故障，并同步计算压力传感器输出均值和最大最小值，判断压力传感器最大值超出最大传感阈值或最小值低于最小传感阈值时，在服务器端提示压力传感器故障和环境异常信息，当压力传感器最大值未超过最大传感阈值且最小值未低于最小传感阈值时，在服务器端提示电路板故障可能性。

3.根据权利要求2所述的双压力变送器故障判断及切换方法，其特征在于，所述步骤2中最大变送阈值的计算方式为：当前均值+步骤一中得到的波动上限*k；最小变送阈值的计算方式为：当前均值-步骤一中得到的波动下限*j；最大传感阈值的计算方式为：当前均值+步骤一中得到的传感波动上限*m；最小传感阈值的计算方式为：当前均值-步骤一中得到的传感下限*n。