倪百超

摘要：21世紀(jì)，化工企業(yè)自動(dòng)化技術(shù)水平不斷提升，儀表控制是自動(dòng)化控制中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，本文主要分析了化工自動(dòng)化系統(tǒng)中過(guò)程控制儀表的常見故障現(xiàn)象及故障產(chǎn)生機(jī)理，并深刻闡述了故障檢修的基本思路和方法以及自動(dòng)化儀表日常維護(hù)措施。希望能夠?yàn)榇笮突ぴO(shè)備的過(guò)程控制儀表檢修與維護(hù)提供一些參考。

關(guān)鍵字：化工自動(dòng)化；自動(dòng)化儀表；常見故障；檢修；維護(hù)措施

引言

隨著現(xiàn)代化水平的提高，儀表自動(dòng)化水平普遍提升；隨著儀表智能化水平、制造工藝及質(zhì)量逐步提高，自動(dòng)化儀表故障也較少發(fā)生；一旦發(fā)生故障，就很難準(zhǔn)確判斷及處理，特別是軟故障。這也給儀表維修人員提出了新的挑戰(zhàn)，除了要掌握儀表的工作原理，熟知儀表的電氣控制原理圖之外，還需了解相關(guān)化工原理、化工設(shè)備及化工工藝流程等相關(guān)知識(shí)，只有這樣，儀表維修人員才能快速準(zhǔn)確判斷過(guò)程控制儀表的故障所在，快速解決故障，及時(shí)恢復(fù)生產(chǎn)。

一、自動(dòng)化儀表的概念

自動(dòng)化儀表是由若干自動(dòng)化元件構(gòu)成的具有較完善功能的自動(dòng)化技術(shù)工具。它一般同時(shí)具有多種功能，如測(cè)量、顯示、記錄、測(cè)量、控制、報(bào)警等，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)化工生產(chǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。自動(dòng)化儀表本身是一個(gè)系統(tǒng)，又是整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)。自動(dòng)化儀表是一種"信息機(jī)器"，其主要功能是信息形式的轉(zhuǎn)換，多為將采集到的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成我們生產(chǎn)監(jiān)控所需要的數(shù)字量信號(hào)。由于化工生產(chǎn)工藝的不同，在實(shí)際的化工生產(chǎn)過(guò)程中，有很多不同類型的自動(dòng)化儀表。例如，按照儀表內(nèi)部是否含有接入系統(tǒng)可以分為自動(dòng)化儀表和非自動(dòng)化儀表，按照儀表的安裝形式可以分為架裝儀表和現(xiàn)場(chǎng)儀表，按照使用的能源類型可以分為電動(dòng)儀表和液動(dòng)儀表，按照儀表的組合形式可以分為單元組合式儀表和基地式儀表。目前化工行業(yè)常用的化工自動(dòng)儀表包括溫度儀表、壓力儀表、物料儀表、流量?jī)x表、在線過(guò)程分析儀等，根據(jù)信息傳遞過(guò)程中不同作用又可分為顯示儀表、控制儀表、集中控制器與執(zhí)行器等，由此可見，化工自動(dòng)化儀表的適用范圍非常廣泛。

二、自動(dòng)化儀表故障檢修基本思路

現(xiàn)場(chǎng)儀表測(cè)量參數(shù)一般分為溫度、壓力、流量、液位四大參數(shù)。根據(jù)測(cè)量參數(shù)的不同，可以初步判斷現(xiàn)場(chǎng)儀表的故障所在。在分析現(xiàn)場(chǎng)儀表故障之前，首先需要透徹地了解相關(guān)儀表系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)工藝情況及條件，了解儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)意圖，儀表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、性能及參數(shù)要求等；其次，要向現(xiàn)場(chǎng)操作工人了解生產(chǎn)的負(fù)荷及原料的參數(shù)變化情況，查看故障儀表的記錄曲線，進(jìn)行綜合分析，以確定儀表故障原因所在；第三，如果儀表記錄曲線為一條死線，或記錄曲線原來(lái)為波動(dòng)，現(xiàn)在突然變成一條直線，很可能是儀表系統(tǒng)本身的故障。目前記錄儀表大多是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，靈敏度非常高，參數(shù)的變化可以非常靈敏的反應(yīng)出來(lái)。此時(shí)可人為地改變一下工藝參數(shù)，觀察曲線變化情況。如不變化，可基本斷定是儀表系統(tǒng)出了問(wèn)題；如有正常變化，基本可以確定并非儀表系統(tǒng)本身的故障；第四，改變化工藝參數(shù)時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)記錄曲線發(fā)生突變或跳到最大或最小值，此時(shí)也往往是儀表系統(tǒng)本身的故障；第五，故障出現(xiàn)之前儀表記錄曲線一直表現(xiàn)正常，出現(xiàn)波動(dòng)后記錄曲線變得毫無(wú)規(guī)律或使系統(tǒng)難以控制，甚至連手動(dòng)操作也不能控制，此時(shí)故障很可能是工藝操作系統(tǒng)造成的。值得注意的是，現(xiàn)在的工藝都很復(fù)雜，為了確保安全生產(chǎn)，一般重要的設(shè)備和儀表上都有安全聯(lián)鎖。在自動(dòng)化儀表出現(xiàn)故障后，我們首先要分析處理這個(gè)故障會(huì)不會(huì)觸發(fā)聯(lián)鎖，如果有可能觸發(fā)聯(lián)鎖，則需要將聯(lián)鎖切除后再進(jìn)行故障處理。在處理完故障之后，待條件滿足時(shí)再將聯(lián)鎖投上，以確保生產(chǎn)安全。

三、自動(dòng)化儀表常見故障檢修方法

1、重新上電法

有時(shí)一些智能儀表在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)顯示輸出錯(cuò)誤、輸出無(wú)響應(yīng)或者出現(xiàn)類似于死機(jī)等狀態(tài)。這些情況一般是由內(nèi)部程序受到外界環(huán)境的影響而出現(xiàn)錯(cuò)誤所造成的。一般只需要給儀表重新上電啟動(dòng)（或者復(fù)位）就可以恢復(fù)正常。如果儀表依然顯示不正常，就應(yīng)該繼續(xù)進(jìn)行詳細(xì)的故障排查工作，直到找到故障所在，并有效解決。

2、信號(hào)測(cè)量方法

對(duì)于復(fù)雜的化工自動(dòng)化儀表故障維修和比較專業(yè)化工自動(dòng)化儀表維護(hù)工作來(lái)說(shuō)，一般應(yīng)該推行信號(hào)測(cè)量方法來(lái)確定化工自動(dòng)化儀表的故障。信號(hào)測(cè)量方法主要分為三個(gè)類別：邏輯筆測(cè)量法、萬(wàn)用表測(cè)量法以及示波器測(cè)量法。例如，當(dāng)儀表遇到故障時(shí)，我們可以用萬(wàn)用表測(cè)量?jī)x表的電壓，電阻，二極管的通斷和電流等，來(lái)判斷儀表或者一次元件是否正常。在實(shí)際檢修時(shí)，自動(dòng)化儀表維修人員要按照自身掌握的相關(guān)資料以及工具，合理地挑選相關(guān)的解決方法來(lái)處理儀表的故障。當(dāng)故障比較復(fù)雜時(shí)，維修人員需要采用多種方法進(jìn)行儀表的檢修工作。

3、信號(hào)輸入法

隨著工業(yè)自動(dòng)化的不斷發(fā)展，多數(shù)化工企業(yè)已經(jīng)引入了DCS系統(tǒng)，它將輸入、輸出信號(hào)通過(guò)安全柵與儀表模塊進(jìn)行隔離。當(dāng)儀表出現(xiàn)故障時(shí)，可以直接在現(xiàn)場(chǎng)用綜合校驗(yàn)儀給輸入卡件輸入一個(gè)需要的信號(hào)，觀察DCS上的數(shù)據(jù)顯示的是否正確，從而判斷是儀表的問(wèn)題還是輸入回路的問(wèn)題。同理，我們也可以在現(xiàn)場(chǎng)用校驗(yàn)儀給閥提供一個(gè)輸出信號(hào)，觀察閥動(dòng)作是否正常，從而判斷是閥的問(wèn)題還是輸出回路的問(wèn)題。通過(guò)這種方法可以很快的找到故障點(diǎn)所在，從而快速高效處理，恢復(fù)正常工業(yè)生產(chǎn)。

4、替換法

為了檢查自動(dòng)化儀表的芯片以及線路板是否出現(xiàn)故障，我們可以通過(guò)使用具有相同型號(hào)的自動(dòng)化儀表對(duì)發(fā)生故障的自動(dòng)化儀表的元器件進(jìn)行相關(guān)部位的替換，如果替換以后故障不再發(fā)生，此時(shí)只需要對(duì)儀表的原線路板以及芯片進(jìn)行檢查即可檢測(cè)到故障所在。

四、自動(dòng)化儀表日常維護(hù)措施探討

1、做好自動(dòng)化儀表的日常巡回檢查工作，按規(guī)定的周期進(jìn)行保養(yǎng)和檢修校驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)儀表維護(hù)人員一般都有自己所管轄的儀表巡檢范圍，應(yīng)根據(jù)儀表分布情況，選定最佳巡檢路線，定期巡檢。首先，儀表在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中難免會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，這就需要定期校正，以保證儀表測(cè)量的準(zhǔn)確性，應(yīng)根據(jù)儀表的不同種類制定校正周期。其次， 應(yīng)保證儀表供電電壓的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)儀表的使用壽命，瞬間的高電壓沖擊很容易燒壞儀表。此外，檢測(cè)元件和變送器是日常檢查和周期校驗(yàn)中的重點(diǎn)。例如測(cè)量信號(hào)的正確程度、接線的可靠性，檢測(cè)元件有無(wú)異?；蚋g情況、工藝生產(chǎn)的負(fù)荷變化對(duì)測(cè)量變量的影響等。在維護(hù)保養(yǎng)變送器時(shí)要注意耐壓、重現(xiàn)性、變差、線性、零點(diǎn)等項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，這些是變送器正常工作的關(guān)鍵。氣動(dòng)變送器要保持噴嘴擋板平行度好，機(jī)械機(jī)構(gòu)無(wú)松動(dòng)、無(wú)卡死現(xiàn)象。電動(dòng)變送器應(yīng)保證檢測(cè)鋁片和平面線圈的正確位置，調(diào)整好振蕩電流的最靈敏段。調(diào)整好調(diào)零彈簧的正確位置，使輸出信號(hào)能線性、均勻地上升和下降，無(wú)突跳現(xiàn)象。在調(diào)校過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)變差大或零點(diǎn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，應(yīng)檢查機(jī)械機(jī)構(gòu)是否緊固以及裝配是否正確；如果發(fā)現(xiàn)線性較差，應(yīng)檢測(cè)放大器的放大能力是否正確。針對(duì)這些問(wèn)題，必須進(jìn)行一一排除，確保自動(dòng)化儀表能夠進(jìn)行安全有效的工作。

2、保持儀表的清潔衛(wèi)生，是自動(dòng)化儀表維護(hù)工作不可缺少的內(nèi)容，也是保證儀表正常運(yùn)行的重要條件。首先，定期對(duì)機(jī)械滑動(dòng)部件進(jìn)行擦拭、加油、潤(rùn)滑。尤其是在粉塵大、腐蝕嚴(yán)重的場(chǎng)合，如鍋爐房、化工車間。其次，定期檢查、擦洗、清潔其平衡電機(jī)、同步電機(jī)、傳動(dòng)齒輪、電位器及其他轉(zhuǎn)動(dòng)部件，保持儀表外殼清潔；此外，定期檢查現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)元件、變送器、閥門的密封情況；最后，保持儀表的電源信號(hào)端子、插頭插座的清潔、干燥。

五、總結(jié)

綜上所述，對(duì)自動(dòng)化儀表的檢修和維護(hù)工作是一項(xiàng)非常重要的工作，由于儀表本身的復(fù)雜性，所以對(duì)于它的檢測(cè)與控制過(guò)程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象也比較復(fù)雜，所以這就需要作為儀表維修工作者的我們認(rèn)真學(xué)好理論知識(shí)，同時(shí)要與實(shí)踐相結(jié)合，注意在實(shí)踐中不斷的學(xué)習(xí)和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，只有這樣，才能以最快的速度判斷和處理生產(chǎn)過(guò)程中儀表故障，為企業(yè)的良好運(yùn)轉(zhuǎn)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保障。

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