［摘 要］自動(dòng)化儀表在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中扮演著至關(guān)重要的角色，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)和控制各種工藝參數(shù)，確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定和安全。然而，由于各種原因，自動(dòng)化儀表在使用過程中會(huì)出現(xiàn)各種故障。文章探討了自動(dòng)化儀表常見的故障類型、原因及相應(yīng)的維護(hù)方法，旨在為相關(guān)技術(shù)人員提供參考。

［關(guān)鍵詞］自動(dòng)化儀表；常見故障；維修方法

［中圖分類號(hào)］TH86 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號(hào)］2095–6487（2024）09–0080–03

1 自動(dòng)化儀表的種類

自動(dòng)化儀表作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的工具，其種類繁多，功能各異。按照其在工業(yè)生產(chǎn)過程中的功能，主要可以分為以下幾類。

（1）檢測(cè)儀表。檢測(cè)儀表主要用于檢測(cè)工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種物理量，如溫度、壓力、流量、物位等。這些儀表能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地反映生產(chǎn)過程中的狀態(tài)，為控制提供依據(jù)。常見的檢測(cè)儀表包括溫度儀表（如熱電偶、熱電阻等）、壓力儀表（如彈性式壓力計(jì)、傳感式壓力計(jì)等）、流量?jī)x表（如孔板流量計(jì)、電磁流量計(jì)等）和物位儀表（如玻璃管液位計(jì)、超聲波物位計(jì)等）。

（2）顯示儀表。顯示儀表將檢測(cè)儀表的輸出信號(hào)顯示出來以供觀察。其與檢測(cè)儀表、變送器和傳感器配套使用，可以直觀地展示生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)參數(shù)。常見的顯示儀表有模擬式顯示儀表、數(shù)字式顯示儀表和字符圖像顯示儀表等。

（3）控制儀表?？刂苾x表又稱調(diào)節(jié)儀表，其作用是將生產(chǎn)過程中的被測(cè)參數(shù)與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較，然后發(fā)出調(diào)節(jié)信號(hào)給執(zhí)行器以調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程[1]?？刂苾x表按調(diào)節(jié)方式不同可分為斷續(xù)調(diào)節(jié)器和連續(xù)調(diào)節(jié)器，按結(jié)構(gòu)形式可分為基地式、單元組合式和組裝式，按工作能源和介質(zhì)可分為自力式、電動(dòng)式等。

（4）執(zhí)行器。執(zhí)行器接收來自控制儀表發(fā)出的調(diào)節(jié)信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)作以調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程。常見的執(zhí)行器有氣動(dòng)執(zhí)行器、電動(dòng)執(zhí)行器和液動(dòng)執(zhí)行器等。

（5）集中監(jiān)測(cè)與控制裝置。集中監(jiān)測(cè)與控制裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的集中監(jiān)測(cè)和控制。這類裝置通常包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、報(bào)警提示等功能。

2 自動(dòng)化儀表維護(hù)工作的作用

2.1 保障生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和安全性

自動(dòng)化儀表作為生產(chǎn)過程中的重要工具，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)參數(shù)，如溫度、壓力、流量等。一旦儀表出現(xiàn)故障，將直接影響生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和安全性。因此，加強(qiáng)自動(dòng)化儀表的維護(hù)工作，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決儀表故障，確保生產(chǎn)過程的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

2.2 提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量

一方面，通過自動(dòng)化儀表的精確控制，可以減少人為因素的干擾，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，維護(hù)工作的有效性可以確保儀表的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，從而進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。另一方面，自動(dòng)化儀表可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)參數(shù)，確保產(chǎn)品符合質(zhì)量要求。通過維護(hù)工作，可以確保儀表的測(cè)量精度和穩(wěn)定性，從而提高產(chǎn)品的合格率。

2.3 降低生產(chǎn)成本和維修成本

（1）通過自動(dòng)化儀表的精確控制，可以減少生產(chǎn)過程中的浪費(fèi)和損耗，降低生產(chǎn)成本[2]。同時(shí)，維護(hù)工作的有效性可以確保儀表的穩(wěn)定運(yùn)行，減少因故障導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間，從而降低生產(chǎn)成本。

（2）通過定期維護(hù)和預(yù)防性檢查，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在的故障隱患，避免故障對(duì)儀表造成更嚴(yán)重的損壞。這樣可減少維修次數(shù)和維修費(fèi)用，降低維修成本。

2.4 提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)力

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，企業(yè)要想在市場(chǎng)中立于不敗之地，就必須不斷提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力。加強(qiáng)自動(dòng)化儀表的維護(hù)工作，可以提高企業(yè)在生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益等方面的競(jìng)爭(zhēng)力，從而幫助企業(yè)更好地應(yīng)對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。同時(shí)，通過保障生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和安全性、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量及降低生產(chǎn)成本和維修成本等措施，可以提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 自動(dòng)化儀表常見故障分析及原因

3.1 自動(dòng)化儀表常見故障類型

3.1.1 壓力傳感器故障

具體而言：①當(dāng)壓力傳感器接口發(fā)生漏氣時(shí)，可能出現(xiàn)實(shí)際壓力很高但變送器顯示數(shù)據(jù)變化較小的現(xiàn)象。這可能是由于接口松動(dòng)、密封件老化或損壞等原因所致。②輸出不穩(wěn)定。變送器加壓后輸出沒有變化或加壓后變化但泄壓后不能回到零位。這可能是由于傳感器密封圈問題（如擰得過緊導(dǎo)致密封圈進(jìn)入引壓口堵塞傳感器或傳感器本身故障如抗干擾能力較弱）所致。③偏差大。變送器和指針式壓力表出現(xiàn)較大偏差，這可能是由于安裝位置不當(dāng)所致。

3.1.2 流量計(jì)故障

自動(dòng)化儀表的主要功能之一是采集生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)。然而，有時(shí)儀表采集的數(shù)據(jù)并不準(zhǔn)確，無法真實(shí)反映生產(chǎn)情況。這種故障可能是由于傳感器損壞、校準(zhǔn)不準(zhǔn)確、儀表內(nèi)部元件老化等原因所致[3] ：①流量顯示異常。流量?jī)x表值達(dá)到最高或最低時(shí)，可能是工藝問題或儀表系統(tǒng)故障。若流量指數(shù)異常波動(dòng)，可能是工藝原因或PID 參數(shù)問題。②管道堵塞。若現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表顯示最低流量且調(diào)節(jié)閥開度正常，則可能是物料結(jié)晶、管道阻塞或壓力過低所致。

3.1.3 軟件故障

軟件故障是指自動(dòng)化儀表的軟件系統(tǒng)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致儀表無法正常運(yùn)行。這種故障可能是由于程序錯(cuò)誤、操作系統(tǒng)出錯(cuò)、存儲(chǔ)器損壞等原因所致。儀表指示值變動(dòng)較大，一直顯示最小或最大值，多為系統(tǒng)故障。這可能是由于變送器的放大器失靈、熱電阻或補(bǔ)償導(dǎo)線斷線等原因所致，如顯示異常，具體表現(xiàn)為儀表顯示的數(shù)據(jù)與實(shí)際測(cè)量值不符，或者顯示屏出現(xiàn)亂碼、黑屏等現(xiàn)象。這種故障可能是由于儀表內(nèi)部的元件損壞、連接線路松動(dòng)或接觸不良、顯示屏老化等原因所致。

3.1.4 通用故障

具體而言：①泄漏。儀表設(shè)備管路振動(dòng)、熱脹冷縮、外力、應(yīng)力及設(shè)備缺陷都可能導(dǎo)致泄漏。②堵塞。檢測(cè)元件取壓管路中的雜質(zhì)、易結(jié)晶介質(zhì)或冬季儀表管路凍堵都可能導(dǎo)致堵塞。此故障在冬季或介質(zhì)污垢嚴(yán)重的工況下較常見。③電氣回路、電源、信號(hào)線斷路或短路是常見的電氣故障。這些故障可能是由于外力、應(yīng)力或施工人員不規(guī)范操作等原因所致。④元器件燒毀。元器件會(huì)因受外熱燒毀或設(shè)備短路燒毀。⑤儀表設(shè)備運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)卡澀可能是由于潤(rùn)滑不良、機(jī)械部件損壞或異物進(jìn)入等原因所致。⑥接觸不良。儀表設(shè)備線路虛接可能導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不正?；蛑甘静徽?。這可能是由于接線端子松動(dòng)、線路老化或環(huán)境因素（如潮濕、腐蝕）等原因所致。

3.2 自動(dòng)化儀表常見故障原因

3.2.1 元件損壞、連接線路問題

隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，自動(dòng)化儀表的元器件和部件會(huì)逐漸老化，導(dǎo)致性能下降，甚至出現(xiàn)故障[4]。自動(dòng)化儀表內(nèi)部的元件在長(zhǎng)期使用過程中可能會(huì)出現(xiàn)損壞，如傳感器、電路板、顯示屏等。這些元件的損壞會(huì)直接影響儀表的正常運(yùn)行。自動(dòng)化儀表的連接線路可能會(huì)因?yàn)樗蓜?dòng)、老化或接觸不良等原因?qū)е聰?shù)據(jù)傳輸不暢或無法傳輸。此外，通信線路斷開也會(huì)導(dǎo)致通信故障。

3.2.2 環(huán)境因素、人為因素

環(huán)境因素對(duì)自動(dòng)化儀表的正常運(yùn)行有很大影響。例如，高溫、高濕、振動(dòng)等惡劣環(huán)境會(huì)加速儀表內(nèi)部元件的老化，導(dǎo)致故障發(fā)生。人為因素也是導(dǎo)致自動(dòng)化儀表故障的重要原因之一。操作人員在使用過程中，若沒有按照規(guī)定的操作程序進(jìn)行，或者對(duì)儀表的性能特點(diǎn)不夠了解，就可能導(dǎo)致儀表出現(xiàn)故障。例如，操作不當(dāng)、維護(hù)不及時(shí)、誤操作等都可能導(dǎo)致儀表出現(xiàn)故障。

3.2.3 軟件問題

自動(dòng)化儀表的軟件系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)問題，如程序錯(cuò)誤、操作系統(tǒng)出錯(cuò)、存儲(chǔ)器損壞等。這些問題會(huì)導(dǎo)致儀表無法正常運(yùn)行或數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn)確。另外，自動(dòng)化儀表的維護(hù)工作是保證其正常運(yùn)行的關(guān)鍵，若維護(hù)不及時(shí)、不徹底，就可能導(dǎo)致儀表出現(xiàn)故障。

4 自動(dòng)化儀表維護(hù)方法

4.1 定期檢查和維護(hù)

定期對(duì)自動(dòng)化儀表進(jìn)行檢查和維護(hù)是預(yù)防故障的重要手段。所有自動(dòng)化儀表應(yīng)定期進(jìn)行檢查和校驗(yàn)，確保其指示靈敏、運(yùn)轉(zhuǎn)良好。對(duì)于關(guān)鍵儀表設(shè)備，應(yīng)增加檢查頻率以確保其可靠性。通過檢查可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患并進(jìn)行處理，避免故障的發(fā)生。例如，定期對(duì)自動(dòng)化儀表進(jìn)行清潔、檢查、緊固等保養(yǎng)工作，保持其良好的工作狀態(tài)。同時(shí)，根據(jù)儀表的使用情況和環(huán)境特點(diǎn)，制訂合理的保養(yǎng)周期。

4.2 預(yù)防性維護(hù)

通過對(duì)自動(dòng)化儀表的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的故障問題，并提前采取相應(yīng)的預(yù)防措施，這樣可以有效避免故障的發(fā)生，提高儀表的可靠性：①更換損壞元件。對(duì)于損壞的元件應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換，以保證儀表的正常運(yùn)行。在更換元件時(shí)應(yīng)注意選擇與原件相匹配的元件，避免因元件不匹配導(dǎo)致新的故障發(fā)生。②修復(fù)連接線路。對(duì)于連接線路問題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，包括重新連接線路、更換老化或損壞的線路等。在修復(fù)過程中應(yīng)注意保持線路的完整性和穩(wěn)定性。③積極引入先進(jìn)的自動(dòng)化儀表技術(shù)和設(shè)備，提高儀表的性能和可靠性。④加強(qiáng)對(duì)新技術(shù)和新設(shè)備的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，不斷提高維護(hù)策略的針對(duì)性和有效性。

4.3 改善環(huán)境條件

改善環(huán)境條件可以延長(zhǎng)自動(dòng)化儀表的使用壽命并減少故障的發(fā)生[5]。例如，在惡劣環(huán)境下安裝儀表時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施，如安裝防護(hù)罩、降低溫度等。具體而言：①加強(qiáng)儀表設(shè)備管路的檢查和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理泄漏問題。對(duì)于易泄漏的部件，應(yīng)使用高質(zhì)量的材料和密封件。②定期清理檢測(cè)元件取壓管路中的雜質(zhì)和污垢，防止堵塞發(fā)生。在冬季要注意防凍措施，避免管路凍堵。③確保電氣回路、電源和信號(hào)線的安全性。對(duì)于易受損的線路和接頭，應(yīng)使用防護(hù)措施和備用品。④保持儀表設(shè)備周圍環(huán)境的清潔和干燥，避免潮濕和腐蝕對(duì)設(shè)備的影響。

4.4 加強(qiáng)培訓(xùn)和管理

加強(qiáng)培訓(xùn)和管理可以減少人為因素導(dǎo)致的故障。通過培訓(xùn)可以提高操作人員的技能水平和安全意識(shí)，減少誤操作和不當(dāng)操作的發(fā)生。同時(shí)，加強(qiáng)設(shè)備管理和維護(hù)可以確保設(shè)備的正常運(yùn)行和延長(zhǎng)使用壽命。建立完善的維修管理制度，對(duì)自動(dòng)化儀表的維修工作進(jìn)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化管理。同時(shí)，加強(qiáng)維修人員的技能培訓(xùn)和考核，提高其維修水平和效率。例如，根據(jù)故障現(xiàn)象和原因進(jìn)行診斷，確定故障類型和位置。根據(jù)診斷結(jié)果采取相應(yīng)的修復(fù)措施，如更換損壞的部件、調(diào)整參數(shù)或重新接線等。對(duì)故障處理過程進(jìn)行記錄并及時(shí)反饋給相關(guān)部門，以便改進(jìn)設(shè)備性能和預(yù)防類似故障再次發(fā)生。

5 結(jié)束語

自動(dòng)化儀表在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，但其故障問題不容忽視。通過了解常見的故障類型、原因及相應(yīng)的維護(hù)方法，可以更好地保障自動(dòng)化儀表的可靠性和穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。而通過定期檢查和維護(hù)、更換損壞元件、修復(fù)連接線路、改善環(huán)境條件和加強(qiáng)培訓(xùn)和管理等措施，可以有效降低自動(dòng)化儀表的故障率，提高生產(chǎn)效率和安全性。

參考文獻(xiàn)

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