自動(dòng)化儀表的故障分析及維護(hù)方法

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化儀表逐漸走進(jìn)我們的日常生活以及生產(chǎn)管理中，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)儀器也隨著我國(guó)工業(yè)化的快速發(fā)展而進(jìn)步，在工業(yè)生產(chǎn)儀器中，自動(dòng)化儀表是比較重要的儀器，通過使用自動(dòng)化儀表，完全可以大幅度提升對(duì)生產(chǎn)行業(yè)的控制，還可以提高企業(yè)本身的自動(dòng)化水平。要想將自動(dòng)化儀表的作用完全發(fā)揮出來，維護(hù)和檢測(cè)是必不可少的，而且會(huì)影響到整個(gè)的生產(chǎn)質(zhì)量。本文主要是將自動(dòng)化儀表的日常維護(hù)以及常見的故障進(jìn)行分析，結(jié)合筆者工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)這些問題提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。同時(shí)也為了能夠保障自動(dòng)化儀表的正常運(yùn)行，提議讓有關(guān)部門對(duì)自動(dòng)化儀表的檢測(cè)和維護(hù)的管理進(jìn)行加強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化儀表；故障分析；維護(hù)方法

中圖分類號(hào)：TH86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）14-0223-02

前 言

目前我國(guó)自動(dòng)化水平技術(shù)發(fā)展十分迅速，我們通過使用各種自動(dòng)化儀表，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同的生產(chǎn)模式進(jìn)行直接控制的目的。隨著各國(guó)自動(dòng)化儀表使用得越來越頻繁，自動(dòng)化水平已經(jīng)成為檢驗(yàn)國(guó)家綜合實(shí)力的一個(gè)重要條件。對(duì)為了延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，保持正常的工作狀態(tài)，需要我們定期對(duì)自動(dòng)化儀表進(jìn)行維護(hù)，進(jìn)而有效的提升生產(chǎn)效率。

1 電磁流量計(jì)的安裝規(guī)范

筆者所在企業(yè)使用的流量計(jì)主要為E+H 50W系列和E+H 53W系列，以下是對(duì)電磁流量計(jì)的安裝規(guī)范的簡(jiǎn)單介紹。

傳感器安裝規(guī)范：

（1）安裝場(chǎng)所的要求。

安裝地點(diǎn)應(yīng)該遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)設(shè)備，避開強(qiáng)震動(dòng)、強(qiáng)腐蝕性的場(chǎng)所。針對(duì)某些安裝工藝中不允許流量中斷的管段，在安裝流量計(jì)的過程中，必須加設(shè)旁通管線和截止閥，通常情況下，流量計(jì)傳感器的上游也會(huì)有一定長(zhǎng)度的直管段，它的長(zhǎng)度一般都在5～10D附近，儀表的安裝可以采取傾斜、水平和垂直的安裝方式，但是必須確保工藝管道和測(cè)量管同軸，除此之外，還必須確保測(cè)量管內(nèi)始終都充滿液體，此外還必須滿足一個(gè)要求，傳感器兩端的管道、外殼、測(cè)量管及引線的屏蔽線等都必須進(jìn)行接地處理，不可以和其它設(shè)備接地共用。

（2）安裝直管道的要求。

一般情況下，電磁流量計(jì)必須安裝在水平管道的垂直向上處和較低處，安裝時(shí)測(cè)量管道必須保證滿管，水平安裝時(shí)電磁流量計(jì)不能安裝在管線的最高點(diǎn)，也不能安裝在末端排空的管道上，在斜管道中應(yīng)安裝在上升處。如有半管狀態(tài)時(shí)，需加裝U型管安裝在低點(diǎn)處，確保管道中充滿了100%的介質(zhì)。垂直安裝時(shí)電磁流量計(jì)流向應(yīng)自上而下，避免在電極表面有沉淀物或氣泡造成測(cè)量誤差。前后管道應(yīng)保持是直的，為了確保電磁流量計(jì)測(cè)量的精度，通常要求直管段前后滿足前5D和后3D，有條件情況下應(yīng)增加前和后管道的長(zhǎng)度。當(dāng)遇到在彎管處、閥門和泵之間安裝流量計(jì)時(shí)，應(yīng)使用整流器，電磁流量計(jì)前面有彎頭時(shí)前直管段應(yīng)不小于5倍管道直徑，電磁流量計(jì)后面的直管段不小于5倍管道直徑。電磁流量計(jì)前面有閥門時(shí)前直管段應(yīng)不小于10倍管道直徑，電磁流量計(jì)前面有泵體時(shí)前直管段應(yīng)不小于20倍管道直徑。

2 自動(dòng)化儀表及基本故障診斷

2.1 定 義

自動(dòng)化儀表是基于自動(dòng)化技術(shù)的一種基礎(chǔ)設(shè)備，它兼具有報(bào)警、測(cè)量、記錄和顯示等相關(guān)功能。依據(jù)自動(dòng)化儀表的功能，可以將自動(dòng)化儀表分為壓力儀表、流量?jī)x表、溫度儀表和物料儀表等。在生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)中，自動(dòng)化儀表的使用必須按照使用規(guī)程進(jìn)行，使用不當(dāng)或工藝陳舊都會(huì)導(dǎo)致儀表故障，降低測(cè)量精確度，危害生產(chǎn)安全。

2.2 故障診斷方法

2.2.1 開機(jī)檢查

通過查看自動(dòng)化儀表內(nèi)各發(fā)光零件是否正常，有沒有異常聲音，是否出現(xiàn)冒煙，漏電以及放電等異常情況，或者有焦糊等怪味等。對(duì)發(fā)熱元件（電機(jī)）的溫度進(jìn)行檢查，確保溫度處于正常范圍；確保齒輪、各個(gè)機(jī)械傳動(dòng)部分是否整齊合一，確保儀器不存在卡死、變形或磨損等現(xiàn)象。

2.2.2 外觀檢查

故障檢查中，還必須對(duì)儀表的旋鈕、指針、表盤和外殼進(jìn)行檢查。對(duì)各種連線和插件進(jìn)行檢查，除此之外，還有零部件排列、元件焊點(diǎn)、繼電器和保險(xiǎn)絲等，綜合確定儀器是否發(fā)生故障，確認(rèn)這些零件是否處于正常狀態(tài)。

2.2.3 溫度檢測(cè)法

我們可以通過工作溫度來檢測(cè)是否發(fā)生故障，若儀表指示值變動(dòng)較大，一直顯示最小或最大值，多為系統(tǒng)故障。原因可能是變送器的放大器失靈，或熱電阻、補(bǔ)償導(dǎo)線斷線。若儀表指示值快速振蕩，極有可能是控制參數(shù)PID調(diào)整不當(dāng)。工業(yè)自動(dòng)化儀表溫度指示系統(tǒng)多由熱電阻、熱電偶等測(cè)溫元件組成，采集完信號(hào)之后，借助變送器將其轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后發(fā)送至DCS系統(tǒng)顯示出來。

2.2.4 壓力檢測(cè)法

壓力檢測(cè)儀表可以顯示、控制和檢測(cè)壓力，主要有活塞式壓力計(jì)、電測(cè)式壓力表、彈性式壓力計(jì)和液壓式壓力計(jì)等。當(dāng)壓力傳感器接口發(fā)生漏氣時(shí)，很可能就會(huì)出現(xiàn)實(shí)際壓力很高，但變送器顯示數(shù)據(jù)卻變化不大的現(xiàn)象。引發(fā)此故障的原因也有可能是接線錯(cuò)誤或電源沒有插接好，以及傳感器的損壞。

3 自動(dòng)化儀表的常見故障診斷

3.1 液位監(jiān)測(cè)故障及處理方案

在液位監(jiān)測(cè)故障處理中，我們可以依據(jù)液位測(cè)量參數(shù)的差異，具體分析不同現(xiàn)場(chǎng)液位計(jì)故障發(fā)生的具體位置。一旦發(fā)現(xiàn)DCS顯示液位計(jì)異常，必須及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量輸出信號(hào)、儀表量程和參數(shù)設(shè)置進(jìn)行檢查。如果在施工現(xiàn)場(chǎng)有直翻板液位計(jì)，那么就可以用來直接觀測(cè)液位，在他們顯示的值差距非常明顯時(shí)，很大可能就是因?yàn)槭褂脙x表不當(dāng)造成的。如使用的是差壓式液位計(jì)應(yīng)考慮取壓膜盒是否損壞、取壓管是否結(jié)疤及導(dǎo)壓管是否損壞等因素。在我們分析現(xiàn)場(chǎng)液位計(jì)顯示波動(dòng)大的原因時(shí)，尤其要注意控制閥和被控制對(duì)象的特征變化，這兩個(gè)因素都是導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)液位計(jì)系統(tǒng)故障的原因。為了分析故障的原因，我們必須從現(xiàn)場(chǎng)工藝操作和液位計(jì)系統(tǒng)兩個(gè)層面進(jìn)行綜合考慮。

3.2 電磁流量計(jì)故障及處理方案

流量計(jì)是工業(yè)中最常用的儀表之一，掌握了常用流量計(jì)的故障處理方法，才能及時(shí)判斷并解決生產(chǎn)過程中遇到的問題。通常情況下，當(dāng)DCS流量計(jì)的顯示值超量程時(shí)，則應(yīng)先檢查現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)的情況。檢查現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)設(shè)置量程與DCS設(shè)置量程是否一致，測(cè)量流量變送器輸出電流信號(hào)是否正常。如現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)顯示值跟DCS顯示一致，則說明信號(hào)傳輸回路沒有問題，應(yīng)檢查流量傳感器及信號(hào)線路，通過測(cè)量電阻判斷電磁流量計(jì)電極、線圈以及屏蔽接地是否正常。還可以通過檢查流量計(jì)所在流程中的管道閥門、電極及泵等影響流量測(cè)量的設(shè)備是否工作正常，高溫介質(zhì)管道可以用紅外測(cè)溫儀檢查是否有介質(zhì)流通。

3.3 測(cè)量型自動(dòng)化儀表的安裝故障分析及其維護(hù)方法

測(cè)量型系統(tǒng)儀表一般都是利用電子系統(tǒng)來測(cè)量的，而且該系統(tǒng)儀表獲取的測(cè)量結(jié)果一般比較滯后。所以，利用該儀表測(cè)量?jī)x器的這一特點(diǎn)可以分析一些故障發(fā)生的原因。例如，當(dāng)溫度儀表系統(tǒng)顯示的指示值大幅降低或升高，那么顯然是儀表控制系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，一般情況下是控制系統(tǒng)中的熱電偶、熱電阻的問題以及變送器放大器或補(bǔ)償導(dǎo)線斷線失靈的問題。另外，當(dāng)溫度控制儀表系統(tǒng)指針出現(xiàn)快速振蕩，大多數(shù)情況下都是由于操作方式不當(dāng)或控制參數(shù)PID調(diào)整不當(dāng)導(dǎo)致的，還有可能是控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)故障，過多的蒸汽、介質(zhì)進(jìn)入生產(chǎn)流程導(dǎo)致流程溫度變化。

對(duì)調(diào)節(jié)閥的輸入信號(hào)進(jìn)行檢查，判斷輸入信號(hào)是否發(fā)生了變化，如果輸入信號(hào)沒有任何變化，則對(duì)調(diào)節(jié)閥定位器輸入信號(hào)進(jìn)行檢查，判斷信號(hào)是否發(fā)生了變化，如若輸入的信號(hào)沒有變化，輸出額信號(hào)發(fā)生了變化，那么定位器肯定發(fā)生了故障。此時(shí)，可以采取重新初始化定位器、斷電重啟和恢復(fù)出廠設(shè)置等方法處理故障。

4 自動(dòng)化儀表的維護(hù)措施

4.1 季節(jié)性巡查

在時(shí)常進(jìn)行檢查維修的情況下，必須關(guān)注氣候變化對(duì)自動(dòng)化儀表產(chǎn)生的影響?，F(xiàn)階段，我國(guó)很多自動(dòng)化儀表內(nèi)的零件對(duì)換件的溫度都有硬性的要求，外界溫度如果太低，則會(huì)導(dǎo)致儀表發(fā)生故障或影響儀表的工作效率；在自動(dòng)化儀表的運(yùn)行中，溫度過高也會(huì)對(duì)動(dòng)力零件產(chǎn)生損害，所以，在夏天和冬天兩個(gè)季節(jié)，必須加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化儀表的檢查。

4.2 雷暴天氣防護(hù)

在雷暴天氣條件下，要采取相應(yīng)措施，對(duì)自動(dòng)化儀表進(jìn)行防雷保護(hù)，防止其受到雷電的破環(huán)，自動(dòng)化儀表的性能易受到雷擊等惡劣天氣的影響和破壞。因此，對(duì)自動(dòng)化儀表儀器進(jìn)行防雷處理，處理好其設(shè)備的接地工作，設(shè)備的外部應(yīng)采用防雷材料以減少雷擊對(duì)儀表儀器性能的影響。另外，還要防止強(qiáng)酸、強(qiáng)堿以及腐蝕性的氣體對(duì)儀表設(shè)備性能的影響，因此，為了實(shí)現(xiàn)保護(hù)儀表設(shè)備的目的，必須采取防腐材料和隔離等處理方式，充分、有效的保護(hù)儀表設(shè)備。這種類型的防腐材料和隔離是基于隔離膜片或隔離液體將易腐蝕性的介質(zhì)和自動(dòng)化儀表分離開，以起到防腐的效果。在上述保護(hù)措施的基礎(chǔ)上，還必須落實(shí)電涌保護(hù)系統(tǒng)的安裝工作，配合屏蔽等電位系統(tǒng)，在雷電天氣中，以全面的保護(hù)儀表的安全。

4.3 儀表方面

在周期的巡查中，應(yīng)保持儀表外觀表面整潔干凈，保持機(jī)械滑動(dòng)部分的靈活度，避免生銹，儀表一旦出現(xiàn)銹蝕或運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活的跡象，必須及時(shí)的采取科學(xué)、有效的處理措施，進(jìn)行潤(rùn)滑和擦拭。在易產(chǎn)生大量粉塵、腐蝕性強(qiáng)的環(huán)境條件下，就必須對(duì)傳動(dòng)齒輪和電位器等相關(guān)部件進(jìn)行擦洗檢查，閥門密封、變送器等重要部位必須保證清潔。

4.4 人為方面

首先，企業(yè)管理制度要齊全。保證有健全的日常儀表檢修制度，并能夠落實(shí)當(dāng)日情況，及時(shí)解決；檢修員工應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的培訓(xùn)，以保證每天都能做好巡視工作；在維護(hù)變送器的過程中，必須重點(diǎn)關(guān)注變差、線性和耐壓等相關(guān)指標(biāo)，把調(diào)零彈簧調(diào)至最佳的位置處，便于輸出信號(hào)可以均勻的沉降，避免突跳現(xiàn)象的產(chǎn)生。

5 結(jié) 語

現(xiàn)階段，自動(dòng)化儀表設(shè)備在各行各業(yè)得到了推廣和普及，本文對(duì)其日常工作中常見的問題及相應(yīng)的對(duì)策進(jìn)行了一定的介紹，為了讓更多的人對(duì)此有所了解。要想自動(dòng)化儀表設(shè)備能在社會(huì)行業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮積極作用，就要不斷地對(duì)其優(yōu)化和完善，減少出現(xiàn)問題和故障的幾率，因?yàn)檫@會(huì)對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)和各項(xiàng)工作造成不可估量的損失。因此，只有建立全面、科學(xué)的管理制度，制定有效的維護(hù)措施，以保證其高效、安全的運(yùn)作才能確保自動(dòng)化儀表在社會(huì)生活中的有益作用，使人類生活因有了自動(dòng)化儀表設(shè)備而更加美好便捷。

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收稿日期：2018-4-10

作者簡(jiǎn)介：韋延劍（1986-），男，助理工程師，大專，主要從事自動(dòng)化儀表安裝調(diào)試維護(hù)等方面工作。