淺談工業(yè)自動(dòng)化儀表故障處理措施

申九菊

（河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院，河南鄭州 450000）

到目前為止，我國(guó)工業(yè)取得了很大的進(jìn)步，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。特別是近年來(lái)電子技術(shù)的使用促進(jìn)了工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，大大提高生產(chǎn)效率和工業(yè)現(xiàn)代化水平。性能優(yōu)化一直是工業(yè)發(fā)展的重要組成部分。為了提高自動(dòng)儀表的性能，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的工業(yè)生產(chǎn)，技術(shù)人員不斷優(yōu)化自動(dòng)儀表的結(jié)構(gòu)和操作，提高自動(dòng)儀表的性能。本文討論了自動(dòng)化儀器常見誤差的修正措施。

1 工業(yè)自動(dòng)化儀表種類

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，常用的儀器有三種：溫度、壓力、流量系統(tǒng)。

1.1 溫度儀表

溫度儀表通常是智能的。當(dāng)儀表測(cè)量數(shù)值突然上升或下降時(shí)，證明其出現(xiàn)故障，產(chǎn)生故障的主要原因是驅(qū)動(dòng)測(cè)量或控制參數(shù)設(shè)置不正確，振動(dòng)控制系統(tǒng)迅速變化。這就需要員工了解設(shè)備的溫度變化，并采取必要的維護(hù)措施。

1.2 壓力儀表

當(dāng)壓力儀表快速波動(dòng)時(shí)，檢查工藝操作是否發(fā)生變化，如果控制器的參數(shù)沒(méi)有調(diào)整好，儀表上的指示值就會(huì)會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)直流控制系統(tǒng)出現(xiàn)壓力指示時(shí)，應(yīng)用壓力指示器測(cè)量系統(tǒng)壓力

1.3 流量系統(tǒng)

當(dāng)流量系統(tǒng)的規(guī)定值達(dá)到最小值時(shí)，檢查儀表。如果顯示器很小，檢查閥上的油孔。當(dāng)流量計(jì)的最小值確定，閥門正常開啟時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)壓力或儀表問(wèn)題。如果當(dāng)前系統(tǒng)顯示最大值，儀器也顯示最大值，檢查閥門的開啟度。如果沒(méi)有改變，可能是系統(tǒng)錯(cuò)誤造成的，檢查閥門、壓力管道、管路、流量系統(tǒng)信號(hào)是否正常。

2 工業(yè)自動(dòng)化儀表故障的原因

2.1 人為因素

（1）在更換自動(dòng)儀表的某些部件時(shí)，所選型號(hào)和參數(shù)不匹配，造成儀器損壞等問(wèn)題。

（2）芯片的使用和安裝不一致導(dǎo)致電壓和電源不兼容并燒壞芯片。

（3）如果在操作過(guò)程中不采取必要的保護(hù)措施，會(huì)損壞PCB或IC。

（4）調(diào)整參數(shù)不兼容。如果沒(méi)有合適的儀器儀表，技術(shù)人員就不能正常工作；導(dǎo)致硬件或軟件的維護(hù)沒(méi)有達(dá)到理想程度，一些不靈敏的部件沒(méi)有及時(shí)清洗或沒(méi)有更換一些磨損部件，干擾了自動(dòng)裝置的正常使用。

2.2 非人為因素

（1）線路問(wèn)題。接觸不良是自動(dòng)化儀器中最常見的錯(cuò)誤之一。接觸不良的原因很多，如接觸、清洗、焊接、腐蝕、接觸點(diǎn)弱、彈簧電阻低、老化等，如果PCB 板處理或焊接不當(dāng)，可能會(huì)產(chǎn)生碰撞信號(hào)，影響PCB 板的工作。

（2）零部件問(wèn)題。每個(gè)部件都有一個(gè)特定的使用壽命，在此期間它會(huì)老化和發(fā)生故障。如果元件質(zhì)量差，電路參數(shù)可能會(huì)改變甚至失效。

（3）腐蝕。一般情況下電化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕都會(huì)對(duì)其造成損壞。

3 工業(yè)自動(dòng)化儀表常見故障和處理

3.1 儀器故障評(píng)估方法

在工業(yè)生產(chǎn)中，儀器的自動(dòng)評(píng)定主要包括光學(xué)檢測(cè)、內(nèi)部檢測(cè)和外部檢測(cè)。工業(yè)自動(dòng)化儀表的外觀檢測(cè)是診斷工業(yè)自動(dòng)化儀器缺陷的最重要手段。通過(guò)觀察暴露的儀表元件，還可以評(píng)估元件之間是否有異常連接，元件之間的連接是否正確。儀器的內(nèi)部檢查是儀器運(yùn)行的開始，其基礎(chǔ)是確保儀器外無(wú)誤差。另外，打開自動(dòng)裝置，檢查內(nèi)部指示燈是否有故障，各部件之間的連接是否異常。使用外部測(cè)量裝置進(jìn)行檢測(cè)，是指在內(nèi)部和外部檢測(cè)裝置沒(méi)有檢測(cè)誤差的情況下，使用其他測(cè)量裝置來(lái)消除誤差。作為工業(yè)生產(chǎn)和測(cè)試的外部工具，通常有電阻和電流、電壓和電阻的方法。電流和電壓測(cè)量的內(nèi)容可能存在多態(tài)性，會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)儀表的故障，需要進(jìn)一步分析。

3.2 自動(dòng)儀表常見的故障

壓力儀表主要用于測(cè)量氣體和液體產(chǎn)生的壓力。在日常使用中，不會(huì)有劇烈的震動(dòng)和波動(dòng)。當(dāng)其出現(xiàn)故障時(shí)，檢查相關(guān)技術(shù)操作是否存在技術(shù)問(wèn)題；如果不是儀器本身的故障，可以看出儀器的故障與更換技術(shù)的技術(shù)操作有關(guān)。如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，系統(tǒng)內(nèi)部控制器的PID 參數(shù)設(shè)置會(huì)響應(yīng)問(wèn)題。此外，自動(dòng)壓力表的故障可以連接到測(cè)量系統(tǒng)的指示。溫度裝置主要用于測(cè)量機(jī)器或生產(chǎn)環(huán)境的溫度。溫度儀表可能發(fā)生的故障是傳輸放大器故障或系統(tǒng)平衡故障、熱電阻或熱電偶故障。此外，溫度計(jì)在日常使用中的故障也可能是由于光滑管的速度緩慢或波動(dòng)造成的，這可能與儀器本身的功能或性能有關(guān)；儀表的快速波動(dòng)可能是由于儀表的配置不當(dāng)造成的。

流量系統(tǒng)主要用于測(cè)量物體的流量。在日常使用中，流量計(jì)經(jīng)常出現(xiàn)波動(dòng)，因此，一般情況下允許人工手動(dòng)操作解決問(wèn)題，如果這種變化不能手動(dòng)控制，那就可以判斷是由于操作不當(dāng)引起的波動(dòng)。

3.3 自動(dòng)儀表的維護(hù)措施

針對(duì)上述自動(dòng)儀表在實(shí)際使用中出現(xiàn)的故障，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)木S護(hù)措施，以保證工業(yè)生產(chǎn)的有效運(yùn)行。

（1）研制了一種合理的自動(dòng)維修儀器。為了獲得儀器的自動(dòng)化，可以在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中安裝科學(xué)的自動(dòng)化裝置，在實(shí)際生產(chǎn)中需要維護(hù)和維修的區(qū)域必須要遵守相關(guān)規(guī)定。

（2）注意自動(dòng)化裝置的防腐。工業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)化裝置是自動(dòng)儀表的重要組成部分。它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在高酸性、高堿性的條件下，自動(dòng)儀表傳感器中的膜、彈簧管等精密元件進(jìn)行輕微降解，從而降低儀表的精度。

（3）設(shè)備維護(hù)。為了實(shí)現(xiàn)儀器的自動(dòng)識(shí)別，在內(nèi)部控制和外部控制沒(méi)有誤差的情況下，需要使用其他儀器對(duì)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。為了快速判斷自動(dòng)裝置的實(shí)際故障，必須采用不同的方法進(jìn)行外部檢查、內(nèi)部檢查等。

4 工業(yè)自動(dòng)化儀器的故障舉例

4.1 溫度儀表故障

4.1.1 溫度儀表顯示為零

現(xiàn)象：熱電偶檢測(cè)系統(tǒng)溫度，溫度傳感器將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的DCS 顯示信號(hào)，結(jié)果顯示維度為零。

分析：首先，檢查DCS 系統(tǒng)模塊的輸入信號(hào)。輸入信號(hào)為4mA。溫度傳感器的輸出信號(hào)也必須是4mA，所以無(wú)法確定溫度傳感器的故障位置。其次是測(cè)試熱電偶的毫伏信號(hào)。結(jié)果表明，溫度傳感器工作正常。由于溫度傳感器故障啟動(dòng)信號(hào)始終為4mA，所以最終測(cè)溫結(jié)果為零。

處理方法：在不影響正常運(yùn)行的情況下，將在預(yù)定維修點(diǎn)發(fā)送用于檢測(cè)和維護(hù)的溫度傳感器。如未修復(fù)，應(yīng)及時(shí)更換新的溫度傳感器，避免影響后續(xù)工作。

4.1.2 測(cè)量溫度與實(shí)際溫度不一致

現(xiàn)象：與熱電偶相比，溫度儀表更實(shí)用、更舒適、更直觀。安裝在裝置上的雙金屬溫度計(jì)顯示現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)的溫度變化，指出控制室溫度遠(yuǎn)低于現(xiàn)場(chǎng)溫度。熱電指示器通過(guò)測(cè)量溫度與當(dāng)前熱電控制器匹配良好。如果熱電偶上有水，線路就會(huì)發(fā)生短路，測(cè)量精度會(huì)降低，測(cè)量的溫度會(huì)與實(shí)際溫度就會(huì)不一致。

處理方法：安裝前應(yīng)定期取下內(nèi)蓋，用水或泡沫擦干。同時(shí)加強(qiáng)密封和密封，防止水再次進(jìn)入保護(hù)管。

4.1.3 恒溫調(diào)節(jié)

在硫酸鹽燃燒爐中，熱電偶是一種常用的測(cè)溫元件，主要用于將爐區(qū)、爐頭和爐焊縫的測(cè)溫信號(hào)直接傳輸?shù)紻CS 系統(tǒng)。

現(xiàn)象：三點(diǎn)溫度只有兩點(diǎn)正常。這種情況的發(fā)生說(shuō)明溫度指數(shù)有問(wèn)題。如果熱電偶逐漸移開，溫度指數(shù)就不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，這說(shuō)明測(cè)溫元件沒(méi)有問(wèn)題，但是模塊的輸入通道出現(xiàn)了錯(cuò)誤。溫度配置模塊是手動(dòng)關(guān)閉的，不顯示自然溫度變化。

解決方案：將溫度配置模塊輸出模式由手動(dòng)模式切換到自動(dòng)模式。溫度指示器立即恢復(fù)正常。

4.2 物位檢測(cè)

如果電極水位計(jì)上的指示燈常亮，證明有問(wèn)題出現(xiàn)。第一步是確定誤差是在指示器上還是在電極上。將電機(jī)和指示燈分開，如果指示燈仍然亮，說(shuō)明知識(shí)等存在問(wèn)題。如果顯示正常，再次檢查電極上是否有電路，清洗電極點(diǎn)上的彩盒，檢查是否由于污染物過(guò)載造成。如果兩個(gè)電極之間有缺陷，檢查兩個(gè)電極之間是否有固定電阻。

現(xiàn)象：銅塔生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，液表不穩(wěn)定，控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，影響工藝的正常運(yùn)行。銅塔的流動(dòng)性控制是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。如果液體含量低于起動(dòng)位置，高壓氣體進(jìn)入低壓系統(tǒng)，則無(wú)法進(jìn)行有效的檢測(cè)。如果液體檢測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可手動(dòng)設(shè)置控制系統(tǒng)。手動(dòng)操作后液位穩(wěn)定，表示核液位和控制閥沒(méi)有問(wèn)題。

處理辦法：控制系統(tǒng)處于手動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)。待控制狀態(tài)穩(wěn)定后，系統(tǒng)的PID 參數(shù)完全設(shè)定，然后將系統(tǒng)調(diào)整到自動(dòng)控制位置。如果不穩(wěn)定，調(diào)整參數(shù)應(yīng)設(shè)置為穩(wěn)定液值。

4.3 壓力系統(tǒng)失效

壓力系統(tǒng)中通過(guò)壓力傳感器測(cè)量供水泵壓，了解泵站的供水情況，為整個(gè)供水過(guò)程提供參數(shù)。

現(xiàn)象：泵組開始工作，SPS 系統(tǒng)壓力為零。

分析診斷：如果壓力為零，可解決PLC 模塊、分配器、連接電纜、壓力傳感器等是否存在問(wèn)題。第一步是覆蓋信號(hào)SPS 模塊，輸入信號(hào)為零。第二步是進(jìn)入信號(hào)發(fā)生器的子電路，測(cè)量壓力傳感器值。第三步是檢查電源。

處理辦法：在正常情況下，更換壓力分布器。

4.4 液位故障

對(duì)液位的檢測(cè)一般采用電接點(diǎn)水位計(jì)，通過(guò)控制室配置的輔助顯示器進(jìn)行顯示。

現(xiàn)象：顯示儀表指示燈常亮。

分析診斷：電極水表通過(guò)水與測(cè)量電極接觸，通過(guò)通信信號(hào)改變?nèi)萜鞯囊何?，從而提高容器的液位。液體高度的范圍可以通過(guò)點(diǎn)燃或熄滅輔助儀器上的指示燈來(lái)確定。

首先要分析是電極誤差還是設(shè)備誤差，當(dāng)燈亮著的時(shí)候就關(guān)掉電源，如果燈滅了，電極電路就會(huì)失效。其次是清洗電極缸，快速評(píng)估污染物對(duì)電極絕緣的干擾。最后從測(cè)量管上取下電極，檢查絕緣電阻電極。

處理方法：更換電極后，二次指標(biāo)正常。一般情況下這種故障是由于絕緣電阻不足造成的，而快速電極可以有效地解決這一問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)化儀表設(shè)備是工廠運(yùn)行和維護(hù)最新評(píng)估的重要工具。在實(shí)踐中，設(shè)備技師必須能夠不斷地學(xué)習(xí)，才能更好地利用自動(dòng)化儀表，延長(zhǎng)儀表的使用壽命，提高工作效率。工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展離不開質(zhì)量的保證，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備是保證工業(yè)生產(chǎn)安全穩(wěn)定的有效途徑。