關(guān)于自動化儀表的原理及故障維護的研究

（中國原子能科學(xué)研究院 北京 102488）

引言

自動化儀表在工業(yè)當中的應(yīng)用越來越普遍，其能夠通過測量、顯示、記錄、控制等功能，對工業(yè)生產(chǎn)當中的關(guān)鍵設(shè)備進行安全保障，使其能夠穩(wěn)定的運行，從而提高工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。而自動化儀表的故障出現(xiàn)是來源于各方面因素的影響而導(dǎo)致的，而對其的影響是不可控的，那么就需要對設(shè)備進行故障維護，來降低出現(xiàn)故障的概率，避免由于故障而對企業(yè)所造成的直接損失。而要想明確自動化儀表的故障發(fā)生原因首先就需要對儀表的原理進行分析，從而有針對性的進行故障維護，在其還未對企業(yè)造成經(jīng)濟損失時，就對故障進行解決。

1.自動化儀表的原理

自動化儀表是由許多自動化元件所構(gòu)成的一種自動化技術(shù)工具，其中通過傳感器、變速器和顯示器等元件能夠?qū)崿F(xiàn)測量記錄，顯示控制等功能。即由于安裝方便，操作簡單，且在精度與清晰度上，都有著較大的優(yōu)勢，因此在工業(yè)領(lǐng)域受到了眾多企業(yè)的青睞，能夠有效的提高工作效率。

自動化儀表在工業(yè)領(lǐng)域當中的應(yīng)用主要是有溫度儀表，壓力儀表，物件儀表，流量儀表等一些過程分析儀表。而在自動化儀表當中所應(yīng)用的自動化元件難免會出現(xiàn)故障問題，而由于自動化儀表當中的各個元件以及控制線路等在結(jié)構(gòu)方面都較為復(fù)雜，因此對其進行維修時就會較為困難。那么其在工業(yè)領(lǐng)域當中的應(yīng)用，對自動化儀表的原理進行研究，對其故障原因進行分析，從而進行故障的排查以及日常維護工作是非常重要的，這樣才能夠降低自動化儀表出現(xiàn)故障的概率，保證工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程當中的正常運行。

2.自動化儀表的常見故障

（1）溫度儀表。溫度儀表的常見故障主要原因通常為電阻或補償導(dǎo)線等出現(xiàn)問題，而且系統(tǒng)出現(xiàn)故障的體現(xiàn)為，溫度控制儀表的數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。因此要想知道溫度儀表是否出現(xiàn)故障對其的指示值變化進行判斷就可得知。而在溫度控制儀表當中所出現(xiàn)的指示值出現(xiàn)偏差，情況分為兩種，第一，是由于PID參數(shù)調(diào)整不合理而造成的儀表數(shù)值指示值不穩(wěn)定，并且在快速的震蕩。第二，是由于儀表本身所出現(xiàn)故障，或者是在操作過程中由于操作不規(guī)范而導(dǎo)致的儀表指示值的的波動變化較大，并且較為緩慢。

（2）壓力儀表。壓力儀表的常見故障有指針不動、指針抖動、指針不歸零、指示不正確等。而指針不動的主要原因，可能是旋塞未開或者是壓力表所連接的純水管堵塞等原因。指針抖動的原因可能是由于有損壞，或中心柱兩端彎曲、軸兩段轉(zhuǎn)動不同心等原因造成的。只是不正確，其主要體現(xiàn)在超出了允許誤差范圍，而其主要原因在于彈簧管因為溫度過高或者過載，而產(chǎn)生的變形或是旋塞泄漏等原因造成的。因此在壓力儀表當中判斷其是否故障時首先是根據(jù)儀表上的指針來確定其故障范圍，然后再進行排查，進行維修。

（3）流量儀表。流量儀表在故障排查時與上兩者的判斷相同，都是通過指針指示值來進行判斷的。但在故障判斷上與上兩者直接相比存在著較為復(fù)雜的程度。在對流量儀表進行故障排查時，如果其指示值顯示為最小，那么，首先判斷是否是由于顯示儀表不正常而導(dǎo)致的。如果顯示儀表一切正常，那么接下來便是對調(diào)節(jié)閥的開度進行檢查，若兩者都正常，那么就需要工作人員對系統(tǒng)的壓力以及管路的通暢程度進行逐一排查等，當然在這些基礎(chǔ)上要能夠保證操作的正確性。而如果由于流量儀表本身而出現(xiàn)故障，其主要原因可能是由于差壓變送器正壓泄漏或是由于過濾網(wǎng)堵塞而造成的。若在流量儀表上，其指示值顯示為最大，那么其主要可能是由于操作錯誤或是調(diào)節(jié)閥開關(guān)度不合理而導(dǎo)致的故障等。

（4）液位儀表。通常情況下液位儀表的指示值不正常，都是由于儀表本身而造成的。那么在故障排查的過程當中，如果儀表本身并沒有出現(xiàn)故障，那么操作人員可以通過手動控制液位來判斷是否是控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題而導(dǎo)致的儀表指示值不正常。如何判斷是否是液位控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題，就需要在遙控的過程當中去發(fā)現(xiàn)其是否跟著操作人員的遙控而發(fā)生變化，若長久保持穩(wěn)定，那么就可判定液位控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題。相反如果液位不穩(wěn)定，那么便可能是工藝故障。

3.自動化儀表的日常維護

(1)科學(xué)化管理制度

對自動化儀表的日常維護，首先需要制定維護管理制度，讓企業(yè)當中的儀表維護工作落實到個人，從而使維護工作能夠正式開展。第一，企業(yè)可以根據(jù)自身的實際狀況來制定巡回檢查制度，對儀表的檢查，制定檢查周期以及負責人等，在所規(guī)定的時間內(nèi)進行針對性的檢查，并且進行記錄。這樣通過對儀表的檢查，能夠發(fā)現(xiàn)其中的潛在問題，并給予相應(yīng)的解決方案，以及策略等，將故障發(fā)生扼殺在搖籃之中。使儀表的維護工作能夠發(fā)揮出其真正的作用。另外在巡回檢查制度當中，還要制定相關(guān)的要求，提高維護工作開展的效率和質(zhì)量。第二，企業(yè)可以制定分級管理儀表設(shè)備的工作內(nèi)容，在常規(guī)檢查的基礎(chǔ)上，對儀表進行分級的管理，提高儀表維護的重點的同時降低維護工作的工作量。這樣一來便能夠有效的提高儀表維護的工作效率。那么在其中，對儀表的維護工作開展，首先需要針對各個負責區(qū)域內(nèi)的重要儀表設(shè)備進行故障排查等基礎(chǔ)管理工作，在發(fā)現(xiàn)問題時應(yīng)當及時的進行科學(xué)有效的處理，防止發(fā)生故障。若故障已經(jīng)發(fā)生，那么相關(guān)的管理人員就要能夠承擔起維修責任，對其進行及時的補救措施，降低故障對企業(yè)所造成的損失。

(2)提高儀表使用年限

科學(xué)合理的管理制度，能夠有效的提高儀表使用年限，這對于企業(yè)來說能夠降低企業(yè)的維護成本。那么在對儀表進行日常維護工作開展過程當中，就需要采用科學(xué)合理的措施來提高儀表的使用年限。從儀表所處的環(huán)境進行分析對環(huán)境的溫度、壓力等結(jié)合儀表的材質(zhì)對其進行專項的維護。因此針對不同的儀表以及不同的作用就需要以不同的使用與維護方法來進行工作的開展。那么再對儀表進行維護時，就需要根據(jù)不同儀表的使用程度，以及所處環(huán)境來制定出儀表檢查的規(guī)定以及檢查內(nèi)容，從而根據(jù)科學(xué)合理的判斷明確儀表是否出現(xiàn)故障，故障所出現(xiàn)的根本原因等等做出科學(xué)合理的判斷后，采用專業(yè)的處理方法進行預(yù)防，使儀表的使用年限得到有效的提高，發(fā)揮出維修工作的作用。

4.自動化儀表維護策略

對自動化儀表進行維護時，首先維護工作人員要能夠具備科學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度來進行儀表維護工作。這樣才能夠使維護工作開展更加有效。那么企業(yè)首先就需要對工作人員開展相關(guān)的管理培訓(xùn)，提高儀表檢查技術(shù)以及工作人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，讓其在具備儀表故障分析能力的同時，對儀表的故障作出科學(xué)的判斷。在判斷的過程當中，時刻保持著嚴謹?shù)膽B(tài)度，不放過任何一個細節(jié)，使故障無處可逃。當儀表出現(xiàn)故障后，工作人員也能夠通過自身的專業(yè)技能來對其采用科學(xué)合理的故障排除措施或解決措施，來降低故障對企業(yè)所造成的影響。

(1)溫度低時的維護工作

外部原因當中的溫度對儀表維護工作的開展有著很大的影響。尤其是在寒冷的天氣當中對儀表維護工作的開展便會增大。為了防止溫度較低對儀表造成影響，那么，對儀表日常維護工作的工作人員就需要將重點放于檢測儀表的保溫和伴熱功能上。自動化儀表的溫度和伴熱功能通常是取決于其保溫材料的情況，那么在日常維護的檢查過程當中對儀表的保溫材料完好程度，以及儀表的切合程度來檢查儀表的保溫功能，在對其進行判斷后采用合理的措施進行維護，降低溫度過低對儀表造成的損壞，使其喪失正常的保溫功能。

(2)儀表的防雷維護

儀表的防雷維護主要是防止自然環(huán)境當中的雷擊對儀表造成的損害，導(dǎo)致儀表出現(xiàn)故障。為了能夠防止雷擊所造成的傷害在對儀表進行維護時，首先就需要做好其屏蔽雷電的措施。例如可以利用屏蔽體來對儀表做到防護的作用，屏蔽體本身能夠預(yù)防雷電所帶來的傷害，有效的阻止電磁脈沖能量的傳播，從而對儀表起到保護作用。其次，將儀表與接地金屬進行連接，當儀表遭到雷擊時將雷電所帶來的能量導(dǎo)入地下，有效的避免雷擊損壞儀表。或是將兩者共同應(yīng)用到儀表的防雷維護當中，從而大大降低雷電對儀表所帶來的影響。

(3)儀表的防腐維護

由于自動化儀表本身就由若干的自動化元件構(gòu)成的，而其中任何元件的損壞都會導(dǎo)致儀表出現(xiàn)故障。因此在儀表當中就需要對其中的元件進行防腐蝕維護。在儀表所處的環(huán)境當中，如果有一些腐蝕性的氣體，那么就會對儀表當中的元件造成損壞，使其喪失正常的使用功能。那么首先可以采用隔離防護的措施，對儀表設(shè)置隔離層或在其中注入保護氣體，來將其與腐蝕性的氣體進行隔絕。其次還可以采用特殊的材料，例如一些合金材料等來起到防腐的作用。

5.結(jié)語

綜上所述，自動化儀表在當前工業(yè)企業(yè)當中的應(yīng)用是非常普遍的，也是非常重要的。那么對其儀表的故障維護，也就有著非常重要的意義。企業(yè)需要制定相關(guān)的儀表日常維護管理制度，來提高儀表的使用年限，降低儀表故障發(fā)生的概率，從而提高自動化在企業(yè)生產(chǎn)當中的推進。