自動化儀表維護措施及常見故障探析

何金彪

[中圖分類號] TQ056

[文獻標志碼]A

[文章編號]2095-6487 （2021） 02-0120-03

Analysis of Maintenance Measures and Common Failures of Automatic Instruments

He Jin-biao

[ Abstract] Wirh the coordinated development of today's social economy and science and technology， the pace of automation in petrochemicalenterprises is getting faster and faster. Especially since the application of automation and intelligent technology， petrochemical companies have achievedfurther automation development. In the automated production of petrochemical enterprises， automation instnunents play an indispensable role. If suchinstruments fail， it will have an adverse effect on the normal operation of the entire automation system， and then affect the production efficiency， qualiryand even safery of petrochemical enterprises.一Based on this， this article analyzes the common failures of automation instruments in petrochemicalenterprises and their maintenance measures， so as to ensure the good operation of automation instruments and give play to their application advantages inpetrochemical enterprises

[ Keywords] petrochemical enterprises; automated instruments; common failures; maintenance measures

1 自動化儀表概述

自動化儀表指的是基于當今先進的自動化技術(shù)而產(chǎn)生和應(yīng)用的一類儀表，其主要的組成部分是各類的傳感元件以及具備測量和顯示等各項功能的器具設(shè)備，比如傳感器、顯示器以及變送器。自動化儀表的土要優(yōu)勢在于精度高、清晰度高、操作簡單。目前，自動化儀表在工業(yè)領(lǐng)域中被廣泛地應(yīng)用。如果按照用途進行劃分，自動化儀表主要包括溫度儀表、壓力儀表和流量儀表等[1]。本義主要對溫度、壓力以及流量這三種自動化儀表的常見故障診斷及其維護措施進行分析。

2 自動化儀表的典型故障表現(xiàn)

2.1 溫度儀表的典型故障表現(xiàn)

溫度儀表土要是將管道以及生產(chǎn)內(nèi)外的溫度作為依據(jù)來實現(xiàn)溫度控制，此類儀表可以按照熱電阻儀表和熱電偶儀表來進行劃分。在石化企業(yè)的生產(chǎn)過程中，通常將溫度儀表安裝在工藝管線、設(shè)備（塔、罐、電機、壓縮機等設(shè)備）、1‘式變壓器或者是高低壓開關(guān)柜等的這些位置。在具體應(yīng)用過程中，如果發(fā)現(xiàn)溫度儀表中所顯示的數(shù)據(jù)幾乎一直不變，且與實際測量溫度不能到一致的變化幅值時，則很可能是熱電阻（熱電偶）短路或者斷路，已經(jīng)無法準確測量出實際的溫度值。如果溫度儀表中顯示的數(shù)據(jù)突然變得不穩(wěn)定，可能是突然性上升或者是下降，且顯示出的數(shù)字接近于溫度儀表自身的額定值，則可能是變動器內(nèi)的放大器出現(xiàn)了故障。

2.2 壓力儀表的典型故障表現(xiàn)

壓力儀表的主要功能是進行液體和空氣等的壓力測試，在自動化設(shè)備中，壓力儀表是最為重要的一個組成部分。壓力儀表可以按照膜片式壓力儀表以及閉環(huán)式壓力儀表等來進行劃分。在壓力儀表出現(xiàn)故障的情況下，最顯著的一個表現(xiàn)是顯示值發(fā)生變化。比如，在壓力表內(nèi)部出現(xiàn)故障的情況下，壓力表會表現(xiàn)為讀數(shù)過快且伴有一定程度的振蕩存在;如果壓力表電源接線錯誤或者是接觸不良，壓力表所顯示的壓力值將會和實際壓力值存在很人差距[2]。

2.3 流量儀表的典型故障表現(xiàn)

在石化企業(yè)的生產(chǎn)過程中，流量儀表有著非常廣泛的用途，同時其故障和異常現(xiàn)象電最為常見。一般情況下，流量儀表的土要故障人多體現(xiàn)在顯示值上，包括顯示值最人、顯示值最小以及顯示值不穩(wěn)定等。如果壓力儀表的內(nèi)部出現(xiàn)問題，便會出現(xiàn)最人值現(xiàn)象;如果壓力儀表操作不當，便會出現(xiàn)最小值現(xiàn)象;如果壓力儀表內(nèi)部出現(xiàn)故障，且在由自動到手動調(diào)節(jié)變化時的波動變小，便會出現(xiàn)數(shù)值不穩(wěn)定情況。

3 自動化儀表的故障診斷方法

在對電氣自動化儀表進行具體應(yīng)用的過程中，運維人員應(yīng)掌握一些常用的診斷儀表故障方法，只有合理應(yīng)用這些診斷方法，才能盡快查明故障的位置和原因，并通過有效的措施使其得到及時修復(fù)，以此來保障自動化儀表的正常運行，為石化企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)提供良好保障。具體的自動化儀表故障診斷過程中，運維人員應(yīng)通過以下幾種方法來進行診斷。

3.1 通過外觀檢查來進行故障診斷

具體診斷中，運維人員首先對自動化儀表的外殼、表盤、旋鈕以及指針等來進行觀察，檢查儀表的零點;然后應(yīng)該對各種的連線以及插件迸行觀察;最后應(yīng)該觀察自動化儀表中的繼電器、保險絲、零部件排列以及各個元件焊點等。如果這些部位出現(xiàn)異常，應(yīng)及時進行維修處理;如果這些部件正常，則需要做進一步故障診斷。

3.2 通過開機檢查來進行故障診斷

在進行石化企業(yè)自動化儀表的故障診斷中，開機檢查也是一項重要的故障診斷方式。在開機之后，首先應(yīng)該檢查各種的發(fā)光元件，看這些元件是否可以正常發(fā)光。然后需要檢查儀表的聲音，主要檢查儀表開機運行中是否有異常響動。接下來是檢查儀表運行過程中是否有放電、冒煙等異常情況，是否散發(fā)出焦糊味等的異常氣味。同時應(yīng)檢查電機等的各項發(fā)熱元件溫度，看其運行溫度是否能夠控制在額定值以內(nèi)。最后需要對儀表的齒輪嚙合情況、機械傳動情況、變形情況、磨損以及卡死情況等進行全而檢查。

3.3 通過電壓法來進行故障診斷

在石化企業(yè)進行自動化儀表的故障診斷過程中，可借助于萬用電壓表來檢測可能有故障位置的電壓。比如，可以通過直流電壓測量法檢測直流供電電壓、電子管以各個集成管引出角的對地電壓;也可以通過交流電壓測量的方法檢測交流穩(wěn)壓器等的輸出電壓。如果經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)某些位置電壓存在異常，則表明這些位置便是故障發(fā)生的位置。

3.4 通過斷路法來進行故障診斷

在對故障位置做初步判斷之后，可以通過故障位置斷路法來進行診斷。其主要的方法是把出現(xiàn)了故障的位置做斷路處理，使其與整體的電路斷開，并觀察儀表故障是否消失。

4 自動化儀表的故障診斷分析

4.1 壓力傳感器故障診斷

在石化企業(yè)的自動化儀表中，壓力傳感器是壓力儀表中的主要組成部分，如果壓力傳感器出現(xiàn)故障，壓力儀表將會元法正常使用。因此在具體故障診斷中，應(yīng)格外重視壓力傳感器的故障診斷。具體診斷中包括以下幾點。

（1）如果壓力傳感器接口位置出現(xiàn)泄露或堵塞，即使實際壓力比較高，變送器所顯示出的壓力數(shù)據(jù)也不會發(fā)生較人變化。之所以會出現(xiàn)這樣的情況，通常是因為壓力取壓接口處連接不好或工藝工況變化導(dǎo)致接口處變形及堵塞，同時也可能是傳感器出現(xiàn)損壞。

（2）對變送器進行加壓處理，如果輸出并未發(fā)生變化，再一次加壓后出現(xiàn)變化，泄壓之后，變送器不能回歸零位，則很可能是傳感器密封圈存在問題，比如傳感器擰緊程度過人，導(dǎo)致密封圈進入引壓口內(nèi)，堵塞住了傳感器，這時如果沒有足夠的壓力進行加壓，輸出就不會發(fā)生變化。而在過壓的情況下，密封圈便會被沖開，傳感器也就可以接受壓力，進而發(fā)生變化。對于此類故障，在診斷過程中，可以將傳感器拆下，然后看零位是否正常，如果零位不正常，應(yīng)做好零位調(diào)整;如果零位正常，則需要更換密封圈。

（3）如果壓力源出現(xiàn)了壓力波動，變送器中所輸出的壓力信號也會呈現(xiàn)出一種不穩(wěn)定狀態(tài)。之所以會出現(xiàn)這樣的情況，其主要原因可能是傳感器自身故障，也可能是傳感器的抗干擾能力不夠強。

（4）如果變動器壓力表以及指針式壓力表有偏差出現(xiàn)，這種現(xiàn)象屬于正常現(xiàn)象，不需要通過多復(fù)雜的方式進行故障診斷與處理，只需控制好偏差，使其不超出一定范圍即可。

4.2 流量計的故障診斷

如果流量計顯示值達到了最高值，一般會先進行檢測儀表檢查，如果檢測儀表正常，則需要對調(diào)節(jié)閥做出適當?shù)卣{(diào)整，若調(diào)整之后流量顯示值可以降低，則說明操作工藝出現(xiàn)了問題。

如果流量計顯示值是最低值，但是檢測儀表未檢查出故障，則需要檢查顯示儀表，如果現(xiàn)場的檢測儀表也顯示了最低值，則需要檢查調(diào)節(jié)閥具體開度，如果調(diào)節(jié)閥的開度正常，則故障一般是由于操作不當所引起;如果調(diào)節(jié)閥的開度是零，則故障很有可能存在于調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥這兩者之間。

4.3 溫度控制儀表故障診斷

在溫度控制儀表的應(yīng)用過程中，如果其指示值產(chǎn)生較人變動，且經(jīng)常出現(xiàn)最小值或者是最人值，則很可能是系統(tǒng)發(fā)生了故障。其主要原因是變送器放大器失靈、補償導(dǎo)線斷開或者是熱電阻斷路等。如果儀表示值振蕩速度很快，則很可能是PID控制參數(shù)調(diào)整不當所致。就石化企業(yè)的溫度控制儀表而言，其系統(tǒng)土要的組成元件包括熱電偶以及熱電阻等的這些溫度測量元件，在通過這些元件采集溫度信號之后，變送器會將這些信號轉(zhuǎn)變成標準信號，再將其發(fā)送到DCS系統(tǒng)予以顯示。如果DCS系統(tǒng)發(fā)生故障，溫度顯示值將會為零，具體診斷中，首先需要檢查DCS系統(tǒng)的模塊輸入信號，如果輸入信號是4 mA，則表明變送器所發(fā)出的信號與之相一致。然后需要分析儀表故障，在此過程中，需要測量熱電偶信號，如果熱電偶信號正常，則很有可能是變送器出現(xiàn)了故障，因為變送器故障將會讓輸出的變送電壓信號始終是4 mA，進而使得DCS系統(tǒng)溫度指示值始終為零。對于這一類的故障，在檢修過程中，應(yīng)及時做好變送器維修，如果維修之后依然無法恢復(fù)，則需要對變送器更換處理。

5 自動化儀表的維護措施

在石化企業(yè)對自動化儀表進行維護的過程中，土要通過兩個方而來加以維護，第一是儀表方面的維護，第二是人為方面的維護，以下是具體的維護措施分析。

5.1 自動化儀表方面的維護措施

在石化企業(yè)的自動化儀表應(yīng)用過程中，為了在自動化儀表方而確保其正常運行，運維人員需做好儀表外觀的及時清理，使其表而保持干凈整潔，同時應(yīng)加強對機械滑動部分的重視，如出現(xiàn)銹蝕或者是運行不良等的傾向，須及時進行擦拭和潤滑處理。因為石化企業(yè)的自動化儀表人多工作在具有腐蝕性的環(huán)境中，且環(huán)境中含有大量的粉塵，所以在維護過程中，一定要定期對變送器、定位器、閥門氣缸、閥桿轉(zhuǎn)軸等的這些都件進行清理，對閥門和變送器等部件做好密封措施，保持插頭和插座等的清潔。通過這樣的方式，才可以讓自動化儀表得以正常運行，最大限度地降低故障發(fā)生概率。

5.2 人為方面的維護措施

在石化企業(yè)的自動化儀表應(yīng)用過程中，為有效避免人為因素所導(dǎo)致的儀表故障，企業(yè)一定要做好人為方面的維護措施。①制定完善的自動化儀表的檢修制度，并使其在儀表的具體應(yīng)用中得以嚴格落實。②每天安排專業(yè)的巡檢小組來進行自動化儀表的運行情況巡視，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，并及時提出應(yīng)對措施并處理。③對變動器的線型指標、耐壓指標以及變差指標等加以重視，并將調(diào)零彈簧調(diào)整到最佳位置。④應(yīng)加強所有操作人員及技術(shù)培訓(xùn)，避免操作不當引發(fā)的儀表故障。通過這樣的方式，才可以保障自動化儀表在石化企業(yè)中的正常運行。

6 結(jié)束語

綜上所述，在石化企業(yè)的自動化儀表應(yīng)用中，科學合理的故障診斷和維護是保障儀表正常運行、提升企業(yè)生產(chǎn)效果及其安全的關(guān)鍵。所以在此類儀表的具體應(yīng)用中，石化企業(yè)一定要全而明確其典型故障現(xiàn)象，掌握故障診斷方法，以此來實現(xiàn)自動化儀表故障的準確診斷。同時，企業(yè)也應(yīng)該加強自動化儀表的日常維護工作，最大限度地避免儀表故障發(fā)生，保障儀表正常運行，促進石化企業(yè)的皂好生產(chǎn)、經(jīng)營與發(fā)展。