電氣自動(dòng)化儀器儀表的選型安裝及故障分析

趙國(guó)利

[摘 ? ?要]電氣自動(dòng)化儀器儀表在電網(wǎng)工業(yè)作業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用，為確保電氣自動(dòng)化儀器儀表正常工作運(yùn)行并進(jìn)一步延長(zhǎng)使用壽命，就需要針對(duì)選型安裝和故障原因開(kāi)展系列分析。通過(guò)明確電氣自動(dòng)化儀器儀表的選型安裝特點(diǎn)，從電磁流量計(jì)、金屬熱電阻和超聲波液位計(jì)三種常見(jiàn)設(shè)備的應(yīng)用入手，分析其選型安裝注意實(shí)現(xiàn)和常見(jiàn)故障原因，提升電氣自動(dòng)化儀器儀表的應(yīng)用效率和質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]電氣自動(dòng)化;儀器儀表;選型安裝

[中圖分類(lèi)號(hào)]TD67 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）08–0–03

[Abstract]Electrical automation instruments play an irreplaceable role in the power grid industrial operation. In order to ensure the normal operation of electrical automation instruments and further extend their service life， it is necessary to carry out a series of analysis on the selection and installation of atmosphere and the causes of faults. The purpose of this paper is to clarify the characteristics of the selection and installation of electrical automation instruments， start with the application of electromagnetic flowmeter， metal thermal resistance and ultrasonic liquid level meter， analyze the realization of selection and installation and the causes of common faults， and effectively improve the application efficiency and quality of electrical automation instruments.

[Keywords]electrical automation; instrument and apparatuse; model selection and installation

近年來(lái)我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)加快電網(wǎng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化，其中自動(dòng)化和智能化已經(jīng)成為工業(yè)儀器儀表應(yīng)用的必然趨勢(shì)，在電網(wǎng)工業(yè)作業(yè)中進(jìn)一步弱化了人工操作的作用并有效提高其工作效率。電氣自動(dòng)化儀器儀表是在電網(wǎng)工作作業(yè)過(guò)程中應(yīng)用與測(cè)量數(shù)據(jù)、控制系統(tǒng)和分析性能的重要工具。優(yōu)化電氣自動(dòng)化儀器儀表的選型安裝并加強(qiáng)其故障診斷和排除工作，對(duì)保護(hù)其高效穩(wěn)定的工作運(yùn)行狀態(tài)具有重要意義，同時(shí)可以在一定程度上延長(zhǎng)儀器儀表設(shè)備的使用壽命。

1 電氣自動(dòng)化儀器儀表的選型安裝特點(diǎn)

邏輯電路和時(shí)序電路是電氣儀器儀表的重要組成部分，這兩種電路可以完成特定時(shí)間段內(nèi)的特定運(yùn)行狀態(tài)記錄工作，但一旦超出特定的時(shí)間范圍進(jìn)入下一階段的電氣狀態(tài)，儀器儀表上一階段的全部記錄會(huì)丟失。在現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)的加持下，電氣儀表儀器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有內(nèi)存記錄的完整儲(chǔ)存并加強(qiáng)管理，在各類(lèi)電氣狀態(tài)下都可以保證電氣狀態(tài)信息的有效性。

①?gòu)臄?shù)據(jù)處理角度來(lái)看，在使用設(shè)備進(jìn)行電氣自動(dòng)化作業(yè)時(shí)可能會(huì)因各類(lèi)原因出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差、線(xiàn)性轉(zhuǎn)換等技術(shù)類(lèi)故障，電氣自動(dòng)化儀器儀表借助微處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化升級(jí)進(jìn)一步減輕電氣設(shè)備應(yīng)用負(fù)擔(dān)，在自身檢索功能優(yōu)化的加持下有效降低工廠安裝設(shè)備的難度。②電氣自動(dòng)化儀器儀表可應(yīng)用與編程，通常情況下軟件的編程模式需要借助存儲(chǔ)控制系統(tǒng)的支持，需要與系統(tǒng)的相關(guān)控制手段相結(jié)合，因此電氣自動(dòng)化儀器儀表選型安裝可以在軟件編程控制的加持下改變傳統(tǒng)電路邏輯，使設(shè)備結(jié)構(gòu)得以?xún)?yōu)化從而實(shí)現(xiàn)控制效率的明顯提升。③電氣自動(dòng)化儀器儀表的選型安裝需要滿(mǎn)足系統(tǒng)的各類(lèi)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)需要，電氣自動(dòng)化儀器儀表在計(jì)算過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理以提高設(shè)備計(jì)算結(jié)果的精確性。

2 電磁流量計(jì)

電磁流量計(jì)在應(yīng)用過(guò)程中是在法拉第電磁感應(yīng)遠(yuǎn)離的支持下進(jìn)行的，保持管道直徑與磁場(chǎng)磁感應(yīng)不發(fā)生變化的條件下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與流體體積間的關(guān)系具有較為明顯的線(xiàn)性特點(diǎn)，技術(shù)人員完成流量測(cè)量工作實(shí)際上就是測(cè)量感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小。電磁流量計(jì)具有不受溫度因素、壓力因素等干擾的優(yōu)越性，因此得以在化工纖維、鋼鐵、石油等工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。

2.1 電磁流量計(jì)使用注意事項(xiàng)

電磁流量計(jì)在使用過(guò)程中借助永磁或直流勵(lì)磁形成對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)，使用過(guò)程中其管道內(nèi)的導(dǎo)電性質(zhì)液體會(huì)在達(dá)到一定流速的條件下切割磁場(chǎng)，并最終形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作為測(cè)量對(duì)象。應(yīng)用電磁流量計(jì)的過(guò)程中測(cè)量電信號(hào)常常會(huì)受到外界環(huán)境中強(qiáng)電磁的干擾和影響，因此在使用過(guò)程中存在一定的不足和缺陷。

2.2 電磁流量計(jì)選型安裝要求

在進(jìn)行電磁流量計(jì)的選型和安裝環(huán)節(jié)可以通過(guò)以下幾方面完成。

（1）需要確保電磁流量計(jì)測(cè)量管口的直徑與管道系統(tǒng)直徑保持一致，同時(shí)儀表的量程需要控制在被測(cè)截至最大預(yù)計(jì)流量值之上。

（2）傳感器外殼部位有對(duì)應(yīng)的流向箭頭，安裝時(shí)需要確認(rèn)流向箭頭的指向與出廠設(shè)置的方向指向保持一致，因此需要在安裝環(huán)節(jié)前完成箭頭方向的檢查工作，同時(shí)需要注意傳感器有水平安裝與垂直安裝兩種模式。

（3）要確保傳感器的接地環(huán)有效接地，同時(shí)控制其接地電阻保持在允許范圍內(nèi)，尤其是管道材料為絕緣性質(zhì)或塑料時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注靜電摩擦產(chǎn)生的電位差，同時(shí)加強(qiáng)抗電磁干擾和抗振動(dòng)能力。

（4）安裝電磁流量計(jì)前需要檢查管道內(nèi)是否充滿(mǎn)液體，若液體的流動(dòng)呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)可以通過(guò)添加流體整流器做出調(diào)整，從而最大限度保證電磁流量計(jì)的測(cè)量精準(zhǔn)度。

2.3 電磁流量計(jì)常見(jiàn)故障分析

電磁流量計(jì)在使用過(guò)程中其常見(jiàn)的故障主要有以下3種：

（1）無(wú)流量型號(hào)輸出。當(dāng)出現(xiàn)無(wú)流量輸出的故障時(shí)，通常是其供電電源的使用過(guò)程出現(xiàn)偏差，或傳感器內(nèi)部零部件發(fā)生損壞。除此之外轉(zhuǎn)換器構(gòu)件出現(xiàn)損壞故障時(shí)同樣會(huì)導(dǎo)致無(wú)流量信號(hào)輸出故障的發(fā)生。

（2）輸出信號(hào)晃動(dòng)，這類(lèi)故障出現(xiàn)的主要原因是因?yàn)閮?nèi)部流體的流動(dòng)狀態(tài)產(chǎn)生了波動(dòng)，管道系統(tǒng)內(nèi)沒(méi)有被對(duì)應(yīng)液體填滿(mǎn)，或在外部電磁的干擾下發(fā)生變化，從而導(dǎo)致輸出信號(hào)晃動(dòng)故障的產(chǎn)生。

（3）零點(diǎn)不穩(wěn)定，當(dāng)管道系統(tǒng)內(nèi)部的流動(dòng)現(xiàn)象不明顯，測(cè)量管和傳感器接地環(huán)工作效果不理想，或測(cè)量管電極出現(xiàn)一定的污染問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致電磁流量計(jì)零點(diǎn)不穩(wěn)定故障的發(fā)生。

3 金屬熱電阻

3.1 金屬熱電阻選型安裝要求

在進(jìn)行金屬熱電阻的選型安裝環(huán)節(jié)時(shí)，首先要對(duì)安裝現(xiàn)場(chǎng)的條件和實(shí)際情況進(jìn)行詳盡地分析了解。例如，若金屬熱電阻處于較為惡劣的室外安裝環(huán)境中，需要對(duì)應(yīng)選擇鎧裝熱電阻;若金屬熱電阻的安裝現(xiàn)場(chǎng)面臨爆炸風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，需要對(duì)應(yīng)選擇隔爆型熱電阻;若金屬熱電阻需要應(yīng)用于測(cè)量機(jī)件斷面溫度時(shí)，需要對(duì)應(yīng)選擇測(cè)量效率相對(duì)較高的斷面熱電阻。進(jìn)行金屬熱電阻的安裝環(huán)節(jié)時(shí)，如果熱電阻的連接僅依靠?jī)筛鶎?dǎo)線(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致熱電阻受到電阻疊加并使其測(cè)量應(yīng)用的精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性大打折扣。因此為有效降低測(cè)量誤差出現(xiàn)的可能性，金屬熱電阻的安裝通常選擇三線(xiàn)制連接模式或四線(xiàn)制。

3.2 金屬熱電阻常見(jiàn)故障分析

進(jìn)行金屬熱電阻的常見(jiàn)故障分析需要對(duì)其設(shè)備結(jié)構(gòu)有一定的了解，并在掌握其基本組成部分的基礎(chǔ)上進(jìn)行故障分析，金屬熱電阻的組成部分示意圖如圖1所示。金屬熱電阻常見(jiàn)的故障類(lèi)型有4種：①金屬熱電阻得出的測(cè)量數(shù)據(jù)低于實(shí)際值或呈現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)，造成這類(lèi)故障的主要原因是金屬熱電阻內(nèi)部保護(hù)套管進(jìn)入了一定的灰塵，或接線(xiàn)柱連接處存在污垢。②測(cè)量值在儀表中顯示為無(wú)窮大，一般導(dǎo)致這類(lèi)故障問(wèn)題的產(chǎn)生原因是熱電阻本身或引線(xiàn)部位出現(xiàn)短路問(wèn)題，或因?yàn)榻泳€(xiàn)兩端出現(xiàn)一定的松動(dòng)。③金屬熱電阻的溫度關(guān)系產(chǎn)生一定的變化，這類(lèi)故障的發(fā)生原因主要是熱電阻內(nèi)部金屬絲受到了程度較為嚴(yán)重的氧化腐蝕。④測(cè)量值在儀表上顯示為負(fù)值，這類(lèi)故障的產(chǎn)生原因是顯示儀表與熱電阻的接線(xiàn)出現(xiàn)錯(cuò)誤，或是由于熱電阻在應(yīng)用過(guò)程中發(fā)生短路現(xiàn)象。

4 超聲波液位計(jì)

4.1 超聲波液位計(jì)選型安裝要求

在針對(duì)超聲波液位計(jì)進(jìn)行選型安裝的過(guò)程中，首先要針對(duì)超聲波液位計(jì)及其使用中的量程范圍、溫度、壓力、輸電方式等各因素進(jìn)行全面了解和測(cè)量。在常溫、常壓的條件下，應(yīng)用超聲波液位計(jì)對(duì)液體液位進(jìn)行實(shí)際測(cè)量是最適宜的選擇，超聲波液位計(jì)在這一應(yīng)用中具有穩(wěn)定可靠、安裝簡(jiǎn)易、可操作性強(qiáng)等優(yōu)越性。進(jìn)行超聲波液位計(jì)的安裝時(shí)，可采用法蘭安裝和螺紋安裝兩種安裝操作模式。技術(shù)工作人員在進(jìn)行超聲波液位計(jì)的安裝時(shí)需要重點(diǎn)規(guī)避其中存在的盲區(qū)，在合理范圍內(nèi)加長(zhǎng)安裝導(dǎo)管，并嚴(yán)控控制探頭輻射面兩段和導(dǎo)管斷面間的夾角，夾角度數(shù)需要超過(guò)換能器銳角。

4.2 超聲波液位計(jì)常見(jiàn)故障分析

一般情況下超聲波液位計(jì)的常見(jiàn)故障有4種：

（1）量程已滿(mǎn)或數(shù)據(jù)存在任意現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)這類(lèi)故障問(wèn)題時(shí)通常是因?yàn)榘惭b超聲波液位計(jì)的過(guò)程中其安裝位置控制不合理，導(dǎo)致測(cè)量工作中存在部分盲區(qū)。

（2）無(wú)輸出信號(hào)、回波無(wú)法檢測(cè)或數(shù)據(jù)呈現(xiàn)波動(dòng)不穩(wěn)定狀態(tài)。這是由于在對(duì)液體進(jìn)行測(cè)量時(shí)其表面存在大量氣泡，或容器內(nèi)部存在攪拌器導(dǎo)致被測(cè)液體呈現(xiàn)較大波動(dòng)，其產(chǎn)生的氣泡和紋波會(huì)吸收超聲波從而導(dǎo)致回波信號(hào)進(jìn)一步降低。

（3）測(cè)量數(shù)據(jù)呈現(xiàn)不穩(wěn)定跳動(dòng)，出現(xiàn)這類(lèi)故障時(shí)是因?yàn)槌暡ㄒ何挥?jì)的單獨(dú)接地工作呈現(xiàn)不可靠狀態(tài)，或其在測(cè)量過(guò)程中被狹長(zhǎng)電磁所干擾。

（4）測(cè)量值相比實(shí)際值較低，這類(lèi)故障出現(xiàn)的主要原因是因?yàn)楸粶y(cè)液體呈現(xiàn)較高的溫度，其產(chǎn)生大量的水蒸氣和水霧會(huì)對(duì)超聲波的輸出和接受產(chǎn)生較大干擾與限制。

5 儀器儀表生命周期的管理與維護(hù)

在應(yīng)用各類(lèi)電氣自動(dòng)化儀表儀器的過(guò)程中，通常情況下其使用周期會(huì)在一定程度上受到外界因素的影響，因此可以通過(guò)全面掌握儀器儀表的特性和使用環(huán)境，選擇科學(xué)正確的使用方法和檢修方案，并重點(diǎn)明確維護(hù)檢修的注意事項(xiàng)。電氣自動(dòng)化儀表儀器的管理與維護(hù)具有一定的復(fù)雜性，要求工作人員重視細(xì)節(jié)對(duì)其開(kāi)展有效處理。①管理部門(mén)需要加強(qiáng)對(duì)電氣自動(dòng)化儀表儀器的故障分析和排除工作。對(duì)電氣自動(dòng)化儀器儀表的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、使用環(huán)境和故障案例深度分析并整理數(shù)據(jù)，保證其使用過(guò)程中一旦發(fā)生故障可以應(yīng)用科學(xué)有效的排故措施解決。②在電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷升級(jí)過(guò)程中，需要針對(duì)一些比較重要的核心儀器儀表開(kāi)展重點(diǎn)維護(hù)管理，這類(lèi)儀器儀表的使用記錄需要單獨(dú)建檔儲(chǔ)存，保證在后期進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)時(shí)有據(jù)可循。

6 結(jié)束語(yǔ)

基于電氣自動(dòng)化儀器儀表設(shè)備顯示清晰、測(cè)量精確、操作簡(jiǎn)易等優(yōu)越性，其在各工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，具有極高的應(yīng)用價(jià)值和地位，因此，從電氣自動(dòng)化儀器儀表的選型安裝和故障分析角度開(kāi)展研究對(duì)有效提升其數(shù)據(jù)測(cè)量的高效性和精確性具有至關(guān)重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳好.探討電氣自動(dòng)化儀器儀表的選型安裝與故障[J].低碳世界，2020，10（12）：93-94.

[2] 郭翔宇.電氣自動(dòng)化儀器儀表控制技術(shù)[J].電子測(cè)試，2021（2）：105-106.

[3] 彭雙光.電氣自動(dòng)化礦用儀器儀表的選型安裝及故障分析[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2019（1）：43-44.

[4] 田炎鑫.工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表控制分析[J].設(shè)備管理與維修，2020（22）：110-111.

[5] 曹暉.工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表控制的相關(guān)分析[J].設(shè)備管理與維修，2020（3）：146-147.

[6] 孫瑜鴻，張舒，胡東曉，等.工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表控制新探[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2020，10（12）：147-148.

[7] 張佳嘉.工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表控制策略研究[J].科技風(fēng)，2019（36）：152.