自動控制系統(tǒng)中電氣儀表的故障及維護(hù)

王靜，賈風(fēng)柱

(1.內(nèi)蒙古榮信化工有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000；2.鄂爾多斯市轉(zhuǎn)龍灣煤炭有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

0 引言

現(xiàn)階段，在我國經(jīng)濟(jì)與科技迅猛發(fā)展的社會背景下，電氣儀表在整個自動控制系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越大的作用，這是現(xiàn)代化社會發(fā)展下的必然趨勢和必然結(jié)果。由此可見，全面加強(qiáng)電氣儀表的故障分析與維護(hù)處理是必不可少的。因此，必須根據(jù)具體問題具體分析，從維護(hù)與管理兩個角度著手，嚴(yán)格規(guī)范電氣儀表的維護(hù)制度，并嚴(yán)格落實相應(yīng)的維護(hù)措施，保障自動化控制系統(tǒng)中電氣儀表的性能，有效減少或者避免常見的電氣儀表故障問題，切實滿足社會發(fā)展的實際需求的同時，提高作業(yè)的質(zhì)量和效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的同步發(fā)展[1]。

1 電氣自動化儀表的管理及維護(hù)內(nèi)容

電氣自動化儀表是當(dāng)前生產(chǎn)的核心與關(guān)鍵所在，其應(yīng)用與當(dāng)下社會發(fā)展相契合，符合現(xiàn)代化發(fā)展的具體要求，對于進(jìn)一步提高工作質(zhì)量和工作效率有著積極的意義和深遠(yuǎn)的影響。與此同時，在我國經(jīng)濟(jì)與科技的雙重支撐下，自動化電氣儀表在性能上做出了極大的改變，有效地避免了傳統(tǒng)儀表存在的功能欠缺問題，在很大程度上降低了工作量和工作的難度性，一方面提高了工作的安全性，另一方面為工作人員提供了極大的便利條件。但是，從當(dāng)前電氣自動化儀表的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，依然面臨著一些局限性和弊端問題，尚未得到科學(xué)有效的解決，在管理和維護(hù)兩個方面相對薄弱，不利于儀表性能的穩(wěn)定發(fā)揮。因此，全方位、多層次、多角度的加強(qiáng)管理和維護(hù)是至關(guān)重要的。

1.1 定期保養(yǎng)

定期保養(yǎng)對于電氣自動化儀表性能的發(fā)揮有著重要的意義。此項工作主要安排相應(yīng)的工作人員對電氣儀表進(jìn)行定期保養(yǎng)，其目的是更好的維護(hù)儀表性能。定期保養(yǎng)主要包括清潔、保養(yǎng)和功能養(yǎng)護(hù)三個方面。在此過程中，基于電氣儀表種類、大小、規(guī)格等存在較大的差異性，故而必須每種不同的電氣自動儀表進(jìn)行維護(hù)，合理安排維護(hù)內(nèi)容與周期[2]。

1.2 冬季保溫

冬季保溫是電氣自動化管理與維護(hù)的一大重要環(huán)節(jié)，必須予以充分的重視。針對冬季保溫管理工作的開展，要求相關(guān)工作人員嚴(yán)格按照電氣自動化儀表的使用要求，結(jié)合其性質(zhì)特點(diǎn)實現(xiàn)電氣自動化儀表溫度的科學(xué)控制。

1.3 設(shè)備防腐

采取保護(hù)與預(yù)防相結(jié)合的方式，最大化地減少客觀因素對儀表各個零件的腐蝕與損害。

1.4 防雷保護(hù)

最大化地減少或避免電氣自動化儀表遭受雷電侵襲的概率，加強(qiáng)保護(hù)措施。

2 電氣自動化儀表常見故障

2.1 調(diào)節(jié)閥故障

調(diào)節(jié)閥故障在電氣自動化儀表故障中十分常見。在電氣自動化儀表的使用中，調(diào)節(jié)閥的主要承擔(dān)的任務(wù)是調(diào)整相關(guān)參數(shù)，更好的適應(yīng)實際需求，確保儀表的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2 波動故障

眾所周知，彈簧剛度與電氣自動化儀表波動故障息息相關(guān)。一旦彈簧剛度偏小，便會大大降低電氣自動化儀表在使用中穩(wěn)定性，與此同時，調(diào)節(jié)閥信號也會發(fā)出不穩(wěn)定信號，此時可以判斷為波動故障。當(dāng)電氣自動化儀表的閥門固有頻率與系統(tǒng)頻率吻合，勢必會引起共振問題，從而對自動化儀表性能造成極大的傷害，導(dǎo)致儀表報廢[3]。

2.3 卡堵故障

從卡堵故障問題的角度來分析，焊渣堵塞、管道生銹是兩大重要成因，通常容易發(fā)生在節(jié)流閥部位。

2.4 系統(tǒng)電源故障

眾所周知，電源故障與自動化儀表系統(tǒng)息息相關(guān)，從造成該故障的因素角度來看，主要原因是插頭接觸不良、線路負(fù)載不匹配，供電線路事故、元件損壞等方面。

2.5 系統(tǒng)傳輸故障

數(shù)據(jù)傳輸是自動化儀表工作中不可避免的一項工作，且在日常的工作過程中，時常會有新的設(shè)備加入。而造成該故障的主要因素就在于這個新加入的設(shè)備，進(jìn)而導(dǎo)致動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器更新與系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)生脫離，出現(xiàn)人機(jī)界面死機(jī)，導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)行。

2.6 系統(tǒng)干擾故障

在自動化儀表使用過程中，系統(tǒng)干擾故障主要出現(xiàn)在一些復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境中，其中，系統(tǒng)屏蔽故障、接地不良是最為常見的兩種故障形式，都會導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)出現(xiàn)問題，極大地影響了整體運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

3 電氣自動化儀表管理與維護(hù)具體措施

3.1 制定分級管理制度，做好預(yù)防性管理工作

電氣自動化儀表與日常的生產(chǎn)問題和安全問題息息相關(guān)，因此，加強(qiáng)管理和維護(hù)就顯得尤為重要。在實際使用電氣自動化儀表的過程中，儀表與空氣是直接接觸的關(guān)系，故而受外部環(huán)境因素的影響相對較大，當(dāng)儀表所面臨的環(huán)境條件發(fā)生變化時，儀表的安裝、運(yùn)行也會發(fā)生相應(yīng)的改變。此時，為了進(jìn)一步提高管理和維護(hù)的質(zhì)量和效率，必須根據(jù)具體情況具體分析，并安排專業(yè)人員對儀表的工作環(huán)境進(jìn)行深入的了解，特別是針對溫度、光照和濕度，必須予以足夠的重視。與此同時，工作人員應(yīng)結(jié)合實際情況和需求制定有針對性的管理和維護(hù)對策，實施分層管理，自上而下，分工明確。在此基礎(chǔ)上，相關(guān)企業(yè)在電氣自動化儀表的管理和維護(hù)工作中，要不斷根據(jù)實際情況對分層管理制度作出及時的優(yōu)化與調(diào)整，積極開展預(yù)防性管理工作，做到防患于未然。例如：設(shè)計主管要定期對電氣儀表進(jìn)行全面的檢查與維護(hù)，合理安排周期，一般情況下分為每季、每月和每周三大類。同時，也應(yīng)科學(xué)合理的劃分管理等級，以電氣儀表的性質(zhì)、功能、損壞程度為基礎(chǔ)，針對一些質(zhì)量好、故障率低、使用率低的儀表實施一級維護(hù)，精密儀器等高質(zhì)量作業(yè)實施二級維護(hù)，并采取定期或不定期檢查的方式進(jìn)行管理。除此之外，儀表制造商方面也必須予以充分的重視，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)與管理人員之間的溝通和交流，承擔(dān)起對應(yīng)的檢修工作?？偠灾?，分層管理制度是管理的核心與關(guān)鍵所在，也是實現(xiàn)有效預(yù)防的重要途徑，分層管理制度必須層層落實在電氣自動化儀表的使用中，這點(diǎn)是至關(guān)重要的[4]。

3.2 提高管理和維護(hù)意識

目前，從電氣儀表的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，其在維護(hù)與管理方面依然有所欠缺。由此可見，為進(jìn)一步促進(jìn)電氣自動化儀表的管理和維護(hù)工作的順利開展，提高管理和維護(hù)意識是至關(guān)重要的。因此，領(lǐng)導(dǎo)者應(yīng)樹立良好的前瞻性，明確發(fā)展方向，從思想上認(rèn)識到自動化電氣儀表維護(hù)與管理的重要性，并不斷引導(dǎo)管理者和工作人員深度落實，從而有效的延長電氣儀表的使用壽命，保證其性能的正常發(fā)揮。除此之外，領(lǐng)導(dǎo)人員和管理者應(yīng)加大溝通和交流力度，加大儀表維護(hù)和管理的投入力度，為其提供源源不斷的資金支持、技術(shù)支持、人才支持，切實提升企業(yè)內(nèi)部的儀表管理和維護(hù)水平。

3.3 完善自動化儀表巡檢管理，開展定期巡回檢查

在自動化儀表日常維護(hù)管理中，加強(qiáng)巡檢是必不可少的，同時也應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)管理力度，嚴(yán)格落實巡檢制度。針對自動化儀表巡檢管理，應(yīng)立足實際，充分結(jié)合自動化儀表維護(hù)管理制度和實際需求，制定切實可行的巡查計劃，確定其范圍、路線和流程。在此過程中，針對路線問題，必須在時間合理的基礎(chǔ)上，考慮到巡檢工作的實際性和效率問題。例如：針對壓力變動器等自動化儀表設(shè)備，其在使用過程中的頻率相對較大，且日常使用過程中非常容易積灰積油，因此，在巡檢過程中要特別注意排污加護(hù)方面的檢查。而針對一些電磁等調(diào)節(jié)閥和流量計設(shè)備，其在冬季保溫方面必須予以充分的重視，根據(jù)具體問題具體分析，制定詳細(xì)的、科學(xué)的、合理的冬季保溫巡檢計劃，從而更好地確保設(shè)備的正常運(yùn)行。除此之外，定期的巡回檢查是加強(qiáng)電氣自動化儀表維護(hù)和管理中的一大重要環(huán)節(jié)。

作為一項重點(diǎn)工作，定期巡回檢查也應(yīng)注重方式方法的科學(xué)性和合理性，從而最大化的發(fā)揮巡回檢查的優(yōu)勢與價值，提高實際效果。首先，應(yīng)配備專業(yè)的巡回檢查人員，提高其專業(yè)性，一方面要求相關(guān)工作人員必須明確巡回檢查的周期和目的，針對巡檢的時間問題，具體可精確到小時，另一方面要求其對電氣自動化儀表的功能和特點(diǎn)進(jìn)行深入的了解，明確巡回檢查內(nèi)容，精確了解電氣自動化儀表的運(yùn)行情況和實際參數(shù)。其次，應(yīng)進(jìn)一步規(guī)范定期巡回檢查，制定科學(xué)合理的制度體系，并嚴(yán)格落實，細(xì)分到每個管理人員和工作人員，并結(jié)合相關(guān)任務(wù)和規(guī)定，劃分為小組，以便于及時的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，更好的保障巡檢工作的順利開展。最后，在實際定期巡回的過程中，要根據(jù)具體情況具體分析，不斷的積累經(jīng)驗和總結(jié)經(jīng)驗，做出詳細(xì)的工作記錄，以便參考，切實提升管理和維護(hù)的總體水平[5]。

3.4 建立完善的排污方案，開展定期儀表清潔

綜合分析電氣自動化儀表的故障因素，不難發(fā)現(xiàn)，很大一部分的故障因素都與清潔問題直接有關(guān)。因此，在開展相應(yīng)的管理和維護(hù)工作時，加強(qiáng)定期的儀表清潔是當(dāng)前必須解決的一大重要問題。例如：以浮筒液位計為主，由于其直接與外界接觸，且在長時間不間斷的使用下，空氣中的各種雜質(zhì)和灰塵勢必會造成堆積，而自動化電氣儀表作為一種高精度儀器，在灰塵的堆積下會對儀表的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成極大的負(fù)面影響，同時在精確度上也在產(chǎn)生了一些偏差。因此，為了避免由于灰塵問題而引發(fā)的不利因素，必須切實加強(qiáng)自動化電氣儀表的管理力度和維護(hù)力度，制定建立完善的排污方案和相應(yīng)的制度體系，嚴(yán)格規(guī)范儀表清潔，定期開展儀表清潔。與此同時，在定期儀表清潔的過程中，要求相關(guān)工作人員結(jié)合儀表情況，科學(xué)規(guī)定儀表的檢查次數(shù)和頻率，并做出清潔記錄，一方面有助于保證設(shè)備性能的正常發(fā)揮，另一方面也便于為后期清潔工作的參考。除此之外，在實際清潔工作開展的過程中，也應(yīng)注重方式方法的合理性，科學(xué)選擇清潔工具，嚴(yán)格按照儀表類型來確定是否需要清潔，充分明確需要清潔的部位，避免清潔過程中對自動化儀表帶來的損害。

3.5 積極應(yīng)用監(jiān)測模型分析技術(shù)

監(jiān)測模型技術(shù)對于查找故障因素有著積極的作用，近年來受到了極大的推廣與應(yīng)用，大大提升了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。從大體上來看，監(jiān)測模型中監(jiān)測的途徑如下：首先，經(jīng)過對控制系統(tǒng)的研究，進(jìn)一步建立數(shù)學(xué)模型，并對該模型進(jìn)行預(yù)先判斷，查找并分析故障因素，最大化的減少運(yùn)作過程中出現(xiàn)的問題。其次，通過生成的實驗數(shù)據(jù)，獲得各種故障的波形圖，并對其進(jìn)行分析，最后對這些故障規(guī)則進(jìn)行總結(jié)判斷。通過對系統(tǒng)運(yùn)行中的監(jiān)測，可以有效發(fā)現(xiàn)故障以及隱患，并且可以更好的解決這些問題，提高運(yùn)行過程中系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少故障的發(fā)生。

3.6 采用周期性維護(hù)技術(shù)，進(jìn)行生命周期管理

進(jìn)一步保障管理和維護(hù)的科學(xué)化和合理化對于有效降低儀表故障有著重要的意義。在整個全生命周期管理的過程中，儀表管理應(yīng)貫穿始終，落實到工作的方方面面，從而更好的保障電氣自動化儀表的運(yùn)轉(zhuǎn)。一方面，相關(guān)人員首先要了解儀表的性質(zhì)和特點(diǎn)，對其環(huán)境條件作出科學(xué)合理的評估，另一方面，應(yīng)根據(jù)具體情況具體分析，制定相應(yīng)的檢修方案，突出維護(hù)管理和檢修工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)，特備是針對溫度和濕度、壓力等方面?；诖?，必須全面加強(qiáng)生命周期管理力度，全方位、多層次、全過程的加大周期性維護(hù)技術(shù)的應(yīng)用范圍，科學(xué)控制實際參數(shù)，實現(xiàn)儀表內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境的實時監(jiān)測，并根據(jù)實際條件制定對應(yīng)的應(yīng)急管理策略，使得電氣自動化儀表可以高效運(yùn)轉(zhuǎn)。在此基礎(chǔ)上，為確保相關(guān)儀表自動化設(shè)備的有效運(yùn)行，應(yīng)該積極采用周期性的維護(hù)技術(shù)，精細(xì)化開展維護(hù)工作。首先，針對儀表自動化設(shè)備的選型以及安全儀表配置環(huán)節(jié)必須予以充分的重視，積極引進(jìn)先進(jìn)的自動化儀表，進(jìn)一步保障其穩(wěn)定性與質(zhì)量問題。其次，在日常的維護(hù)工作中，必須對電氣儀表的運(yùn)行參數(shù)作出詳細(xì)的記錄，并根據(jù)額定參數(shù)信息深度分析和判斷按內(nèi)部元件的更換問題，嚴(yán)格把控元件的質(zhì)量問題，這點(diǎn)是至關(guān)重要的。最后，在周期性維護(hù)的工作中，要求相關(guān)工作人員明確各個維護(hù)周期的工作標(biāo)準(zhǔn)和任務(wù)，嚴(yán)格按照周期性維護(hù)的制度要求執(zhí)行工作，提高規(guī)范性，在責(zé)任范圍內(nèi)靈活、熟練的應(yīng)用周期維護(hù)技術(shù)完成自身工作[6]。

3.7 合理運(yùn)用儀表檢修方法

儀表的檢修方法在一定程度上關(guān)系著儀表運(yùn)行的優(yōu)良性，合理的檢修方法一方面可以更好的提高檢修的質(zhì)量和效率，降低難度性，另一方面有助于更好的發(fā)現(xiàn)自動化電氣儀表性能方面的問題，提高其使用壽命。在實際自動化儀表維護(hù)工作過程中，首先要確保檢修方法的多樣性和可選擇性，與此同時，相關(guān)工作人員應(yīng)針對電氣儀表的性能、型號、規(guī)格、材質(zhì)等因素進(jìn)行綜合分析后，選擇最佳的檢修方法，進(jìn)而達(dá)到有效應(yīng)對故障的目的。通常情況下，觀察法、信號輸入、信號測量、替換法是最為常用的檢修方法，受到了社會各界的廣泛關(guān)注與應(yīng)用，且效果顯著。

首先，觀察法要求相關(guān)工作人員具備敏銳的洞察能力，要對儀表和工作現(xiàn)場進(jìn)行仔細(xì)觀察，判斷異聲、元件老化、接頭松動等問題。其次，信號輸人主要是對儀表問題判斷提供便利性，通過借助綜合校驗和DCS顯示對回路是否出現(xiàn)故障進(jìn)行判斷。再次，信號測量主要針對一些電阻和電流通斷問題進(jìn)行相應(yīng)的檢修。最后是替換法，該方法為判斷是否出現(xiàn)故障提供了強(qiáng)有力的保障。

3.8 制定防雷防腐的措施

防腐措施是電氣自動化儀表管理與維護(hù)的一大重要環(huán)節(jié)，必須予以充分的重視。在自動化儀表中含有各種易腐蝕的元件，且由于工作環(huán)境問題的特殊性，勢必會受到一些強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的腐蝕，從而導(dǎo)致儀表性能的下降，造成數(shù)據(jù)誤差或非正常運(yùn)行問題的發(fā)生。因此，在實際的工作過程中，必須切實針對腐蝕元件展開防腐措施，相關(guān)工作人員必須樹立防腐意識，嚴(yán)格落實防腐措施，特別是針對一些容易腐蝕的元件，必須予以特別的關(guān)注。其中，需要特別注意的是雷電腐蝕，進(jìn)一步優(yōu)化和完善接地處理，科學(xué)使用防雷材料。此外，在元件加工的過程中，應(yīng)盡可能地選擇一些不易腐蝕、耐腐蝕性的材料參與元件的制作和加工，例如一些合金材料或者非金屬材料，科學(xué)選擇元件材質(zhì)。與此同時，還可以利用一些隔離液體，把腐蝕介質(zhì)與元件進(jìn)行有效的隔離，減少腐蝕。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化電氣儀表的優(yōu)勢與價值是不可估量的，具有良好的市場前景和發(fā)展?jié)摿?。本文從電氣自動化儀表的管理及維護(hù)內(nèi)容的角度作為出發(fā)點(diǎn)，分析和闡述了電氣自動化儀表常見故障，重點(diǎn)對電氣自動化儀表管理與維護(hù)具體措施展開深入的分析和探討，進(jìn)一步明確自動化電氣儀表故障的成因，并采取有效措施降低問題隱患，保證自動化儀表的高質(zhì)量運(yùn)行。