淺談自動化儀表的維護

丁 俊

江蘇泰興金江化學工業有限公司，江蘇 泰興 225404

1 自動化儀表的維護的重要性

隨著，社會經濟的發展，生產水平的提高，特別在化工、石化、鋼鐵、造紙、食品、醫藥、電力、煤礦等行業，對自動化水平的要求不斷提高。生產過程中檢測與控制過程中出現的故障現象比較復雜，正確判斷、及時處理生產過程中儀表故障，為縮短處理儀表故障時間，保證安全生產提高經濟效益，要求加強自動化儀表的維護尤為重要。

經常出現儀表故障現象，由于不但直接關系到生產的安全與穩定，同時，也涉及到產品的質量和消耗，而且也最能反映出儀表維護人員的實際工作能力和業務水平，也是儀表維護人員能否獲得工藝操作人員信任，彼此配合密切的關鍵。對現場儀表維護人員的技術水平提出了更高要求。要隨時對生產過程中使用的儀表進行維護并能對常見故障及時處理。

2 化工生產中儀表維護實例

在化工生產過程中，測量儲罐、反應釜液位是見得很多的。用來測量液位計的也很多，有雙法蘭變送器、單法蘭變送器，還有用得比較多的就是磁翻柱液位計。

在乙酯生產中，由幾個用磁翻柱液位計來測量反應釜的液位。由于釜里的液位比較臟，造成釜里的浮子容易堵塞，每個月都要拆幾次才好一點。磁翻柱下面是裝的盲板，每次拆下還比較麻煩，里面都有點余料，不注意還要傷到人。而且幾個釜，都是這個現象。

拆了幾次后，我們就提出改進措施。磁翻柱的液位計是上下法蘭和釜連接，最下面是用盲板堵住浮子，使其隨著液位變化引起浮子變化使磁珠跟著一起變化。如將下面的改成法蘭，再裝個球閥來控制，只要定期排放污物，液位計就不存在堵塞現象。

但當法蘭裝好后又出現一個問題，法蘭口大，浮子易掉到底，容易卡在法蘭口，我們又想了個辦法，在法蘭口中間焊一個鐵柱，這個問題就解決了。

現在操作工定期排放，就很少出現堵塞現象，使生產得以下常生產。從中對我們搞儀表維護也有所啟迪。

3 自動化儀表維護的啟迪

在現代的生產中自動化儀表的維護是很重要的，隨著自動化程度的提高，設備的精良，檢修水平的提高主要來自生產實踐中。當設備上的儀表故障出現，我們要如何去處理，如何去解決，如何去減少故障出現的頻率。這是讓我們去思考的。我認為可以從以下幾方面：

1）從生產工藝特點方面考慮

由于生產操作管道化、流程化、全封閉等特點，尤其是現代化的企業自動化水平很高，工藝操作與檢測儀表密切相關，工藝人員通過檢測儀表顯示的各類工藝參數，諸如反應溫度、物料流量、容器的壓力和液位、原料的成分等來判斷工藝生產是否正常，產品的質量是否合格，根據儀表指示進行加量或減產，甚至停車。

儀表指示出現異常現象（指示偏高、偏低，不變化，不穩定等），本身包含兩種因素：一是工藝因素，儀表正確的反映出工藝異常情況;二是儀表因素，由于儀表（測量系統）某一環節出現故障而導致工藝參數指示與實際不符。這兩種因素總是混淆在一起，很難馬上判斷出故障到底出現在哪里。儀表維護人員要提高儀表故障判斷能力，除了對儀表工作原理、結構、性能特點熟悉外，還需熟悉測量系統中每一個環節，同時，對工藝流程及工藝介質的特性、設備的特性應有所了解，這能幫助儀表維護。

總之，分析現場儀表故障原因時，要特別注意被測控制對象和控制閥的特性變化，這些都可能是造成現場儀表系統故障的原因。所以，我們要從現場儀表系統和工藝操作系統兩個方面綜合考慮、仔細分析，檢查原因所在。

2）從自動化儀表本身考慮

儀表維護人員要提高儀表故障判斷能力，提高儀表的維護水平，要對儀表工作原理、結構、性能特點熟悉外，還需熟悉測量系統中每一個環節，同時，對工藝流程及工藝介質的特性、設備的特性應有所了解。

自動化儀表的分類有：

工作機理——物理型、化學型、生物型等；

構成原理——結構型（場定律）、物性型（物質定律）；

能量轉換——能量控制型、能量轉換型；

物理原理——電、磁電、壓電、光電、氣電、熱電、光波 式、射線式、半導體式、其它；

使用場合——位移、壓力、振動、溫度、流量等；

輸出信號——模擬、數字；

轉換過程——雙向、單向。

各種儀表有各自的特點，但是基本的測量原理都是相同的，其傳感器的測量原理和功能都是類似的。

基本功能：將被測量轉換為便于傳輸的物理量（電量等）；

基本組成：敏感元件、轉換元件、轉換電路。

儀表傳感器的組成：

一般的傳感器只能作為敏感元件，須配上變換儀表來檢測物理量、化學量等的變化。隨著微電子技術的發展，出現了智能儀表。智能儀表采用超大規模集成電路，利用嵌入軟件協調內部操作，在完成輸入信號的非線性補償、零點錯誤、溫度補償、故障診斷等基礎上，還可完成對工業過程的控制，使控制系統的功能進一步分散。智能傳感器集成了傳感器、智能儀表全部功能及部分控制功能，具有很高的線性度和低的溫度漂移，降低了系統的復雜性、簡化了系統結構。

3）自動化儀表各個參數的測量方面

現場儀表測量參數一般分為溫度、壓力、流量、液位四大參數。根據測量參數的不同，來分析不同的現場儀表故障所在。

首先，在分析現場儀表故障前，要比較透徹地了解相關儀表系統的生產過程、生產工藝情況及條件，了解儀表系統的設計方案、設計意圖，儀表系統的結構、特點、性能及參數要求等；

其次，在分析檢查現場儀表系統故障之前，要向現場操作工人了解生產的負荷及原料的參數變化情況，查看故障儀表的記錄曲線，進行綜合分析，以確定儀表故障原因所在；

第三，如果儀表記錄曲線為一條死線（一點變化也沒有的線稱死線），或記錄曲線原來為波動，現在突然變成一條直線；故障很可能在儀表系統。因為目前記錄儀表大多是DCS計算機系統，靈敏度非常高，參數的變化能非常靈敏的反應出來。此時可人為地改變一下工藝參數，看曲線變化情況。如不變化，基本斷定是儀表系統出了問題；如有正常變化，基本斷定儀表系統沒有大的問題；

第四，變化工藝參數時，發現記錄曲線發生突變或跳到最大或最小，此時的故障也常在儀表系統；

第五，故障出現以前儀表記錄曲線一直表現正常，出現波動后記錄曲線變得毫無規律或使系統難以控制，甚至連手動操作也不能控制，此時故障可能是工藝操作系統造成的；

第六，當發現DCS顯示儀表不正常時，可以到現場檢查同一直觀儀表的指示值，如果它們差別很大，則很可能是儀表系統出現故障。

總之，分析現場儀表故障原因時，要特別注意被測控制對象和控制閥的特性變化，這些都可能是造成現場儀表系統故障的原因。所以，我們要從現場儀表系統和工藝操作系統兩個方面綜合考慮、仔細分析，檢查原因所在。

4）自動化儀表的使用過程

自動化儀表的故障的出現不是偶然的，故障的出現都會一個過程。自動化儀表的使用是有一個過程。先是設計、選型、采購、安裝、投入使用、故障出現、修理、無法修理就報廢、換新表等過程。

自動化儀表前期工作是如何去設計、選型、采購、安裝。前期質量好壞，決定儀表本身的使用的好壞，使用的壽命長短。

自動化儀表的中期，也就是儀表的使用過程，使用的好壞，維護的質量，對儀表的使用壽命來說起到致關重的。特別維護得好壞對儀表都有不同效果。

自動化儀表后期，當故障出現如何去解決，當故障頻率多次出現，就要想辦法去處理，想出改進方法，提出更好的措施來解決問題，以致于達到儀表正常的使用效果，減少故障出現的頻率，延長儀表的使用壽命。

5）儀表的故障分析步驟

從外部初步判斷故障部位：

顯示內容；輸入信號；鍵盤命令；控制輸出信號；通訊數據。

從內部信號連接順序判斷故障部位：

輸入信號——調理電路——信號選擇——阻抗匹配——模數轉換——數據處理——顯示——控制輸出——通訊接口

線路檢測：傳感器——變送器——系統；

采集信號精度檢測：標準信號源——顯示數據；

控制信號精度檢測：手動置數——信號測量；

通訊鏈路檢測：發送命令或數據；

控制參數校對：按照上次運行正常的參數進行。

4 結論

由磁翻柱液位計易堵故障的檢修，從中我們有所啟迪。對自動化儀表的維護工作是任道而重遠，是現代化工業發達的時期，化工通過對生產過程中儀表故障判斷思路的論述及相應的儀表故障處理，說明了怎樣在生產過程中檢查和處理儀表的故障，對怎樣處理和判斷儀表常見故障提供了一種工作思路和方法。由于儀表檢測與控制過程中出現的故障現象比較復雜，正確判斷、及時處理生產過程中儀表故障，是儀表維護人員必須具備的能力。只有在工作實踐中不斷的學習、不斷的總結經驗，這樣才能提高自己的工作能力和業務水平。

[1]厲玉鳴.化工儀表及自動化[M].3版.化學工業出版社，1999.

[2]孔祥波.化工生產控制自動化及儀表研究[M].甘肅科技，2009.

[3]傅星.工業儀表檢修與技巧.