化工自動化儀表的檢修與維護措施探討

倪百超

摘要：21世紀，化工企業自動化技術水平不斷提升，儀表控制是自動化控制中的一項重要內容，本文主要分析了化工自動化系統中過程控制儀表的常見故障現象及故障產生機理，并深刻闡述了故障檢修的基本思路和方法以及自動化儀表日常維護措施。希望能夠為大型化工設備的過程控制儀表檢修與維護提供一些參考。

關鍵字：化工自動化；自動化儀表；常見故障；檢修；維護措施

引言

隨著現代化水平的提高，儀表自動化水平普遍提升；隨著儀表智能化水平、制造工藝及質量逐步提高，自動化儀表故障也較少發生；一旦發生故障，就很難準確判斷及處理，特別是軟故障。這也給儀表維修人員提出了新的挑戰，除了要掌握儀表的工作原理，熟知儀表的電氣控制原理圖之外，還需了解相關化工原理、化工設備及化工工藝流程等相關知識，只有這樣，儀表維修人員才能快速準確判斷過程控制儀表的故障所在，快速解決故障，及時恢復生產。

一、自動化儀表的概念

自動化儀表是由若干自動化元件構成的具有較完善功能的自動化技術工具。它一般同時具有多種功能，如測量、顯示、記錄、測量、控制、報警等，可以實時監測化工生產的運行狀態。自動化儀表本身是一個系統，又是整個自動化系統中的一個子系統。自動化儀表是一種"信息機器"，其主要功能是信息形式的轉換，多為將采集到的模擬量信號轉換成我們生產監控所需要的數字量信號。由于化工生產工藝的不同，在實際的化工生產過程中，有很多不同類型的自動化儀表。例如，按照儀表內部是否含有接入系統可以分為自動化儀表和非自動化儀表，按照儀表的安裝形式可以分為架裝儀表和現場儀表，按照使用的能源類型可以分為電動儀表和液動儀表，按照儀表的組合形式可以分為單元組合式儀表和基地式儀表。目前化工行業常用的化工自動儀表包括溫度儀表、壓力儀表、物料儀表、流量儀表、在線過程分析儀等，根據信息傳遞過程中不同作用又可分為顯示儀表、控制儀表、集中控制器與執行器等，由此可見，化工自動化儀表的適用范圍非常廣泛。

二、自動化儀表故障檢修基本思路

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，可以初步判斷現場儀表的故障所在。在分析現場儀表故障之前，首先需要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，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，或記錄曲線原來為波動，現在突然變成一條直線，很可能是儀表系統本身的故障。目前記錄儀表大多是計算機系統，靈敏度非常高，參數的變化可以非常靈敏的反應出來。此時可人為地改變一下工藝參數，觀察曲線變化情況。如不變化，可基本斷定是儀表系統出了問題；如有正常變化，基本可以確定并非儀表系統本身的故障；第四，改變化工藝參數時，如果發現記錄曲線發生突變或跳到最大或最小值，此時也往往是儀表系統本身的故障；第五，故障出現之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，此時故障很可能是工藝操作系統造成的。值得注意的是，現在的工藝都很復雜，為了確保安全生產，一般重要的設備和儀表上都有安全聯鎖。在自動化儀表出現故障后，我們首先要分析處理這個故障會不會觸發聯鎖，如果有可能觸發聯鎖，則需要將聯鎖切除后再進行故障處理。在處理完故障之后，待條件滿足時再將聯鎖投上，以確保生產安全。

三、自動化儀表常見故障檢修方法

1、重新上電法

有時一些智能儀表在運行過程中會出現顯示輸出錯誤、輸出無響應或者出現類似于死機等狀態。這些情況一般是由內部程序受到外界環境的影響而出現錯誤所造成的。一般只需要給儀表重新上電啟動（或者復位）就可以恢復正常。如果儀表依然顯示不正常，就應該繼續進行詳細的故障排查工作，直到找到故障所在，并有效解決。

2、信號測量方法

對于復雜的化工自動化儀表故障維修和比較專業化工自動化儀表維護工作來說，一般應該推行信號測量方法來確定化工自動化儀表的故障。信號測量方法主要分為三個類別：邏輯筆測量法、萬用表測量法以及示波器測量法。例如，當儀表遇到故障時，我們可以用萬用表測量儀表的電壓，電阻，二極管的通斷和電流等，來判斷儀表或者一次元件是否正常。在實際檢修時，自動化儀表維修人員要按照自身掌握的相關資料以及工具，合理地挑選相關的解決方法來處理儀表的故障。當故障比較復雜時，維修人員需要采用多種方法進行儀表的檢修工作。

3、信號輸入法

隨著工業自動化的不斷發展，多數化工企業已經引入了DCS系統，它將輸入、輸出信號通過安全柵與儀表模塊進行隔離。當儀表出現故障時，可以直接在現場用綜合校驗儀給輸入卡件輸入一個需要的信號，觀察DCS上的數據顯示的是否正確，從而判斷是儀表的問題還是輸入回路的問題。同理，我們也可以在現場用校驗儀給閥提供一個輸出信號，觀察閥動作是否正常，從而判斷是閥的問題還是輸出回路的問題。通過這種方法可以很快的找到故障點所在，從而快速高效處理，恢復正常工業生產。

4、替換法

為了檢查自動化儀表的芯片以及線路板是否出現故障，我們可以通過使用具有相同型號的自動化儀表對發生故障的自動化儀表的元器件進行相關部位的替換，如果替換以后故障不再發生，此時只需要對儀表的原線路板以及芯片進行檢查即可檢測到故障所在。

四、自動化儀表日常維護措施探討

1、做好自動化儀表的日常巡回檢查工作，按規定的周期進行保養和檢修校驗。現場儀表維護人員一般都有自己所管轄的儀表巡檢范圍，應根據儀表分布情況，選定最佳巡檢路線，定期巡檢。首先，儀表在長期運行過程中難免會產生測量誤差，這就需要定期校正，以保證儀表測量的準確性，應根據儀表的不同種類制定校正周期。其次， 應保證儀表供電電壓的穩定性，延長儀表的使用壽命，瞬間的高電壓沖擊很容易燒壞儀表。此外，檢測元件和變送器是日常檢查和周期校驗中的重點。例如測量信號的正確程度、接線的可靠性，檢測元件有無異常或腐蝕情況、工藝生產的負荷變化對測量變量的影響等。在維護保養變送器時要注意耐壓、重現性、變差、線性、零點等項技術指標，這些是變送器正常工作的關鍵。氣動變送器要保持噴嘴擋板平行度好，機械機構無松動、無卡死現象。電動變送器應保證檢測鋁片和平面線圈的正確位置，調整好振蕩電流的最靈敏段。調整好調零彈簧的正確位置，使輸出信號能線性、均勻地上升和下降，無突跳現象。在調校過程中如發現變差大或零點不穩定的現象，應檢查機械機構是否緊固以及裝配是否正確；如果發現線性較差，應檢測放大器的放大能力是否正確。針對這些問題，必須進行一一排除，確保自動化儀表能夠進行安全有效的工作。

2、保持儀表的清潔衛生，是自動化儀表維護工作不可缺少的內容，也是保證儀表正常運行的重要條件。首先，定期對機械滑動部件進行擦拭、加油、潤滑。尤其是在粉塵大、腐蝕嚴重的場合，如鍋爐房、化工車間。其次，定期檢查、擦洗、清潔其平衡電機、同步電機、傳動齒輪、電位器及其他轉動部件，保持儀表外殼清潔；此外，定期檢查現場檢測元件、變送器、閥門的密封情況；最后，保持儀表的電源信號端子、插頭插座的清潔、干燥。

五、總結

綜上所述，對自動化儀表的檢修和維護工作是一項非常重要的工作，由于儀表本身的復雜性，所以對于它的檢測與控制過程中出現的故障現象也比較復雜，所以這就需要作為儀表維修工作者的我們認真學好理論知識，同時要與實踐相結合，注意在實踐中不斷的學習和總結經驗，只有這樣，才能以最快的速度判斷和處理生產過程中儀表故障，為企業的良好運轉提供堅實的基礎和保障。

參考文獻

[1] 鄧峰. 化工設備建設過程中儀表自動化建設與安裝[J]. 自動化應用. 2016（02）

[2] 馬英杰，孫緒軍，李裕茂. 關于化工自動化儀表的檢修與維護的探討[J]. 山東工業技術. 2014（21）

[3] 王成元. 化工生產中自動化儀表的控制研究[J]. 現代工業經濟和信息化. 2015（01）

[4] 王雪梅. 化工企業中自動化儀表的設計與施工研究[J]. 民營科技. 2015（08）

[5] 靳韻琛. 淺論化工自動化儀表存在的問題及對策[J]. 機電信息. 2014（15）

[6] 吳陽，張寶寶. 淺談化工自動化儀表的檢修與維護[J]. 科技與企業. 2013（04）