儀表DCS系統維護及測量儀表常見故障處理

張猛

[摘 ? ?要 ]DCS控制操作系統具備操作便捷、維護簡單、調試方便、功能完善、可靠性強等特性，在煤炭、石油、化工等生產領域具有極為普遍廣泛的應用。DCS控制系統是實現制造業數字化、網絡化、智能化的關鍵設備。主要控制系統是現代電力、石油、化工等行業的指揮大腦、控制中心和安全中心，也是工業經濟、國家社會安全的重要基礎。因此對于機組和設備的安全穩定運行，DCS系統的安全可靠性至關重要。

[關鍵詞]DCS控制系統;日常維護;故障分析排查處理

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）07–00–03

[Abstract]DCS control operating system has the characteristics of convenient operation， simple maintenance， convenient debugging， perfect function and strong reliability， and is widely used in coal， petroleum， chemical industry and other production fields. DCS control system is the key equipment to realize digitalization， network and intelligence of manufacturing industry. The main control system is the command brain， control center and safety center of modern electric power， petroleum， chemical industry and so on. It is also the important foundation of industrial economy and national social security. For the safe and stable operation of the unit and equipment， it is very important to DCS the safety and reliability of the system.

[Keywords]DCS control system; daily maintenance; troubleshooting

DCS系統在電力、石油、化工行業得到了普遍應用，對生產系統的正常穩定運轉發揮著很大作用，嚴謹細致的維護是保證設備正常運行的基礎，DCS控制系統日漸成熟完善，愈來愈廣泛地應用到各工業生產行業，強勁的基本功能，為工業生產帶來強大的經濟收益。

隨著石油、化工企業工藝自動化水平的不斷提高，對儀表檢維修人員的技能維護水平提出了更高要求。為了縮短處理現場儀表故障時間，保證安全生產、提高經濟效益，本文結合目前使用的DCS控制系統的日常巡檢、維護，現場儀表的故障判斷維護、排查處理等方面，進行了探討和總結，提出了一系列的防護措施，做了簡單的介紹。

1 DCS的維護

DCS系統維護分為日常維護和系統停車時檢修兩種。

1.1 日常維護（巡檢）

（1）每天定時巡檢：做好日常排查隱患工作，是保證系統正常運行的關鍵。

（2）做好除塵工作：定期做好控制柜和操作臺的外表、散熱風扇、機柜過濾網等的表面衛生清潔打掃工作，有損壞的元器件需要及時更換，保持控制柜散熱良好。

（3）巡檢內容：①環境檢查：對DCS室內中央空調的運行情況定期檢查，室內要保持恒溫，發現異常情況要及時匯報并處理。②儀表卡件的日常檢查和維護：通過眼觀（CPU卡件、I/O卡件的狀態指示燈是否正常指示，有無報警異常），耳聽（元器件風扇運行有無異聲），手摸（觸摸電源表層溫度是否正常），發現故障隱患并及時處理，提前做好預防措施。③DCS畫面檢查：巡檢時和工藝人員及時有效地溝通，查看是否有故障診斷畫面，是否有故障提示等設備運行異常的現象。④做好DCS維護檢修記錄：如果在維護過程中有DCS信號強制、歷史數據調用管理、重要儀表聯鎖的投入/切除等操作措施，操作人員應該如實、認真、詳細做好記錄，以備日后查詢。

對巡檢過程發現的緊急情況問題，應該及時匯報，并根據當時實際情況采取應急措施。

1.2 系統停機時檢修

1.2.1 系統的備份

包括系統軟件備份、硬件備份、服務資料的收集整理等。

1.2.2 預防維護

有計劃地開展主動性維護，及時監測更換不良元器件，消除隱患缺陷，是確保DCS可靠穩定運行的有效方法。每次利用裝置系統停車檢修的機會，展開一次預防性的維護，對有隱患的零部件進行及時檢修、更換消缺，以精確掌握系統運行狀態，克服故障隱患，杜絕意外故障事故的發生。

①卡件的吹掃和清掃。利用系統停車檢修機會，斷電后對計算機內部、控制站機柜機籠、電源等元件內部的污物進行徹底清理，對機柜濾網及冷卻風扇進行吹掃檢查，對有問題的風扇及時修復或更換。

②接地系統檢修。只要有系統停車機會，對機柜內的接地系統進行詳細檢查，因柜內接地線故障，導致的系統停車也有發生過，做到提前預防，發現隱患缺陷及時消除，既能減輕員工的勞動量，也能對系統的長周期運轉提供保證。

系統中任何環節出現問題，均會導致系統部分功能失效，甚至造成生產裝置系統停車。制定科學、合理的維護方法，做到預防性定期檢修，增強小細節管控，則可以避免DCS故障帶來的損失。做到預防第一，提前預判設備故障并及時更換相關備件，確保設備系統在良好的安全環境狀態下穩定運行。

2 現場儀表的故障判斷處理

現場測量控制儀表，大體分為壓力、溫度、流量、液位儀表。

2.1 壓力儀表系統常見故障及分析

（1）壓力忽大忽小或不變化。此時應先檢查變送器的取壓根部閥是否暢通、引壓管內部是否有異常介質、排污閥是否有泄漏等。尤其是測量易凝、易結晶介質的儀表導壓管，在寒冷冬季時，測量介質的凍和堵是常見現象，所以此類儀表，必須做好防凍保溫工作，以減少勞動強度和降低排查故障的可能性，而壓力變送器本身故障的可能性不大。

（2）壓力波動大。首先聯系工藝操作人員，了解實際工況，判斷是否由于工藝操作系統不穩定造成的系統壓力指示波動;另一種情況是儀表后蓋內進水，導致回路電流忽高忽低，也可能造成壓力指示波動。

2.2 溫度儀表系統常見故障分析

（1）溫度突然減小。檢查熱電阻或熱電偶元器件、導線是否有短路。首先從接線端子處、導線連接處等易出故障的薄弱點出發，一一展開排查。若現場實際溫度升高，而DCS數值不變，可以檢查溫度元件的套管里是否有金屬屑、灰塵臟物或沸點較低的液體，導致指示值不變，此時應清理套管內的臟物、積液，并保持套管內干凈。

（2）溫度突然增大。由于熱電阻或熱電偶一次元器件壞、接線端子松動或接觸不良、中間接線斷等回路斷線或溫度變送器壞等原因引起，此時用萬用表的電阻檔或毫伏檔先測量一次元件的電阻值或電壓值是否正常，判斷是一次元器件還是溫度變送器所引起的故障，從而很快找出故障原因。

（3）溫度波動變化大。現場接線箱密封不嚴，端子進水銹蝕，可能造成指示波動，此時應和工藝人員溝通，詢問、檢查工藝操作情況是否穩定，有條件的話，打開接線箱檢查清理接線端子，消除故障。

2.3 液位儀表系統常見故障及分析

（1）液位突然變小。差壓式液位計主要檢查正壓室引壓管線是否堵、漏、集氣、缺液、平衡閥是否關閉等。雙法蘭變送器主要是檢查設置的差壓參數值與實際有無偏差，必要時可打開檢查法蘭膜盒是否完好。雷達液位計主要檢查探桿、纜繩是否有損傷，導致指示變小。超聲波液位計主要檢查儀表傳感器能否檢測到液位界面，判斷儀表是否故障。

（2）液位突然變大。差壓式液位計主要檢查變送器負壓側引壓系統是否堵、泄漏、集氣、缺液等現象。負向隔離罐缺液將導致其指示變大，此時應聯系工藝確認，對隔離罐補液處理。雙法蘭變送器的檢查方法同上。吹氣式液位計導壓管內帶液，指示會變大，應定期檢查排液處理。雷達液位計主要檢查探桿、纜繩上端是否有其它物體附著，導致指示變大。超聲波液位計主要檢查探頭下方是否有蒸汽或泡沫等其它非測量物遮擋。

（3）DCS液位指示與現場實際液位不一致。此時可以先到現場檢查同一直觀儀表的指示值，如果它們差別很大，則很可能是液位遠傳儀表系統出現故障。差壓式液位計檢查根部閥、導壓管、接頭是否有堵或漏的現象。浮筒式液位計檢查浮子動作是否靈活良好、筒體內壁有無臟物附著，應定期清洗浮筒。如果檢查判斷后，液位指示依然不正常，可聯系通知工藝人員，確認能否拆除儀表進行調校或更換儀表。冬季氣溫較低，尤其是在監測凝點較低、易結晶液體介質的液位時，必須做好儀表的防凍保溫措施。

（4）液位波動頻繁。首先和工藝人員聯系溝通，檢查確認工藝工況，確定是否正常。可通過修改調節器PID參數來穩定液位指示。投入式液位計出現指示波動時，可以將探頭向上提起或向下降落，查看液位指示有無降低或升高的變化趨勢，若無變化，再檢查探頭內膜盒是否損傷，必要時更換液位計。超聲波液位計應避免安裝在有攪拌器的上方，必須保證液面上方空間盡量沒有蒸汽或霧氣，以免影響測量效果，液體表面如果產生泡沫也會影響測量效果。

2.4 流量儀表系統常見故障及分析

（1）流量指示值偏小。如果是孔板流量計，流量指示偏低，也有可能是孔板裝反造成。差壓式流量計在測量易凝、易結晶介質，尤其是在寒冷冬季時，正壓側導壓管內介質的凍或堵，也會造成流量指示偏低。超聲波流量計的測量介質中有大量氣泡或顆粒，會造成指示偏低。電磁流量計的測量介質中有少許氣泡，也會造成指示偏低。

（2）流量指示值偏大。差壓流量計主要檢查負壓室導壓管路是否有堵或漏的現象。同上所述，差壓式流量計在測量易凝、易結晶介質，尤其是在寒冷冬季時，負壓側導壓管內介質的凍或堵，也會造成流量指示偏高。

（3）流量波動大。先檢查是否因系統壓力波動引起的，或管道內介質有氣泡，再檢查調節器中PID參數的設置，帶隔離罐的差壓式流量計，需要保證隔離罐和導壓管內無氣泡，保持正、負壓側導壓管內液柱高度一致。

3 結語

總而言之，化工企業離不開各種自動化儀表，儀表在化工生產過程中，被人們稱作化工生產的“眼睛”，現場儀表的準確檢測顯示和DCS數據系統的正常傳輸，能在無人監控的情況下，對工藝參數進行完成數據的自動測量、記錄、檢測和控制等一系列重要操作，實現數據信息的遠距離傳輸和處理。如果我們在作業過程中，發現儀表測量數據有異常，在分析檢查儀表系統故障之前，要向當班操作人員了解工藝工況，從工藝系統和儀表系統兩方面入手，進行綜合分析，在檢查判斷現場遠傳儀表故障的同時，要兼顧檢查DCS操作系統是否有故障，以確定儀表故障原因所在。因工藝操作人員技術水平的參差不齊，會誤判斷儀表故障，需要掌握一定的判別方法，及時發現故障問題，認真檢查分析、判斷故障原因，將故障問題分步判斷，做到具體問題具體分析，就能很容易找出問題所在，對癥下藥解決故障，可以避免或減少對工藝控制的影響，進而保證裝置系統的安全生產平穩運行。

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