儀表DCS系統(tǒng)維護(hù)及測量儀表常見故障處理

張猛

[摘 ? ?要 ]DCS控制操作系統(tǒng)具備操作便捷、維護(hù)簡單、調(diào)試方便、功能完善、可靠性強(qiáng)等特性，在煤炭、石油、化工等生產(chǎn)領(lǐng)域具有極為普遍廣泛的應(yīng)用。DCS控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的關(guān)鍵設(shè)備。主要控制系統(tǒng)是現(xiàn)代電力、石油、化工等行業(yè)的指揮大腦、控制中心和安全中心，也是工業(yè)經(jīng)濟(jì)、國家社會安全的重要基礎(chǔ)。因此對于機(jī)組和設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，DCS系統(tǒng)的安全可靠性至關(guān)重要。

[關(guān)鍵詞]DCS控制系統(tǒng);日常維護(hù);故障分析排查處理

[中圖分類號]TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)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(tǒng)在電力、石油、化工行業(yè)得到了普遍應(yīng)用，對生產(chǎn)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮著很大作用，嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的維護(hù)是保證設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，DCS控制系統(tǒng)日漸成熟完善，愈來愈廣泛地應(yīng)用到各工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)，強(qiáng)勁的基本功能，為工業(yè)生產(chǎn)帶來強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)收益。

隨著石油、化工企業(yè)工藝自動(dòng)化水平的不斷提高，對儀表檢維修人員的技能維護(hù)水平提出了更高要求。為了縮短處理現(xiàn)場儀表故障時(shí)間，保證安全生產(chǎn)、提高經(jīng)濟(jì)效益，本文結(jié)合目前使用的DCS控制系統(tǒng)的日常巡檢、維護(hù)，現(xiàn)場儀表的故障判斷維護(hù)、排查處理等方面，進(jìn)行了探討和總結(jié)，提出了一系列的防護(hù)措施，做了簡單的介紹。

1 DCS的維護(hù)

DCS系統(tǒng)維護(hù)分為日常維護(hù)和系統(tǒng)停車時(shí)檢修兩種。

1.1 日常維護(hù)（巡檢）

（1）每天定時(shí)巡檢：做好日常排查隱患工作，是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)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(fēng)扇、機(jī)柜過濾網(wǎng)等的表面衛(wèi)生清潔打掃工作，有損壞的元器件需要及時(shí)更換，保持控制柜散熱良好。

（3）巡檢內(nèi)容：①環(huán)境檢查：對DCS室內(nèi)中央空調(diào)的運(yùn)行情況定期檢查，室內(nèi)要保持恒溫，發(fā)現(xiàn)異常情況要及時(shí)匯報(bào)并處理。②儀表卡件的日常檢查和維護(hù)：通過眼觀（CPU卡件、I/O卡件的狀態(tài)指示燈是否正常指示，有無報(bào)警異常），耳聽（元器件風(fēng)扇運(yùn)行有無異聲），手摸（觸摸電源表層溫度是否正常），發(fā)現(xiàn)故障隱患并及時(shí)處理，提前做好預(yù)防措施。③DCS畫面檢查：巡檢時(shí)和工藝人員及時(shí)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(shè)備運(yùn)行異常的現(xiàn)象。④做好DCS維護(hù)檢修記錄：如果在維護(hù)過程中有DCS信號強(qiáng)制、歷史數(shù)據(jù)調(diào)用管理、重要儀表聯(lián)鎖的投入/切除等操作措施，操作人員應(yīng)該如實(shí)、認(rèn)真、詳細(xì)做好記錄，以備日后查詢。

對巡檢過程發(fā)現(xiàn)的緊急情況問題，應(yīng)該及時(shí)匯報(bào)，并根據(jù)當(dāng)時(shí)實(shí)際情況采取應(yīng)急措施。

1.2 系統(tǒng)停機(jī)時(shí)檢修

1.2.1 系統(tǒng)的備份

包括系統(tǒng)軟件備份、硬件備份、服務(wù)資料的收集整理等。

1.2.2 預(yù)防維護(hù)

有計(jì)劃地開展主動(dòng)性維護(hù)，及時(shí)監(jiān)測更換不良元器件，消除隱患缺陷，是確保DCS可靠穩(wěn)定運(yùn)行的有效方法。每次利用裝置系統(tǒng)停車檢修的機(jī)會，展開一次預(yù)防性的維護(hù)，對有隱患的零部件進(jìn)行及時(shí)檢修、更換消缺，以精確掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，克服故障隱患，杜絕意外故障事故的發(fā)生。

①卡件的吹掃和清掃。利用系統(tǒng)停車檢修機(jī)會，斷電后對計(jì)算機(jī)內(nèi)部、控制站機(jī)柜機(jī)籠、電源等元件內(nèi)部的污物進(jìn)行徹底清理，對機(jī)柜濾網(wǎng)及冷卻風(fēng)扇進(jìn)行吹掃檢查，對有問題的風(fēng)扇及時(shí)修復(fù)或更換。

②接地系統(tǒng)檢修。只要有系統(tǒng)停車機(jī)會，對機(jī)柜內(nèi)的接地系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)檢查，因柜內(nèi)接地線故障，導(dǎo)致的系統(tǒng)停車也有發(fā)生過，做到提前預(yù)防，發(fā)現(xiàn)隱患缺陷及時(shí)消除，既能減輕員工的勞動(dòng)量，也能對系統(tǒng)的長周期運(yùn)轉(zhuǎn)提供保證。

系統(tǒng)中任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，均會導(dǎo)致系統(tǒng)部分功能失效，甚至造成生產(chǎn)裝置系統(tǒng)停車。制定科學(xué)、合理的維護(hù)方法，做到預(yù)防性定期檢修，增強(qiáng)小細(xì)節(jié)管控，則可以避免DCS故障帶來的損失。做到預(yù)防第一，提前預(yù)判設(shè)備故障并及時(shí)更換相關(guān)備件，確保設(shè)備系統(tǒng)在良好的安全環(huán)境狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行。

2 現(xiàn)場儀表的故障判斷處理

現(xiàn)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(tǒng)常見故障及分析

（1）壓力忽大忽小或不變化。此時(shí)應(yīng)先檢查變送器的取壓根部閥是否暢通、引壓管內(nèi)部是否有異常介質(zhì)、排污閥是否有泄漏等。尤其是測量易凝、易結(jié)晶介質(zhì)的儀表導(dǎo)壓管，在寒冷冬季時(shí)，測量介質(zhì)的凍和堵是常見現(xiàn)象，所以此類儀表，必須做好防凍保溫工作，以減少勞動(dòng)強(qiáng)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(dòng)大。首先聯(lián)系工藝操作人員，了解實(shí)際工況，判斷是否由于工藝操作系統(tǒng)不穩(wěn)定造成的系統(tǒng)壓力指示波動(dòng);另一種情況是儀表后蓋內(nèi)進(jìn)水，導(dǎo)致回路電流忽高忽低，也可能造成壓力指示波動(dòng)。

2.2 溫度儀表系統(tǒng)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(dǎo)線是否有短路。首先從接線端子處、導(dǎo)線連接處等易出故障的薄弱點(diǎn)出發(fā)，一一展開排查。若現(xiàn)場實(shí)際溫度升高，而DCS數(shù)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(diǎn)較低的液體，導(dǎo)致指示值不變，此時(shí)應(yīng)清理套管內(nèi)的臟物、積液，并保持套管內(nèi)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(dòng)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(shí)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(dòng)變化大。現(xiàn)場接線箱密封不嚴(yán)，端子進(jìn)水銹蝕，可能造成指示波動(dòng)，此時(shí)應(yīng)和工藝人員溝通，詢問、檢查工藝操作情況是否穩(wěn)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(tǒng)常見故障及分析

（1）液位突然變小。差壓式液位計(jì)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(guān)閉等。雙法蘭變送器主要是檢查設(shè)置的差壓參數(shù)值與實(shí)際有無偏差，必要時(shí)可打開檢查法蘭膜盒是否完好。雷達(dá)液位計(jì)主要檢查探桿、纜繩是否有損傷，導(dǎo)致指示變小。超聲波液位計(jì)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(jì)主要檢查變送器負(fù)壓側(cè)引壓系統(tǒng)是否堵、泄漏、集氣、缺液等現(xiàn)象。負(fù)向隔離罐缺液將導(dǎo)致其指示變大，此時(shí)應(yīng)聯(lián)系工藝確認(rèn)，對隔離罐補(bǔ)液處理。雙法蘭變送器的檢查方法同上。吹氣式液位計(jì)導(dǎo)壓管內(nèi)帶液，指示會變大，應(yīng)定期檢查排液處理。雷達(dá)液位計(jì)主要檢查探桿、纜繩上端是否有其它物體附著，導(dǎo)致指示變大。超聲波液位計(jì)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(xiàn)場實(shí)際液位不一致。此時(shí)可以先到現(xiàn)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(yuǎn)傳儀表系統(tǒng)出現(xiàn)故障。差壓式液位計(jì)檢查根部閥、導(dǎo)壓管、接頭是否有堵或漏的現(xiàn)象。浮筒式液位計(jì)檢查浮子動(dòng)作是否靈活良好、筒體內(nèi)壁有無臟物附著，應(yīng)定期清洗浮筒。如果檢查判斷后，液位指示依然不正常，可聯(lián)系通知工藝人員，確認(rèn)能否拆除儀表進(jìn)行調(diào)校或更換儀表。冬季氣溫較低，尤其是在監(jiān)測凝點(diǎn)較低、易結(jié)晶液體介質(zhì)的液位時(shí)，必須做好儀表的防凍保溫措施。

（4）液位波動(dòng)頻繁。首先和工藝人員聯(lián)系溝通，檢查確認(rèn)工藝工況，確定是否正常。可通過修改調(diào)節(jié)器PID參數(shù)來穩(wěn)定液位指示。投入式液位計(jì)出現(xiàn)指示波動(dòng)時(shí)，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(nèi)膜盒是否損傷，必要時(shí)更換液位計(jì)。超聲波液位計(jì)應(yīng)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(chǎn)生泡沫也會影響測量效果。

2.4 流量儀表系統(tǒng)常見故障及分析

（1）流量指示值偏小。如果是孔板流量計(jì)，流量指示偏低，也有可能是孔板裝反造成。差壓式流量計(jì)在測量易凝、易結(jié)晶介質(zhì)，尤其是在寒冷冬季時(shí)，正壓側(cè)導(dǎo)壓管內(nèi)介質(zhì)的凍或堵，也會造成流量指示偏低。超聲波流量計(jì)的測量介質(zhì)中有大量氣泡或顆粒，會造成指示偏低。電磁流量計(jì)的測量介質(zhì)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(jì)主要檢查負(fù)壓室導(dǎo)壓管路是否有堵或漏的現(xiàn)象。同上所述，差壓式流量計(jì)在測量易凝、易結(jié)晶介質(zhì)，尤其是在寒冷冬季時(shí)，負(fù)壓側(cè)導(dǎo)壓管內(nèi)介質(zhì)的凍或堵，也會造成流量指示偏高。

（3）流量波動(dòng)大。先檢查是否因系統(tǒng)壓力波動(dòng)引起的，或管道內(nèi)介質(zhì)有氣泡，再檢查調(diào)節(jié)器中PID參數(shù)的設(shè)置，帶隔離罐的差壓式流量計(jì)，需要保證隔離罐和導(dǎo)壓管內(nèi)無氣泡，保持正、負(fù)壓側(cè)導(dǎo)壓管內(nèi)液柱高度一致。

3 結(jié)語

總而言之，化工企業(yè)離不開各種自動(dòng)化儀表，儀表在化工生產(chǎn)過程中，被人們稱作化工生產(chǎn)的“眼睛”，現(xiàn)場儀表的準(zhǔn)確檢測顯示和DCS數(shù)據(jù)系統(tǒng)的正常傳輸，能在無人監(jiān)控的情況下，對工藝參數(shù)進(jìn)行完成數(shù)據(jù)的自動(dòng)測量、記錄、檢測和控制等一系列重要操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的遠(yuǎn)距離傳輸和處理。如果我們在作業(yè)過程中，發(fā)現(xiàn)儀表測量數(shù)據(jù)有異常，在分析檢查儀表系統(tǒng)故障之前，要向當(dāng)班操作人員了解工藝工況，從工藝系統(tǒng)和儀表系統(tǒng)兩方面入手，進(jìn)行綜合分析，在檢查判斷現(xiàn)場遠(yuǎn)傳儀表故障的同時(shí)，要兼顧檢查DCS操作系統(tǒng)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(shù)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(shí)發(fā)現(xiàn)故障問題，認(rèn)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(jìn)而保證裝置系統(tǒng)的安全生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行。

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