石化行業自動化控制儀表常見故障分析及其處理

馬靜 馬江山（新地環保技術有限公司，河北廊坊065001）

0 引言

在分析儀表故障的過程中，需要明確檢測工作的重點后，方可進行故障的逐一排除。首先，應當對被測對象及控制閥的變化特點做到心中有數，結合故障的現象，按照特定的順序將故障進行逐步排除。故障產生的原因主要來源于兩大方面，一是工藝操作系統方面的問題，而是現場儀表系統發生了故障。針對故障表現形式不同，按照如下的方式逐一排除。

1 石化行業自動化控制儀表常見故障分析及處理方式

1.1 溫度檢查儀表故障分析

儀表的溫度顯示常常出現數值與正常范圍相差較大，變化緩慢甚至長時間無變化的情況。在分析溫度檢查儀表的故障時，為了減少故障定位的時間，需要注意以下兩點：指示、控制儀表的測量數據往往有著一定的時延性，在分析結果時，應當測量結果的時間。其次，溫度控制儀表多采用電動儀表測量，結果的測量值可能會受到設備運行磁場的影響，從而出現測量誤差。

1.1.1 溫度儀表示值發生了緩慢變化

引發這類現象的故障原因通常為內部儀表工藝有變引起的。如果在工藝方面無異常，下一步需要探查控制系統儀表控制模塊是否出現了異常。

1.1.2 溫度儀表指示值突然變為極值

引發這類現象的故障原因通常為變送器放大器失靈、補償導線斷線、熱電偶、熱電阻故障等等原因。

1.1.3 溫度儀表出現示值快速變化的情況

1.1.4 障原因通常為控制器參數PID調整不當造成。

1.1.5 溫度控制系統自身出現了異常

首先檢查調節閥輸入信號是否處于正常的狀態，正常與異常的變化，往往代表著不同種類型的故障。首先，如果輸入信號未發生變化，則說明故障發生的位置位于調節閥膜頭膜片。反之，則說明定位器出現了異常。

下一步檢測定位器的信號變化，分為輸入與輸出兩大方面檢查。假如輸入信號無變化，而輸出信號產生變化則說明故障發生的位置位于調節器[1]。

以檢修過程中的實例為例：假定在檢修熱電偶測量元件的故障時，應當從以下步驟入手：首先，了解設備的工藝狀況，檢查被測元件儀表安裝的位置，以及被測介質的情況等。其次，檢查設備處于氣相狀態還是液相狀態。最后，結合生產實際排除故障，如果問題出現在生產流程中，且設備的電偶已安裝一段時間，則可排除補償導線與熱電偶極反接，導線與線路不配套等因素。將上述故障排除后，即可按照設備內部構造對元件的故障進行逐一的檢查與判斷。

1.2 壓力檢查儀表故障分析

當容器壓力儀表出現示值異常時，故障排除的方法與均相同，首先明確被測介質的存在狀態，并了解容器工作的具體流程。當改變容器工藝操作變化情況后，指示儀表仍未產生變化，則可初步定位故障的產生位點：壓力測量系統[2]。根據壓力測量系統內部構造我們可以得出，故障很有可能發生在測量儀器內部的引壓導管處如未發生堵塞。第三步，檢查壓力變送系統輸入，輸出值是否發生了變化，通常當故障排查至第三步時，故障很有可能出現在控制器測量指示系統中。

1.3 物位檢查儀表

1.3.1 液位控制儀表

當其發生示值劇烈波動變化時，首先要從被控制主體的容量大小入手排除故障。對于容量較小的，應當分析設備的工藝操作情況是否發生變化，如未發生變化，則可能是儀表自身發生了故障，如發生變化，則可直接明確故障的產生原因。

對于容量大的，通常故障發生的原因為儀表故障。

1.3.2 差壓式液位控制儀表

引發此類故障的形式有很多，我們可以通過比較直讀式液表與差壓式液表的數值差異，來初步定位故障的發生位點，故障可能位于以下兩者中的任何一者。如差壓式液位控制儀表發生故障時，則會表現負壓管封液滲漏的形式。也有可能是儀表的負遷移量設置不準，此時只需適當的調整遷移量即可解決故障。如排除上述兩點故障，則很有可能是直讀式指示儀表發生故障。

1.3.3 液位控制儀表

當其出現示值反復橫跳的現象時，則需要考慮檢測儀表是否發生了故障。如儀表未產生故障，下一步需將自動化液位控制改為手動控制。調整至手動控制后，再次進行調節，觀察此時的液位變化情況，如果，在調節后液位較為穩定，即可說明故障位于位控制系統中，反之，則為工藝系統發生了故障[3]。

1.4 流量儀表故障

1.4.1 流量儀數值突然變化至最低值

首先，檢查流量儀自身是否發生了故障，如果為發生故障，則可定位故障產生區域位于儀表。可能是儀表內部導管堵塞，齒輪卡住或濾網發生了堵塞等原因。

下一步需要檢查調節閥與調節器是否出現了故障。如未發生故障，很有可能是以下方面的原因：管路堵塞、操控不恰當、壓力不足、系統介質內結晶等因素。

1.4.2 流量儀數值突然變化至最高值

流量儀的示值與檢測儀表間是同步的，如當兩者的示值不同步時，則說明問題可能發生在儀表系統處。儀表系統中需要檢查的方面包括：流量控制儀表的系統調節閥、引壓系統、儀表信號傳送系統是否出現了故障。如操作調節閥兩者的示值同步時，需要從以下兩個方面定位故障：如流量值下降，則說明故障的原因是工藝操作不當。反之，則說明儀表系統內部發生了故障，需要開展針對性的維修[4]。

1.4.3 流量儀數值突然劇烈變化

此時，需要維修人員將儀表的自動控制調為手動，如波動程度仍未發生變化，則說明故障產生原因是由于工藝操作流程不當所導致的。如波動幅度有改善，則說明故障原因為PID參數設置不合適。

1.5 簡單控制系統儀表故障

控制系統是實現化工設備自動化控制的關鍵部件，決定著信號的傳輸是否準確。但是由于石化行業設備的工作環境較為惡劣，因此，控制系統經常會受到外界因素的影響，導致信號傳輸不穩定，輸出信號錯誤的現象。在處理上述故障時，相關人員一定要對設備內部控制系統的組成情況做到了然于心，并且了解設備出現故障的常見區域。

以流量控制系統故障分析為例，最經典的流量控制系統構件為：氣動閥門調節閥、單回路調節器以及電動差壓變送器三大構件。維修人員必須能夠對上述構件的組成了然于心，并在日常的檢修過程中，加強對構件運行狀態的監測。其次，要了解設備的工藝情況，例如設備的內部介質存在狀態、流量類型、簡單工藝流程以及工藝介質等等。在明確上述數據后，根據故障的表現形式，有針對性的對故障進行判斷和處理[5]。

2 結語

石化行業自動化控制儀表故障的分析與處理需要結合企業的實際，儀表的維修記錄以及自動化控制系統的實時測量數據，來綜合研判故障產生的原因。因此，為了減少儀表發生故障的幾率，要求檢修人員要加強設備日常的維修與養護，同時要具備扎實的理論基礎，廣泛的維修知識，故障分析的能力以及豐富的維修實踐經驗。在維修工作開展的過程中，要及時的總結故障產生的原因，防止類似的故障再次出現，只有這樣儀表出現故障的幾率才會大大的減小。只有在工作時間中不斷的探索學習，總結經驗，才能快速的定位，解決實際的故障。