儀表自動化設備故障分析與維護方法研究

康華 席瑾茹 張續輝 馬俊峰

[摘? ? 要]儀表自動化設備故障分析以及對應的相關維護方法在儀表自動化技術中有著極為重要的作用。基于此，本文從儀表自動化的主要故障類型與相關維護方法，比如溫度控制儀表故障維護，流量儀表故障維護等方面展開論述，可以更好的幫助相關從業者完成工作。

[關鍵詞]儀表設備;自動化;故障維護

[中圖分類號]TH86 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）03–00–03

[Abstract]The failure analysis of instrument automation equipment and the corresponding maintenance methods play a very important role in the instrument automation technology. Based on this， this paper discusses the main fault types and related maintenance methods of instrument automation， such as temperature control instrument fault maintenance， flow meter fault maintenance and so on， which can better help relevant practitioners to complete the work.

[Keywords]instrument equipment; automation; fault maintenance

我國以往的儀表自動化設備故障維護技術有著故障檢測技術水平較低，成本較大等弊端。當前我國的儀表自動化設備故障維護技術則有著檢測設備種類較多，故障處理速度較快等優勢。經過本文的介紹與分析，可以整體提升行業技術水平，保障工作效率。

1 儀表自動化設備故障分析與維護方法在自動化技術中的作用

隨著我國經濟的不斷發展和機械自動化產業技術的進步，市場環境也日趨復雜，整體競爭也逐漸白熱化，機械自動化產業對于相關機械設備的需求量也越加龐大[1]。因此，機械自動化行業中的儀表自動化設備故障分析與日常維護工作就成為了自動化行業中的核心任務。儀表自動化設備可以反映出相關機械設備工作狀態以及所加工產品的質量。如果機械中的儀表自動化設備出現了問題，將會直接影響后續工作的正常展開，最終造成企業總體利潤下降。只有保證儀表自動化設備可以正常工作，相關技術人員才可以通過儀表設備所反映的數據進行相關產品的生產制造工作。當儀表設備出現故障的時候，部分經驗比較短缺的技術人員，無法判斷出儀表故障類型，甚至根據儀表所反饋的錯誤數據進行接下來的工作，造成相關機械設備發生故障。這樣不僅會減少機械設備的自身使用壽命，還會降低企業的自身利潤。可見，對儀表自動化設備進行故障分析處理，判斷出真正發生故障的儀表設備，并進行維護是相關產業中極為重要的任務。

2 儀表自動化設備故障維護要點

儀表自動化設備發生的故障類型較多，有相同的維護要點[2]。下面以儀表自動化設備中最為常見的自動調節閥為例進行論述。儀表設備中的調節閥最易發生的故障類型就是堵塞與非工作狀態的故障波動。首先，技術維護人員要先將相關設備暫停運行，確保自身維護環境的安全性，再對調節閥進行檢測，明確調節閥門的主要故障類型，基于此進行相關的維護工作，確定具體的維護方法。通常來說，調節閥發生振動故障主要是由兩方面所引起的，一種是調節閥自身彈簧彈力系數不足，增加了調節閥的回彈概率，另一種是在設備的運行過程中，其自振頻率與調節閥工作狀態下的振動頻率相一致，引發了共振現象。因此，維護人員需要通過改變調節閥彈簧的彈力屬性來處理故障。而對于調節閥自身頻率與設備相同所引起的故障，相關的故障維護人員需要采用更換調節閥，或調節閥內部零件的方式來進行維護，保障調節閥自身運轉效率。可見針對儀表自動化機械設備故障的優化維護工作需要相關技術人員先查明故障的根本原因，基于此進行儀表設備的維護或更換，確保機械設備始終處于較高效率的工作狀態，保證企業的總體利潤，推動機械工業的整體發展。

3 儀表自動化設備故障分析

3.1 溫度控制儀表故障

溫度控制儀表多用于過控裝備中，過控裝備為化工生產行業中的重要設備，溫度控制儀表可以對過控裝備反應爐中的溫度進行監測并自動調控[3]。如果溫度控制儀表發生故障，將會直接影響有關設備的正常運行，不但會給企業造成嚴重的經濟損失，還會發生安全事故，造成人員傷亡。對于溫度控制儀表的故障原因，相關的技術維護人員可以對溫度控制儀表進行測量，進而得到整體設備的運行數據信息。通過觀測溫度控制儀表的顯示數值，可以判斷溫度控制儀表是否處于正常的工作狀態。當溫度控制儀表所顯示的數值發生肉眼可見的振動現象時，就可以確定此次故障的原因是因為儀表內部DIP調控不當而引起的。如果溫度控制儀表顯示的數值更新較為緩慢，這就代表著該設備自身的加工工藝水平較低，導致儀表發生工作異常現象。如果儀表總體顯示值過大或者過小，可以確定是儀表內部的運行系統發生了故障，在這種情況下，相關故障維護人員需要對儀表內部的電阻值，耦合器以及變電器設備的運行狀況進行檢測，最終將整體的設備故障控制在一定范圍內，提高總體故障檢測工作效率。

3.2 流量儀表系統故障

流量儀表設備多用于原油加工與自來水廠中，可以監測反應并直接控制相關管道傳輸設備中液體流速與單位時間流量情況[4]。如果流量儀表設備發生故障，就會導致內部液體輸送產生問題，直接影響企業的生產制造工作。當流量儀表設備上所顯示的數值始終處于最大數值，其對應的檢測儀表指示數值也始終處于最大數值區域，并且持續時間超過半小時以上，代表著流量儀表設備內的壓力傳感器與流速傳感器發生了異常。當儀表設備中的傳感器處于異常工作狀態時，就會造成儀表設備對管道中運動的流體壓強以及流速產生誤判。當流量儀表設備所顯示的數值出現了波動頻率相對較大的情況，則代表著儀表設備內部的控制系統出現了問題，或者儀表設備在出廠設置以及進行初次的設備調試運行工作中，輸入了錯誤的控制參數。如果流量儀表自身的顯示值較小，且長時間維持在較小的區域范圍內，要對儀表的傳輸系統進行檢測，判斷流量儀表內部的傳輸系統是否出現故障。如無故障就需檢測儀表設備的顯示系統，再排除掉傳輸系統與顯示系統的故障后，就需要對流量儀表設備的流體閥門進行檢查，確定其是否發生了閥門堵塞的現象。

3.3 液位控制儀表故障

液位控制儀表多用于水利行業中，水壩的蓄水調節以及運河的水位監測都需要使用液位控制儀表。當液位控制儀表的顯示數值與其他的測量數據不相符時，相關的故障維護人員就需要檢查液位導管以及壓強管的液封情況，確定其是否發生滲液或者滴液現象。如果液位自身控制儀表顯示的數值無法保證長時間穩定，即數值自身波動范圍較大，故障維護人員就需要檢查液位控制儀表的液體容量裝置是否存在異常。當液位控制儀表的自身顯示值長期維持在最大或者最小區域，無法實時的顯示出相關液位的變化，就代表著液位控制儀表可能不處于正常指標工作狀態。當維護人員將液位控制儀表調整到正常指標工作狀態后，上述問題仍然發生，則是液位控制儀表中的控制系統出現了問題，控制系統內部出現了故障點。液位控制儀表發生了液位垂直位置不穩的問題，那就代表著液位控制儀表內部的垂直方位元件發生了故障，需要由相關維護技術人員進行手動更換。

4 儀表自動化設備故障維護方法

4.1 溫度控制儀表故障維護方法

當溫度控制儀表出現較快的數值振動現象時，故障維護人員確定是由DIP調制狀態不當所引起時，就需要對儀表設備中的DIP進行調整。故障維護人員需要根據溫度控制儀表的初始技術手冊以及對應的企業內部工作手冊進行調整。維護人員需要依靠溫度控制儀表的初始技術手冊進行調控。使用儀表參數編譯器，對儀表設備中的DIP參數進行歸零處理，確保其恢復到初始工作狀態。再通過企業內部的工作手冊，將儀表設備中的DIP參數調整至符合企業自身工作流程的DIP控制參數，這一調整過程需要相關維護人員記進行人工調控，保證儀表設備中的DIP參數符合企業自身的需求。當溫度控制儀表中的顯示數值產生波動異常現象，進行檢測發現是因為儀表自身的生產工藝不達標時，相關的維護技術人員就需要詳細記錄下儀表自身的屬性信息、功能參數以及結構材料等關鍵因素，進而向上游廠家反饋。要求其按照所記錄的設備屬性信息進行專門化生產，并保證生產工藝技術達標。同時維護工作人員需要關停整體企業流水線，確保生產車間的整體安全性。當儀表顯示值出現過大或者過小等問題時，如果明確是儀表設備內部的電子元件，如工作電阻，熱敏探頭，亦或是變電器的運行問題，就要進行更換，更換后的儀表設備需要由相關故障維護人員進行模擬運行測試，待模擬運行測試順利完成后，才可以將更換電子元件的溫度控制儀表接入相關生產線進行工作。

4.2 流量儀表故障維護方法

流量控制儀表的顯示值始終處于最大或者最小值時，就代表著流量儀表內部的調節閥門出現了問題。針對這一故障，維護人員需要將流量儀表所對應的生產線暫停，再進行手動調節。需要將出現故障的閥門取下，應用超聲檢測技術對閥門進行檢測，確定閥門是否因為內部疲勞裂痕的影響而發生了故障。如果閥門內部的確出現了裂紋形變，就需要進行整體閥門的更換。通過超聲檢測發現閥門的故障原因是因為內部產生了堵塞現象，就需要使用專門的有機溶劑對閥門進行潤滑，溶解處理。處理完畢后的閥門同樣需要進行模擬檢測，來判斷內部堵塞是否被溶解排除。當流量儀表顯示的測量值不穩，不能如實的反應液體單位流量的問題時，在排除了流量儀表的內部問題后，就基本代表著流量儀表的外接顯示裝置發生了故障，需要對顯示裝置進行故障維護。維護人員需要先將顯示裝置的外屏取下，露出信號線接頭，使用外屏測試裝置對信號線進行測試，當測試裝置接收不到反饋信號時，就代表著信號線出現了問題，相關維護人員需要進行信號線的更換。再排除了信號線的問題后，就代表著外接顯示裝置出現問題，予以更換即可。

4.3 液位儀表故障維護

液位儀表最主要的故障類型為內部滲液以及數值波動范圍較大，無法反映液體標準位置。液位儀表發生了滲液現象，就代表著液位裝置中的壓強管出現了問題。相關維護人員要對壓強管進行二次液體密封處理。首先，維護人員需要取出壓強管，使用金屬清洗溶劑與高壓空氣槍對壓強管外部污垢和內部殘余的密封液體一同除去。再使用密度液體灌注機對壓強管進行二次密封灌注，進行灌注工作中務必要保證壓強管始終處于垂直方向，并且灌注時間有一定限制，一般不能超過30s，確保壓強管不會出現內部破裂的現象。當液位儀表出現波動范圍較大等現象，代表著儀表內部的自動控制系統出現問題，相關維護人員可以使用儀表系統編譯器或者解碼機，先對儀表內部的自動控制系統進行備份，隨后對其進行格式化處理，最后使用編譯器重新進行控制系統的編譯工作，完成自動控制系統的重建。

5 結語

綜上所述，儀表自動化設備故障分析與維護方法在自動化技術中占據著重要的地位。經過本文的介紹與分析，相關從業者對于儀表自動化設備故障分析以及相應的維護方法有了基本的了解。可以提升相關從業者的知識儲備水平，為企業提供更好的服務。

參考文獻

[1] 周祖良.儀表自動化設備故障與維護技術探討[J].石化技術，2020，27（6）：105-106.

[2] 宮紅.儀表自動化設備故障與維護技術[J].技術與市場，2020，27（5）：92-93.

[3] 楊莉.幾種儀表自動化設備的常見故障及檢修[J].電子世界，2020（5）：189-190.

[4] 倪鵬.化工儀表自動化設備的維護措施探析[J].化工管理，2020（5）：137-138.

[5] 羅常清.智能技術在電氣工程自動化發展中的應用分析[J].信息記錄材料，2018，19（1）：11-12.