關于自動化儀表的原理及故障維護的研究

（中國原子能科學研究院 北京 102488）

引言

自動化儀表在工業當中的應用越來越普遍，其能夠通過測量、顯示、記錄、控制等功能，對工業生產當中的關鍵設備進行安全保障，使其能夠穩定的運行，從而提高工業企業的生產效率，為企業帶來更多的經濟效益。而自動化儀表的故障出現是來源于各方面因素的影響而導致的，而對其的影響是不可控的，那么就需要對設備進行故障維護，來降低出現故障的概率，避免由于故障而對企業所造成的直接損失。而要想明確自動化儀表的故障發生原因首先就需要對儀表的原理進行分析，從而有針對性的進行故障維護，在其還未對企業造成經濟損失時，就對故障進行解決。

1.自動化儀表的原理

自動化儀表是由許多自動化元件所構成的一種自動化技術工具，其中通過傳感器、變速器和顯示器等元件能夠實現測量記錄，顯示控制等功能。即由于安裝方便，操作簡單，且在精度與清晰度上，都有著較大的優勢，因此在工業領域受到了眾多企業的青睞，能夠有效的提高工作效率。

自動化儀表在工業領域當中的應用主要是有溫度儀表，壓力儀表，物件儀表，流量儀表等一些過程分析儀表。而在自動化儀表當中所應用的自動化元件難免會出現故障問題，而由于自動化儀表當中的各個元件以及控制線路等在結構方面都較為復雜，因此對其進行維修時就會較為困難。那么其在工業領域當中的應用，對自動化儀表的原理進行研究，對其故障原因進行分析，從而進行故障的排查以及日常維護工作是非常重要的，這樣才能夠降低自動化儀表出現故障的概率，保證工業企業在生產過程當中的正常運行。

2.自動化儀表的常見故障

（1）溫度儀表。溫度儀表的常見故障主要原因通常為電阻或補償導線等出現問題，而且系統出現故障的體現為，溫度控制儀表的數據出現偏差。因此要想知道溫度儀表是否出現故障對其的指示值變化進行判斷就可得知。而在溫度控制儀表當中所出現的指示值出現偏差，情況分為兩種，第一，是由于PID參數調整不合理而造成的儀表數值指示值不穩定，并且在快速的震蕩。第二，是由于儀表本身所出現故障，或者是在操作過程中由于操作不規范而導致的儀表指示值的的波動變化較大，并且較為緩慢。

（2）壓力儀表。壓力儀表的常見故障有指針不動、指針抖動、指針不歸零、指示不正確等。而指針不動的主要原因，可能是旋塞未開或者是壓力表所連接的純水管堵塞等原因。指針抖動的原因可能是由于有損壞，或中心柱兩端彎曲、軸兩段轉動不同心等原因造成的。只是不正確，其主要體現在超出了允許誤差范圍，而其主要原因在于彈簧管因為溫度過高或者過載，而產生的變形或是旋塞泄漏等原因造成的。因此在壓力儀表當中判斷其是否故障時首先是根據儀表上的指針來確定其故障范圍，然后再進行排查，進行維修。

（3）流量儀表。流量儀表在故障排查時與上兩者的判斷相同，都是通過指針指示值來進行判斷的。但在故障判斷上與上兩者直接相比存在著較為復雜的程度。在對流量儀表進行故障排查時，如果其指示值顯示為最小，那么，首先判斷是否是由于顯示儀表不正常而導致的。如果顯示儀表一切正常，那么接下來便是對調節閥的開度進行檢查，若兩者都正常，那么就需要工作人員對系統的壓力以及管路的通暢程度進行逐一排查等，當然在這些基礎上要能夠保證操作的正確性。而如果由于流量儀表本身而出現故障，其主要原因可能是由于差壓變送器正壓泄漏或是由于過濾網堵塞而造成的。若在流量儀表上，其指示值顯示為最大，那么其主要可能是由于操作錯誤或是調節閥開關度不合理而導致的故障等。

（4）液位儀表。通常情況下液位儀表的指示值不正常，都是由于儀表本身而造成的。那么在故障排查的過程當中，如果儀表本身并沒有出現故障，那么操作人員可以通過手動控制液位來判斷是否是控制系統出現問題而導致的儀表指示值不正常。如何判斷是否是液位控制系統出現問題，就需要在遙控的過程當中去發現其是否跟著操作人員的遙控而發生變化，若長久保持穩定，那么就可判定液位控制系統出現問題。相反如果液位不穩定，那么便可能是工藝故障。

3.自動化儀表的日常維護

(1)科學化管理制度

對自動化儀表的日常維護，首先需要制定維護管理制度，讓企業當中的儀表維護工作落實到個人，從而使維護工作能夠正式開展。第一，企業可以根據自身的實際狀況來制定巡回檢查制度，對儀表的檢查，制定檢查周期以及負責人等，在所規定的時間內進行針對性的檢查，并且進行記錄。這樣通過對儀表的檢查，能夠發現其中的潛在問題，并給予相應的解決方案，以及策略等，將故障發生扼殺在搖籃之中。使儀表的維護工作能夠發揮出其真正的作用。另外在巡回檢查制度當中，還要制定相關的要求，提高維護工作開展的效率和質量。第二，企業可以制定分級管理儀表設備的工作內容，在常規檢查的基礎上，對儀表進行分級的管理，提高儀表維護的重點的同時降低維護工作的工作量。這樣一來便能夠有效的提高儀表維護的工作效率。那么在其中，對儀表的維護工作開展，首先需要針對各個負責區域內的重要儀表設備進行故障排查等基礎管理工作，在發現問題時應當及時的進行科學有效的處理，防止發生故障。若故障已經發生，那么相關的管理人員就要能夠承擔起維修責任，對其進行及時的補救措施，降低故障對企業所造成的損失。

(2)提高儀表使用年限

科學合理的管理制度，能夠有效的提高儀表使用年限，這對于企業來說能夠降低企業的維護成本。那么在對儀表進行日常維護工作開展過程當中，就需要采用科學合理的措施來提高儀表的使用年限。從儀表所處的環境進行分析對環境的溫度、壓力等結合儀表的材質對其進行專項的維護。因此針對不同的儀表以及不同的作用就需要以不同的使用與維護方法來進行工作的開展。那么再對儀表進行維護時，就需要根據不同儀表的使用程度，以及所處環境來制定出儀表檢查的規定以及檢查內容，從而根據科學合理的判斷明確儀表是否出現故障，故障所出現的根本原因等等做出科學合理的判斷后，采用專業的處理方法進行預防，使儀表的使用年限得到有效的提高，發揮出維修工作的作用。

4.自動化儀表維護策略

對自動化儀表進行維護時，首先維護工作人員要能夠具備科學嚴謹的態度來進行儀表維護工作。這樣才能夠使維護工作開展更加有效。那么企業首先就需要對工作人員開展相關的管理培訓，提高儀表檢查技術以及工作人員的業務素質，讓其在具備儀表故障分析能力的同時，對儀表的故障作出科學的判斷。在判斷的過程當中，時刻保持著嚴謹的態度，不放過任何一個細節，使故障無處可逃。當儀表出現故障后，工作人員也能夠通過自身的專業技能來對其采用科學合理的故障排除措施或解決措施，來降低故障對企業所造成的影響。

(1)溫度低時的維護工作

外部原因當中的溫度對儀表維護工作的開展有著很大的影響。尤其是在寒冷的天氣當中對儀表維護工作的開展便會增大。為了防止溫度較低對儀表造成影響，那么，對儀表日常維護工作的工作人員就需要將重點放于檢測儀表的保溫和伴熱功能上。自動化儀表的溫度和伴熱功能通常是取決于其保溫材料的情況，那么在日常維護的檢查過程當中對儀表的保溫材料完好程度，以及儀表的切合程度來檢查儀表的保溫功能，在對其進行判斷后采用合理的措施進行維護，降低溫度過低對儀表造成的損壞，使其喪失正常的保溫功能。

(2)儀表的防雷維護

儀表的防雷維護主要是防止自然環境當中的雷擊對儀表造成的損害，導致儀表出現故障。為了能夠防止雷擊所造成的傷害在對儀表進行維護時，首先就需要做好其屏蔽雷電的措施。例如可以利用屏蔽體來對儀表做到防護的作用，屏蔽體本身能夠預防雷電所帶來的傷害，有效的阻止電磁脈沖能量的傳播，從而對儀表起到保護作用。其次，將儀表與接地金屬進行連接，當儀表遭到雷擊時將雷電所帶來的能量導入地下，有效的避免雷擊損壞儀表。或是將兩者共同應用到儀表的防雷維護當中，從而大大降低雷電對儀表所帶來的影響。

(3)儀表的防腐維護

由于自動化儀表本身就由若干的自動化元件構成的，而其中任何元件的損壞都會導致儀表出現故障。因此在儀表當中就需要對其中的元件進行防腐蝕維護。在儀表所處的環境當中，如果有一些腐蝕性的氣體，那么就會對儀表當中的元件造成損壞，使其喪失正常的使用功能。那么首先可以采用隔離防護的措施，對儀表設置隔離層或在其中注入保護氣體，來將其與腐蝕性的氣體進行隔絕。其次還可以采用特殊的材料，例如一些合金材料等來起到防腐的作用。

5.結語

綜上所述，自動化儀表在當前工業企業當中的應用是非常普遍的，也是非常重要的。那么對其儀表的故障維護，也就有著非常重要的意義。企業需要制定相關的儀表日常維護管理制度，來提高儀表的使用年限，降低儀表故障發生的概率，從而提高自動化在企業生產當中的推進。