馮德龍

（中國(guó)石油集團(tuán)西南管道有限公司貴陽(yáng)輸油氣分公司，貴州 貴陽(yáng) 550000）

0 前言

隨著自動(dòng)化儀表技術(shù)的快速發(fā)展，各類(lèi)自動(dòng)化儀表在工業(yè)等領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用，如溫度控制儀表、流量控制儀表等[1]。而自動(dòng)化儀表的長(zhǎng)期使用，會(huì)出現(xiàn)一定的故障，從而不僅會(huì)影響企業(yè)生產(chǎn)安全，而且會(huì)影響企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益。

1 自動(dòng)化儀表

自動(dòng)化儀表（DCS）是以微機(jī)為核心，并集計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、現(xiàn)代化科技以及自動(dòng)化控制技術(shù)的通信技術(shù)為一體系統(tǒng)[2]。目前，在DCS 中，應(yīng)用最為廣泛的是溫度測(cè)量?jī)x表、壓力測(cè)量?jī)x表及液位測(cè)量?jī)x表等。

2 自動(dòng)化儀表常見(jiàn)故障的判斷及處理措施

2.1 溫度控制儀表

對(duì)于溫度控制儀表來(lái)說(shuō)，其運(yùn)行的原理如圖1 所示。

圖1 原理示意圖

當(dāng)該儀表常見(jiàn)故障為數(shù)值異常的快速波動(dòng)、指示值突然變?yōu)樽畲蠡蜃钚。蛘咧甘局党霈F(xiàn)大幅度緩慢波動(dòng)等，均可以作為該儀表發(fā)生故障的判斷依據(jù)。對(duì)于儀表數(shù)值異?？焖俨▌?dòng)現(xiàn)象的發(fā)生，其可能是由于調(diào)節(jié)器PID 參數(shù)調(diào)整不當(dāng)或線路原因等導(dǎo)致的。對(duì)于指示值突然變到最大或最小，其通常可判斷為儀表系統(tǒng)故障。而導(dǎo)致系統(tǒng)故障發(fā)生的原因可能是由于熱電阻、熱電偶斷線、短路或者變送器失靈等導(dǎo)致的。對(duì)于指示值出現(xiàn)大幅度緩慢波動(dòng)這一故障的發(fā)生，在對(duì)其原因進(jìn)行判斷時(shí)，判斷思路為是否是工藝操作不當(dāng)導(dǎo)致，是否是調(diào)節(jié)器故障導(dǎo)致的，以及是否是儀表工藝上的問(wèn)題引發(fā)的。另外，儀表溫度指示值長(zhǎng)時(shí)間保持不變，也可作為故障判斷的依據(jù)。這一故障的發(fā)生，其可能是由于輸出電流突然最大或最小，調(diào)節(jié)器輸出漂移，又或者是調(diào)節(jié)放大器失靈或輸出回路斷線等導(dǎo)致的。針對(duì)上述故障，可以采取以下處理措施。1）定期檢查溫度控制儀表的熱電阻、熱電偶是否發(fā)生損壞。對(duì)于存在損壞的設(shè)備，可通過(guò)更新測(cè)溫元件的方式予以處理。2）做好儀表接線柱腐蝕損壞情況，以及接線盒進(jìn)水情況等的檢查工作。3）對(duì)于由于外部環(huán)境因素導(dǎo)致的故障，應(yīng)做好防雷、防凍以及保溫工作，以促使儀表能夠正常運(yùn)行。

2.2 壓力控制儀表

壓力控制儀表的原理如圖2 所示。該儀表的重點(diǎn)是蒸汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這主要是由于在化工生產(chǎn)領(lǐng)域中，其熱源主要是蒸汽，因而其壓力數(shù)值會(huì)受到總蒸汽壓力的影響。

圖2 原理示意圖

壓力控制儀表常見(jiàn)故障主要包括以下3 種。1）壓力指示值突然降到零且安全閥起跳。這一故障通常發(fā)生在儀表與導(dǎo)壓管之間。而這一故障發(fā)生的原因可能是蒸汽壓力猛增等導(dǎo)致的。在處理這一故障時(shí)，可手動(dòng)遙控調(diào)節(jié)閥，然后再對(duì)故障進(jìn)行具體的檢查和處理。2）相比于設(shè)定值來(lái)說(shuō)，指示值較低，并且安全閥起跳。在對(duì)此類(lèi)故障進(jìn)行判斷時(shí)，應(yīng)與其他相關(guān)儀表，如溫度控制儀表等進(jìn)行結(jié)合。當(dāng)溫度控制儀表的指示值處于正常狀態(tài)時(shí)，則可判斷這一故障發(fā)生的原因是由于安全閥沒(méi)有調(diào)好。而當(dāng)溫度控制儀表的指示值均處于偏高的狀態(tài)下，而壓力指示值較真實(shí)壓力低時(shí)，其可能與壓力調(diào)節(jié)回路有關(guān)。對(duì)于上述常見(jiàn)故障，可采取的處理措施是調(diào)好安全閥，并對(duì)壓力調(diào)節(jié)回路的參數(shù)值進(jìn)行重新整定。3）壓力指示值快速震蕩波動(dòng)，其可能是由于PID 控制參數(shù)不合理、壓力操作不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致的。對(duì)此，應(yīng)通過(guò)規(guī)范壓力操作以及合理設(shè)置PID 參數(shù)的方式予以處理。

2.3 液位儀表系統(tǒng)

液位儀表系統(tǒng)，其原理如圖3 所示。

圖3 原理示意圖

液位儀表系統(tǒng)的常見(jiàn)故障如下。1）液位指示值異常，如波動(dòng)頻繁。其中，指示值波動(dòng)頻繁這一故障原因判斷時(shí)，應(yīng)以液面控制對(duì)象的容量作為基礎(chǔ)。通常情況下，容量大通常是由于參數(shù)設(shè)置整定不當(dāng)導(dǎo)致的。而容量小時(shí)，應(yīng)該先對(duì)工藝操作進(jìn)行分析，在工藝操作發(fā)生變化的等情況下，故障可能是由于工藝操作不當(dāng)導(dǎo)致的。如果工藝操作未發(fā)生變化，則可以判斷為儀表系統(tǒng)故障導(dǎo)致的。對(duì)此，應(yīng)對(duì)儀表系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的檢查。2）指示值突然變到最大或最小。對(duì)于這一故障，其處理措施基本同流量控制儀表，即先對(duì)一次表進(jìn)行檢查，然后依據(jù)檢查結(jié)果，進(jìn)行故障判斷。對(duì)于一次表正常，則可判斷為是二次表發(fā)生故障。當(dāng)一次表與二次表一致時(shí)，則應(yīng)手動(dòng)控制液位，通過(guò)觀察液位變化，以進(jìn)行故障判斷。當(dāng)液位在一定范圍內(nèi)保持穩(wěn)定時(shí)，可判斷為儀表系統(tǒng)原因。反之，則判斷為工藝原因。對(duì)此，可采取的處理措施為定期檢查與維修，并依據(jù)故障判斷結(jié)果進(jìn)行針對(duì)性處理。

2.4 成分分析儀表

成分分析儀表，又稱(chēng)在線成分分析控制儀表，其組成框圖如圖4 所示。

對(duì)于該儀表來(lái)說(shuō)，其故障通常是發(fā)生在樣品預(yù)處理系統(tǒng)中，而導(dǎo)致故障發(fā)生的主要原因則與溫度、壓力及樣品流量不穩(wěn)定有密切的關(guān)系。同時(shí)，還與樣品中的油霧、含水情況等有關(guān)。以二氧化硫分析控制儀表為例，其故障有如下兩點(diǎn)。1）儀表指示值逐漸變小。當(dāng)排除工藝操作原因后，其通常是由于儀表本身原因?qū)е碌?。為此，可以先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析，如樣氣流量情況，當(dāng)其過(guò)小乃至不存在時(shí)，可能是由于針型調(diào)節(jié)閥堵塞或干燥過(guò)濾器堵塞等導(dǎo)致的，因此可以通過(guò)疏通管路或者將干燥過(guò)濾器中的棉花更換等方式進(jìn)行處理。2）對(duì)于儀表指示值逐漸變大這一故障，其可能是由于樣氣中含有的水蒸氣或粉塵過(guò)高導(dǎo)致的?？傊槍?duì)不同的自動(dòng)化儀表常見(jiàn)故障，均應(yīng)對(duì)其進(jìn)行正確的判斷，并及時(shí)采取有效的處理措施。

圖4 組成框圖

3 結(jié)論

在科技和經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的今天，其一方面為我國(guó)各行業(yè)，尤其是化工行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件，另一方面也對(duì)其自動(dòng)化儀表運(yùn)行與維護(hù)管理提出了更高的要求。對(duì)各類(lèi)自動(dòng)化儀表常見(jiàn)故障判斷與處理措施進(jìn)行總結(jié)，其是自動(dòng)化儀表正常運(yùn)行與維護(hù)管理的需求，同時(shí)也是企業(yè)生產(chǎn)安全的要求。與此同時(shí)，對(duì)于未來(lái)準(zhǔn)確快速地判斷自動(dòng)化儀表常見(jiàn)故障，以及及時(shí)采取有效的措施也有重要的參考與借鑒價(jià)值。