吳禹錚 黃皓然 黃可鑫

摘 要：隨著工業(yè)管理技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化程度也在提高。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，化學(xué)儀表的自動(dòng)化控制也在逐漸發(fā)展，整個(gè)化學(xué)儀表的自動(dòng)化控制系統(tǒng)由溫度、壓力、液位、流量、在線分析等組成。為了保證自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作穩(wěn)定，筆者對(duì)系統(tǒng)的失效和維修技術(shù)進(jìn)行了較詳盡的分析。

關(guān)鍵詞：化工儀表;自動(dòng)控制系統(tǒng);故障及維護(hù)技術(shù)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，化學(xué)工業(yè)也逐步得到了優(yōu)化與升級(jí)，其主要特點(diǎn)是在化學(xué)行業(yè)的自動(dòng)化程度方面得到了很大的提高。然而，目前化工儀器的自動(dòng)化控制系統(tǒng)在操作中出現(xiàn)了一些問(wèn)題，這直接關(guān)系到整個(gè)自動(dòng)化程度和穩(wěn)定性，對(duì)整個(gè)化工行業(yè)都有很大的影響。而在這個(gè)過(guò)程中，化工行業(yè)將會(huì)迎來(lái)一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，在這個(gè)時(shí)期，各大化工公司的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)更加的激烈，如果不能及時(shí)解決這個(gè)問(wèn)題，將會(huì)影響到整個(gè)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。因此，在本文中，我們將詳細(xì)地介紹化學(xué)儀表的故障和維修技術(shù)，并給出一些有針對(duì)性的建議，以期對(duì)我國(guó)的化工行業(yè)有所幫助。

一、化工儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)分析

在實(shí)踐中，自動(dòng)控制系統(tǒng)由多個(gè)化學(xué)儀表部件組成，其核心是傳感器、監(jiān)測(cè)器和控制器。控制系統(tǒng)中的傳感器用于收集、測(cè)量和轉(zhuǎn)換設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù);事實(shí)上，如果化學(xué)儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，很有可能會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)參數(shù)產(chǎn)生直接的不良影響，引起設(shè)備常狀態(tài)，甚至導(dǎo)致儀器的自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障。為迅速、高效地處理和優(yōu)化維修技術(shù)，需要對(duì)其原理、性能、生產(chǎn)工藝等各方面的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行全面的理解[1]。

二、化工儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)故障分析

（一）溫度自控儀表故障

1、單點(diǎn)熱電偶常見(jiàn)故障

首先，在溫度自動(dòng)控制儀表的單點(diǎn)熱電偶故障中，如果熱電勢(shì)偏低，則會(huì)導(dǎo)致熱偶受潮、絕緣性能下降、線路電阻不準(zhǔn)確等問(wèn)題，如果熱電勢(shì)過(guò)高，則會(huì)導(dǎo)致補(bǔ)償線與熱電偶不匹配，導(dǎo)致電極材料發(fā)生質(zhì)變。因此，在化學(xué)儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)中，自動(dòng)溫控部分會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，這些問(wèn)題可能會(huì)對(duì)所生產(chǎn)的化學(xué)制品造成一定的影響，甚至?xí)?yán)重地影響到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

2、多點(diǎn)熱電偶常見(jiàn)故障

在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大型的反應(yīng)器是很普遍的，為了精確地掌握大反應(yīng)器中各個(gè)部位的特定溫度，保證反應(yīng)的順利進(jìn)行，就需要用到多點(diǎn)熱電偶，這是一種很長(zhǎng)的設(shè)備，它的外殼較長(zhǎng)，除了容易出現(xiàn)的單一點(diǎn)發(fā)熱故障以外，還有一些特殊的故障，包括測(cè)量溫度和實(shí)際溫度相差太大，發(fā)送器模塊失效等。

3、熱電阻常見(jiàn)故障

在化學(xué)儀表的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，由于溫度過(guò)高，所以熱電阻故障是很容易被發(fā)現(xiàn)的，主要有保護(hù)管道和接線箱的松動(dòng)，以及內(nèi)部的熱電阻元件的失效等問(wèn)題。例如，當(dāng)溫度計(jì)的指示器溫度低于實(shí)際溫度時(shí)，或溫度不穩(wěn)定時(shí)，其故障因素可能與金屬屑、灰塵、接線柱之間的污物、接線柱之間的污物、短路等有關(guān)。

（二）壓力自控儀表故障

在生產(chǎn)化學(xué)品，特別是危險(xiǎn)化學(xué)品時(shí)，往往會(huì)有高溫、高壓現(xiàn)象的發(fā)生，甚至是有毒氣體。以智能壓力傳感器為代表的壓力控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)。典型的壓力控制系統(tǒng)誤差既包括現(xiàn)場(chǎng)壓力，也包括操作系統(tǒng)誤差。如果系統(tǒng)不工作，現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示正常，那就是系統(tǒng)出現(xiàn)了問(wèn)題，可以重新啟動(dòng)系統(tǒng)。智能變換器在工作現(xiàn)場(chǎng)的典型故障是輸出信號(hào)為0，可以看作是反向電源或電源電壓不足24 VDC，或電路電路板有問(wèn)題[2]。

（三）量自控儀表故障

在自動(dòng)控制系統(tǒng)中電流自動(dòng)控制模塊主要用于流量測(cè)量和精確的質(zhì)量測(cè)量。一般流量計(jì)由差壓計(jì)流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)和渦流街流量計(jì)組成，雖然兩者不同，但給出了準(zhǔn)確的參數(shù)。流量計(jì)用于測(cè)量生產(chǎn)環(huán)境中的實(shí)際流量.在常規(guī)生產(chǎn)中，由于流量參數(shù)的突然變化，自動(dòng)控制系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)跟蹤和報(bào)警。避免儀器故障對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生不利影響。如果在實(shí)際應(yīng)用中沒(méi)有問(wèn)題，就需要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的工藝進(jìn)行詳細(xì)的分析。從而加強(qiáng)對(duì)其運(yùn)行調(diào)節(jié)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化管理。常規(guī)流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中，主要是根據(jù)節(jié)流閥產(chǎn)生的壓力差，將其轉(zhuǎn)化為流量，因此必須對(duì)管道周?chē)M(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控，以保證正負(fù)壓力信號(hào)獲得的環(huán)境與其所在的位置相符，避免測(cè)量結(jié)果發(fā)生重大偏差?？傮w來(lái)說(shuō)，流量控制系統(tǒng)的主要問(wèn)題是：由于壓力傳感器的作用，導(dǎo)致了系統(tǒng)的壓力變化，導(dǎo)致管路堵塞，并且在介質(zhì)的檢測(cè)中，會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，當(dāng)流量測(cè)量的時(shí)候，需要適當(dāng)?shù)馗淖冏詣?dòng)控制狀態(tài)，通過(guò)人工調(diào)整生產(chǎn)的方式最佳。

三、化工儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)分析

（一）計(jì)算機(jī)診斷技術(shù)分析

CS3000是 DCS產(chǎn)品，這是CS3000系統(tǒng)的控制臺(tái)。它基于Windows操作系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。在CS3000中，當(dāng)自動(dòng)化操作系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)立即收到提醒和詳細(xì)記錄，從而為尋找誤差原因提供了可靠的技術(shù)依據(jù)。在CS3000系統(tǒng)中，提醒分為過(guò)程信息、系統(tǒng)提醒和操作說(shuō)明.不同類型的報(bào)警都有類似的報(bào)警窗口。儀器服務(wù)將根據(jù)自己的應(yīng)急信息對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，并能在短時(shí)間內(nèi)有效處理，使系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確地排除誤差，迅速恢復(fù)正常工作。

（二）冗余技術(shù)分析

冗余技術(shù)在化工儀器自動(dòng)控制中的應(yīng)用大大提高了其穩(wěn)定性和安全性，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)具有更重要的意義。所謂的"硬件冗余"技術(shù)連接多個(gè)模塊或組件，在這種情況下，一個(gè)模塊會(huì)一直處于待命狀態(tài)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算、通訊，而另外一個(gè)則是備用模塊。通過(guò)這種技術(shù)，不但可以讓維修人員準(zhǔn)確的判斷出儀器的故障，而且還可以進(jìn)行維修，及時(shí)排除故障。這對(duì)化學(xué)儀表的故障處理工作是非常重要的。

（三）軟件冗余

軟件冗余技術(shù)是利用多數(shù)原理對(duì)冗余系統(tǒng)做出結(jié)論的一種具體方案和方法。測(cè)量同一介質(zhì)時(shí)，可設(shè)置兩個(gè)或多個(gè)測(cè)量單位，分別將數(shù)據(jù)傳輸至冗余系統(tǒng)表決，以確定系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，投票方式包括二選一表決、二選一表決、三選一表決和三選二表決。在三個(gè)聲音中的兩個(gè)聲音中，三個(gè)自動(dòng)控制器的狀態(tài)為1。如果其中兩個(gè)為0，它會(huì)立即給出指示。三取二的投票邏輯是合理的，無(wú)論哪條通道出現(xiàn)問(wèn)題，系統(tǒng)都可以在投票后正常工作，以確保其安全性和可用性。

四、結(jié)語(yǔ)

實(shí)施工業(yè)儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)、勞動(dòng)力解放具有重要意義，能有效預(yù)防工業(yè)事故。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，化學(xué)控制設(shè)備也在不斷更新和優(yōu)化。儀器控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的問(wèn)題越來(lái)越多。我們要從最基本的工作做起，積累經(jīng)驗(yàn)，不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)，解決儀表問(wèn)題，確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]管孝永，韋本成，孟憲霞. 化工儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)故障與維護(hù)技術(shù)[J]. 聚氯乙烯，2019，47（12）：19-21.

[2]周曉靜. 化工儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)故障及其維護(hù)技術(shù)分析[J]. 電子測(cè)試，2020（22）：117-118+59.

[3]侯慧姝，劉文興. 化工儀表典型故障分析及處理[J]. 信息系統(tǒng)工程，2011（08）：69-70+68.