论文部分内容阅读
摘 要：本文概述了自动化仪表的几种类型及其性能，通过对自动化仪表的常见故障分析，介绍了相应的处理方法并概述自动化仪表的日常维护方法，仅供各位参考。
关键词：自动化仪表；故障分析；维护方法
中图分类号：TN830文献标识码： A
一、前言
近几年来，自动化仪表被更多地应用于工业生产中，因此保证仪表良好的性能就变得异常重要。作为相关人员，我们要了解自动化仪表的不同种类及他们的性能，了解常见的故障及处理方法。
二、工业自动化仪表的种类及性能
根据实际生产过程中数据采集的不同特点，可以从以下几个方面对工业自动化仪表进行分析：
1.温度仪表。工业生产的特点是在一定温度和压力下，使原料发生相应的物理或化学反应、变化， 所以，对生产中的温度控制是不可避免的，一般采用接触式测量方式，最常用的仪表是热电阻、热电偶。随着现场总线技术的应用，热电阻、热电偶信号直接进入DCS，使温度控制实现自动化。
2.压力仪表。压力是工业生产中必不可少的，没有一定的压力，反应就不会发生，生产就不能进行。压力往往关系到生产、设备和人身安全，因此，压力仪表是非常关键的。
3.物位仪表。在工业生产中，往往需要对原料、半成品和成品的液位进行测量，因此测量过程与被测物料特性关系密切。物位仪表按测量方式分为直读式、浮力式、静压式（差压、压力）、电容式、重垂式、辐射式、磁致伸缩式、雷达式、矩阵涡流式等。根据生产过程中物料的特性，雷达式（0.3%） 等精度较高的仪表在多晶硅行业的应用已逐步普及。
4.流量仪表。工业生产中最多的控制环节是流量的测量,也是温、压、液（位）、流四大参数中内容最丰富的一个门类。流量是指单位时间内流经有效截面流体的体积和质量。
三、自动化仪表的日常维护方法
自动化仪表的维护需要依照其规定管理的方式进行, 其中预防性维护必须要按照具体的仪表设置方案进行安排。目前企业使用的自动化仪表设备种类较多, 日常的故障分析及维护也因此增加了难度。自动化仪表的维护需要有科学、有效的检查制度的支持, 并且对仪表设备进行定期的检查和不定期的抽查,对出现的问题进行及时的处理和改进, 对隐性问题也必须进行及时的排除, 确保自动化仪表设备的正常运作。
1.制定科学的检查制度
自动化仪表的检查需要具有科学的检查制度, 管理人员遵照相关制度对仪表设备进行检查。检查制度的制定要根据自动化仪表设备的属性及操作规定来进行, 除了在仪表使用过程中进行检查以外, 还要进行预防维护的检查。管理人员的检查需要分工明确, 每个人确定到相应的具体范围, 对于巡查路线的选择要进行多方面的考虑, 每天巡查次数都要保证在两次以上。管理人员在巡查过程中要做好准确的记录, 对仪表设备工作的状况进行记录, 对出现故障的仪表设备进行及时的整修, 将安全隐患进行及时的排除, 保证自动化仪表设备工作的顺利。
2.建立完善的排污方案
自动化仪表设备需要进行定期的排污, 将运行过程中产生的杂质进行排除, 以保证仪表设备的正常工作。排污的主要对象是易沉积、易结晶的介质, 这些介质的沉积会对仪表设备的运行造成阻碍, 容易造成仪表故障。因此建立完善的排污方案对于仪表的维护而言至关重要, 方案的建立要具有针对性, 根据不同的仪表设备进行相应的方案制定, 从而保障自动化仪表的顺利运行。
3.制定防雷防腐的措施
自动化仪表的性能较高, 但也容易受外界因素的影响。雷电、腐蚀等对自动化仪表的影响很大, 因此防雷、防腐措施就需要做到位, 尽量减少其对自动化仪表设备的影响。防雷措施主要是进行设备的接地处理, 在设备外部采用防雷材料进行防护, 从而减少雷电对自动化仪表运作的影响。自动化仪表部件一般会因为接触到强酸、强碱、腐蚀性气体而发生腐蚀, 从而对生产造成危害。经过腐蚀的仪表其内在配件容易受损, 从而影响到其正常运作。在对自动化仪表进行防腐时一般采用隔离处理或防腐材质处理两种方法。隔离处理主要是通过隔离液体、隔离膜片或者注气保护等方法将自动化仪表与腐蚀介质隔离开来, 从而避免仪表设备被腐蚀。防腐材质处理就是将自动化仪表设备都用防腐材料进行生产和组装, 将防腐材料作为各个原件的主材料, 从而使得仪表设备不会被腐蚀。除此之外还要将自动化仪表设备运行的环境进行调控, 对温度、压力等外因进行严格的控制, 防止环境因素对自动化仪表设备造成影响。
四、自动化仪表常见故障分析及处理
1.调节阀卡堵、波动
（一）调节阀卡堵
卡堵是调节阀常出现的问題，在系统新投运和大修投运初期，在节流口、导向部位，由于管道内焊渣、铁锈等造成堵塞，使介质流通不畅，或调节阀检修中填料过紧，摩擦力增大，导致发生小信号不动作、大信号动作过头。
故障处理：可迅速开、关副线或调节阀，让介质把脏物从调节阀或副线处冲走。另一办法用管钳夹紧阀杆，在外加信号压力情况下，正反用力旋动阀杆，让阀芯闪过被卡处。若不能，则增加气源压力，加大驱动功率，反复上下移动几次。若仍不能动作，则需解体处理。
（二）调节阀波动
由于调节阀的弹簧刚度不足，导致调节阀输出信号不稳定而急剧变动，易引起调节阀振荡。系统频率与选阀的频率相同或者管道、基座剧烈振动，导致调节阀振动。选型不当时，调节阀工作在小开度时，存在急剧的流阻、流速、压力的变化，当超过阀刚度时，稳定性变差，严重时产生振荡。
故障处理：对轻微的振动，可通过增加刚度来消除。如：选用大刚度弹簧，改用活塞执行结构等。管道、基座剧烈振动，可通过增加支撑消除振动干扰。系统频率与选阀的频率相同，可更换不同结构的阀；工作在小开度时造成的振荡，则是由选型不当，导致流通能力C值选大，必须重新选用流通能力C值较小的或采用分程控制或子母阀，以解决调节阀工作在小开度时存在的问题。
2.温度监测故障处理
（一）温度指示为零
DCS系统上温度显示为零。首先对DCS系统的模块输入信号进行检查，若测得输入信号为4mA，这说明温度变送器的输出信号为4mA。为了进一步判断故障是出在温度变送器，还是在测温元件，对热电偶的mV信号进行测量，若从测得mV信号得知测温元件没有问题，这说明温度变送器存在故障。
处理方法：把温度变送器送检修理，如送检后不能修复，须更换一台温度变送器。
（二）控制室指示温度比现场指示温度低
控制室指示温度与现场就地指示温度不符，前者比后者低50℃。由于双金属温度计比较直观、简单，首先从控制室温度指示入手。在现场热电偶端子处测量热电势，对照相应温度，若确定偏低，说明不是调节器指示系统存在故障，问题出在热电偶测温元件上。抽出热电偶检查，在热电偶保护套管内有积水。积水造成下端短路，导致热电势减小或热电偶测量温度是热电偶测温点的温度，由于有积水，积水部分短路，造成热电偶的测量点法实施变动，引起测量温度变化。
处理方法：将保护套管内的水分充分擦干或用空气吹干，烘干后再进行安装。此时，要注意热电偶接线盒的密封以及补偿导线的接线要求，防止雨水再次进入保护套管内。
五、结语
自动化仪表的故障分析及日常维护至关重要，因此，在工业企业的后续发展中，要不断提高仪表维护措施，加强对故障处理的重视，严格日常维护体系，促进自动化仪表在化工生产中的应用。
参考文献：
[1]李文锋.由仪表接地问题引发的系统故障及其排除方法.石油化工自动化, 2011(4).
[2]李雕.浅述焦化厂应用自动化仪表的预防维护.中小企业管理与科技, 2010(22).
关键词：自动化仪表；故障分析；维护方法
中图分类号：TN830文献标识码： A
一、前言
近几年来，自动化仪表被更多地应用于工业生产中，因此保证仪表良好的性能就变得异常重要。作为相关人员，我们要了解自动化仪表的不同种类及他们的性能，了解常见的故障及处理方法。
二、工业自动化仪表的种类及性能
根据实际生产过程中数据采集的不同特点，可以从以下几个方面对工业自动化仪表进行分析：
1.温度仪表。工业生产的特点是在一定温度和压力下，使原料发生相应的物理或化学反应、变化， 所以，对生产中的温度控制是不可避免的，一般采用接触式测量方式，最常用的仪表是热电阻、热电偶。随着现场总线技术的应用，热电阻、热电偶信号直接进入DCS，使温度控制实现自动化。
2.压力仪表。压力是工业生产中必不可少的，没有一定的压力，反应就不会发生，生产就不能进行。压力往往关系到生产、设备和人身安全，因此，压力仪表是非常关键的。
3.物位仪表。在工业生产中，往往需要对原料、半成品和成品的液位进行测量，因此测量过程与被测物料特性关系密切。物位仪表按测量方式分为直读式、浮力式、静压式（差压、压力）、电容式、重垂式、辐射式、磁致伸缩式、雷达式、矩阵涡流式等。根据生产过程中物料的特性，雷达式（0.3%） 等精度较高的仪表在多晶硅行业的应用已逐步普及。
4.流量仪表。工业生产中最多的控制环节是流量的测量,也是温、压、液（位）、流四大参数中内容最丰富的一个门类。流量是指单位时间内流经有效截面流体的体积和质量。
三、自动化仪表的日常维护方法
自动化仪表的维护需要依照其规定管理的方式进行, 其中预防性维护必须要按照具体的仪表设置方案进行安排。目前企业使用的自动化仪表设备种类较多, 日常的故障分析及维护也因此增加了难度。自动化仪表的维护需要有科学、有效的检查制度的支持, 并且对仪表设备进行定期的检查和不定期的抽查,对出现的问题进行及时的处理和改进, 对隐性问题也必须进行及时的排除, 确保自动化仪表设备的正常运作。
1.制定科学的检查制度
自动化仪表的检查需要具有科学的检查制度, 管理人员遵照相关制度对仪表设备进行检查。检查制度的制定要根据自动化仪表设备的属性及操作规定来进行, 除了在仪表使用过程中进行检查以外, 还要进行预防维护的检查。管理人员的检查需要分工明确, 每个人确定到相应的具体范围, 对于巡查路线的选择要进行多方面的考虑, 每天巡查次数都要保证在两次以上。管理人员在巡查过程中要做好准确的记录, 对仪表设备工作的状况进行记录, 对出现故障的仪表设备进行及时的整修, 将安全隐患进行及时的排除, 保证自动化仪表设备工作的顺利。
2.建立完善的排污方案
自动化仪表设备需要进行定期的排污, 将运行过程中产生的杂质进行排除, 以保证仪表设备的正常工作。排污的主要对象是易沉积、易结晶的介质, 这些介质的沉积会对仪表设备的运行造成阻碍, 容易造成仪表故障。因此建立完善的排污方案对于仪表的维护而言至关重要, 方案的建立要具有针对性, 根据不同的仪表设备进行相应的方案制定, 从而保障自动化仪表的顺利运行。
3.制定防雷防腐的措施
自动化仪表的性能较高, 但也容易受外界因素的影响。雷电、腐蚀等对自动化仪表的影响很大, 因此防雷、防腐措施就需要做到位, 尽量减少其对自动化仪表设备的影响。防雷措施主要是进行设备的接地处理, 在设备外部采用防雷材料进行防护, 从而减少雷电对自动化仪表运作的影响。自动化仪表部件一般会因为接触到强酸、强碱、腐蚀性气体而发生腐蚀, 从而对生产造成危害。经过腐蚀的仪表其内在配件容易受损, 从而影响到其正常运作。在对自动化仪表进行防腐时一般采用隔离处理或防腐材质处理两种方法。隔离处理主要是通过隔离液体、隔离膜片或者注气保护等方法将自动化仪表与腐蚀介质隔离开来, 从而避免仪表设备被腐蚀。防腐材质处理就是将自动化仪表设备都用防腐材料进行生产和组装, 将防腐材料作为各个原件的主材料, 从而使得仪表设备不会被腐蚀。除此之外还要将自动化仪表设备运行的环境进行调控, 对温度、压力等外因进行严格的控制, 防止环境因素对自动化仪表设备造成影响。
四、自动化仪表常见故障分析及处理
1.调节阀卡堵、波动
（一）调节阀卡堵
卡堵是调节阀常出现的问題，在系统新投运和大修投运初期，在节流口、导向部位，由于管道内焊渣、铁锈等造成堵塞，使介质流通不畅，或调节阀检修中填料过紧，摩擦力增大，导致发生小信号不动作、大信号动作过头。
故障处理：可迅速开、关副线或调节阀，让介质把脏物从调节阀或副线处冲走。另一办法用管钳夹紧阀杆，在外加信号压力情况下，正反用力旋动阀杆，让阀芯闪过被卡处。若不能，则增加气源压力，加大驱动功率，反复上下移动几次。若仍不能动作，则需解体处理。
（二）调节阀波动
由于调节阀的弹簧刚度不足，导致调节阀输出信号不稳定而急剧变动，易引起调节阀振荡。系统频率与选阀的频率相同或者管道、基座剧烈振动，导致调节阀振动。选型不当时，调节阀工作在小开度时，存在急剧的流阻、流速、压力的变化，当超过阀刚度时，稳定性变差，严重时产生振荡。
故障处理：对轻微的振动，可通过增加刚度来消除。如：选用大刚度弹簧，改用活塞执行结构等。管道、基座剧烈振动，可通过增加支撑消除振动干扰。系统频率与选阀的频率相同，可更换不同结构的阀；工作在小开度时造成的振荡，则是由选型不当，导致流通能力C值选大，必须重新选用流通能力C值较小的或采用分程控制或子母阀，以解决调节阀工作在小开度时存在的问题。
2.温度监测故障处理
（一）温度指示为零
DCS系统上温度显示为零。首先对DCS系统的模块输入信号进行检查，若测得输入信号为4mA，这说明温度变送器的输出信号为4mA。为了进一步判断故障是出在温度变送器，还是在测温元件，对热电偶的mV信号进行测量，若从测得mV信号得知测温元件没有问题，这说明温度变送器存在故障。
处理方法：把温度变送器送检修理，如送检后不能修复，须更换一台温度变送器。
（二）控制室指示温度比现场指示温度低
控制室指示温度与现场就地指示温度不符，前者比后者低50℃。由于双金属温度计比较直观、简单，首先从控制室温度指示入手。在现场热电偶端子处测量热电势，对照相应温度，若确定偏低，说明不是调节器指示系统存在故障，问题出在热电偶测温元件上。抽出热电偶检查，在热电偶保护套管内有积水。积水造成下端短路，导致热电势减小或热电偶测量温度是热电偶测温点的温度，由于有积水，积水部分短路，造成热电偶的测量点法实施变动，引起测量温度变化。
处理方法：将保护套管内的水分充分擦干或用空气吹干，烘干后再进行安装。此时，要注意热电偶接线盒的密封以及补偿导线的接线要求，防止雨水再次进入保护套管内。
五、结语
自动化仪表的故障分析及日常维护至关重要，因此，在工业企业的后续发展中，要不断提高仪表维护措施，加强对故障处理的重视，严格日常维护体系，促进自动化仪表在化工生产中的应用。
参考文献：
[1]李文锋.由仪表接地问题引发的系统故障及其排除方法.石油化工自动化, 2011(4).
[2]李雕.浅述焦化厂应用自动化仪表的预防维护.中小企业管理与科技, 2010(22).