浅谈自动化仪表常见故障与维护

黄鹂　盖秀玲

【摘 要】在炼油、化工企业中，生产环境相对恶劣，生产过程中经常出现各种自动化仪表故障现象，正确判断、及时处理生产过程中仪表故障，不但直接关系到生产的安全与稳定，同时，也涉及到产品的质量和消耗，而且也最能反映出仪表维护人员的实际工作能力和业务水平，也是仪表维护人员能否获得工艺操作人员信任，彼此配合密切的关键。因此，为缩短处理仪表故障时间，保证安全生产，提高经济效益，作者将结合在工作中的经验，以几种常见的自动化仪表故障分析为例，发表一点自动化仪表维护的体会。

【关键词】自动化仪表；维护经验；故障处理

由于生产操作管道化、流程化、全封闭等特点，尤其是现代化的企业自动化水平很高，工艺操作与检测仪表密切相关，工艺人员通过检测仪表显示的各类工艺参数，诸如反应温度、物料流量、容器的压力和液位、原料的成分等来判断工艺生产是否正常，产品的质量是否合格，根据仪表指示进行加量或减量。仪表指示出现异常现象（指示偏低、偏高，不变化，不稳定等），本身包含两种因素：一是工艺因素，仪表正确的反映出工艺异常情况；二是仪表因素，由于仪表（测量系统）某一环节出现故障而导致工艺参数指示与实际不符。这两种因素总是混淆在一起，很难马上判断出故障到底出现在哪里。仪表维护人员要提高仪表故障判断能力，除了对仪表工作原理、结构、性能特点熟悉外，还需熟悉测量系统中每一个环节，同时，对工艺流程及工艺介质的特性、设备的特性应有所了解，这样才能提高仪表维护水平。

1.自动化仪表的预防性维护工作

自动化仪表的使用寿命与其安装的环境、使用的条件有着直接关系，同一台自动化仪表安装在不同的环境中，其使用寿命的长短也不同，温度、压力以及所接触的介质都是影响其寿命的指标。但这并不意味着使用环境就决定了自动化仪表的使用时长。科学的维护理念与维护措施是防患未然的重要方面，并非一定要到故障出现时才进行维修，而是在故障出现之前能够依据检测结果排除可能出现的故障，延长自动化仪表的使用时长。

2.自动化仪表的具体维护措施

2.1坚持例行巡检工作的制度化

定期巡查制度是一个企业对自动化仪表设备进行预防性维护工作的重要方法，定期巡查能够及时发现自动化仪表设备中存在的隐患，可以有针对性的制定故障处理方法，有利于彻底消除设备故障。自动化仪表设备的使用随着企业规模的扩大不断增加，对于设备的科学管理、定期巡查也成为企业的一项重点工作。要确保自动化仪表设备巡检人员按照已制定的巡检制度，巡回检查所查辖区所有的仪表情况，并根据实际的工作环境设定最省力巡回检查方案，且确保每天巡回检查的次数不低于两次。在进行例行巡检的过程中，自动化仪表设备管理人员应向设备的操作人员确认仪表运行的实际情况，排查运转过程中出现的各种问题。

2.2针对自动化仪表制定切实可行的排污措施

这里所讲的定期排污措施主要面向的是那些容易出现沉积介质、容易结晶和出现冷凝情况的仪表，其他进行过程检测的自动化仪表可以不必定期排污。如果自动化仪表测量的介质含有微小颗粒物质，诸如粉尘等，或含有油污油垢沉积在导压管内或取压阀内，这些仪表也需要进行排污，这种情况下，仪表管理人员应根据生产的实际情况制定排污措施。

2.3自动化仪表的防腐蚀与防雷措施

如果自动化仪表工作的环境中含有腐蚀性气体或者强酸、强碱，这些都会造成仪表受腐蚀危及生产的安全。解决自动化仪表腐蚀的实际问题，可采取两种有效方法。一种是隔离方法，将仪表设备的传感器检测元件与腐蚀介质进行隔离，杜绝腐蚀介质接触设备，具体可使用隔离液体或隔离膜片。另外一种防腐蚀的方法就是根据工作环境中含有的不同腐蚀介质，采用各种防腐蚀的特殊材料作为设备的检测元器件，从而也能杜绝各种腐蚀介质对于自动化仪表设备的腐蚀。

由于自动化仪表大量使用半导体元件和低压信号电缆，一旦受到雷击，产生的电磁脉冲将会直接作用到元件，导致仪表设备损坏甚至失灵。针对这种情况，可以采用屏蔽的方法隔绝或者减弱雷击对设备的损坏。此外还可以将自动化仪表所有的金属设备连接后与防雷接地系统相连，形成一个电位相同的整体。除了以上两种措施外，还需要对自动化仪表进行电涌保护，这样外部防雷措施与内部防雷措施同时使用，才能尽可能降低雷击的损坏。

3.自动化仪表常见故障探析

3.1温度控制仪表系统故障分析步骤

温度控制仪表系统故障时，首先要注意两点：该系统仪表多采用电动仪表测量、指示、控制；该系统仪表的测量往往滞后较大。

（1）温度仪表系统的指示值突然变到最大或最小，一般为仪表系统故障。因为温度仪表系统测量滞后较大，不会发生突然变化。此时的故障原因多是热电偶、热电阻、补偿导线断线或变送器放大器失灵造成。

（2）温度控制仪表系统指示出现快速振荡现象，多为控制参数PID调整不当造成。

（3）温度控制仪表系统指示出现大幅缓慢的波动，很可能是由于工艺操作变化引起的，如当时工艺操作没有变化，则很可能是仪表控制系统本身的故障。

（4）温度控制系统本身的故障分析步骤：检查调节阀输入信号是否变化，输入信号不变化，调节阀动作，调节阀膜头膜片漏了；检查调节阀定位器输入信号是否变化，输入信号不变化，输出信号变化，定位器有故障；检查定位器输入信号有变化，再查调节器输出有无变化，如果调节器输入不变化，输出变化，此时是调节器本身的故障。

3.2压力控制仪表系统故障分析步骤

（1）压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动时，首先检查工艺操作有无变化，这种变化多半是工艺操作和调节器PID参数整定不好造成。

（2）压力控制系统仪表指示出现死线，工艺操作变化了压力指示还是不变化，一般故障出现在压力测量系统中，首先检查测量引压导管系统是否有堵的现象，不堵，检查压力变送器输出系统有无变化，有变化，故障出在控制器测量指示系统。

3.3流量控制仪表系统故障分析步骤

（1）流量控制仪表系统指示值达到最小时，首先检查现场检测仪表，如果正常，则故障在显示仪表。当现场检测仪表指示也最小，则检查调节阀开度，若调节阀开度为零，则常为调节阀到调节器之间故障。当现场检测仪表指示最小，调节阀开度正常，故障原因很可能是系统压力不够、系统管路堵塞、泵不上量、介质结晶、操作不当等原因造成。若是仪表方面的故障，原因有：孔板差压流量计可能是正压引压导管堵；差压变送器正压室漏；机械式流量计是齿轮卡死或过滤网堵等。

（2）流量控制仪表系统指示值达到最大时，则检测仪表也常常会指示最大。此时可手动遥控调节阀开大或关小，如果流量能降下来则一般为工艺操作原因造成。若流量值降不下来，则是仪表系统的原因造成，检查流量控制仪表系统的调节阀是否动作；检查仪表测量引压系统是否正常；检查仪表信号传送系统是否正常。

（3）流量控制仪表系统指示值波动较频繁，可将控制改到手动，如果波动减小，则是仪表方面的原因或是仪表控制参数PID不合适，如果波动仍频繁，则是工艺操作方面原因造成。

3.4液位控制仪表系统故障分析步骤

（1）液位控制仪表系统指示值变化到最大或最小时，可以先检查检测仪表看是否正常，如指示正常，将液位控制改为手动遥控液位，看液位变化情况。如液位可以稳定在一定的范围，则故障在液位控制系统；如稳不住液位，一般为工艺系统造成的故障，要从工艺方面查找原因。

（2）差压式液位控制仪表指示和现场直读式指示仪表指示对不上时，首先检查现场直读式指示仪表是否正常，如指示正常，检查差压式液位仪表的负压导压管封液是否有渗漏；若有渗漏，重新灌封液，调零点；无渗漏，可能是仪表的负迁移量不对了，重新调整迁移量使仪表指示正常。

（3）液位控制仪表系统指示值变化波动频繁时，首先要分析液面控制对象的容量大小，来分析故障的原因，容量大一般是仪表故障造成。容量小的首先要分析工艺操作情况是否有变化，如有变化很可能是工艺造成的波动频繁。如没有变化可能是仪表故障造成。

总之，一旦发现仪表参数有些异常，首先与工艺人员结合，从工艺操作系统和现场仪表系统两方面入手，综合考虑，认真分析，特别要考虑被测参数和控制阀之间的关联，将故障分步分段判定，也就很容易找出问题所在，对症下药解决问题。 [科]