化工自动化仪表的检修与维护措施探讨

倪百超

摘要：21世纪，化工企业自动化技术水平不断提升，仪表控制是自动化控制中的一项重要内容，本文主要分析了化工自动化系统中过程控制仪表的常见故障现象及故障产生机理，并深刻阐述了故障检修的基本思路和方法以及自动化仪表日常维护措施。希望能够为大型化工设备的过程控制仪表检修与维护提供一些参考。

关键字：化工自动化；自动化仪表；常见故障；检修；维护措施

引言

随着现代化水平的提高，仪表自动化水平普遍提升；随着仪表智能化水平、制造工艺及质量逐步提高，自动化仪表故障也较少发生；一旦发生故障，就很难准确判断及处理，特别是软故障。这也给仪表维修人员提出了新的挑战，除了要掌握仪表的工作原理，熟知仪表的电气控制原理图之外，还需了解相关化工原理、化工设备及化工工艺流程等相关知识，只有这样，仪表维修人员才能快速准确判断过程控制仪表的故障所在，快速解决故障，及时恢复生产。

一、自动化仪表的概念

自动化仪表是由若干自动化元件构成的具有较完善功能的自动化技术工具。它一般同时具有多种功能，如测量、显示、记录、测量、控制、报警等，可以实时监测化工生产的运行状态。自动化仪表本身是一个系统，又是整个自动化系统中的一个子系统。自动化仪表是一种"信息机器"，其主要功能是信息形式的转换，多为将采集到的模拟量信号转换成我们生产监控所需要的数字量信号。由于化工生产工艺的不同，在实际的化工生产过程中，有很多不同类型的自动化仪表。例如，按照仪表内部是否含有接入系统可以分为自动化仪表和非自动化仪表，按照仪表的安装形式可以分为架装仪表和现场仪表，按照使用的能源类型可以分为电动仪表和液动仪表，按照仪表的组合形式可以分为单元组合式仪表和基地式仪表。目前化工行业常用的化工自动仪表包括温度仪表、压力仪表、物料仪表、流量仪表、在线过程分析仪等，根据信息传递过程中不同作用又可分为显示仪表、控制仪表、集中控制器与执行器等，由此可见，化工自动化仪表的适用范围非常广泛。

二、自动化仪表故障检修基本思路

现场仪表测量参数一般分为温度、压力、流量、液位四大参数。根据测量参数的不同，可以初步判断现场仪表的故障所在。在分析现场仪表故障之前，首先需要透彻地了解相关仪表系统的生产过程、生产工艺情况及条件，了解仪表系统的设计方案、设计意图，仪表系统的结构、特点、性能及参数要求等；其次，要向现场操作工人了解生产的负荷及原料的参数变化情况，查看故障仪表的记录曲线，进行综合分析，以确定仪表故障原因所在；第三，如果仪表记录曲线为一条死线，或记录曲线原来为波动，现在突然变成一条直线，很可能是仪表系统本身的故障。目前记录仪表大多是计算机系统，灵敏度非常高，参数的变化可以非常灵敏的反应出来。此时可人为地改变一下工艺参数，观察曲线变化情况。如不变化，可基本断定是仪表系统出了问题；如有正常变化，基本可以确定并非仪表系统本身的故障；第四，改变化工艺参数时，如果发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小值，此时也往往是仪表系统本身的故障；第五，故障出现之前仪表记录曲线一直表现正常，出现波动后记录曲线变得毫无规律或使系统难以控制，甚至连手动操作也不能控制，此时故障很可能是工艺操作系统造成的。值得注意的是，现在的工艺都很复杂，为了确保安全生产，一般重要的设备和仪表上都有安全联锁。在自动化仪表出现故障后，我们首先要分析处理这个故障会不会触发联锁，如果有可能触发联锁，则需要将联锁切除后再进行故障处理。在处理完故障之后，待条件满足时再将联锁投上，以确保生产安全。

三、自动化仪表常见故障检修方法

1、重新上电法

有时一些智能仪表在运行过程中会出现显示输出错误、输出无响应或者出现类似于死机等状态。这些情况一般是由内部程序受到外界环境的影响而出现错误所造成的。一般只需要给仪表重新上电启动（或者复位）就可以恢复正常。如果仪表依然显示不正常，就应该继续进行详细的故障排查工作，直到找到故障所在，并有效解决。

2、信号测量方法

对于复杂的化工自动化仪表故障维修和比较专业化工自动化仪表维护工作来说，一般应该推行信号测量方法来确定化工自动化仪表的故障。信号测量方法主要分为三个类别：逻辑笔测量法、万用表测量法以及示波器测量法。例如，当仪表遇到故障时，我们可以用万用表测量仪表的电压，电阻，二极管的通断和电流等，来判断仪表或者一次元件是否正常。在实际检修时，自动化仪表维修人员要按照自身掌握的相关资料以及工具，合理地挑选相关的解决方法来处理仪表的故障。当故障比较复杂时，维修人员需要采用多种方法进行仪表的检修工作。

3、信号输入法

随着工业自动化的不断发展，多数化工企业已经引入了DCS系统，它将输入、输出信号通过安全栅与仪表模块进行隔离。当仪表出现故障时，可以直接在现场用综合校验仪给输入卡件输入一个需要的信号，观察DCS上的数据显示的是否正确，从而判断是仪表的问题还是输入回路的问题。同理，我们也可以在现场用校验仪给阀提供一个输出信号，观察阀动作是否正常，从而判断是阀的问题还是输出回路的问题。通过这种方法可以很快的找到故障点所在，从而快速高效处理，恢复正常工业生产。

4、替换法

为了检查自动化仪表的芯片以及线路板是否出现故障，我们可以通过使用具有相同型号的自动化仪表对发生故障的自动化仪表的元器件进行相关部位的替换，如果替换以后故障不再发生，此时只需要对仪表的原线路板以及芯片进行检查即可检测到故障所在。

四、自动化仪表日常维护措施探讨

1、做好自动化仪表的日常巡回检查工作，按规定的周期进行保养和检修校验。现场仪表维护人员一般都有自己所管辖的仪表巡检范围，应根据仪表分布情况，选定最佳巡检路线，定期巡检。首先，仪表在长期运行过程中难免会产生测量误差，这就需要定期校正，以保证仪表测量的准确性，应根据仪表的不同种类制定校正周期。其次， 应保证仪表供电电压的稳定性，延长仪表的使用寿命，瞬间的高电压冲击很容易烧坏仪表。此外，检测元件和变送器是日常检查和周期校验中的重点。例如测量信号的正确程度、接线的可靠性，检测元件有无异常或腐蚀情况、工艺生产的负荷变化对测量变量的影响等。在维护保养变送器时要注意耐压、重现性、变差、线性、零点等项技术指标，这些是变送器正常工作的关键。气动变送器要保持喷嘴挡板平行度好，机械机构无松动、无卡死现象。电动变送器应保证检测铝片和平面线圈的正确位置，调整好振荡电流的最灵敏段。调整好调零弹簧的正确位置，使输出信号能线性、均匀地上升和下降，无突跳现象。在调校过程中如发现变差大或零点不稳定的现象，应检查机械机构是否紧固以及装配是否正确；如果发现线性较差，应检测放大器的放大能力是否正确。针对这些问题，必须进行一一排除，确保自动化仪表能够进行安全有效的工作。

2、保持仪表的清洁卫生，是自动化仪表维护工作不可缺少的内容，也是保证仪表正常运行的重要条件。首先，定期对机械滑动部件进行擦拭、加油、润滑。尤其是在粉尘大、腐蚀严重的场合，如锅炉房、化工车间。其次，定期检查、擦洗、清洁其平衡电机、同步电机、传动齿轮、电位器及其他转动部件，保持仪表外壳清洁；此外，定期检查现场检测元件、变送器、阀门的密封情况；最后，保持仪表的电源信号端子、插头插座的清洁、干燥。

五、总结

综上所述，对自动化仪表的检修和维护工作是一项非常重要的工作，由于仪表本身的复杂性，所以对于它的检测与控制过程中出现的故障现象也比较复杂，所以这就需要作为仪表维修工作者的我们认真学好理论知识，同时要与实践相结合，注意在实践中不断的学习和总结经验，只有这样，才能以最快的速度判断和处理生产过程中仪表故障，为企业的良好运转提供坚实的基础和保障。

参考文献

[1] 邓峰. 化工设备建设过程中仪表自动化建设与安装[J]. 自动化应用. 2016（02）

[2] 马英杰，孙绪军，李裕茂. 关于化工自动化仪表的检修与维护的探讨[J]. 山东工业技术. 2014（21）

[3] 王成元. 化工生产中自动化仪表的控制研究[J]. 现代工业经济和信息化. 2015（01）

[4] 王雪梅. 化工企业中自动化仪表的设计与施工研究[J]. 民营科技. 2015（08）

[5] 靳韵琛. 浅论化工自动化仪表存在的问题及对策[J]. 机电信息. 2014（15）

[6] 吴阳，张宝宝. 浅谈化工自动化仪表的检修与维护[J]. 科技与企业. 2013（04）