过程控制仪表故障分析与处理

罗慧琴

（海南省技师学院 海南海口 571100）

引言

化工生产过程中经常出现仪表故障现象，由于检测与控制过程中出现的故障现象比较复杂，正确判断、及时处理生产过程中仪表故障，不但直接关系到化工生产的安全与稳定，同时，也涉及到化工产品的质量和消耗，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。

一、仪表故障判断思路

由于化工生产操作管道化、流程化、全封闭等特点，尤其是自动化水平很高的化工企业，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产，甚至停车。

仪表指示出现异常现象（指示偏高、偏低，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那里。我们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、化工设备的特性应有所了解，这能帮助我们仪表维护人员拓展思路，有助于分析和判断故障现象。

二、检测仪表故障分析步骤

1．温度检测故障判断

分析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）温度控制仪表曲线出现快速振荡现象，多为控制参数PID调整不当造成。

（3）温度控制仪表曲线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。

2．流量检测故障判断

（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．压力检测故障判断

（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。

4．液位检测故障判断

（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。

三、故障判断实例

在化工生产过程中，仪表检测所涉及的工艺参数比较多，为了更好的说明怎样判断和处理仪表故障，在这里以生产过程中所处理的流量和压力的一些故障实例为例来进行说明。

1．流量示值不变故障

现象：工艺在投用稳定EG时，已经正常输送，可是在中控的流量FIC－14406示值一直未变化。

分析：经检查发现，在输送EG时，调节阀开度变化，现场流量显示也会随之变化，说明该点流量的示值问题出在变送器至DCS系统这一部分，根据对质量流量计变送器的输出值测量来看，变送器也不存在问题，问题可能出在模块输入通道或系统组态上。在随后对系统组态检查时，发现该流量在调整画面中的PV值（流量过程变化值）被置于校验状态。由于在校验状态时，流量值将一直显示为校验时所设值，导致该流量指示值不会变化。

处理：在调整画面中将校验状态取消，问题得到解决，流量指示恢复正常。

2．液位示值波动故障

现象：调色剂喂给罐的液位在没有物料加入时，液位值却逐渐上升，无出料时液位值也会下降。

分析：经检查仪表检测系统工作正常，通过曲线观察发现每次调色剂喂给罐液位的上升均发生在调色剂调配罐进行氮气填充时，并且在开启调配罐投料闸板阀进行投料时喂给罐的液位就会下降。后检查发现在调配罐进行氮气填充时，由于自立式调节阀动作不正常，无法将调配罐压力保持在设定值200mmWC，就造成调配罐的压力逐渐上升，当打开闸板阀投料时相当于给调配罐泄压。因为两罐之间由一条压力平衡管线连通，所以喂给罐压力会随着调配罐的压力一起上升或下降，由于喂给罐液位是采用差压测量方式（负压端对大气），因此在喂给罐压力上升或下降的同时，液位值也会跟随变化。

处理：保证调配罐的压力稳定在200mmWC左右就可以使喂给罐的液位值因上述原因波动了，将调配罐填充氮气的自立式调节阀检修正常后，液位示值正常。

3．压力显示故障

现象：浆料管线的一台隔膜式压力变送器在检修后开车过程中出现测量的压力值与实际不符。

分析：在DCS接线端子上测得该变送器输出的信号为30.5mA，变送器输出电流＞20mA，原因可能是①变送器的供电电源过低.②压力传感器损坏.③实际压力超过压力变送器的所选量程.④接线松动.⑤电源线接线错误。经检查确认上述五项均无问题，随后在现场变送器的接线柱上检查发现输入的电源为1.5VDC，而DCS给出的电源为24VDC，通过检测发现变送器的阻抗为28.8欧姆，远小于正常值。

处理：由于现场环境潮湿，引起变送器输出信号增大，影响示值。将变送器拆下进行烘干处理后正常。

结语

在仪表故障维护过程中不仅要能正确判断、及时处理仪表故障，同时还要避免维修过程中对工艺生产产生影响或引起联锁作用，这就要求我们仪表维护人员要熟悉工艺生产过程。

本文通过对化工生产过程中仪表故障判断思路的论述及相应的仪表故障处理实例的举例，说明了怎样在生产过程中检查和处理仪表的故障，对怎样处理和判断仪表常见故障提供了一种工作思路和方法。由于仪表检测与控制过程中出现的故障现象比较复杂，正确判断、及时处理生产过程中仪表故障，是仪表维护人员必须具备的能力。只有在工作实践中不断的学习、不断的总结经验，这样才能提高自己的工作能力和业务水平。