石化行业自动化控制仪表常见故障分析及其处理

马静 马江山（新地环保技术有限公司，河北廊坊065001）

0 引言

在分析仪表故障的过程中，需要明确检测工作的重点后，方可进行故障的逐一排除。首先，应当对被测对象及控制阀的变化特点做到心中有数，结合故障的现象，按照特定的顺序将故障进行逐步排除。故障产生的原因主要来源于两大方面，一是工艺操作系统方面的问题，而是现场仪表系统发生了故障。针对故障表现形式不同，按照如下的方式逐一排除。

1 石化行业自动化控制仪表常见故障分析及处理方式

1.1 温度检查仪表故障分析

仪表的温度显示常常出现数值与正常范围相差较大，变化缓慢甚至长时间无变化的情况。在分析温度检查仪表的故障时，为了减少故障定位的时间，需要注意以下两点：指示、控制仪表的测量数据往往有着一定的时延性，在分析结果时，应当测量结果的时间。其次，温度控制仪表多采用电动仪表测量，结果的测量值可能会受到设备运行磁场的影响，从而出现测量误差。

1.1.1 温度仪表示值发生了缓慢变化

引发这类现象的故障原因通常为内部仪表工艺有变引起的。如果在工艺方面无异常，下一步需要探查控制系统仪表控制模块是否出现了异常。

1.1.2 温度仪表指示值突然变为极值

引发这类现象的故障原因通常为变送器放大器失灵、补偿导线断线、热电偶、热电阻故障等等原因。

1.1.3 温度仪表出现示值快速变化的情况

1.1.4 障原因通常为控制器参数PID调整不当造成。

1.1.5 温度控制系统自身出现了异常

首先检查调节阀输入信号是否处于正常的状态，正常与异常的变化，往往代表着不同种类型的故障。首先，如果输入信号未发生变化，则说明故障发生的位置位于调节阀膜头膜片。反之，则说明定位器出现了异常。

下一步检测定位器的信号变化，分为输入与输出两大方面检查。假如输入信号无变化，而输出信号产生变化则说明故障发生的位置位于调节器[1]。

以检修过程中的实例为例：假定在检修热电偶测量元件的故障时，应当从以下步骤入手：首先，了解设备的工艺状况，检查被测元件仪表安装的位置，以及被测介质的情况等。其次，检查设备处于气相状态还是液相状态。最后，结合生产实际排除故障，如果问题出现在生产流程中，且设备的电偶已安装一段时间，则可排除补偿导线与热电偶极反接，导线与线路不配套等因素。将上述故障排除后，即可按照设备内部构造对元件的故障进行逐一的检查与判断。

1.2 压力检查仪表故障分析

当容器压力仪表出现示值异常时，故障排除的方法与均相同，首先明确被测介质的存在状态，并了解容器工作的具体流程。当改变容器工艺操作变化情况后，指示仪表仍未产生变化，则可初步定位故障的产生位点：压力测量系统[2]。根据压力测量系统内部构造我们可以得出，故障很有可能发生在测量仪器内部的引压导管处如未发生堵塞。第三步，检查压力变送系统输入，输出值是否发生了变化，通常当故障排查至第三步时，故障很有可能出现在控制器测量指示系统中。

1.3 物位检查仪表

1.3.1 液位控制仪表

当其发生示值剧烈波动变化时，首先要从被控制主体的容量大小入手排除故障。对于容量较小的，应当分析设备的工艺操作情况是否发生变化，如未发生变化，则可能是仪表自身发生了故障，如发生变化，则可直接明确故障的产生原因。

对于容量大的，通常故障发生的原因为仪表故障。

1.3.2 差压式液位控制仪表

引发此类故障的形式有很多，我们可以通过比较直读式液表与差压式液表的数值差异，来初步定位故障的发生位点，故障可能位于以下两者中的任何一者。如差压式液位控制仪表发生故障时，则会表现负压管封液渗漏的形式。也有可能是仪表的负迁移量设置不准，此时只需适当的调整迁移量即可解决故障。如排除上述两点故障，则很有可能是直读式指示仪表发生故障。

1.3.3 液位控制仪表

当其出现示值反复横跳的现象时，则需要考虑检测仪表是否发生了故障。如仪表未产生故障，下一步需将自动化液位控制改为手动控制。调整至手动控制后，再次进行调节，观察此时的液位变化情况，如果，在调节后液位较为稳定，即可说明故障位于位控制系统中，反之，则为工艺系统发生了故障[3]。

1.4 流量仪表故障

1.4.1 流量仪数值突然变化至最低值

首先，检查流量仪自身是否发生了故障，如果为发生故障，则可定位故障产生区域位于仪表。可能是仪表内部导管堵塞，齿轮卡住或滤网发生了堵塞等原因。

下一步需要检查调节阀与调节器是否出现了故障。如未发生故障，很有可能是以下方面的原因：管路堵塞、操控不恰当、压力不足、系统介质内结晶等因素。

1.4.2 流量仪数值突然变化至最高值

流量仪的示值与检测仪表间是同步的，如当两者的示值不同步时，则说明问题可能发生在仪表系统处。仪表系统中需要检查的方面包括：流量控制仪表的系统调节阀、引压系统、仪表信号传送系统是否出现了故障。如操作调节阀两者的示值同步时，需要从以下两个方面定位故障：如流量值下降，则说明故障的原因是工艺操作不当。反之，则说明仪表系统内部发生了故障，需要开展针对性的维修[4]。

1.4.3 流量仪数值突然剧烈变化

此时，需要维修人员将仪表的自动控制调为手动，如波动程度仍未发生变化，则说明故障产生原因是由于工艺操作流程不当所导致的。如波动幅度有改善，则说明故障原因为PID参数设置不合适。

1.5 简单控制系统仪表故障

控制系统是实现化工设备自动化控制的关键部件，决定着信号的传输是否准确。但是由于石化行业设备的工作环境较为恶劣，因此，控制系统经常会受到外界因素的影响，导致信号传输不稳定，输出信号错误的现象。在处理上述故障时，相关人员一定要对设备内部控制系统的组成情况做到了然于心，并且了解设备出现故障的常见区域。

以流量控制系统故障分析为例，最经典的流量控制系统构件为：气动阀门调节阀、单回路调节器以及电动差压变送器三大构件。维修人员必须能够对上述构件的组成了然于心，并在日常的检修过程中，加强对构件运行状态的监测。其次，要了解设备的工艺情况，例如设备的内部介质存在状态、流量类型、简单工艺流程以及工艺介质等等。在明确上述数据后，根据故障的表现形式，有针对性的对故障进行判断和处理[5]。

2 结语

石化行业自动化控制仪表故障的分析与处理需要结合企业的实际，仪表的维修记录以及自动化控制系统的实时测量数据，来综合研判故障产生的原因。因此，为了减少仪表发生故障的几率，要求检修人员要加强设备日常的维修与养护，同时要具备扎实的理论基础，广泛的维修知识，故障分析的能力以及丰富的维修实践经验。在维修工作开展的过程中，要及时的总结故障产生的原因，防止类似的故障再次出现，只有这样仪表出现故障的几率才会大大的减小。只有在工作时间中不断的探索学习，总结经验，才能快速的定位，解决实际的故障。