浅谈工业自动化仪表故障处理措施

2020-02-15史春霆

建材与装饰 2020年16期

史春霆

（杭州和利时自动化系统工程有限公司浙江杭州 310018）

0 引言

随着现代工业社会的高速发展，自动化设备在工业领域的应用也日益广泛，这给人类社会带来了极大的便利。工业自动化仪表属于设备自动化控制的眼睛和耳朵，在工业生产过程中主要用于对各类参数的检测、记录与显示等，在当前的工业生产过程中，自动化仪表往往会出现各种各样的故障，从而影响工业生产效率，甚至会影响到工作人员的人身安全。目前，工业自动化仪表的使用仍然存在许多亟需解决的问题，如何准确分析掌握自动化仪表使用中可能存在的各类故障并及时进行维护，是提高工业自动化设备使用效率的关键。

1 工业自动化仪表的种类

在现有的工业自动化领域，目前常见的自动化仪表主要有流量仪表、压力仪表、液位仪表、压力仪表以及在线过程分析仪五种类型。

1.1 流量仪表

流量仪表主要是用于测量流动物体的流速大小，根据其测量原理的不同，主要可以分为直接法、推导法质量流量仪，速度法、容积法体积流量仪。此外，还可以细分为速度式、转子式以及节流式等几种。

1.2 压力仪表

压力仪表主要是用于粉状、勃稠状、脉动、高温、易结晶等介质的压力测量，其对应的测量原理也各不相同。其中，压力校验仪主要有液柱式、弹性式以及活塞式。

1.3 液位仪表

在化工行业中，有诸如原料、半成品和成品的液位需要进行监测，而液位仪表则主要实现该功能。液位仪表按测量方式可以分为雷达式、浮力式、磁致伸缩式等不同类型。

1.4 温度仪表

温度仪表主要用于测量工业生产过程中各类器械或生产环境中的温度高低，当前主要采用的是非接触式测量方法，其中热电偶、热电阻等应用最为广泛。

1.5 在线过程分析仪

在线过程分析仪主要用于实现化工生产控制和分析过程的自动化，在实际的工业生产应用过程中，主要有气相色谱、质谱、液相色谱等分析仪器。

2 工业自动化仪表的常见故障及处理措施

2.1 自动化仪表故障的判断方法

在工业生产过程，自动化仪表故障的判断方法主要有仪表的外观检查、仪表的内部检测、借用外部仪器进行检测三种方法。其中，仪表的外观检查是工业自动化仪表出现故障的首要判断方法，可以通过对自动化仪表的外壳、指名以及表盘等各类组成部分进行观察，查看其是否存在问题。此外，可能通过对暴露在外面的各种仪表部件进行观察，确保各部件之间的连接处是否存在连接不正常的问题，以及各种元器件是否衔接准确。仪表的内部检测是在确定自动化仪表外部没有出现任何故障的基础上，需要对仪表进行开机检测的一种方法。通过打开自动化仪表，通过查看内部指示灯元件是否存在不正常的现象、元器件之间的连接是否存在连接不正常的现象、仪表内部是否存在特殊气味以及仪表中是否有元器件存在放热的现象等，从而进一步判断仪表存在的故障。借用外部仪器进行检测是指在自动化仪表内外检查都无法发现其中的故障时，则需要利用其他的测量仪器进行进一步的故障排查。在工业生产过程中，常见的外部仪器检测方法主要有电压法、电阻法以及电流法等，通过万能表即可实现对各类元器件进行电压、电流以及电阻的测量，从而对自动化仪表存在的故障作进一步的分析。

2.2 自动化仪表常见的故障

针对压力仪表，其主要用于测量气体、流体等产生的压力大小，压力仪表在日常使用过程中经常的故障为指示振荡波动快速，针对这类故障，首先，从技术操作层面检查相关技术操作是否存在问题。如果通过改变技术操作可以改变指示，则表明仪表故障与技术操作有关。否则，表明仪表故障与技术操作无关。针对这种故障，系统内部调节器设定的PID参数可能存在一些问题。另外，针对压力仪表指示为死线，改变相应的技术操作不能保持指示不变的现象，很可能自动仪表的故障与测量系统有关。此时应进一步检查压力表导压管、压力变送器等相关设备。

针对温度仪表，其主要用于测量工业生产过程中机械或生产环境的温度高低，温度仪表在日常使用过程中经常的故障有突增或突减现象。对于此类故障，可能是变送器放大器故障或系统补偿导线、热电阻、热电偶损坏。另外，温度仪表在日常使用中经常出现的故障也可能是指示变化缓慢或波动较大的现象，很可能是相关操作或仪表本身性能的问题；而仪表指示快速波动的现象很可能是由于控制参数PID设置不合理所致。

针对流量仪表，其主要用于测量流动物体的流速大小，流量仪表在日常使用过程中经常的故障有指示频繁波动的问题，对此，可以尝试一下手动操作，如若通过手动操作可以使波动频率下降，则说明这是仪表自身存在一定的问题，但如果通过手动操作无法改变波动频率，则说明是由操作不当造成的。此外，流量仪表在日常使用过程中经常的故障还有指示值最大问题，对此，可以通过采用手动对调节阀、引压系统、信号传输系统等进行检查的方法进行解决。而流量仪表在日常使用过程中出现指示值最小的问题，则需要对现场的检测仪表、调节阀、流量计等分别依次进行检查，从而实现对故障的排查。

2.3 自动化仪表的维护措施

针对以上自动化仪表在实际使用过程中经常存在的各类故障，可以通过制定相应的维护措施，从而实现自动化仪表对工业生产的有效保障。

（1）制定合理的自动化仪表维护制度。针对自动化仪表的维护，可以在实际工业生产过程中制定科学、完善的自动化仪表维护制定。在实际生产过程中，自动化仪表的维护需要明确各自动化仪表管理人员的维护范围、维护流程和维护规范，以便在维护过程中设定具体的维护时间和维护路线，并定期对易积尘的相关自动化仪表进行清洗，粉尘、颗粒等，而流量计元件如电磁、涡轮、涡流等，需要在天气寒冷的时候对自动化仪表采取保温伴热措施。

（2）做好自动化仪表的防腐工作。在工业生产中，自动化仪表的使用是不可或缺的，而自动化仪表具有元件众多、结构复杂等特点，当自动化仪表处于腐蚀性气体、强酸、强碱等不好的环境中时，长时间的腐蚀会使自动化仪表的性能迅速降低，从而使自动化仪表无法正常进行工作。比如：自动化仪表传感器中的靶心、膜片、弹簧管等精细元件容易在强酸、强碱条件下变质而降低仪表准确性

（3）充分利用仪表对设备进行检修。在自动化仪表的检测过程中，如若无法通过内外查看的方式进行故障排查，则需要使用其他仪表对设备进行检修。自动化仪表的检修要采取多样的检测方法，这样才能很快检测出自动化仪表真正存在的故障，从而实现快速的故障维修。首先进行外表观察，其次进行内部检查，最后充分利用其他的仪表进行检修。