化工仪表自动控制系统故障及其维护技术分析

吴禹铮 黄皓然 黄可鑫

摘 要：随着工业管理技术的飞速发展，工业自动化程度也在提高。随着化学工业的发展，化学仪表的自动化控制也在逐渐发展，整个化学仪表的自动化控制系统由温度、压力、液位、流量、在线分析等组成。为了保证自动控制系统的工作稳定，笔者对系统的失效和维修技术进行了较详尽的分析。

关键词：化工仪表;自动控制系统;故障及维护技术

随着我国科学技术的迅速发展，化学工业也逐步得到了优化与升级，其主要特点是在化学行业的自动化程度方面得到了很大的提高。然而，目前化工仪器的自动化控制系统在操作中出现了一些问题，这直接关系到整个自动化程度和稳定性，对整个化工行业都有很大的影响。而在这个过程中，化工行业将会迎来一个新的发展时期，在这个时期，各大化工公司的竞争将会更加的激烈，如果不能及时解决这个问题，将会影响到整个行业的竞争力。因此，在本文中，我们将详细地介绍化学仪表的故障和维修技术，并给出一些有针对性的建议，以期对我国的化工行业有所帮助。

一、化工仪表自动控制系统分析

在实践中，自动控制系统由多个化学仪表部件组成，其核心是传感器、监测器和控制器。控制系统中的传感器用于收集、测量和转换设备的生产数据;事实上，如果化学仪表自动控制系统出现故障，很有可能会对数据参数产生直接的不良影响，引起设备常状态，甚至导致仪器的自动控制系统出现故障。为迅速、高效地处理和优化维修技术，需要对其原理、性能、生产工艺等各方面的相关参数进行全面的理解[1]。

二、化工仪表自动控制系统故障分析

（一）温度自控仪表故障

1、单点热电偶常见故障

首先，在温度自动控制仪表的单点热电偶故障中，如果热电势偏低，则会导致热偶受潮、绝缘性能下降、线路电阻不准确等问题，如果热电势过高，则会导致补偿线与热电偶不匹配，导致电极材料发生质变。因此，在化学仪表自动控制系统中，自动温控部分会出现一些问题，这些问题可能会对所生产的化学制品造成一定的影响，甚至会严重地影响到整个系统的稳定。

2、多点热电偶常见故障

在现代化学工业生产过程中，大型的反应器是很普遍的，为了精确地掌握大反应器中各个部位的特定温度，保证反应的顺利进行，就需要用到多点热电偶，这是一种很长的设备，它的外壳较长，除了容易出现的单一点发热故障以外，还有一些特殊的故障，包括测量温度和实际温度相差太大，发送器模块失效等。

3、热电阻常见故障

在化学仪表的自动控制系统中，由于温度过高，所以热电阻故障是很容易被发现的，主要有保护管道和接线箱的松动，以及内部的热电阻元件的失效等问题。例如，当温度计的指示器温度低于实际温度时，或温度不稳定时，其故障因素可能与金属屑、灰尘、接线柱之间的污物、接线柱之间的污物、短路等有关。

（二）压力自控仪表故障

在生产化学品，特别是危险化学品时，往往会有高温、高压现象的发生，甚至是有毒气体。以智能压力传感器为代表的压力控制系统已广泛应用于化工行业。典型的压力控制系统误差既包括现场压力，也包括操作系统误差。如果系统不工作，现场仪表显示正常，那就是系统出现了问题，可以重新启动系统。智能变换器在工作现场的典型故障是输出信号为0，可以看作是反向电源或电源电压不足24 VDC，或电路电路板有问题[2]。

（三）量自控仪表故障

在自动控制系统中电流自动控制模块主要用于流量测量和精确的质量测量。一般流量计由差压计流量计、质量流量计和涡流街流量计组成，虽然两者不同，但给出了准确的参数。流量计用于测量生产环境中的实际流量.在常规生产中，由于流量参数的突然变化，自动控制系统需要实时跟踪和报警。避免仪器故障对化工生产过程产生不利影响。如果在实际应用中没有问题，就需要对生产过程中的工艺进行详细的分析。从而加强对其运行调节的规范化、标准化管理。常规流量计在实际应用中，主要是根据节流阀产生的压力差，将其转化为流量，因此必须对管道周围进行严密的监控，以保证正负压力信号获得的环境与其所在的位置相符，避免测量结果发生重大偏差。总体来说，流量控制系统的主要问题是：由于压力传感器的作用，导致了系统的压力变化，导致管路堵塞，并且在介质的检测中，会出现各种问题，当流量测量的时候，需要适当地改变自动控制状态，通过人工调整生产的方式最佳。

三、化工仪表自动控制系统维护技术分析

（一）计算机诊断技术分析

CS3000是 DCS产品，这是CS3000系统的控制台。它基于Windows操作系统，对整个系统进行实时监控和管理。在CS3000中，当自動化操作系统出现故障时，会立即收到提醒和详细记录，从而为寻找误差原因提供了可靠的技术依据。在CS3000系统中，提醒分为过程信息、系统提醒和操作说明.不同类型的报警都有类似的报警窗口。仪器服务将根据自己的应急信息对其进行评估，并能在短时间内有效处理，使系统能够快速准确地排除误差，迅速恢复正常工作。

（二）冗余技术分析

冗余技术在化工仪器自动控制中的应用大大提高了其稳定性和安全性，对整个系统具有更重要的意义。所谓的"硬件冗余"技术连接多个模块或组件，在这种情况下，一个模块会一直处于待命状态，负责数据的采集、计算、通讯，而另外一个则是备用模块。通过这种技术，不但可以让维修人员准确的判断出仪器的故障，而且还可以进行维修，及时排除故障。这对化学仪表的故障处理工作是非常重要的。

（三）软件冗余

软件冗余技术是利用多数原理对冗余系统做出结论的一种具体方案和方法。测量同一介质时，可设置两个或多个测量单位，分别将数据传输至冗余系统表决，以确定系统的运行状态。一般来说，投票方式包括二选一表决、二选一表决、三选一表决和三选二表决。在三个声音中的两个声音中，三个自动控制器的状态为1。如果其中两个为0，它会立即给出指示。三取二的投票逻辑是合理的，无论哪条通道出现问题，系统都可以在投票后正常工作，以确保其安全性和可用性。

四、结语

实施工业仪表自动控制系统对实现智能化生产、劳动力解放具有重要意义，能有效预防工业事故。随着科学技术的飞速发展，化学控制设备也在不断更新和优化。仪器控制系统中出现的问题越来越多。我们要从最基本的工作做起，积累经验，不断学习新技术，解决仪表问题，确保设备正常运转。

参考文献

[1]管孝永，韦本成，孟宪霞. 化工仪表自动控制系统故障与维护技术[J]. 聚氯乙烯，2019，47（12）：19-21.

[2]周晓静. 化工仪表自动控制系统故障及其维护技术分析[J]. 电子测试，2020（22）：117-118+59.

[3]侯慧姝，刘文兴. 化工仪表典型故障分析及处理[J]. 信息系统工程，2011（08）：69-70+68.