自動化控制系統(tǒng)是化工生產(chǎn)系統(tǒng)的神經(jīng)中樞、安全保障和運行中心， 同時儀表也是現(xiàn)代化工廠不可或缺的部分。 自動化儀表主要是指企業(yè)實際生產(chǎn)過程中的一系列儀表，如檢查、控制、執(zhí)行和顯示等。自動化儀表可及時掌握企業(yè)生產(chǎn)動態(tài)， 獲取相應數(shù)據(jù)，促進生產(chǎn)過程的有序運行。 

 

1 儀表常見故障判斷思路

儀表經(jīng)常出現(xiàn)的異�，F(xiàn)象如顯示偏高、 顯示偏低、沒有顯示和顯示值不變化等，主要是兩種原因引起的：一是工藝原因，儀表正確的反應出了實際工藝

異常情況；二是儀表自身原因，某一測量電路中出現(xiàn)故障，導致工藝參數(shù)顯示與實際不符。兩種因素容易混淆在一起， 所以在現(xiàn)場檢查時要沉著冷靜地判斷問題，逐一排除。這就需要對儀表懂原理、懂結構、懂性能，同時要熟悉工藝流程及工藝介質(zhì)物化性質(zhì)。因 此，在現(xiàn)場處理問題時，應該從自身系統(tǒng)和過程操作系統(tǒng)兩個方面進行綜合考慮，找出原因。 

 

2 四大常規(guī)測量儀表故障分析

現(xiàn)場儀表出現(xiàn)故障時， 儀表本身問題主要從以下 3 個方面進行分析， 首先是檢查現(xiàn)場測量元器件是否損壞；其次是檢查中間變送模塊是否正常；非常后檢查控制系統(tǒng)內(nèi)設置是否正常。 同時還要考慮環(huán)境因素， 如測量儀表附近熱源未做隔熱處理或保冷工作不到位，冬天防凍工作未落實或不到位；工藝方面

考慮主要表現(xiàn)在控制回路出現(xiàn)異常時， 從自動切換到手動，檢查手動模式控制下調(diào)節(jié)開度是否正常，確認是否是過程系統(tǒng)的問題。 無論哪種類型的儀器發(fā)生故障， 首先要了解該儀器安裝位置的生產(chǎn)工藝條件，了解該儀器自身的結構特征、性能和參數(shù)。 在維修前，通知對應裝置負責人，聯(lián)系對應工藝專工，分析判斷出儀表故障的真實原因； 確定儀表是否涉及回路控制和聯(lián)鎖功能。綜合上述考慮，確保在維修過程中保證工藝系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

 

2.1 溫度儀表常見故障分析

（1）溫度顯示偏高或非常大。檢查接線端子是否松動或者線纜是否斷路； 檢查熱電阻阻值或熱電偶電勢是否正常；考慮插深是否太長；變送器接線端子是否有積灰。 （2）溫度顯示偏低或非常小。檢查接線端子是否銹蝕或者不牢固； 接線盒或套管破損導致套管內(nèi)有液體；熱電偶補償導線松動；考慮插深是否不夠；轉換變送元器件是否故障。 （3）溫度顯示波動。 檢查測量電路的接線端子，電路是否有接地點；補償導線有無破損；導管內(nèi)的流入水（介質(zhì)）；調(diào)查趨勢的變化，檢查分析過程的操作情況。

 

2.2 壓力儀表常見故障分析

（1）壓力顯示偏大、偏小或指示曲線無變化。 檢查根部閥是否堵塞、正負引壓管是否暢通、引壓管內(nèi)是否有異常介質(zhì)、 排污絲堵及排污閥是否泄漏、平衡閥是否內(nèi)漏、 考慮是否因堵塞導致單側受壓；冬季介質(zhì)凍導致膜盒或者引壓管凍；變送器自身電路故障。 （2）壓力顯示波動。 首先與工藝操作人員溝通，是否是工藝工況引起的波動，其次是調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定，控制回路一直屬于偏差修正自我調(diào)整狀態(tài)。

 

2.3 流量儀表常見故障分析

（1）流量指示偏小或無顯示。 零點漂移；顯示有問題；變送器接線短路或斷路；正壓室堵死、輕微堵塞或者漏，冬季正負引壓管是否凍管；系統(tǒng)壓力低；電磁流量計測量管是否滿管；涉及密度相關介質(zhì)，檢查密度是否發(fā)生變化； 轉子流量計選型不合適致浮子浮不起來；工藝工況問題。 （2）流量指示偏大或超量程。主要原因為負壓室引壓系統(tǒng)造成的堵塞、輕微阻塞或滲漏，冬季正負引壓管是否結冰；儀表量程選型或者設置太小；轉子流量計檢查浮子是否卡在非常上端或者選型不合適；工藝工況問題。 （3）流量顯示數(shù)值的波動大。 檢查控制回路的PID 參數(shù)是否正常；檢查引流管內(nèi)是否有氣泡，正負壓引流管內(nèi)液體是否相同高；管道是否有氣液兩相；對應控制閥附件氣源泄漏導致的工作不穩(wěn)定； 渦街流量計測量接地是否良好； 電磁流量計測量時附近是否有磁場干擾，接地是否正確；質(zhì)量流量計測量時管線內(nèi)介質(zhì)是否滿管； 安裝位置不合適存在虹吸現(xiàn)象；工藝工況問題。

 

2.4 液位儀表常見故障分析

（1）顯示液位偏大或非常大。檢查液位變送器零點是否漂移；負壓室堵塞、集氣或缺液等，冬季正負引壓管凍； 雷達液位計液位測量時喇叭口是否存在異物；超聲波液位計測量液位時發(fā)射源口是否有異物；浮筒液位計確認浮筒是否脫落； 若是界面計判斷介質(zhì)密度是否變�。� 與工藝人員確認是否是工藝工況問題。（2）顯示液位偏小或非常小。檢查液位變送器零點是否漂移，正壓室堵塞、泄漏、集氣或缺液，平衡閥是關閉是否檢查等，冬季的正負引壓管是否結冰。若是界面計判斷介質(zhì)密度是否變大； 與工藝人員確認是否是工藝工況問題。 （3）主控室指示與現(xiàn)場液位不符。判斷現(xiàn)場磁翻板液位計是否故障， 與工藝操作人員溝通人為調(diào)整液位，根據(jù)現(xiàn)場和主控指示情況具體分析問題原因；檢查變送器量程和系統(tǒng)組態(tài)量程是否一致。 

 

3 氣動調(diào)節(jié)閥

調(diào)節(jié)閥就是以壓縮氣體為動力源， 以氣缸為執(zhí)行器，通過閥門定位器、多路轉換器、氣動加速器、電磁閥、調(diào)速閥、儲氣罐、氣體過濾器等附件去驅動閥門，實現(xiàn)調(diào)節(jié)閥門開度，接收 DCS 系統(tǒng)的控制信號來完成管道介質(zhì)的流量、壓力、溫度、液位等各種工藝過程參數(shù)調(diào)節(jié)。

 

3.1 故障關、故障開、正作用、反作用的區(qū)分

故障關：當無氣源的時候，閥門關閉（帶電磁閥的閥門電磁閥失電時，閥門關閉）；故障開：當無氣源的時候，閥門打開（帶電磁閥的閥門電磁閥失電時，閥門打開）；當信號壓力增大時，推桿向下移動稱為正作用執(zhí)行機構；信號壓力增大時，推桿向上移動稱為反作用執(zhí)行機構[1]。

 

3.2 氣動調(diào)節(jié)閥的日常維護

在調(diào)節(jié)閥中使用石墨作為填料時， 大約每 3 個月在填料中添加一次潤滑油， 保證控制閥的使用靈活方便。如發(fā)現(xiàn)填料處壓蓋螺帽輕微松動，適當力度調(diào)整壓緊螺帽，若壓蓋處螺帽松動嚴重，檢查判斷填料是否短缺，及時補充填料。 若發(fā)現(xiàn) PTFE 型填料干燥，應及時更換填料。巡檢時，注意調(diào)節(jié)閥的操作，檢查定位器和調(diào)節(jié)閥的輸出量， 確定定位器與調(diào)節(jié)閥的輸出量是否一致。定期檢查定位器及閥門附件（過濾減壓閥、電磁閥、多路轉換器、氣動放大器、調(diào)速閥、氣控換向閥等）工作是否正常及漏氣，保持調(diào)節(jié)閥的干凈衛(wèi)生。

 

3.3 常見故障及產(chǎn)生的原因

3.3.1 調(diào)節(jié)閥不動作的故障及原因

（1）無氣源、無信號：氣源未開，氣源不干凈導致氣源管阻塞或減壓過濾器阻塞 （特別注意冬季氣源總管低點凝結）， 壓縮機故障造成的氣體壓力低，氣源總管泄漏，定位器輸出故障，控制室實際指令未發(fā)出。 （2）有氣源、無信號：調(diào)節(jié)器故障，氣源管泄漏，閥門定位器漏氣，膜片破損。 （3）定位器無氣源：過濾器堵塞，減壓閥故障，氣源管泄漏或堵塞。 （4）定位器有氣體無輸出：定位器的節(jié)氣門堵塞，放大器故障，噴嘴堵塞，電氣轉換器壞。 （5）定位器有氣源、有信號無動作：閥芯脫落，閥桿卡死，閥桿彎曲，執(zhí)行機構彈簧斷，填料壓太緊[2]。

 

3.3.2 調(diào)節(jié)閥的工作不穩(wěn)定的故障及原因

（1）氣源壓力不穩(wěn)定：氣源總管泄漏，減壓閥故障，氣源總管波動。 （2）信號壓力不穩(wěn)定：控制系統(tǒng)的時間常數(shù)不匹配，調(diào)節(jié)器輸出不穩(wěn)定，PID 參數(shù)調(diào)整不合適。 （3）氣源壓力穩(wěn)定，信號穩(wěn)定，但調(diào)節(jié)閥的動作仍波動：定位器中放大器球閥磨損，尤其是增加氣體消耗時，會導致輸出振蕩，定位器中放大器的噴咀擋板不平行，擋板蓋不能覆蓋噴咀，定位器中電氣轉換器故障，輸出管泄露。

 

3.3.3 調(diào)節(jié)閥振動的故障及原因

（1）全行程下均振動：附近有振動源，支撐不穩(wěn)，閥芯與襯套磨損嚴重。 （2）接 近 全 關 位 置 時 振 動：調(diào) 節(jié) 閥 選 型 CV 值 大，經(jīng)常在小開度下運行，調(diào)節(jié)閥安裝反。

 

3.3.4 調(diào)節(jié)閥的動作遲鈍的故障及原因

（1）定位器工作不正常；（2）填料壓蓋過緊；（3）氣源不足或者不通暢；（4）填料老化缺少潤滑；（5）閥桿變形；（6）膜頭破損漏氣；（7）閥體內(nèi)有粘性大的介質(zhì)，有堵塞、結焦現(xiàn)象；（8）執(zhí)行機構彈簧受力不均勻。

 

3.3.5 調(diào)節(jié)閥泄漏量大的故障及原因

閥芯磨損嚴重， 閥座磨損嚴重， 閥座密封圈破損，閥門初始化整定時未整定合適。 介質(zhì)壓差太大，閥門關不嚴，閥門內(nèi)有卡異物，導致閥桿磨損，填料選型不合適，彈簧預緊力差，閥芯腐蝕變小，流量可調(diào)范圍變小。 提升自身業(yè)務技能水平，及時掌握、了解和分析調(diào)節(jié)閥故障及產(chǎn)生原因， 可以對癥采取措施予以解決，同時也可以做預防性保養(yǎng)檢修，為裝置安全穩(wěn)定運行創(chuàng)造有利條件。 

 

4 結語

自動化儀表由于自然損耗、 設計誤差及運行環(huán)境的原因，在生產(chǎn)過程中會發(fā)生各種故障，嚴重影響了生產(chǎn)的穩(wěn)定性。 因此，在化工生產(chǎn)過程中，如何分析、 解決和預處理儀器出現(xiàn)的故障對化工生產(chǎn)至關重要。