化工自动化仪表及仪表系统常见故障分析

　　摘要：工业自动化仪表是指在工业生产过程中对工艺参数进行检测、显示、记录或控制的仪表，是化工自动化系统的重要组成部分。在实际生产中，自动化仪表一旦出现故障，化工生产往往就无法正常进行。本文阐述了对自动化系统、自动化仪表的认识，对化工自动化仪表进行了分类，并列举了化工生产中自动化仪表系统常见的故障，并对故障进行了详细分析，希望能够为相关领域的技术研究人员提供一定的参考。
　　关键词：自动化系统；自动化仪表；仪表系统；常见故障；分析
　　一、对化工自动化仪表的认识及分类
　　随着现代科技的进步，自动化控制系统得到了越来越广泛的应用，自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。自动化检测仪表系统是自动化控制系统中重要子系统之一，一般的自动化检测仪表主要由传感器、变送器、显示器三个部分组成，这三个部分有机地结合在一起，缺少其中的任何一部分，都不能称为完整的仪表。化工自动化仪表分类方法很多，根据不同原则可以进行相应的分类。按仪表所使用的能源分类可以分为气动仪表、电动仪表和液动仪表；按仪表组合形式可以分为基地式仪表、单元组合仪表和综合控制装置；按仪表安装形式可以分为现场仪表、盘装仪表和架装仪表；根据仪表有否引入微处理机器可分为自动化仪表与非自动化仪表；根据仪表信号的形式可分为模拟仪表和数字仪表等。仪表覆盖面比较广，任何一种分类方法均不能将所有仪表分门别类地划分开来。
　　二、 化工生产过程中自动化仪表系统故障的判断思路。
　　自动化仪表常见故障从大的方面主要可以分为以下几类：第一，化工自动化仪表自身质量问题。第二，化工自动化仪表安装问题。 第三，化工自动化仪表的操作问题。由于化工生产操作具有管道化、流程化、全封闭等特点，尤其是现代化的企业自动化水平很高，工艺操作与检测仪表密切相关，操作人员通过检测仪表显示的各类工艺参数，诸如温度、物料流量、容器压力和液位、原料的成分等来判断工艺生产是否正常以及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，仪表正确地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哪里。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，应对工艺流程及工艺介质的特性、设备的特性有所了解。总之，分析现场仪表故障原因时，要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化，这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因，所以，要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑，仔细分析，检查原因所在。
　　三、常见故障实例分析
　　1.微差压变送器零点漂移严重
　　当多台微差压变送器出现严重零点漂移，有些出现分时段的规律性时，造成这种现象的主要原因有以下几点：1）变送器质量不好2）导压管路不畅通3）温度影响4）机械位移影响。为了解决这一问题，我们首先要检查导压管路，检测是否有应力的存在，如果发现有较大应力，就要进行应力消除工作。其次，变送器安装不牢固就会产生机械位移，造成变送器零点漂移，因此需要检查变送器安装情况，检查各变送器支架安装是否牢固，如发现部分变送器支架安装不牢固，就需要进行变送器紧固工作，此时故障基本可以被排除。
　　2.数字温度（K型）仪显示随室温变化
　　补偿回路故障是导致数字仪表随控制室温度变化而变化的主要原因，当出现这一现象时，首先要将仪表通入标准信号判断是否时数显仪出现故障，如数显仪显示与标准信号存在较大误差，可以判定数显仪存在故障，对数显仪进行维修排除故障后，如数显仪显示依旧随室内温度发生变化，则此时需要检测补偿导线是否存在故障，如通过测试现场冷端和控制室温差发现与仪表显示误差相当，则可初步判断补偿导线没有补偿作用，此时需要更换补偿进行故障排除。
　　3.双法兰液位变送器显示偏高并分时段波动。
　　对于安装在常压储罐上的双法兰液位变送器，若在仪表设置好后初期显示正常，液位变化时会出现较大误差，静液面时分时段显示波动，此时往往会造成溢液或空罐而造成浪费或影响生产。产生这一故障的原因主要有以下三方面：1）导压管（毛细管）可能泄露2）介质过于粘稠3）罐体排气不畅。进行故障分析时首先要考虑到要液位计不可能堵塞，需要着重分析液位计本身和介质性质，另外还需要考虑环境因素的影响。从液位计分时段波动的现象可以判断出其对温度敏感，可初步判断可能是罐装的导压介质不正常，毛细管有空隙，然后将负压法兰移至下方观察一段时间，如果情况有所改善，则可以判断出为负压毛细管有气隙，将毛细管拆除后故障即可排除。
　　4.流量计不显示。
　　流量计不显示故障处理思路及处理措施：第一，检查电源接线、电源等级，确保电源等级及接线正确；第二，检查显示器插键是否松动，若松动，便需要重新插紧显示器插件。第三，检查内部变压器或保险管是否烧坏，如烧坏则需要更换变压器或保险。同时要注意转换器向下安装会造成管道中液体向转换器渗漏，造成绝缘下降，甚至短路，因此一定要严格按照转换器安装规程进行正确安装。
　　5 调节阀出现故障
　　调节阀现场常见问题是阀不动作、震荡、振动、动作迟缓、泄漏量大，下面逐个对这些故障进行分析：
　　（1）阀不动作
　　第一种现象是无气源、无信号，造成这种现象的原因主要有一下3个方面：气源未打开或气源压力太少；气源含有杂质导致气源管或过滤器、减压阀堵塞；过滤器减压阀堵塞或故障。
　　第二种现象有气源、无法动作，此时需要根据故障现象进行相应的检修处理：1）现象：DCS 指令信号无输出，此时需要检查相应的指令线；2）现象：定位器无显示、无输出：此时需要更换定位器；3）定位器气路输出泄露：则需要进行焊接工作消除泄露现象；4）现象：阀杆或阀芯卡涩、变形：此时需根据实际损坏情况进行处理或更换；5）现象：手轮位置不对：此时需要将手轮调节到释放位置。   （2）调节阀震荡
　　当气源压力满足要求，指令信号也稳定，但调节阀的动作仍不稳定时，首先需要检查定位器位置是否正确，并进行相应处理；其次检查定位器自身是否发生故障：若定位器发生故障需要检修或者更换定位器；此外，检查定位器输出管路是否漏气，消除漏气现象；最后检查阀杆运动与接触部分是否顺畅，若不顺畅则需要加润滑剂或重新安装阀杆。
　　（3）调节阀振动
　　此时可按照故障现象进行相应处理：安装底座不稳：加固底座；附近有振动设备引起：消除振源；阀芯与衬套磨损严重：更换衬套；调节阀选型不对：更换合适的阀门；阀门介质流向与关闭方向相反：改变阀安装方向。
　　（4）调节阀动作迟缓
　　此时可按照故障现象进行相应处理：气动薄膜执行机构中膜片破损泄漏：更换膜片；执行机构中O型圈破损：更换O 型密封圈；阀体内有粘物堵塞：消除堵塞；阀杆不直导致摩擦阻力大：处理阀杆。
　　（5）调节阀泄漏量大
　　此时可按照故障现象进行相应处理：阀芯被磨损，内漏严重：消除内漏；阀杠长短不合适，阀未调好关不严：调整阀杆，调整阀；阀体内密封环坏：更换密封环；介质压差太大，执行机构关不严：增大气源，改进执行机构；阀内有异物：清除异物；气源压力低或接头气管漏气：调整气源，消除泄漏。
　　四、总结
　　文章探讨了如何在化工自动化生产过程中检查和处理自动化仪表的故障，为处理和判断自动化仪表常见故障提供了一些有效的工作方法和思路。化工自动仪表作为化工生产中的重要设备，分析其常见故障并制定故障排除计划，配合后续维护、校检工作可显著降低故障发生率。现代社会科技技术发展日新月异，新型自动化仪表不断涌现，自动化仪表系统不断升级，作为自动化控制方面的工作人员只有坚持不断学习、与时俱进，深刻了解和掌握各种仪表的工作原理，熟悉和掌握相关工艺流程，全面分析故障原因，不断积累维修经验，才能在自动化仪表出现故障时做到准确快速判别及妥善处理，迅速恢复生产。
　　参考文献
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