自动化仪表日常维护与故障解决研究

【摘要】随着国家化工、油藏等制造业产业经济的迅猛发展，化工产业自动化水准越来越高。但与之同时，这些企业生产阶段中在例行自动化设备检测、维修组织活动时经常会对自动化仪表故障予以处理，以此才能保障生产机械的生产效益。由此可见，加强自动化仪表的日常维护与故障处理具备重要现实意义。基于此，文章中结合当前自动化设备应用背景下的自动化仪表作为研究对象，对其日常维修故障解决策略及方法等有关内容展开了必要探讨，以供有关单位提供一些粗浅性考量依据。

【关键词】仪表;自动化;策略;日常维护;故障

在现如今市场经济准入贸易机制下，工业生产技术日新月异，行业竞争也越发趋于激烈化，生产设备自动化高标准要求也就愈发表现显著。因此，对于工业生产模式下的自动化设备日常维护与故障检修就显得至关重要。这不仅是因为它直接关系到工业生产的生产效益，同时与其相关的工业生产仪表自动化技术也直接或间接的决定着其工业生产水平高低。即结合生产实际，对自动化仪表维护、检修制定合理的维护应用策略就显得非常关键。文章基于此相关内容予以了必要探讨，以期现代工业生产自动化仪表能够保障并延长使用期限，为最终确保生产成本降低及生产效益提升提供可行性基础保障。

一、自动化仪表的维护的重要意义

社会在经济提升与科技进步的有力条件下不断发展着，工业生产自动化也同样受此有利形势所影响，表现最为直接的是其自动化技术广为应用在油藏生产、钢铁制造、造纸工艺、制糖生产、医疗医药、食品加工、以及电力供应等诸多行业领域中，加快了国家国民经济增长。不过，这些能源、化工、制造业等企业在生产阶段也会出现常见的设备故障，影响着生产进度及作业效率。其中，最为常见的则是自动化仪表故障处理及日常维护组织活动令这些企业所极为重视。而经常出现仪表故障，不仅影响着企业正常生产、加工进度，同样也使行业生产加大了安全隐患。因此，不论是自动化仪表实践日常维护组织活动中，还是其仪表故障解决，都需要其运维人员客观具备高水平业务技能与责任意识，从而才能使其实践能力应用于运维工作中，能够第一时间就仪表故障问题进行及时、必要处理，有效保障作业进度及生产效益。

二、自动化仪表日常维护的应用策略研究

企业在对仪表设备实施预防维护时制定有效的巡回检查制度是极为重要的策略，这样能够及早对仪表设备中潜在的问题进行观察，尽早做好设备故障处理，不过，一旦仪表故障发生，应能结合仪表系统与工艺生产两部分来重点考虑故障点所在。因此，企业为了做好自动化仪表日常运维活动，解决仪表故障处理问题，还应当注重以下几个应用策略。

（一）生产工艺角度考虑

由于现代工业生产自动化已是一种主流技术工艺生产趋势，因此自动化仪表在例行维护组织活动是，首要检测的则是其仪表工艺参数，即对反应温度、容器液位、加工流量、以及物料成分等进行判断，从而才能判断出与其相关的工艺参数是否正常。如若仪表正常则加强定期维护检修等组织活动，确保其正常运转周期可以有效延长;如若仪表指示反映出故障迹象，则需要客观解决故障问题的同时，安排好生产加量、减产、停车等必要配套措施。常规而言，仪表出现异常迹象引发故障时，一般通常包括两种因素。第一是工艺因素，即仪表反映出来的则是生产指标异常，但通常生产指标与现实不符。第二种，则是仪表指示异常，可结合故障情况确认是否是仪表自身故障问题。因此，两种情况发生，仪表运维人员则不能混淆概念，需要结合仪表的性能、工作原理、以及其实践特性等进行综合分析，并全面检测控制阀及物料生产情况，从而才能有效确认仪表指示异常原因。

（二）从自动化仪表本身考虑

1.基本分类

仪表运维作业人员提升仪表故障判别能力的目的是保障仪表正常工作。因此，除却对仪表作业原理、功能及特性熟知以外，还应注重仪表检测、测量的每一个执行环节，深刻了解每一种仪表的基本结构、型号、使用场合、以及输出信号种类等，以此才能称得上全面了解自动化仪表，一旦故障发生时准确、及时的确认出仪表故障点。基于此，仪表分类如若从作业原理角度去看，则有物理型、生物型、能量控制型等。而从物理原理结构去看待，则包括电、光电、热电、气电、压电、射线型、半导体式等;同样，如若按照转换过程角度去看，则包括单向及双向之分。故而，仪表每种型号的仪表都有其特有的测量机理，且结合每种仪表测量机理，其最终测量重点则是针对仪表的传感器进行测量。即结合仪表转换的物理量（电量等）则要弄清被测量敏感元件转换元件转换电路输出的这一传感器测量机理，以此才能结合其基本功能、结构原理、元件特性等确认出故障点。

2.了解传感器结构机理

传感器通常是用来当作敏感元件，即需要配套仪表来检测出物理量及化学量的整个变化过程，进而才能利于分析出生产作业指标是否可靠。现如今智能仪表非常主流且广为用于大规模集成电路中。如此一来，这种仪表则结合嵌入式软件的输出信号发出，可完成非线性补偿、故障诊断、零点错误等功能分析及应用，从而有效的将其配套的传感器智能特性展现出来，降低了其系统结构的复杂性，更利于后期维护及检修。

（三）自动化仪表各个参数的测量方面

生产仪表通常测量参数主要有温度、流量、液位、以及压力四项主要测控参数。依据不同的测控参数，来确认故障性质及找出故障所在。因此，第一，在确认故障点所在之前，要熟知仪表下的生产工艺情况及生产条件，包括熟知仪表的设计意图、基本构造、功能特性、以及技术参数等;第二，要和生产现场的车间作业人员勤加沟通，以了解生产负荷强度下仪表的参数变化，从而才能依据仪表故障周期曲线判断出故障所属范围，最终确认故障点所在。第三，如若仪表记录曲线确实是一条直线，即无变化的死线，则故障点基本可确认为仪表内部系统异常，这是因为如今记录仪表多伴随DCS计算机系统，灵敏度较高，故障参数会随着其可靠的灵敏度反映出来。第四，当工艺参数发生变化时，即曲线发生变小或者变大，则也能确认故障发生在仪表内部系统中。第五，结合故障出现时间前后，发现故障出现前其工艺参数曲线一直处于正常状态时，同时当曲线出现波动后才毫无规律可言，则多半是工艺操作所导致的故障问题;第六，如若发现DCS显示异常，则可以到现场去检验同一仪表显示值，如若显示值差别并不明显，则说明故障来源多半来自仪表系统，要具体结合控制阀情况和被测量的参数指标去判断其具体故障原因形成，待故障原因确认以后按照运维检修规范及要求予以故障处理。

（四）自动化仪表的使用过程

仪表出现故障除却正常使用年限将至出现的故障以外，其他故障发生并不是偶然，总会伴随一个自然转化过程。这个过程通常伴随设计之初、选型确认、采购执行、元件安装、投入使用、维修养护、修理报废、更新换代等时期。因此，结合仪表使用寿命周期考虑指定维护、检修策略也极为必要。需要了解仪表在使用前提的设计、选型、采购及安装等过程工作流程，同时还要考虑使用周期维护阶段所检测出的历史故障记录，最后才能根据以往故障出现的频率确认出故障维护周期工作流程，进而一旦故障出现时可立即例行有关检修、测量等组织活动方案，更好的保障仪表使用期限得以延长，为物料及工艺加工对象等的安全生产提供可靠保障;又如，冬季例行日常运维组织活动时，也要结合生产需求检查椭圆齿轮流量计、电磁流量计旋涡流量计（涡街流量计）、涡轮流量计、质量流量计、法兰式差压变送器、浮筒液位计和调节阀等的保温状况，观察保温材料是否脱落，是否被雨水打湿造成保温材料不起作用等，以确保每一季度、每一时期都能全面了解仪表系统的使用情况，一旦出现故障时可准确定位故障点。

（五）从仪表故障出现进行有步骤的分析

第一，从外部显示特征确认出故障大致部位。具体可依据仪表指示内容下的输入信号、键盘指令、通讯数据等进行分析。第二，从内部信号输出连贯性判断故障点。具体可结合电路、信号、阻抗、模数转换、控制输出、接口通讯等参数进行分析及确认故障点。第三，结合线路检测情况确认故障点。即通过传感器、变送器、以及控制系统等的检测判断故障所在。第四，对信号精度进行测量，包括对数据进行必要采集，以此才能结合显示数据进行综合分析。第五，通过收发命令传递出的数据，包括手动置数等进行参数分析，以确认故障点及解决方案。

三、自动化仪表常见故障解决方法探讨

（一）温度控制仪表系统故障

当温控仪表出现异常故障时，应能了解到温控仪表测量时滞后性表现明显，即仪表测量通常滞后性较大。故而，第一要观察仪表显示值大小，如若仪表测量时显示值突然不稳定，出现变大抑或变小时，则确认出其故障出现在系统内部。此时，则应重点对其电热偶、热阻值、以及补偿情况，包括对变送器等进行检查，即此时故障情况一般则出现在此范围内，采取针对性故障检修方案即可。第二，如若发现温控仪表显示出现较快震荡行为，则基本可确认为PID调整不当所引发异常。第三，温控仪表指示如若出现较慢范围波动，则基本可确认出其故障引发则是工艺生产所致。因此，出现此故障则要重点针对性检查调节阀输出信号，看其输出信号在调节控制阀的情况下是否出现变化，从而确认其阀膜片、模头是否有问题。或者对定位器等展开检查，从而确认故障点。基于此，详细掌握温控仪表的故障出现特征，依据故障发生频率、规律，在了解温控仪表机理、功能的前提下，按照针对性的故障检修技术规范予以故障处理即可。

（二）压力控制仪表系统故障

第一，当压力控制出现波动性震荡变化时，一般通过这种异常特征可确认出是生产工艺操作出现异常变化引发其出现异常。因此，则要测量PID控制参数，将异常参数予以调整，以解决故障。第二，可能是压力系统仪表显示出死线变化，即使工艺操作发生调整或变化，其显示值也没发生改变时，则一般故障会出现在测量系统中。为此，要重点检查引压管是否出现堵漏，如若没发现堵漏则可判断故障点出现在测量指示系统中，故而采取针对性方案进行调整或维修。

（三）流量控制仪表系统故障

第一，测量控制仪表如若发现指示值处于最小状态，则需要重点对现场仪表予以检查，如若无异常状况，则故障则定位在显示仪表中。因此，结合现场仪表指示大小情况，对调节阀开度进行调整。此时，如也未能检验出异常，则故障最可能出现在系统压力参数不足、或者系统内部出现堵塞，即这些情况可能是操作不当，抑或介质结晶参数不对所造成。如此一来，当系统管路出现堵塞，则需要了解其管堵原因。具体可能是孔板差压流量计、抑或是正压引压管出现堵塞，包括可能是机械式仪表出现流量计齿轮卡死或者过滤网堵塞等情况，进而进行针对性检修即可。第二，当发现测量仪表指示值处于最大状态时，则与其对应的检测检测仪表指示也会处于最大状态。此时，可以手动调试或遥控调节阀开度。如若却是指示流量值未能控制到正常状态，则需要重点检查引压系统是否处于正常，包括检查传输信号是否出现异常等;第三，如若流量控制指示确实波动频率较高，则可以将控制形态改为手动调整，并对应改变控制参数PID，或者调整工艺操作流程予以解决故障。

（四）液位控制仪表系统故障

第一，液位控制显示值如若出现最大或最小异常情况时，则首先要检验检测仪表是否处于正常指标状态。具体操作执行时可以将控制方式改为手动液位操控方式，从而才能观察液位变化具体情况。如果液位能够稳定在一定区间范围内变化，则故障点可确认在液位控制系统;如若液位状态不稳，则是工艺操作系统造成，具体可结合工艺生产情况予以排查。第二，液位控制指示和现场仪表指标不配套时，则首先检查负压导压管的封液情况是否存在测漏、渗漏，如果确实发现测漏，重新灌注封液即可。第三，当控制仪表指示不能稳定，即波动区间比较频繁，则需要结合工艺操作系统检查液位容量是否正常，当发现确有故障采取针对性解决措施即可。

四、结语

在现代工业技术自动化发展形势下，仪表运维工作执行任重而道远。这主要是因为仪表指示正常能够有效指导于化工生产。同样，仪表运维工作中，仪表可靠性和运维工作量两者之间是处于一种相反相成关系，即仪表指示数据越可靠，实践仪表运维工作量则越少;反之，仪表运维工作量越大，说明仪表故障出现也越多。因此，自动化仪表运维工作中，其运维人员应能结合生产情况、仪表固有属性等进行综合全面分析，以此才能在仪表运维实践中不断总结、吸收经验，增强仪表可靠运行能力，并有效提高仪表运维工作业务水平。

参考文献

[1]史峰旭.关于自动化仪表常见故障的分析[J].电源技术应用，2013（05）.

[2]井雷.浅析化工企业自动化仪表的检修与维护[J].中国石油和化工标准与质量.2012（08）.

[3]刘运松，张洪剑.关于自动化仪表的一些问题和维护的探讨[J].中国科技投资，2012（21）.

[4]李秋林.企业自动化仪表的管理与维护措施[J].企业技术开发，2012（17）.

[5]王林林.探析化工企业自动化仪表的检修与维护[J].黑龙江科技信息，2012（01）.

[6]黄汝科，亓蕾，王亮.浅谈自动化控制系统及热工仪表的维护与管理[J].信息技术与信息化，2011（04）.

[7]丁俊.浅谈自动化仪表的维护[J].科技传播，2011（13）.

[8]刘泽龙.浅谈自动化仪表的检测与维护[J].黑龙江科技信息，2010（24）.

[9]王少勇.自动化仪表维护工作程序化实践[J].中国石油和化工，2009（09）.

[10]孔祥波.化工生产控制自动化及仪表研究[J].甘肃科技，2009（05）.