现场仪器仪表系统常见故障分析步骤研究 |
| 2013-01-31 18:53 作者：梁 冰 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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据《硅谷》杂志2012年第22期刊文称，测量技术是信息技术的基础，在企业生产中，现场对检测与过程控制仪表日常维护和故障处理是保障安全生产的重要组成部分。了解仪器仪表的工作原理与结构特点，对其常见故障进行分析，能够缩短处理仪表故障时间能促进安全生产，提升经济效益。首先对现场仪表系统故障基本分析步骤，然后逐一对温度控制仪表系统、压力控制仪表系统、流量控制仪表系统、液位控制仪表系统等的故障进行来详解。为仪表维护人员提供参考。
关键词：现场仪器仪表；故障；分析步骤；控制系统
1现场仪表系统故障的基本分析步骤
在企业生产中，常见的现场仪表主要测量温度、压力、流量、液位四大参数，分析现场仪表系统故障要以仪器仪表所测参数为基础，对现场仪器仪表系统以及工艺操作进行综合分析，检查原因所，以便及处理。其步骤如下：
1.1详细了解现场仪器仪表的结构与性能
在对现场仪器仪表的故障进行分析前，首先对其设计方案与设计意图以及在生产过程中的作用进行充分了解，对整个系统的结构特征、参数以及性能要详知。同时要向现场操作人员询问解生产的负荷与仪器仪表参数变化状况，以便综合分析故障仪表故障原因。1.2详细分析仪表记录曲线
仪器仪表的记录曲线是查找其故障原因的重要参考内容，在分析仪器仪表的记录曲线时，如果记录曲线没有一点变化，处于死线状态或者记录曲线由原来的波动状态突然成为一条直线，其故障原因一般是出现仪表系统中。由于当前的绝大多数记录仪器仪表均是DCS计算机系统控制，具备高灵敏度，其参数的变化反应可迅速而灵敏。在分析故障时，可对仪器仪表的工艺参数进行人为改动，查看其曲线变化是否改变，如果正常变化，则可判定仪器仪表系统没有大故障，如果变化较大，则判定仪器仪表系统出现了故障。如果在对工艺参数调整时，记录曲线跳到最大或最小或者发生突变，或者跳到最大或最小，也可以判定仪器仪表的故障原因出现在仪表系统。
1.3检查手动控制情况
仪器仪表在故障前，其记录曲线如果一直是正常状态，而故障发生后，记录曲线的波动变得无规律。此时检查系统控制情况，如果手动操作不能成功，则可以判定仪器仪表的故障原因是由于工艺操作系统导致。
1.4对比检查仪表指示值
查找DCS显示仪表，如果其工作状态不正常，可查看同样类型与功能的其他仪器仪表的指示值，如果差别较大，则可判定仪器仪表系统出现故障。
1.5在分析现场仪器仪表故障原因时，也要对仪器仪表的测控制对象以及控制阀的特性变化也可能是导致现场仪表系统故障的原因，必须加以关注，认真分析。
2温度控制仪表系统故障分析步骤
2.1温度控制仪表系统常见故障
温度控制仪表就是通过热电阻或者热电偶控制被测对象进行控制的的仪器，其常见故障主要有以下几点：一是安装位置不当，使介质无法与测量元件充分的热交换，造成指示偏低；二是测温点保温不良，造成局部散热快，造成测温处偏低于系统温度；三是接线松动，接触不良造成指示不准。造成热电阻偏高，热电偶偏低；四是短路故障。造成热电阻偏低或最小，热电偶偏低或故障；五是断路（开路）故障。造成热电阻指示最大，热点偶无指示、最小。此外，在对温度控制仪表系统故障进行分析时，要注意其系统仪表绝大多数选用的是电动仪表测量、指示以及控制，测量滞后性较大。
2.2温度控制仪表系统故障分析步骤
1）首先检查温度仪表系统的指示值，如果其指示值变化到最大或者变化到最小，可以判定是仪表系统故障，其原因是温度仪表系统测量一般具有较大的滞后性，突然变化不会发生。温控仪表的故障一是在热电偶、热电阻以及补偿导线断线上，二是其变送器放大器出现失灵而导致故障。
2）检查温度控制仪表系统指示值是不是不停的快速振荡，这种现象一般是可是控制参数PID调整不当导致的故障。
3）检查温度控制仪表系统指示值是否是大幅缓慢的波动，这种现象一般是是工艺操作变化造成的，如果没有工艺操作变化状态存在，可以判定为仪表控制系统自身出现了故障。
4）判定温度控制系统身的故障后，先对仪表的调节阀输入信号进行检查，看是否有变化，如果输入信号没有变化，而调节阀已经动作，可以判定是调节阀膜头膜片发生泄漏故障；检查调节阀定位器输入信号，如果输入信号没有发生变化，而输出信号在变化，则判定是仪表的定位器出现了故障；检查仪表定位器的输入信号与仪表的调节器输出信号，如果调节器输入信号没有变化，输出信号在变化，可以判定是仪表的调节器自身出了故障。
3压力控制仪表系统故障分析步骤
3.1压力控制仪表系统常见故障
压力控制表是工业实践中最为常用的一种实现压力显示、控制、调节、监督等功能的仪表。压力控制仪表系统常见故障主要有以下几点：一是取压装置或取压管路堵、冻。在非真空压力测量时，容易造成指示偏低。在真空测量时，容易造成指示偏高；二是导压管泄漏。容易造成真空测量指示偏高，非真空压力测量指示偏低。三是变送器膜盒或膜片损坏，造成仪表不能使用。
3.2压力控制仪表系统故障分析步骤
1）检查压力控制系统仪表的指示值，如果是快速振荡波动状态，则要检查工艺操作，是否有变化，工艺操作与调节器PID参数整定不恰当是造成这种变化的主要原因。
2）检查压力控制系统仪表指示值，如果处于死线位置，同时工艺操作变化时，其压力指示值不跟着变动，这种故障通常是压力测量系统出现了问题，先对引压导管系统进行检查测量，看是否存在堵的状况，如果不存在堵状况，则检查压力变送器输出系统，看其是否有变化，如果有变化，则判定控制器测量指示系统出现了故障。
4流量控制仪表系统故障分析步骤
4.1流量控制仪表系统常见故障
流量控制仪表就是通过单位时间内流过管道某一截面的流体数量进行测量的仪表。经常出现的故障主要有以下几点：一是指示误差大或波动（不能产生稳定的卡门涡街），二是零点漂移（无流量时仍有指示）三是无指示或指示为零。
4.2流量控制仪表系统故障分析步骤
1）检查流量控制仪表系统的指示值，如果其指示位置最小，先检查现场检测仪表是否正常工作状态，如果正常则判定是显示仪表出了故障。检查现场检测仪表，如果其指示值也也最小，此时应该对调节阀开度进行检查，如果调节阀开度值是零，则判定故障出在调节阀与调节器之间部位，调节阀开度处于正常，可以判定是系统压力不足、系统管路被堵塞、泵不上量、介质结晶以及操作不正确等原因导致的故障。分仪表方面的故障主要下面几方面：，原因有：一是孔板差压流量计的正压引压导管可能出现堵塞；二是差压变送器正压室出现泄漏；三是机械式流量计的齿轮出现卡死故障，或者其过滤网出现堵塞。
2）检查流量控制仪表系统的指示值，如果处于最大值，同时检测仪表指示值也处于最大值。此时对调节阀进行手动控制，可以开大也可以关小，在控制中发现流量下降，则判定是工艺操作原因导致的故障，如果流量值不下降，则判定是仪表系统出现了故障。对流量控制仪表系统的调节阀、仪表测量引压系统、检查仪表信号传送系统逐一进行检查，判断其动作正确性。
3）检查流量控制仪表系统指示值时，如果其波动比较频繁，此时将自动控制改为手动控制，手动控制时，如果检查流量控制仪表系统指示值波动减小，则判定是仪表方面出现故障，或者是仪表控制参数PID选择不恰当，如果手动控制时，检查流量控制仪表系统指示值波动仍频繁，则判定是工艺操作方面导致的故障。
5液位控制仪表系统故障分析步骤
5.1液位控制仪表系统常见故障
液位控制仪表就是对液位（或水位、油位）进行监控，准确指示液位，并自动控制补充液位介质进行测量的仪表。其常见故障主要有一是测量杆/缆碰壁造成指示不准；二是液面上有泡沫会使指示偏大；三是测量粘稠、结晶点高的物料或比较脏的物料时容易挂料造成指示偏高；四是缆式导波缆断，造成无法测量
5.2液位控制仪表系统故障分析步骤
1）液位控制仪表系统指示值出现最大或者最小，首先对检查检测仪表进行检查，通过其运行正常。可对液位控制由自动控制转换成手动，在手动时，对液位变化注意观察，液位如果始终在一定范围保持稳定，则判定液位控制系统出现了故障，如果手动时，液位不稳定，则判定为工艺系统出现了故障。
2）对于差压式液位控制仪表，如果其指示值与现场直读式指示仪表指示值出现差别时，要先检查现场直读式指示仪表，如果其指示属于正常范围状态，再对差压式液位仪表的负压导压管封液进行检查，如果存在渗漏，必须重新灌封液，同时进行调零点，如果没有渗漏，则判定是仪表的负迁移量出现问题，必须对迁移量使仪表进行重新调整，使其指示处于正常状态。
3）检查液位控制仪表系统，如果其指示值的波动比较频繁，先要对液面控制对象的容量进行分析，如果容量大。则判定是仪表出现了故障，如果容量较小，应该对工艺操作状态进行分析，如果出现变化，则判定是工艺导致的波动频繁。如果不变化则判定是仪表自身出现了故障。
6结语
随着高新技术的发展，仪器仪表作为工业自动化技术测量的重要工具，逐步走向微型化、数字化、智能化、网络化以及多功能化的时代。适应性越来越强，功能也越来越丰富。现场仪器仪表系统提高企业自动化水平的基础，加强其常见故障分析步骤研究对企业安全生产具有重要意义。 |
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