過程控制儀表故障分析與處理

羅慧琴

（海南省技師學(xué)院 海南?？?571100）

引言

化工生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)儀表故障現(xiàn)象，由于檢測與控制過程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象比較復(fù)雜，正確判斷、及時(shí)處理生產(chǎn)過程中儀表故障，不但直接關(guān)系到化工生產(chǎn)的安全與穩(wěn)定，同時(shí)，也涉及到化工產(chǎn)品的質(zhì)量和消耗，而且也最能反映出儀表維護(hù)人員的實(shí)際工作能力和業(yè)務(wù)水平，也是儀表維護(hù)人員能否獲得工藝操作人員信任，彼此配合密切的關(guān)鍵。

一、儀表故障判斷思路

由于化工生產(chǎn)操作管道化、流程化、全封閉等特點(diǎn)，尤其是自動(dòng)化水平很高的化工企業(yè)，工藝操作與檢測儀表密切相關(guān)，工藝人員通過檢測儀表顯示的各類工藝參數(shù)，諸如反應(yīng)溫度、物料流量、容器的壓力和液位、原料的成分等來判斷工藝生產(chǎn)是否正常，產(chǎn)品的質(zhì)量是否合格，根據(jù)儀表指示進(jìn)行加量或減產(chǎn)，甚至停車。

儀表指示出現(xiàn)異?，F(xiàn)象（指示偏高、偏低，不變化，不穩(wěn)定等），本身包含兩種因素：一是工藝因素，儀表正確的反映出工藝異常情況；二是儀表因素，由于儀表（測量系統(tǒng)）某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致工藝參數(shù)指示與實(shí)際不符。這兩種因素總是混淆在一起，很難馬上判斷出故障到底出現(xiàn)在那里。我們儀表維護(hù)人員要提高儀表故障判斷能力，除了對儀表工作原理、結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)熟悉外，還需熟悉測量系統(tǒng)中每一個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)，對工藝流程及工藝介質(zhì)的特性、化工設(shè)備的特性應(yīng)有所了解，這能幫助我們儀表維護(hù)人員拓展思路，有助于分析和判斷故障現(xiàn)象。

二、檢測儀表故障分析步驟

1．溫度檢測故障判斷

分析溫度控制儀表系統(tǒng)故障時(shí)，首先要注意兩點(diǎn)：該系統(tǒng)儀表多采用電動(dòng)儀表測量、指示、控制；該系統(tǒng)儀表的測量往往滯后較大。

（1）溫度儀表系統(tǒng)的指示值突然變到最大或最小，一般為儀表系統(tǒng)故障。因?yàn)闇囟葍x表系統(tǒng)測量滯后較大，不會(huì)發(fā)生突然變化。此時(shí)的故障原因多是熱電偶、熱電阻、補(bǔ)償導(dǎo)線斷線或變送器放大器失靈造成。

（2）溫度控制儀表曲線出現(xiàn)快速振蕩現(xiàn)象，多為控制參數(shù)PID調(diào)整不當(dāng)造成。

（3）溫度控制儀表曲線出現(xiàn)大幅緩慢的波動(dòng)，很可能是由于工藝操作變化引起的，如當(dāng)時(shí)工藝操作沒有變化，則很可能是儀表控制系統(tǒng)本身的故障。

2．流量檢測故障判斷

（1）流量控制儀表系統(tǒng)指示值達(dá)到最小時(shí)，首先檢查現(xiàn)場檢測儀表，如果正常，則故障在顯示儀表。當(dāng)現(xiàn)場檢測儀表指示也最小，則檢查調(diào)節(jié)閥開度，若調(diào)節(jié)閥開度為零，則常為調(diào)節(jié)閥到調(diào)節(jié)器之間故障。當(dāng)現(xiàn)場檢測儀表指示最小，調(diào)節(jié)閥開度正常，故障原因很可能是系統(tǒng)壓力不夠、系統(tǒng)管路堵塞、泵不上量、介質(zhì)結(jié)晶、操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐?。若是儀表方面的故障，原因有：孔板差壓流量計(jì)可能是正壓引壓導(dǎo)管堵；差壓變送器正壓室漏；機(jī)械式流量計(jì)是齒輪卡死或過濾網(wǎng)堵等。

（2）流量控制儀表系統(tǒng)指示值達(dá)到最大時(shí)，則檢測儀表也常常會(huì)指示最大。此時(shí)可手動(dòng)遙控調(diào)節(jié)閥開大或關(guān)小，如果流量能降下來則一般為工藝操作原因造成。若流量值降不下來，則是儀表系統(tǒng)的原因造成，檢查流量控制儀表系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥是否動(dòng)作；檢查儀表測量引壓系統(tǒng)是否正常；檢查儀表信號傳送系統(tǒng)是否正常。

（3）流量控制儀表系統(tǒng)指示值波動(dòng)較頻繁，可將控制改到手動(dòng)，如果波動(dòng)減小，則是儀表方面的原因或是儀表控制參數(shù)PID不合適，如果波動(dòng)仍頻繁，則是工藝操作方面原因造成。

3．壓力檢測故障判斷

（1）壓力控制系統(tǒng)儀表指示出現(xiàn)快速振蕩波動(dòng)時(shí)，首先檢查工藝操作有無變化，這種變化多半是工藝操作和調(diào)節(jié)器PID參數(shù)整定不好造成。

（2）壓力控制系統(tǒng)儀表指示出現(xiàn)死線，工藝操作變化了壓力指示還是不變化，一般故障出現(xiàn)在壓力測量系統(tǒng)中，首先檢查測量引壓導(dǎo)管系統(tǒng)是否有堵的現(xiàn)象，不堵，檢查壓力變送器輸出系統(tǒng)有無變化，有變化，故障出在控制器測量指示系統(tǒng)。

4．液位檢測故障判斷

（1）液位控制儀表系統(tǒng)指示值變化到最大或最小時(shí)，可以先檢查檢測儀表看是否正常，如指示正常，將液位控制改為手動(dòng)遙控液位，看液位變化情況。如液位可以穩(wěn)定在一定的范圍，則故障在液位控制系統(tǒng)；如穩(wěn)不住液位，一般為工藝系統(tǒng)造成的故障，要從工藝方面查找原因。

（2）差壓式液位控制儀表指示和現(xiàn)場直讀式指示儀表指示對不上時(shí)，首先檢查現(xiàn)場直讀式指示儀表是否正常，如指示正常，檢查差壓式液位儀表的負(fù)壓導(dǎo)壓管封液是否有滲漏；若有滲漏，重新灌封液，調(diào)零點(diǎn)；無滲漏，可能是儀表的負(fù)遷移量不對了，重新調(diào)整遷移量使儀表指示正常。

（3）液位控制儀表系統(tǒng)指示值變化波動(dòng)頻繁時(shí)，首先要分析液面控制對象的容量大小，來分析故障的原因，容量大一般是儀表故障造成。容量小的首先要分析工藝操作情況是否有變化，如有變化很可能是工藝造成的波動(dòng)頻繁，如沒有變化可能是儀表故障造成。

三、故障判斷實(shí)例

在化工生產(chǎn)過程中，儀表檢測所涉及的工藝參數(shù)比較多，為了更好的說明怎樣判斷和處理儀表故障，在這里以生產(chǎn)過程中所處理的流量和壓力的一些故障實(shí)例為例來進(jìn)行說明。

1．流量示值不變故障

現(xiàn)象：工藝在投用穩(wěn)定EG時(shí)，已經(jīng)正常輸送，可是在中控的流量FIC－14406示值一直未變化。

分析：經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，在輸送EG時(shí)，調(diào)節(jié)閥開度變化，現(xiàn)場流量顯示也會(huì)隨之變化，說明該點(diǎn)流量的示值問題出在變送器至DCS系統(tǒng)這一部分，根據(jù)對質(zhì)量流量計(jì)變送器的輸出值測量來看，變送器也不存在問題，問題可能出在模塊輸入通道或系統(tǒng)組態(tài)上。在隨后對系統(tǒng)組態(tài)檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)該流量在調(diào)整畫面中的PV值（流量過程變化值）被置于校驗(yàn)狀態(tài)。由于在校驗(yàn)狀態(tài)時(shí)，流量值將一直顯示為校驗(yàn)時(shí)所設(shè)值，導(dǎo)致該流量指示值不會(huì)變化。

處理：在調(diào)整畫面中將校驗(yàn)狀態(tài)取消，問題得到解決，流量指示恢復(fù)正常。

2．液位示值波動(dòng)故障

現(xiàn)象：調(diào)色劑喂給罐的液位在沒有物料加入時(shí)，液位值卻逐漸上升，無出料時(shí)液位值也會(huì)下降。

分析：經(jīng)檢查儀表檢測系統(tǒng)工作正常，通過曲線觀察發(fā)現(xiàn)每次調(diào)色劑喂給罐液位的上升均發(fā)生在調(diào)色劑調(diào)配罐進(jìn)行氮?dú)馓畛鋾r(shí)，并且在開啟調(diào)配罐投料閘板閥進(jìn)行投料時(shí)喂給罐的液位就會(huì)下降。后檢查發(fā)現(xiàn)在調(diào)配罐進(jìn)行氮?dú)馓畛鋾r(shí)，由于自立式調(diào)節(jié)閥動(dòng)作不正常，無法將調(diào)配罐壓力保持在設(shè)定值200mmWC，就造成調(diào)配罐的壓力逐漸上升，當(dāng)打開閘板閥投料時(shí)相當(dāng)于給調(diào)配罐泄壓。因?yàn)閮晒拗g由一條壓力平衡管線連通，所以喂給罐壓力會(huì)隨著調(diào)配罐的壓力一起上升或下降，由于喂給罐液位是采用差壓測量方式（負(fù)壓端對大氣），因此在喂給罐壓力上升或下降的同時(shí)，液位值也會(huì)跟隨變化。

處理：保證調(diào)配罐的壓力穩(wěn)定在200mmWC左右就可以使喂給罐的液位值因上述原因波動(dòng)了，將調(diào)配罐填充氮?dú)獾淖粤⑹秸{(diào)節(jié)閥檢修正常后，液位示值正常。

3．壓力顯示故障

現(xiàn)象：漿料管線的一臺隔膜式壓力變送器在檢修后開車過程中出現(xiàn)測量的壓力值與實(shí)際不符。

分析：在DCS接線端子上測得該變送器輸出的信號為30.5mA，變送器輸出電流＞20mA，原因可能是①變送器的供電電源過低.②壓力傳感器損壞.③實(shí)際壓力超過壓力變送器的所選量程.④接線松動(dòng).⑤電源線接線錯(cuò)誤。經(jīng)檢查確認(rèn)上述五項(xiàng)均無問題，隨后在現(xiàn)場變送器的接線柱上檢查發(fā)現(xiàn)輸入的電源為1.5VDC，而DCS給出的電源為24VDC，通過檢測發(fā)現(xiàn)變送器的阻抗為28.8歐姆，遠(yuǎn)小于正常值。

處理：由于現(xiàn)場環(huán)境潮濕，引起變送器輸出信號增大，影響示值。將變送器拆下進(jìn)行烘干處理后正常。

結(jié)語

在儀表故障維護(hù)過程中不僅要能正確判斷、及時(shí)處理儀表故障，同時(shí)還要避免維修過程中對工藝生產(chǎn)產(chǎn)生影響或引起聯(lián)鎖作用，這就要求我們儀表維護(hù)人員要熟悉工藝生產(chǎn)過程。

本文通過對化工生產(chǎn)過程中儀表故障判斷思路的論述及相應(yīng)的儀表故障處理實(shí)例的舉例，說明了怎樣在生產(chǎn)過程中檢查和處理儀表的故障，對怎樣處理和判斷儀表常見故障提供了一種工作思路和方法。由于儀表檢測與控制過程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象比較復(fù)雜，正確判斷、及時(shí)處理生產(chǎn)過程中儀表故障，是儀表維護(hù)人員必須具備的能力。只有在工作實(shí)踐中不斷的學(xué)習(xí)、不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能提高自己的工作能力和業(yè)務(wù)水平。