儀表自動化設(shè)備故障與維護技術(shù)

李瑞波，劉鳳國，李鵬飛

（1.渤海石油裝備新世紀(jì)機械制造公司，天津 300280；2.渤海石油裝備鉆采裝備銷售公司，天津 300280）

0 引言

儀表自動化設(shè)備維護直接與工廠生產(chǎn)效率和安全息息相關(guān)，相關(guān)人員要將設(shè)備維護作為長期工作，工廠也要加強設(shè)備故障檢修力度，并落實日常巡檢措施和定期維護策略，如此儀表設(shè)備自動化優(yōu)勢才能顯現(xiàn)在生產(chǎn)流程中。

1 儀表自動化設(shè)備常見故障及檢修分析

1.1 溫度控制儀表系統(tǒng)

該種儀表設(shè)備出現(xiàn)故障時，儀表測量的數(shù)據(jù)不能體現(xiàn)及時性、準(zhǔn)確性特點。相關(guān)人員在設(shè)備檢修中，除了要檢查儀表顯示器數(shù)值外，還要對指針運轉(zhuǎn)速度進行觀察，如果出現(xiàn)失穩(wěn)且快速振動行為，相關(guān)人員便要將檢查重點放在數(shù)字電視中，該故障便是由此元件失常引發(fā)的[1]。在生產(chǎn)應(yīng)用中，儀表設(shè)備會受到生產(chǎn)工藝的影響，此時故障表現(xiàn)為儀表指針轉(zhuǎn)動范圍變小，且波動速度也會下降。在確定故障原因后，相關(guān)人員還要找到具體的故障點，可以通過調(diào)節(jié)控制閥達到目的，因為該操作可對輸出信號進行反映，如果在控制閥得到調(diào)節(jié)的條件下，儀表輸出信號依舊如初，則證明故障點不在信號所在處。要制定針對性較強的維護措施，相關(guān)人員還要對該種儀表進行詳細了解。

1.2 壓力控制儀表系統(tǒng)

該儀表設(shè)備出現(xiàn)的故障類型有：①生產(chǎn)工藝操作失誤引發(fā)的故障，該故障會使儀表不正常運轉(zhuǎn)，甚至出現(xiàn)振動現(xiàn)象。相關(guān)人員可以對數(shù)字電視參數(shù)進行檢查，其可以對故障進行控制，所以相關(guān)人員還要根據(jù)測量結(jié)果，對參數(shù)進行校正。②測量系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障，該故障雖然不會對改變儀表顯示器數(shù)值，但儀表測量的參數(shù)記錄曲線會顯示為一條死線[2]。在確定具體的故障點時，相關(guān)人員可以借助引壓管設(shè)置，該設(shè)置的堵漏行為會反映相關(guān)的故障信息，該信息對應(yīng)點便是故障點。

1.3 流量控制儀表系統(tǒng)

流量控制儀表系統(tǒng)在正常運行狀態(tài)下，其指示值一般不會為零，一旦發(fā)現(xiàn)顯示數(shù)值為零，相關(guān)人員要將系統(tǒng)連接的儀表以及顯示儀表作為重點檢查對象，前者沒有故障表現(xiàn)，故障點便在后者中。如果指示值過高，甚至指向最大值，相關(guān)人員則要將引壓系統(tǒng)作為檢查對象，該系統(tǒng)運行失常便會造成這種故障行為。此外還要對流量控制系統(tǒng)的指示值變化情況進行觀察監(jiān)測，指示值在有限時間內(nèi)波動次數(shù)較多，則證明故障與工藝操作流程有關(guān)，相關(guān)人員還要將工藝生產(chǎn)流程優(yōu)化作為故障維護檢修的措施。

1.4 液位控制儀表系統(tǒng)

儀表設(shè)備在正常運行狀態(tài)下，其指示值不會處于極端狀態(tài)，這意味著測量指標(biāo)正常，否則相關(guān)人員則需要對儀表參數(shù)進行檢查調(diào)整。液壓位置可以反映儀表運行情況，所以相關(guān)人員可以對操作過程中的液位進行檢查，液壓位置變化信息可以反映故障點，相關(guān)人員可直接根據(jù)該信息確定具體的故障來源[3]。如果液位變化范圍在許可范圍內(nèi)，則需要對液壓控制系統(tǒng)進行檢修維護，如果液位失穩(wěn)，變化范圍不確定，則需要對操作工藝進行調(diào)整。在故障檢修中，導(dǎo)壓管也是重點檢查對象，但其檢查過程不是很方便，所以相關(guān)人員需要查看液位指示數(shù)值是否與現(xiàn)場指標(biāo)相差無幾，如果兩者一致，則證明導(dǎo)壓管沒有出現(xiàn)泄漏故障。液位容量變化也可以反映相關(guān)故障，這些都要納入到故障檢修方案中。

2 儀表自動化設(shè)備維護措施

2.1 儀表自動化設(shè)備的生命周期維護

設(shè)備維護工作不僅是為了保證設(shè)備運行正常，還在于延長設(shè)備的使用壽命。儀表自動化設(shè)備功能不同，應(yīng)用的生產(chǎn)流程和生產(chǎn)環(huán)境也不同，環(huán)境中的空氣污染程度、設(shè)備內(nèi)部介質(zhì)性質(zhì)等自然也有差異，所以儀表設(shè)備的生命周期有長短之分。要延長設(shè)備使用周期，還需要從儀表設(shè)備應(yīng)用的實際環(huán)境分析入手，如此儀表維護措施才有實際意義。

在對設(shè)備運行周期進行研究時，需要站在經(jīng)濟和技術(shù)角度上，計算維護成本，測算設(shè)備使用壽命，相關(guān)人員完全可以將這些數(shù)據(jù)作為設(shè)備維護管理量化分析的參考依據(jù)[4]。在量化分析基礎(chǔ)上，相關(guān)人員可以制定設(shè)備故障的預(yù)防措施和應(yīng)急方案，這些措施都可以延長設(shè)備使用周期。儀表自動化設(shè)備內(nèi)部每種組成結(jié)構(gòu)都有可能出現(xiàn)故障，相關(guān)人員可以對設(shè)備進行精細劃分，通過分化結(jié)構(gòu)故障維護來使設(shè)備整體運行正常。這些結(jié)構(gòu)包括測量儀表、控制系統(tǒng)以及執(zhí)行機構(gòu)，相關(guān)預(yù)防維護措施如下。

（1）測量儀表維護。相關(guān)人員首先要了解儀表的基本信息，如功能和運行原理等，將這種儀表應(yīng)用在生產(chǎn)環(huán)境中，然后對儀表的表現(xiàn)進行觀察，對其常見故障以及出現(xiàn)頻率最多的故障進行觀察記錄，然后找到易發(fā)故障點位置、原因以及預(yù)防策略。測量儀表裝置功能不同，在生產(chǎn)應(yīng)用中的重要程度也不同，相關(guān)人員要重點關(guān)注關(guān)鍵設(shè)備，計算其平均無故障時間，然后制定維護計劃，確定維護頻率。普通儀表設(shè)備維護則遵循正常維修計劃要求。

（2）控制系統(tǒng)類維護措施。DCS（Distributed Control System，分布式控制系統(tǒng)）設(shè)備是自動化設(shè)備中的控制單元，該單元雖然與自診斷報警裝置相連，但要發(fā)揮自動保護作用，還需要控制單元運行正常，維護人員還要將DCS作為重點維護對象[5]。在維護檢修中，主要將其安裝在良好的運行環(huán)境中，并利用冗余裝置來保證回路受控。

（3）執(zhí)行機構(gòu)維護措施。這里主要指調(diào)節(jié)控制閥，該種閥門可對儀表元件運行過程進行控制，其功能多元，應(yīng)用廣泛，所以其出現(xiàn)故障的概率也最大，相關(guān)人員還要針對閥門故障采取預(yù)防性措施。在控制閥故障分析研究基礎(chǔ)上，確定故障類型、易發(fā)生位置、原因等。另外工作人員還要規(guī)范自身操作行為，使控制閥得到有效的維護保養(yǎng)。

2.2 儀表設(shè)備預(yù)防性維護措施

利用TPM（Total Productive Maintenance，全員生產(chǎn)維護）來加強設(shè)備管理，使各種故障都能得到有效預(yù)防。TPM建立在實踐基礎(chǔ)上，相關(guān)人員要通過不斷實踐、觀察來總結(jié)儀表自動化設(shè)備的運行規(guī)律和故障發(fā)生情況，只有對一切了如指掌，采取的措施才能對故障起到預(yù)防作用。在TNPM（Total Normalized Productive Maintenance，全面規(guī)范化生產(chǎn)維護）模式下，相關(guān)人員要遵循相關(guān)步驟落實預(yù)防措施，在日常巡檢中，觀察各種儀表自動化設(shè)備，了解其運行狀況，觀察其構(gòu)造。將巡檢中獲得的信息集合在一起，進行總結(jié)觀察，找到可以優(yōu)化的點。根據(jù)優(yōu)化線索，提出方案，該方案內(nèi)容主要針對操作行為、維護以及保養(yǎng)工作等。方案還要明確工作準(zhǔn)則。落實維修計劃，并對儀表設(shè)備的維護情況進行動態(tài)管理監(jiān)督，如果出現(xiàn)問題，該問題將會成為維護方案繼續(xù)優(yōu)化的切入點。然后再實踐，再優(yōu)化。

在制定儀表自動化設(shè)備必預(yù)防性措施時，還要保證該措施的規(guī)范性，工業(yè)企業(yè)需要遵循國家的相關(guān)規(guī)范制定設(shè)備的維護規(guī)范，并建立設(shè)備維護長期有效機制。在日常生產(chǎn)中，相關(guān)人員也要做好設(shè)備運行跟蹤監(jiān)督工作，并根據(jù)回饋信息，制定維護計劃，使儀表設(shè)備得到定期預(yù)見性維護。在設(shè)備維護中，制定的方案一定要科學(xué)合理，如此其才能在設(shè)備維護保養(yǎng)中發(fā)揮重要價值[6]。

2.3 采用有效的儀表設(shè)備維護管理模式

儀表自動化設(shè)備要長期正常運行，還需要配合檢查管理。企業(yè)要采取有效的管理模式，使設(shè)備管理水平提升，出現(xiàn)故障隱患的幾率減小。在該管理模式下，企業(yè)要頒布巡回檢查制度、崗位輪換制度以及責(zé)任制度等，使設(shè)備得到定期維護和不定期抽檢?；诖?，還要采取分級管理模式，使設(shè)備在層層維護管理中，消除故障隱患。

3 結(jié)語

儀表自動化設(shè)備必須保持正常靈敏，其才能在安全風(fēng)險規(guī)避中起到重要作用。儀表設(shè)備應(yīng)用環(huán)境比較危險惡劣，這會加快設(shè)備質(zhì)損現(xiàn)象的出現(xiàn)，工廠必須建立設(shè)備維護制度和管理制度，還要加強人員培訓(xùn)，使人員都能參與到設(shè)備維護中。另外相關(guān)人員還要對維護技術(shù)進行創(chuàng)新優(yōu)化，使設(shè)備隱患都能被及時發(fā)現(xiàn)解決，儀表設(shè)備本身也需要升級，相關(guān)人員可以將多種先進技術(shù)集成到設(shè)備系統(tǒng)中。