儀表自動(dòng)化設(shè)備故障分析與維護(hù)方法研究

康華 席瑾茹 張續(xù)輝 馬俊峰

[摘? ? 要]儀表自動(dòng)化設(shè)備故障分析以及對(duì)應(yīng)的相關(guān)維護(hù)方法在儀表自動(dòng)化技術(shù)中有著極為重要的作用?；诖?，本文從儀表自動(dòng)化的主要故障類型與相關(guān)維護(hù)方法，比如溫度控制儀表故障維護(hù)，流量儀表故障維護(hù)等方面展開論述，可以更好的幫助相關(guān)從業(yè)者完成工作。

[關(guān)鍵詞]儀表設(shè)備;自動(dòng)化;故障維護(hù)

[中圖分類號(hào)]TH86 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）03–00–03

[Abstract]The failure analysis of instrument automation equipment and the corresponding maintenance methods play a very important role in the instrument automation technology. Based on this， this paper discusses the main fault types and related maintenance methods of instrument automation， such as temperature control instrument fault maintenance， flow meter fault maintenance and so on， which can better help relevant practitioners to complete the work.

[Keywords]instrument equipment; automation; fault maintenance

我國以往的儀表自動(dòng)化設(shè)備故障維護(hù)技術(shù)有著故障檢測(cè)技術(shù)水平較低，成本較大等弊端。當(dāng)前我國的儀表自動(dòng)化設(shè)備故障維護(hù)技術(shù)則有著檢測(cè)設(shè)備種類較多，故障處理速度較快等優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過本文的介紹與分析，可以整體提升行業(yè)技術(shù)水平，保障工作效率。

1 儀表自動(dòng)化設(shè)備故障分析與維護(hù)方法在自動(dòng)化技術(shù)中的作用

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，市場(chǎng)環(huán)境也日趨復(fù)雜，整體競(jìng)爭(zhēng)也逐漸白熱化，機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)對(duì)于相關(guān)機(jī)械設(shè)備的需求量也越加龐大[1]。因此，機(jī)械自動(dòng)化行業(yè)中的儀表自動(dòng)化設(shè)備故障分析與日常維護(hù)工作就成為了自動(dòng)化行業(yè)中的核心任務(wù)。儀表自動(dòng)化設(shè)備可以反映出相關(guān)機(jī)械設(shè)備工作狀態(tài)以及所加工產(chǎn)品的質(zhì)量。如果機(jī)械中的儀表自動(dòng)化設(shè)備出現(xiàn)了問題，將會(huì)直接影響后續(xù)工作的正常展開，最終造成企業(yè)總體利潤下降。只有保證儀表自動(dòng)化設(shè)備可以正常工作，相關(guān)技術(shù)人員才可以通過儀表設(shè)備所反映的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造工作。當(dāng)儀表設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候，部分經(jīng)驗(yàn)比較短缺的技術(shù)人員，無法判斷出儀表故障類型，甚至根據(jù)儀表所反饋的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行接下來的工作，造成相關(guān)機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障。這樣不僅會(huì)減少機(jī)械設(shè)備的自身使用壽命，還會(huì)降低企業(yè)的自身利潤。可見，對(duì)儀表自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行故障分析處理，判斷出真正發(fā)生故障的儀表設(shè)備，并進(jìn)行維護(hù)是相關(guān)產(chǎn)業(yè)中極為重要的任務(wù)。

2 儀表自動(dòng)化設(shè)備故障維護(hù)要點(diǎn)

儀表自動(dòng)化設(shè)備發(fā)生的故障類型較多，有相同的維護(hù)要點(diǎn)[2]。下面以儀表自動(dòng)化設(shè)備中最為常見的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥為例進(jìn)行論述。儀表設(shè)備中的調(diào)節(jié)閥最易發(fā)生的故障類型就是堵塞與非工作狀態(tài)的故障波動(dòng)。首先，技術(shù)維護(hù)人員要先將相關(guān)設(shè)備暫停運(yùn)行，確保自身維護(hù)環(huán)境的安全性，再對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行檢測(cè)，明確調(diào)節(jié)閥門的主要故障類型，基于此進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)工作，確定具體的維護(hù)方法。通常來說，調(diào)節(jié)閥發(fā)生振動(dòng)故障主要是由兩方面所引起的，一種是調(diào)節(jié)閥自身彈簧彈力系數(shù)不足，增加了調(diào)節(jié)閥的回彈概率，另一種是在設(shè)備的運(yùn)行過程中，其自振頻率與調(diào)節(jié)閥工作狀態(tài)下的振動(dòng)頻率相一致，引發(fā)了共振現(xiàn)象。因此，維護(hù)人員需要通過改變調(diào)節(jié)閥彈簧的彈力屬性來處理故障。而對(duì)于調(diào)節(jié)閥自身頻率與設(shè)備相同所引起的故障，相關(guān)的故障維護(hù)人員需要采用更換調(diào)節(jié)閥，或調(diào)節(jié)閥內(nèi)部零件的方式來進(jìn)行維護(hù)，保障調(diào)節(jié)閥自身運(yùn)轉(zhuǎn)效率。可見針對(duì)儀表自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備故障的優(yōu)化維護(hù)工作需要相關(guān)技術(shù)人員先查明故障的根本原因，基于此進(jìn)行儀表設(shè)備的維護(hù)或更換，確保機(jī)械設(shè)備始終處于較高效率的工作狀態(tài)，保證企業(yè)的總體利潤，推動(dòng)機(jī)械工業(yè)的整體發(fā)展。

3 儀表自動(dòng)化設(shè)備故障分析

3.1 溫度控制儀表故障

溫度控制儀表多用于過控裝備中，過控裝備為化工生產(chǎn)行業(yè)中的重要設(shè)備，溫度控制儀表可以對(duì)過控裝備反應(yīng)爐中的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)并自動(dòng)調(diào)控[3]。如果溫度控制儀表發(fā)生故障，將會(huì)直接影響有關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行，不但會(huì)給企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)發(fā)生安全事故，造成人員傷亡。對(duì)于溫度控制儀表的故障原因，相關(guān)的技術(shù)維護(hù)人員可以對(duì)溫度控制儀表進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而得到整體設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息。通過觀測(cè)溫度控制儀表的顯示數(shù)值，可以判斷溫度控制儀表是否處于正常的工作狀態(tài)。當(dāng)溫度控制儀表所顯示的數(shù)值發(fā)生肉眼可見的振動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，就可以確定此次故障的原因是因?yàn)閮x表內(nèi)部DIP調(diào)控不當(dāng)而引起的。如果溫度控制儀表顯示的數(shù)值更新較為緩慢，這就代表著該設(shè)備自身的加工工藝水平較低，導(dǎo)致儀表發(fā)生工作異?，F(xiàn)象。如果儀表總體顯示值過大或者過小，可以確定是儀表內(nèi)部的運(yùn)行系統(tǒng)發(fā)生了故障，在這種情況下，相關(guān)故障維護(hù)人員需要對(duì)儀表內(nèi)部的電阻值，耦合器以及變電器設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)，最終將整體的設(shè)備故障控制在一定范圍內(nèi)，提高總體故障檢測(cè)工作效率。

3.2 流量儀表系統(tǒng)故障

流量儀表設(shè)備多用于原油加工與自來水廠中，可以監(jiān)測(cè)反應(yīng)并直接控制相關(guān)管道傳輸設(shè)備中液體流速與單位時(shí)間流量情況[4]。如果流量儀表設(shè)備發(fā)生故障，就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部液體輸送產(chǎn)生問題，直接影響企業(yè)的生產(chǎn)制造工作。當(dāng)流量儀表設(shè)備上所顯示的數(shù)值始終處于最大數(shù)值，其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)儀表指示數(shù)值也始終處于最大數(shù)值區(qū)域，并且持續(xù)時(shí)間超過半小時(shí)以上，代表著流量儀表設(shè)備內(nèi)的壓力傳感器與流速傳感器發(fā)生了異常。當(dāng)儀表設(shè)備中的傳感器處于異常工作狀態(tài)時(shí)，就會(huì)造成儀表設(shè)備對(duì)管道中運(yùn)動(dòng)的流體壓強(qiáng)以及流速產(chǎn)生誤判。當(dāng)流量儀表設(shè)備所顯示的數(shù)值出現(xiàn)了波動(dòng)頻率相對(duì)較大的情況，則代表著儀表設(shè)備內(nèi)部的控制系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，或者儀表設(shè)備在出廠設(shè)置以及進(jìn)行初次的設(shè)備調(diào)試運(yùn)行工作中，輸入了錯(cuò)誤的控制參數(shù)。如果流量儀表自身的顯示值較小，且長時(shí)間維持在較小的區(qū)域范圍內(nèi)，要對(duì)儀表的傳輸系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，判斷流量儀表內(nèi)部的傳輸系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障。如無故障就需檢測(cè)儀表設(shè)備的顯示系統(tǒng)，再排除掉傳輸系統(tǒng)與顯示系統(tǒng)的故障后，就需要對(duì)流量儀表設(shè)備的流體閥門進(jìn)行檢查，確定其是否發(fā)生了閥門堵塞的現(xiàn)象。

3.3 液位控制儀表故障

液位控制儀表多用于水利行業(yè)中，水壩的蓄水調(diào)節(jié)以及運(yùn)河的水位監(jiān)測(cè)都需要使用液位控制儀表。當(dāng)液位控制儀表的顯示數(shù)值與其他的測(cè)量數(shù)據(jù)不相符時(shí)，相關(guān)的故障維護(hù)人員就需要檢查液位導(dǎo)管以及壓強(qiáng)管的液封情況，確定其是否發(fā)生滲液或者滴液現(xiàn)象。如果液位自身控制儀表顯示的數(shù)值無法保證長時(shí)間穩(wěn)定，即數(shù)值自身波動(dòng)范圍較大，故障維護(hù)人員就需要檢查液位控制儀表的液體容量裝置是否存在異常。當(dāng)液位控制儀表的自身顯示值長期維持在最大或者最小區(qū)域，無法實(shí)時(shí)的顯示出相關(guān)液位的變化，就代表著液位控制儀表可能不處于正常指標(biāo)工作狀態(tài)。當(dāng)維護(hù)人員將液位控制儀表調(diào)整到正常指標(biāo)工作狀態(tài)后，上述問題仍然發(fā)生，則是液位控制儀表中的控制系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，控制系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)了故障點(diǎn)。液位控制儀表發(fā)生了液位垂直位置不穩(wěn)的問題，那就代表著液位控制儀表內(nèi)部的垂直方位元件發(fā)生了故障，需要由相關(guān)維護(hù)技術(shù)人員進(jìn)行手動(dòng)更換。

4 儀表自動(dòng)化設(shè)備故障維護(hù)方法

4.1 溫度控制儀表故障維護(hù)方法

當(dāng)溫度控制儀表出現(xiàn)較快的數(shù)值振動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，故障維護(hù)人員確定是由DIP調(diào)制狀態(tài)不當(dāng)所引起時(shí)，就需要對(duì)儀表設(shè)備中的DIP進(jìn)行調(diào)整。故障維護(hù)人員需要根據(jù)溫度控制儀表的初始技術(shù)手冊(cè)以及對(duì)應(yīng)的企業(yè)內(nèi)部工作手冊(cè)進(jìn)行調(diào)整。維護(hù)人員需要依靠溫度控制儀表的初始技術(shù)手冊(cè)進(jìn)行調(diào)控。使用儀表參數(shù)編譯器，對(duì)儀表設(shè)備中的DIP參數(shù)進(jìn)行歸零處理，確保其恢復(fù)到初始工作狀態(tài)。再通過企業(yè)內(nèi)部的工作手冊(cè)，將儀表設(shè)備中的DIP參數(shù)調(diào)整至符合企業(yè)自身工作流程的DIP控制參數(shù)，這一調(diào)整過程需要相關(guān)維護(hù)人員記進(jìn)行人工調(diào)控，保證儀表設(shè)備中的DIP參數(shù)符合企業(yè)自身的需求。當(dāng)溫度控制儀表中的顯示數(shù)值產(chǎn)生波動(dòng)異?，F(xiàn)象，進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)是因?yàn)閮x表自身的生產(chǎn)工藝不達(dá)標(biāo)時(shí)，相關(guān)的維護(hù)技術(shù)人員就需要詳細(xì)記錄下儀表自身的屬性信息、功能參數(shù)以及結(jié)構(gòu)材料等關(guān)鍵因素，進(jìn)而向上游廠家反饋。要求其按照所記錄的設(shè)備屬性信息進(jìn)行專門化生產(chǎn)，并保證生產(chǎn)工藝技術(shù)達(dá)標(biāo)。同時(shí)維護(hù)工作人員需要關(guān)停整體企業(yè)流水線，確保生產(chǎn)車間的整體安全性。當(dāng)儀表顯示值出現(xiàn)過大或者過小等問題時(shí)，如果明確是儀表設(shè)備內(nèi)部的電子元件，如工作電阻，熱敏探頭，亦或是變電器的運(yùn)行問題，就要進(jìn)行更換，更換后的儀表設(shè)備需要由相關(guān)故障維護(hù)人員進(jìn)行模擬運(yùn)行測(cè)試，待模擬運(yùn)行測(cè)試順利完成后，才可以將更換電子元件的溫度控制儀表接入相關(guān)生產(chǎn)線進(jìn)行工作。

4.2 流量儀表故障維護(hù)方法

流量控制儀表的顯示值始終處于最大或者最小值時(shí)，就代表著流量儀表內(nèi)部的調(diào)節(jié)閥門出現(xiàn)了問題。針對(duì)這一故障，維護(hù)人員需要將流量儀表所對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)線暫停，再進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。需要將出現(xiàn)故障的閥門取下，應(yīng)用超聲檢測(cè)技術(shù)對(duì)閥門進(jìn)行檢測(cè)，確定閥門是否因?yàn)閮?nèi)部疲勞裂痕的影響而發(fā)生了故障。如果閥門內(nèi)部的確出現(xiàn)了裂紋形變，就需要進(jìn)行整體閥門的更換。通過超聲檢測(cè)發(fā)現(xiàn)閥門的故障原因是因?yàn)閮?nèi)部產(chǎn)生了堵塞現(xiàn)象，就需要使用專門的有機(jī)溶劑對(duì)閥門進(jìn)行潤滑，溶解處理。處理完畢后的閥門同樣需要進(jìn)行模擬檢測(cè)，來判斷內(nèi)部堵塞是否被溶解排除。當(dāng)流量儀表顯示的測(cè)量值不穩(wěn)，不能如實(shí)的反應(yīng)液體單位流量的問題時(shí)，在排除了流量儀表的內(nèi)部問題后，就基本代表著流量儀表的外接顯示裝置發(fā)生了故障，需要對(duì)顯示裝置進(jìn)行故障維護(hù)。維護(hù)人員需要先將顯示裝置的外屏取下，露出信號(hào)線接頭，使用外屏測(cè)試裝置對(duì)信號(hào)線進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)測(cè)試裝置接收不到反饋信號(hào)時(shí)，就代表著信號(hào)線出現(xiàn)了問題，相關(guān)維護(hù)人員需要進(jìn)行信號(hào)線的更換。再排除了信號(hào)線的問題后，就代表著外接顯示裝置出現(xiàn)問題，予以更換即可。

4.3 液位儀表故障維護(hù)

液位儀表最主要的故障類型為內(nèi)部滲液以及數(shù)值波動(dòng)范圍較大，無法反映液體標(biāo)準(zhǔn)位置。液位儀表發(fā)生了滲液現(xiàn)象，就代表著液位裝置中的壓強(qiáng)管出現(xiàn)了問題。相關(guān)維護(hù)人員要對(duì)壓強(qiáng)管進(jìn)行二次液體密封處理。首先，維護(hù)人員需要取出壓強(qiáng)管，使用金屬清洗溶劑與高壓空氣槍對(duì)壓強(qiáng)管外部污垢和內(nèi)部殘余的密封液體一同除去。再使用密度液體灌注機(jī)對(duì)壓強(qiáng)管進(jìn)行二次密封灌注，進(jìn)行灌注工作中務(wù)必要保證壓強(qiáng)管始終處于垂直方向，并且灌注時(shí)間有一定限制，一般不能超過30s，確保壓強(qiáng)管不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部破裂的現(xiàn)象。當(dāng)液位儀表出現(xiàn)波動(dòng)范圍較大等現(xiàn)象，代表著儀表內(nèi)部的自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題，相關(guān)維護(hù)人員可以使用儀表系統(tǒng)編譯器或者解碼機(jī)，先對(duì)儀表內(nèi)部的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行備份，隨后對(duì)其進(jìn)行格式化處理，最后使用編譯器重新進(jìn)行控制系統(tǒng)的編譯工作，完成自動(dòng)控制系統(tǒng)的重建。

5 結(jié)語

綜上所述，儀表自動(dòng)化設(shè)備故障分析與維護(hù)方法在自動(dòng)化技術(shù)中占據(jù)著重要的地位。經(jīng)過本文的介紹與分析，相關(guān)從業(yè)者對(duì)于儀表自動(dòng)化設(shè)備故障分析以及相應(yīng)的維護(hù)方法有了基本的了解。可以提升相關(guān)從業(yè)者的知識(shí)儲(chǔ)備水平，為企業(yè)提供更好的服務(wù)。

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