如何准确快速地对化工设备过程控制仪表的故障进行分析和处理

  

随着目前中国的工业化进程的加快，在工业生产过程中的自动化水平也越来越高，出现了一大批**研发、制造与销售生产过程 控制仪表设备的企业，这些具有智能化控制功能、制造艺和产品质量精良的产品设备在工业控制领域起到了重大的作用，为整个国民经济生产水平的提高起着极大的推动作用。由于自动化过程仪表设备能够具有自动智能功能是因为设备的电子集成化程度特别高，设备内部的结构也更加趋于复杂和精细，并且相关自动化功能的实现，都是依靠软件与硬件协同发挥作用的结果，如果设备在运行中发生故障，就必须从软件与硬件方面同时寻找症结所在，特别是其中的软件方面的故障更加棘手，这对于仪表操作与维修人员的素质提出的新的挑战。

在实际工作中，仪表从业人员不仅需要熟知仪表的电气与机械方面的原理，也需要了解生产过程中的涉及到的化工运行原理，生产流程的相关知识，以及与设备相关的操作软件的各项内容，只有做到如此，才能够在故障发生时能够快速准确地加以判断其中的故障机理，快速地进行恢复，保证生产的正常稳定的进行。
 
本文就是根据某大型化工装置的过程控制仪表，通过总结生产过程中常见的设备故障、故障机理及相应的处理措施，为维修其它类似的化工设备的过程控制仪表提供相关的思路。
　
一、 阀门定位器故障的判断和处理措施
　　阀门定位器是控制阀的主要附件.它将阀杆位移信号作为输入的反馈测量信号，以控制器输出信号作为设定信号，进行比较，当两者有偏差时，改变其到执行机构的输出信号，使执行机构动作，建立了阀杆位移倍与控制器输出信号之间的一一对应关系。因此，阀门定位器组成以阀杆位移为测量信号，以控制器输出为设定信号的反馈控制系统。该控制系统的操纵变量是阀门定位器去执行机构的输出信号。
　表1 阀门定位器故障

常见故障名称	故障产生机理	故障解决方法
零位错位	1、调零螺丝有松动现象；  2、输入气室膜片泄露；  3、行程调整紧固件（拼帽）松动；  4、凸轮松动；	1、紧固调零零件，并重新调整零点；  2、紧固放大器螺钉，膜片损坏应更换；  3、重新调整紧固行程调整件；  4、紧固凸轮；
行程不对	1、行程调节错位；  2、凸轮位置错位；	1、重新调整；  2、重新安装；
有气源、有信号而无输出	1、信号正负极接反；  2、恒节流孔堵塞；  3、输出管路；  4、力矩马达短路；	1、信号重新接正确；  2、用<0.3的通针或铜丝疏通，并吹除管道内残余杂物； 3、检查输出管道；  4、检查原因，更换力矩马达组件；
动作缓慢行程达不到	1、气源压力不够；  2、挡板与喷嘴接触不良（密封性差）；  3、气管有堵，流量太小；  4、执行机构膜片漏气；	1、调整气源压力；  2、调整喷嘴挡板位置；  3、疏通或更换气管；  4、更换膜片
振荡	1、输出管路漏气；  2、恒节流孔堵塞后流量太小；  3、凸轮反馈部件安装不当，与其它部件碰撞；  4、用于配小执行机构输出流量太大；	1、拧紧气管接头；  2、疏通恒节流口；  3、重新调整安装位置；  4、在输出管路中加阻流装置；
出现两位式不能定位	1、凸轮位置与执行机构作用方式不符；  2、反馈连接部位固定螺钉松动，凸轮不转动；	1、重新安装凸轮；  2、重新安装并紧固螺钉；

 
　二、流量计故障的判断和处理措施
　　流量计：测量流体流量的仪表。通常分为速度式流量计如差压式流量计、转子式流量计、电磁流量计、涡轮流量计；容积式流量计如椭圆齿轮流量计、活塞式流量计；质量式流量计如惯性力式流量计、补偿式质量流量计等。
　　流量计的主要故障现象有：流量计不显示、流量计零点不稳定或测量偏差大。
　1、 流量计不显示故障处理思路及处理措施检查电源接线、电源等级是否正确；正确接线。
显示器插键是否松动；重新插紧显示器插件。内部变压器或保险管是否烧坏；更换变压器或保险。转换器不能向下安装，避免管道中液体向转换器渗漏，造成绝缘下降，造成短路；正确安装。
　2、流量计零点不稳定或测量偏差大故障处理思路及处理措施
　　（1）检查上、下游阀门。查看上游的阀门应距离流量计10D以上。上、下游阀门泄漏会导致流量计内不满管，零点不稳定。而阀门不全开、处于半开状态时，会导致流体流动不稳定，导致仪表读数受到扰动，测量偏差大。应使上、下游阀门无泄漏，尽量不处于半开状态。
　　（2）检查流量计中是否充满流体?查看流量计的安装位置是否会造成流量计中不能完全充满流体并避免产生气泡。水平安装的应装于管路低点，垂直安装的流体流向应向上；电极所在平面应与地平面平行，避免电极垂直安装造成上方电极集结气泡、下方电极被泥浆覆盖。
　　（3）流量计前后直管段是否符合要求?一般前5D后2D，上游有扩径或阀门的要在前10D后2D。
　　（4）工艺管道是否存在有规律的振动?消除振动，安装减振装置。
　　（5）流量计接线与三级接地是否良好?由于电磁流量计的感应信号电压很小，容易受噪声干扰。信号线接线时应注意处理好信号电缆端部，使导线、内屏蔽层、外屏蔽层、壳体之间不相互接触。流量计的基准电位必须与被测介质相同。因此传感器、转换器、被测介质要分别与地电位相连接，接地电阻应小于10Ω，不可与大型电气设备共用接地线。
　　（6）被测介质电导率是否变化过大?流量计不能装在液体电导率极不均匀的地方。尤其上游（约5D内）不能有化学物质注入管道。若流体电导率处于下限处，应尽可能降低流速。
　　（7）被测介质是否容易引起淤积?被测介质容易引起淤积的，流量计应垂直安装；定期清理电极上及电极附近的赃物、水垢。清理时应用软刷或软布，勿划伤内衬。
　　（8）流量计是否靠近大功率电气设备?尽量使流量计远离大功率电机、变压器等电气设备，充分屏蔽仪表，单独接地。
　　（9）参数设置是否恰当?检查参数设置如：测量量程（设置是否过高或过低）、K系数（是否与铭牌标注一致）、空管检测阈值（ABB电磁流量计正常时应在1800左右）、小流量切除等参数设置是否恰当。
　　确认以上1～8条均正常后，流量计仍不能正常工作，如测量偏差大、测量值波动等，可适当调整如：自动校零、阻尼时间、时间常数等类似参数，以校准零点或减小流量波动。调零时应在被测介质充满测量管并静止的情况下进行。
　　（10）流量计故障。根据流量计自诊断情况，查看故障代码，通过仪表说明书查找对应故障处理方法，处理故障或联系厂家。
 
三、自控系统中自动包装秤常见故障的判断和处理措施
　　自动包装秤：在化工生产中，生产的产品，如尿素、碳氨、聚氯乙烯、柠檬酸、赖氨酸、玉米蛋白饲料等为粉状或颗粒状，大都要用自动包装秤自动成袋包装。包装过程采用可编程控制器来实现，自动包装秤一般包括称重传感器、控制下料小电磁阀、控制气缸、夹带器等元器件。
　　自动包装秤主要故障现象有：不下料、下料不稳定、下料零点飘、波动大、下料至部分后停止下料等。
　　故障处理思路：*先判断PLC工作电源是否正常，检查仪表接线，其次判断现场控制仪表。分析思路及判断处理见表2：
　　
四、温度变送器故障的判断和处理措施
　　温度变送器：热电偶（阻）在工作状态下所测得热电势（阻）的变化，经过温度变送器的电桥产生不平衡信号，经放大后转换成为DC4-20mA电流信号或1～5V电压信号给工作仪表，工作仪表便显示出所对应的温度值。
　　温度变送器常见故障现象主要有：无输出信号、输出信号不稳定、输出信号很大或很小与实际输入信号不符。
　　温度变送器故障处理思路：*先判断工作电源是否正常，检查仪表接线；其次判断现场温度传感器好与坏，再判断温度变送器好与坏，判断相应的PLC模块输入点正常与否，判断PLC模块输出点正常与否。
　
本文总结：
通过以上几种典型的过程控制仪表常见故障现象的论述及故障处理实例的剖析，阐述了如何在生产过程中检查和处理过程控制仪表的故障，为处理和判断过程控制仪表常见故障提供了一种有效的工作方法和思路。
现代科技的发展，日新月异，仪表的更新换代固然很快，只要我们不懈努力学习，深刻了解和掌握各种仪表的工作原理，熟悉和掌握工艺流程，对于维护过程控制仪表并非难事。这就需要我们不断积累维修经验，全面分析故障原因，对于解决仪表故障，迅速恢复生产，为本企业的生产和社会经济的发展贡献自己的一份力量。
本文由润中仪表科技有限公司整理发布。

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