自动化仪表及仪表系统常见故障分析

自动化仪表及仪表系统常见故障分析

刘宪琨

金能科技股份有限公司    山东   德州  251100

摘要：各行业自动化设备的正确使用对制造业的发展而言，是至关重要的，为此，要重视常见故障的检测和纠正，并采取制定和寻找合理有效的维修方法，增强员工的专业技能和维修能力。自动化仪表的正常运行在生产中起着重要作用，只有保证自动化仪表的顺利运行，才能提高自动化水平，促进工业生产的发展。本文通过仪表系统常见故障类型进行分析，并提出合理的自动化仪表维护措施。

关键词：自动化仪表；仪表系统；常见故障

引言：随着改革开放的不断深入，工业生产技术在科学技术的推动下迅速发展，自动化仪器作为最重要、最独特的工具之一，受到人们的广泛关注，并在生产中得以广泛的运用。就自动化仪表而言，其可直接控制生产方式，对于增强企业的经济效益和生产效率而言，也有着重要的推动作用，其也是衡量企业生产效率的基础。因此，自动化仪表需要注意日常维护，自动化仪表的正常运行可以保证公司的正常生产和运行。对自动化设备进行维护，可以让其在不影响设备性能的基础下，进一步延长设备的使用年限，从而有效缩减设备投资成本，并逐步增强经济效益。

一、仪表系统常见故障

（一）系统的电源发生故障

使用自动化设备时，系统停电将使自动化仪表处于危险状态。此类故障是由于插头接触不良及备用电源无法运行所致。除此以外，自动化程度不高也会导致仪表线路负载不符合要求，促进导致电源线路存在故障或元件损坏的情况，最后致使供电系统故障频发。发生此类事故时，管理员应彻底检查设备接线和空气断路器的容量，并定期清洗设备电源，以确保功率指示器和输出电压稳定运行。

（二）测量压力的仪表故障

压力自动化设备故障的常见症状包括设备快速振动、压力线卡死和变压器输出异常三个方面。高速振动和波动的主要原因是操作技术或 PID 参数的不当，而粘线现象的主要原因则是测量系统和变压器的输出不正常。压力表异常可能是由于电源接触不当、接线不当或传感器损坏造成的，在变压器释放操作期间，如果压力没有变化或者没有归零，则可能是零形圈出现故障。

（三）测量温度的仪表发生故障

需要进行所有方面的分析，以确定仪器是否有缺陷，主要是与温度控制设备系统有关。在分析具体设备故障时，需要遵循两个步骤： 第一，检查设备控制阀的输入是否有问题； 第二，在检查控制阀定位器期间，去仔细观察调节器的输入信号，一旦输出信号无其他问题，则代表调节器是以仪表存在故障[1]。

（四）流量控制系统故障

如果自动化设备的流量控制设备读数在最低，应先检查显示器是否正常运行，如果一切正常，请检查控制阀是否正确开启； 如果控制阀的开启被测试，则可能是由于系统故障、压力不足、管道堵塞或故障。此外，差压变化、变送器正压腔体泄漏和滤波器堵塞也容易导致设备故障。当指定值处于最大值时，可以调整手动遥控阀来解决这个问题，这通常是操作过程中产生的，如果无法解决，归因于设备系统，可以检查压力脉冲的方法，信号传输的方法。

（五）液位控制装置故障

（1）一旦液位监控器上的读数变为最大值或最小值，则可以先查看检测器以确认其是否正常，一旦读数无误，则将液位监控开关切换至自动遥控器并检测液位发生变化。一旦液位保持在相应区间内，则情况出在液位控制系统上；一旦液位不稳，通常是与生产有关的事故，应该在生产中寻找原因。（2）一旦压差液位计和场内直读指导器数量不对等，则请先查看场内直读指导器是不是正常工作，一旦读数为正常工作，则查看差压表上的负压导轨，一旦封闭液压力管中有泄漏，则用封闭液填补并调节零点；假若没有泄漏，则计数器的负向运动量也是不正确的，因此需要调节移动量，让仪表重新显示在正常范围内。（3）液位监控系统如果显示屏上的值频繁波动，则必须先要分析液位监控对象的容量并分析故障原因，大容量通常是由设备故障引起的。如果容量较小，请先分析过程步骤中是否有任何更改。如果有变化，则该过程可能是由于工艺操作原因造成的。如果没有更改，则可能是由于设备故障引起的。

二、自动化仪表维护措施

（一）优化自动化仪表测试方法和维护系统

自动化仪表针对其特性具有适当的操作步骤，为了更好地利用它们和减少故障，需要通过一套完整的科学系统来检查、修理和维护不同类型的仪器[2]。检测方法主要有三种：外观检测、带电试验和电压测量。外观检查主要是检查仪器本身的主要部件，例如刻度盘、外壳、指针和旋钮，以检查插头和接头是否正常工作； 光学元件、发热元件、机械旋转部件和齿轮处于正常工作状态； 电压测量方法是使用万用表测量元件的潜在故障； 电压必须同时测量直流和交流电压，例如直流电源、电压和交流输出稳压器。维修系统应根据实际工作情况，确定管理员的检查方法，检查时间应按季节划分，显著的温度变化会影响电源模块，工艺设备和测试设备是检查的重点，其能杜绝由于温度过高或过低对仪器造成损坏的问题。

（二）自我诊断技术的应用

随着工业生产需求的不断增长，自诊断系统在自动化设备系统维护方面正在逐步完善，该应用能进一步降低维护工作量，并在自我诊断技术的应用下，整合相关信息，科学、合理地制定和落实自动化维护方案，进而提供更加准确的服务。一些自诊断技术将自我诊断技术与传感器技术进行融合，可以对设备故障进行及时诊断，并传递故障信息。在持续在线监测的工作中，可以全面掌握设备故障细则，特别是ROM 故障、传感器故障等。此外，开发设备自动维修软件，借助计算机技术将设备运行现状进行及时登记，并将其现状、日常管理细节落实在软件日志中，并明确记录下故障发生的时间、地点和原因，对于仪器设备的负责人，维修人员通过计算机上的消息提示组织仪器设备的维修。专业的软件应用程序可进行准确的计算，全面了解自动化设备运行情况，进而提高工作质量和控制效率。其次，要积极改善设备的工作环境，特别是设备必须放置在正确的位置，并应覆盖过滤器，防止大量的粉尘污染设备。根据季节条件采取必要的保暖措施，防止设备零部件在冬、夏季受到霜冻进行损坏设备[3]。

（三）做好培训指导，增强员工综合素养

员工是一切生产和建设活动的执行者，在设备的正确使用和管理中发挥着重要作用。员工的素质直接影响到自动化仪器能否长期有效地使用。在描述自动化仪表的典型故障时，我们知道仪表的适当调整可以消除系统故障，这对于自动化仪表的系统维护是非常重要的，因此，要加强职业素质教育和人才培养，逐步实施人力培养和指导工作，进一步增强员工职业素养、管理意识以及操作水平，确保设备的稳定性和生产活动的有效性。

结束语

各行业自动化仪表的正确使用对中国制造业的发展至关重要，只有保证自动化仪表的顺利运行，才能提高自动化水平，促进工业生产的发展。未来，相关科研工作者需加强自动化仪表的创新和完善，积极研发符合新社会发展的自动化仪表，与此同时，还要加强企业员工的自动化系统操作能力，在不断培训和实践的过程中，降低故障出现的频率，与此同时，对于故障需建立预备方案，在突发故障发生后，能够及时有效地将问题得以解决，进而增强企业的工作效率，并确保人员安全。

参考文献：

[1] 姜任超,潘海林,王凯. 煤化工仪表及自动化控制系统常见故障原因分析[J]. 今日自动化,2022(4):4-6.

[2] 潘泽汉. 化工自动化仪表及仪表系统常见故障分析[J]. 百科论坛电子杂志,2021(8):3050.

[3] 刘新伟. 煤化工仪表及自动化控制系统常见故障原因分析[J]. 山西化工,2020,40(3):75-77.