化工儀表的干擾故障實例分析

李煒京

(延安石油化工廠,陜西 延安 727406)

化工儀表的干擾故障實例分析

李煒京

(延安石油化工廠,陜西 延安 727406)

介紹了化工儀表干擾源的現(xiàn)象，結(jié)合實際具體分析了化工裝置過程控制儀表因干擾而產(chǎn)生的故障，并提出故障的處理方法。

化工儀表 干擾故障 實例分析

隨著石油化工工業(yè)的迅猛發(fā)展，自動化儀表系統(tǒng)已成為石油化工連續(xù)生產(chǎn)必不可少的神經(jīng)中樞。但是儀表在運(yùn)行過程中測量參數(shù)被轉(zhuǎn)換成低電壓信號傳輸時，除了有用的信號外，經(jīng)常會出現(xiàn)一些與被測信號無關(guān)的電壓或電流，這種無關(guān)的電壓或電流信號稱之為干擾(噪聲)[1]。如果不能排除這些干擾的影響，不僅會造成監(jiān)測系統(tǒng)間斷、不連續(xù)、測量數(shù)據(jù)失真，還會造成邏輯關(guān)系混亂，使自控系統(tǒng)無法正常工作，導(dǎo)致生產(chǎn)裝置出現(xiàn)停車事故，給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。

1 干擾的現(xiàn)象

工業(yè)生產(chǎn)的實時檢測與監(jiān)控現(xiàn)場需要各種溫控儀器、壓力、流量傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等構(gòu)成一套監(jiān)測控制系統(tǒng)[2]。信號經(jīng)現(xiàn)場測量儀表、導(dǎo)線傳輸、二次儀表完成控制運(yùn)算等功能, 然后輸出至執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對于這些自動化設(shè)備來說，干擾信號的影響主要體現(xiàn)在：現(xiàn)場儀表顯示的數(shù)值誤差大；現(xiàn)場儀表顯示值異常跳動，不穩(wěn)定；二次儀表內(nèi)部參數(shù)被自行修改或出現(xiàn)錯亂；二次儀表可能出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象；遠(yuǎn)傳到PLC/DCS可能出現(xiàn)數(shù)值偏差大；遠(yuǎn)傳到PLC/DCS可能出現(xiàn)報警現(xiàn)象等；SIS系統(tǒng)啟動致裝置停車。

2 干擾引起的故障實例分析

2.1現(xiàn)場中間接線箱線路故障引入干擾

故障現(xiàn)象：某廠重整循環(huán)氫壓縮機(jī)機(jī)組控制室操作站，壓縮機(jī)出口壓力指示值顯示高報，同時指示值大幅波動，而現(xiàn)場壓力變送器指示值正確。

故障分析：工藝生產(chǎn)平穩(wěn)，機(jī)組其他參數(shù)穩(wěn)定，現(xiàn)場無外來施工人員，排除人為損壞的可能性，初步判斷為由AI輸入卡件通道故障或外界干擾造成。從PLC控制柜端子排將壓力表變送器現(xiàn)場接線全部斷開后，使用標(biāo)準(zhǔn)信號直接給該儀表輸入通道加電流信號，控制室顯示正常，這樣就排除了主控室線路和輸入卡件故障的因素。PLC控制柜端子排，恢復(fù)接線后故障依舊，檢查控制室內(nèi)信號屏蔽接地線連接牢固接觸良好，現(xiàn)場壓力變送器指示值正確，最后判定為干擾所致。由于時值雨天，所以懷疑現(xiàn)場中間接線箱接線和屏蔽接線有問題，打開現(xiàn)場中間接線箱后發(fā)現(xiàn)，由于雨水順穿線管流下進(jìn)入箱內(nèi)，使得信號線屏蔽層導(dǎo)線(屏蔽編織層匯在一起)因絕緣不良與中間接線箱鋁外殼接觸，形成控制室側(cè)屏蔽接地和現(xiàn)場中間接線箱之間的兩點(diǎn)接地，由于地電位差的存在，在屏蔽層中形成電流，繼而引入干擾，造成變送器指示大幅波動。

解決辦法：采取屏蔽措施，帶領(lǐng)儀表維修人員首先將穿線管內(nèi)積水排凈，找出穿線管上游可能的進(jìn)水點(diǎn)，全部做好密封工作，然后用儀表風(fēng)將中間接線箱吹干，屏蔽層重新用絕緣膠布包扎好，恢復(fù)接線后儀表指示正常。

2.2振動造成儀表指示大幅波動

故障現(xiàn)象：聯(lián)合三堿渣單元某流量調(diào)節(jié)閥控制不穩(wěn)、有漏量、定位器信號波動幅度大。

故障分析：緊固氣源線路，排除氣源不穩(wěn)，重新調(diào)校閥門定位器，但控制仍波動，檢查發(fā)現(xiàn)，閥旁有一計量泵，造成管線振動大。

解決辦法：改變定位器安裝位置，盡量遠(yuǎn)離計量泵，減少振動源的干擾，重新調(diào)閥門、校定位器，閥門控制穩(wěn)定、無波動。

2.3無接地線引起檢測卡件損壞

故障現(xiàn)象：某廠儲運(yùn)車間儲油罐E+H雷達(dá)液位計的罐旁指示儀，其檢測卡件多次損壞，造成儀表無指示。

故障分析：通過現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)這些儀表設(shè)備在損壞之前運(yùn)行都很正常。儀表施工安裝時本體無保護(hù)接地線，且損壞儀表設(shè)備的電源保險無燒斷情況。通過以上調(diào)查分析，認(rèn)為儀表系統(tǒng)受損主要是由雷擊時連接線路瞬間過電壓造成的，而儀表系統(tǒng)接地又沒有正確接地，導(dǎo)致儀表設(shè)備的損壞。

解決辦法：通過接地措施，將儀表盤、儀表柜、控制柜上需要接地的儀表連接到接地端子或接地匯流排。在增加接地線后，將干擾信號引入大地，以此方法消除干擾信號，提高了儀表完好率。

2.4無隔離柵儀表指示大幅波動

故障現(xiàn)象：某廠輸煤系統(tǒng)給煤量異常，指示不穩(wěn)，上下大幅波動。

故障分析：此現(xiàn)象是在中控室CRT上顯示呈無規(guī)律跳躍，現(xiàn)場檢查時，在電氣柜輸出端子排測量電流穩(wěn)定，在儀表端子柜測量電流不穩(wěn)定。采取了更換模塊、檢查傳輸電纜屏蔽接地及更換信號處理通道等措施，但都沒有效果。經(jīng)過深入分析可知，該系統(tǒng)電氣到儀表控制電纜的屏蔽和隔離措施較差。變頻器使供電回路內(nèi)產(chǎn)生波動較大的頻率干擾，回饋到供電設(shè)備中又送到儀表監(jiān)控系統(tǒng)使用時混進(jìn)了干擾信號。

解決辦法：采取隔離措施，增加隔離器后，消除了信號傳輸過程中產(chǎn)生的干擾，使電流穩(wěn)定，煤量指示平穩(wěn)，徹底消除了干擾。

3 結(jié)束語

干擾問題的形成是因為有干擾源的存在，為減少干擾對控制系統(tǒng)的這些影響，在實際生產(chǎn)實踐中，需從各個環(huán)節(jié)進(jìn)行管控。若掌握了現(xiàn)場化工儀表出現(xiàn)故障的規(guī)律性，結(jié)合隔離、屏蔽及接地等抑制干擾的措施和方法，就可以配合工藝快速準(zhǔn)確地判明出現(xiàn)故障的原因，從而排除故障，提高儀表測控系統(tǒng)安全，以確保安全生產(chǎn)。

[1] 王志強(qiáng).儀表的干擾來源及抗干擾措施[C].全國石油和化學(xué)工業(yè)儀表及自動化技術(shù)交流研討會論文集.北京：中國化工裝備協(xié)會，2007：199～203.

[2] 厲玉鳴.化工儀表及自動化[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999：15～17.

2016-06-30(修改稿)

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1000-3932(2016)08-0873-02