儀表自動化設備故障與維護技術

李瑞波，劉鳳國，李鵬飛

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

0 引言

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

1 儀表自動化設備常見故障及檢修分析

1.1 溫度控制儀表系統

該種儀表設備出現故障時，儀表測量的數據不能體現及時性、準確性特點。相關人員在設備檢修中，除了要檢查儀表顯示器數值外，還要對指針運轉速度進行觀察，如果出現失穩且快速振動行為，相關人員便要將檢查重點放在數字電視中，該故障便是由此元件失常引發的[1]。在生產應用中，儀表設備會受到生產工藝的影響，此時故障表現為儀表指針轉動范圍變小，且波動速度也會下降。在確定故障原因后，相關人員還要找到具體的故障點，可以通過調節控制閥達到目的，因為該操作可對輸出信號進行反映，如果在控制閥得到調節的條件下，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

該儀表設備出現的故障類型有：①生產工藝操作失誤引發的故障，該故障會使儀表不正常運轉，甚至出現振動現象。相關人員可以對數字電視參數進行檢查，其可以對故障進行控制，所以相關人員還要根據測量結果，對參數進行校正。②測量系統中出現的故障，該故障雖然不會對改變儀表顯示器數值，但儀表測量的參數記錄曲線會顯示為一條死線[2]。在確定具體的故障點時，相關人員可以借助引壓管設置，該設置的堵漏行為會反映相關的故障信息，該信息對應點便是故障點。

1.3 流量控制儀表系統

流量控制儀表系統在正常運行狀態下，其指示值一般不會為零，一旦發現顯示數值為零，相關人員要將系統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，故障點便在后者中。如果指示值過高，甚至指向最大值，相關人員則要將引壓系統作為檢查對象，該系統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的指示值變化情況進行觀察監測，指示值在有限時間內波動次數較多，則證明故障與工藝操作流程有關，相關人員還要將工藝生產流程優化作為故障維護檢修的措施。

1.4 液位控制儀表系統

儀表設備在正常運行狀態下，其指示值不會處于極端狀態，這意味著測量指標正常，否則相關人員則需要對儀表參數進行檢查調整。液壓位置可以反映儀表運行情況，所以相關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，相關人員可直接根據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，則需要對液壓控制系統進行檢修維護，如果液位失穩，變化范圍不確定，則需要對操作工藝進行調整。在故障檢修中，導壓管也是重點檢查對象，但其檢查過程不是很方便，所以相關人員需要查看液位指示數值是否與現場指標相差無幾，如果兩者一致，則證明導壓管沒有出現泄漏故障。液位容量變化也可以反映相關故障，這些都要納入到故障檢修方案中。

2 儀表自動化設備維護措施

2.1 儀表自動化設備的生命周期維護

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

在對設備運行周期進行研究時，需要站在經濟和技術角度上，計算維護成本，測算設備使用壽命，相關人員完全可以將這些數據作為設備維護管理量化分析的參考依據[4]。在量化分析基礎上，相關人員可以制定設備故障的預防措施和應急方案，這些措施都可以延長設備使用周期。儀表自動化設備內部每種組成結構都有可能出現故障，相關人員可以對設備進行精細劃分，通過分化結構故障維護來使設備整體運行正常。這些結構包括測量儀表、控制系統以及執行機構，相關預防維護措施如下。

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

（2）控制系統類維護措施。DCS（Distributed Control System，分布式控制系統）設備是自動化設備中的控制單元，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境中，并利用冗余裝置來保證回路受控。

（3）執行機構維護措施。這里主要指調節控制閥，該種閥門可對儀表元件運行過程進行控制，其功能多元，應用廣泛，所以其出現故障的概率也最大，相關人員還要針對閥門故障采取預防性措施。在控制閥故障分析研究基礎上，確定故障類型、易發生位置、原因等。另外工作人員還要規范自身操作行為，使控制閥得到有效的維護保養。

2.2 儀表設備預防性維護措施

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

在制定儀表自動化設備必預防性措施時，還要保證該措施的規范性，工業企業需要遵循國家的相關規范制定設備的維護規范，并建立設備維護長期有效機制。在日常生產中，相關人員也要做好設備運行跟蹤監督工作，并根據回饋信息，制定維護計劃，使儀表設備得到定期預見性維護。在設備維護中，制定的方案一定要科學合理，如此其才能在設備維護保養中發揮重要價值[6]。

2.3 采用有效的儀表設備維護管理模式

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

3 結語

儀表自動化設備必須保持正常靈敏，其才能在安全風險規避中起到重要作用。儀表設備應用環境比較危險惡劣，這會加快設備質損現象的出現，工廠必須建立設備維護制度和管理制度，還要加強人員培訓，使人員都能參與到設備維護中。另外相關人員還要對維護技術進行創新優化，使設備隱患都能被及時發現解決，儀表設備本身也需要升級，相關人員可以將多種先進技術集成到設備系統中。