結合歷史趨勢圖分析儀表故障

許勇軍 馬喜林 李濱

【摘 要】目前，隨著油氣初加工裝置自動化水平的不斷提高，對現場儀表維護人員的技術水平提出了更高要求。為縮短儀表人員處理儀表故障時間，保證安全生產提高經濟效益，本文發表一點儀表系統歷史趨勢圖的基本分析，以及儀表現場維護經驗，供儀表維護人員參考。

【關鍵詞】儀表；歷史趨勢圖；故障；分析；措施

引言：油氣初加工行業隨著科技進步，控制系統以及儀器儀表也在不斷的更新。伴隨著設備的更新總會產生這樣或那樣的問題，需要我們去解決。本文以裝置中常用的四大參數為例，來說明故障的分析。

一、儀表系統歷史趨勢圖的基本分析

油氣初加工裝置現場儀表測量參數一般分為液位、溫度、壓力、差壓四大參數。

1、在分析儀表故障前，要了解儀表的結構、特點、性能及參數要求等。了解相關儀表系統在生產過程、生產工藝情況起到的作用，為分析做好基礎工作。

2、在分析儀表故障之前，要向現場操作人員了解生產的負荷及介質等相關參數變化情況，查看儀表的歷史實時趨勢圖，進行綜合分析儀表故障原因。

3、如果儀表歷史趨勢圖為一條直線（如圖1所示），或歷史趨勢圖原來為波動，現在突然變成一條直線；故障很可能在儀表系統。因為目前記錄儀表是DCS系統里的一部分，靈敏度非常高，參數的變化能非常靈敏的反應出來。此時可人為的改變一下工藝參數，看曲線變化情況。如直線不變化，斷定是儀表系統出了問題；如有波動曲線，斷定儀表系統沒有問題。

圖1：實時/歷史趨勢圖

4、變化工藝參數時（如圖2所示），發現實時/歷史趨勢圖曲線發生突變或跳到最大或最小，此時的故障出現在現場儀表，很少出現在儀表控制系統。

圖2：曲線發生突變

5、故障出現以前儀表實時/歷史趨勢一直表現正常，出現波動后實時/歷史趨勢變得毫無規律或使系統難以控制，甚至連手動操作也不能控制，此時故障是工藝操作系統造成的。

6、當發現DCS系統顯示儀表不正常時，可以到現場檢查同一直觀儀表的指示值，如果它們差別很大，則是儀表系統出現故障。如果相同則說明操作出現問題。

總之，分析現場儀表故障原因時，要特別注意被測控制對象和控制閥的特性變化，這些都可能是造成現場儀表系統故障的原因。所以，我們要從現場儀表系統和工藝操作系統兩個方面綜合考慮、仔細分析，檢查原因所在。

二、四大測量參數儀表控制系統故障分析

1、液位儀表控制系統故障分析

（1）液位儀表控制系統指示值變化到最大或最小時，可以先檢查測量儀表是否正常，如指示正常，將液位控制改為手動遙控液位，觀察液位變化情況。如液位可以穩定在一定的范圍，則故障在液位控制系統；如液位不穩定，一般為工藝系統造成的故障，要從工藝方面查找原因。

（2）差壓式液位儀表指示和現場直讀式指示儀表指示不同時，先檢查現場直讀式指示儀表是否正常，如指示正常，檢查差壓式液位儀表的負壓導壓管封液是否有滲漏；若有滲漏，重新灌封液，調零點；無滲漏，可能是儀表的負遷移量出現錯誤，重新調整遷移量使儀表指示正常。直讀式儀表和差壓式儀表都正常，則說明是工藝操作問題。

（3）液位儀表系統指示值變化波動頻繁時，要從液面控制對象的容量大小，來分析故障的原因，容量大的儀表出現故障時一般是儀表本身造成的。容量小的儀表出現波動頻繁故障時要分析工藝操作情況是否有變化。如有變化是工藝操作不當造成的。如沒有變化可能是儀表本身出現故障。

2、溫度系統故障分析

分析溫度系統故障時，首先要注意兩點：該系統儀表多采用電動儀表測量、指示、控制；該系統儀表的測量往往滯后較大。

（1）溫度儀表系統的指示值突然變到最大或最小，一般為儀表系統故障如圖3。因為溫度儀表系統測量滯后較大，不會發生突然變化。此時的故障原因多是熱電偶、熱電阻、補償導線斷線或變送器放大器失靈造成。

（2）溫度系統指示出現快速振蕩現象，多為儀表的控制參數PID調整不當造成。重新

整定PID調節系統。

（3）溫度系統指示出現大幅緩慢的波動，一般是由于操作人員操作不當而引起的變化，

當工藝操作正常時，是儀表控制系統程序問題，重新啟動程序即可。

2.2.4根據趨勢圖判斷溫度系統的故障：判別出故障的來源進行處理。

三.壓力控制儀表系統故障分析步驟

1、壓力系統儀表指示出現快速振蕩波動時，首先檢查工藝操作有無變化，這種變化多半是工藝操作和調節器PID參數整定不好造成，如圖4。如果操作系統正常，則是儀表操作系統問題，重新加載即可。

圖4 PID調節不好

2、壓力系統儀表指示出現死線，工藝操作參數變化壓力指示還是不變化，這種情況故障出現在壓力測量系統中，首先檢查測量引壓導管系統是否有堵的現象，不堵，則檢查壓力變送器輸出系統有無變化，有變化，故障出在控制系統，處理控制系統。

四、差壓儀表控制系統故障分析

1、差壓式流量計，系統指示值達到最小時，首先檢查現場測量儀表，如果正常，則故障在顯示儀表。當現場測量儀表指示也最小，則檢查調節閥開度，若調節閥開度為零，則常為調節閥到調節器之間故障。當現場檢測儀表指示最小，調節閥開度正常，故障原因很可能是系統壓力不夠、系統管路堵塞、泵不上量、介質結晶、操作不當等原因造成。若是儀表方面的故障，原因有：孔板差壓流量計可能是正壓引壓導管堵；差壓變送器正壓室漏.

2、上下游流量控制，儀表系統指示值達到最大時，則檢測儀表也常常會指示最大。此時可手動調整調節閥開大或關小，如果流量能下降則一般為工藝操作原因造成的。若流量值降不下來，則是儀表系統的原因造成的，處理儀表系統。

3、儀表系統指示值波動較頻繁，可將控制改到手動，如果波動減小，則是儀表方面的原因或是儀表控制參數PID不合適，如果波動仍頻繁，則是工藝操作方面的原因。

五、結束語

這是我工作多年來的經驗之談，還有許多經驗有待開發，這些只是簡單的介紹了現場四大參數單獨控制儀表的現場故障分析，供同行們借鑒。

作者簡介：

許勇軍：男，大慶油田天然氣分公司油氣加工五大隊，儀表維修高級技師，專長常規檢測儀表維修維護作。

馬喜林：男，大慶油田天然氣分公司生產維修大隊，儀表維修高級技師，中油集團技能專家，專長旋轉機械狀態監測保護系統維修維護工作。

李 濱：男，大慶油田天然氣分公司維修二分廠，儀表維修技師，專長常規檢測儀表維修維護工作

（作者單位：1、大慶油田天然氣分公司油氣加工五大隊；

2、大慶油田天然氣分公司生產維修大隊；

3、大慶油田天然氣分公司維修二分廠）