儀表自動化控制系統(tǒng)故障與維護技術分析

鄭道德

摘要：隨著工業(yè)現(xiàn)代化技術的不斷發(fā)展，目前儀表自動化設備的應用規(guī)模也在不斷擴大。盡管自動化設備提升了控制系統(tǒng)的應用效率，但是也帶來了許多新的故障問題。基于此，文章首先分析了儀表自動化控制系統(tǒng)的定義與特征，其次對儀表自動化控制系統(tǒng)常見故障進行了梳理，并在最后對儀表自動化控制系統(tǒng)預防故障的策略進行了解析，希望能夠有效提升技術應用水平，確保工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量。

關鍵詞：儀表;自動化控制;故障處理;維護

1 引言

隨著科學技術的快速發(fā)展，自動化儀表在我國各個行業(yè)中都得到了充分應用。然而，由于使用不規(guī)范或其他因素的影響，自動化儀表在使用過程中難免會出現(xiàn)不同的故障，以致對生產(chǎn)造成了一定影響。為此，本文將對自動化儀表在數(shù)字化油田生產(chǎn)中的故障維護處理進行探討，以確保其運行穩(wěn)定，為數(shù)字化油田的生產(chǎn)提供保障。

2 儀表自動化設備故障分析

2.1 溫度控制儀表系統(tǒng)故障

若溫度控制儀表系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，應對其滯后性進行全面了解，若滯后性較大，出現(xiàn)該系統(tǒng)出現(xiàn)的故障越大，這就需要對溫度控制儀表值進行仔細觀察，若出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，存在故障;若儀表出現(xiàn)振動，說明是PID調(diào)整不當導致是異常;若儀表有緩慢波動的情況，表明是設備工藝引起的故障。

2.2 外界自然因素

一直以來，外界的自然因素都對自動化領域的儀表儀器的正常使用影響甚大。雖然科技在不斷進步，儀表的性能也在不斷優(yōu)化和提升，儀表的安全性得到了加強，但在實際的運行過程中，仍會受到自然因素的干擾。其中影響最大的就是伴隨雷電產(chǎn)生的電壓波，這是因為在雷電環(huán)境下會產(chǎn)生很大的電流電壓，常常會導致自動化儀表的損壞。因此，在油田的生產(chǎn)過程中要避免雷電的影響，做好防雷控制工作。但實際上，很多操作人員往往忽視了雷電的防護工作，使得自動化儀表受到影響。此外，外界的化學腐蝕也是自動化儀表的一大危害，在化學腐蝕作用下，儀表的元器件會產(chǎn)生嚴重的質(zhì)量問題。這些問題在儀表的各個階段都有可能顯示出來。因而，必須重視自然因素對自動化儀表的影響，要及時檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

2.3 人員的操作行為及技術存在不規(guī)范

在生產(chǎn)過程中，會使用到各類復雜和精密的自動化儀表，對操作人員的專業(yè)素養(yǎng)要求較高，往往要求他們能規(guī)范使用，并在出現(xiàn)問題時能及時進行維護并排除故障。此外，還有一些自動化儀表在使用時就需要密切關注其運行情況，以備隨時更換元件，這就需要操作人員熟知所需更換元件的型號、類別等。若不清楚儀器的主要功能及注意事項，而將其錯位放置，這將會導致自動化儀表失常，使得儀表與參數(shù)嚴重不符，甚至讓儀表遭到損壞。不少操作人員在安裝時，單憑自身的經(jīng)驗，而無視操作規(guī)程，造成儀表不能正常使用的情況時有發(fā)生，給油田的生產(chǎn)工作帶來了隱患。還有一部分操作人員因為專業(yè)性欠缺，在設置參數(shù)時不夠準確，在儀表運行時也未能及時發(fā)現(xiàn)，使得問題被擴大，儀表的內(nèi)部元件遭到損壞，運行受到影響。還有一部分操作人員對維護技術的標準理解不夠深刻，重視不夠，執(zhí)行標準打折扣，不能百分百地清理好電路板，這樣就會導致自動化儀表的運行處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

3 自動化儀表的維護策略

3.1 實施TPM管理，制定合理操作規(guī)范

TPM管理是對設備管理的一種管理模式，能夠保證儀表自動化設備的規(guī)范化管理，在管理過程中能夠通過該管理模式，使管理符合要求。目前，TPM管理在應用過程中，實施了較好的優(yōu)化，其中主要操作包含以下兩個方面：（1）對實際情況實施觀察，全面了解儀表信息，尋找相關操作規(guī)律，并進行操作規(guī)范的較好制定，同時通過發(fā)展變化情況實施有效的改進與優(yōu)化;（2）企業(yè)在檢查儀表的過程中，需要在對儀表了解的基礎上，根據(jù)實際運行規(guī)律，對儀表系統(tǒng)實施優(yōu)化。

3.2 強化日常的點檢工作

自動化儀表在運行過程中發(fā)生的故障，很多是可以早發(fā)現(xiàn)并及時解決的，以減少對生產(chǎn)的干擾。這就需要儀表管理人員強化日常的點檢工作，需要操作人員密切配合，加強合作，依次逐個仔細檢查，尤其是自動化儀表內(nèi)的元件。一旦發(fā)現(xiàn)可能影響儀表運行的潛在危險因素，要及時報告問題，并通力合作尋找可以解決問題的方案。這些點檢工作的開展，需要操作人員具有較高的專業(yè)素養(yǎng)，并通過技術手段為自動化儀表保駕護航。通過日常的點檢工作，可以發(fā)現(xiàn)一些潛在的影響并通過技術處理提前解決，確保了自動化儀表的高效率、高質(zhì)量運行，為生產(chǎn)工作提供了保障。

3.3 儀表自動化設備的生命周期維護

（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(chǎn)環(huán)境中，然后對儀表的表現(xiàn)進行觀察，對其常見故障以及出現(xiàn)頻率最多的故障進行觀察記錄，然后找到易發(fā)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(chǎn)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(tǒng)類維護措施。DCS分布式控制系統(tǒng)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(fā)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。在維護檢修中，主要將其安裝在良好的運行環(huán)境中，并利用冗余裝置來保證回路受控。（3）執(zhí)行機構維護措施。這里主要指調(diào)節(jié)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(xiàn)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(fā)生位置、原因等。另外工作人員還要規(guī)范自身操作行為，使控制閥得到有效的維護保養(yǎng)。

3.4 儀表自控系統(tǒng)的維護管理

自動化儀表控制系統(tǒng)是一個綜合性的系統(tǒng)，硬件上包含自動化儀表、管線、計算機、顯示設備等，除此之外還包含系統(tǒng)軟件、應用軟件，另外還有控制機房、電源系統(tǒng)等部分，這就要求必須做好儀表自動控制系統(tǒng)的維護管理制度，對系統(tǒng)的每一個組成部分都要設定嚴格的操作執(zhí)行標準，所有的操作都記錄在冊形成日志制度，將日常工作發(fā)現(xiàn)與解決的問題形成文檔并根據(jù)具體的情況制定自動控制儀表系統(tǒng)故障發(fā)現(xiàn)與解決預案，使得所有的操作都有章可循。

4 結束語

綜上所述，儀表自動化控制系統(tǒng)在應用過程中具有設備復雜性強、維護難度大的特點。正常使用過程中，除了常見的溫度控制、流量控制故障外，還有液位控制故障、調(diào)節(jié)閥故障等多種故障類型。結合自動化儀表的管理策略，筆者提出了自動診斷、監(jiān)視模型分析以及遠程監(jiān)控調(diào)整等維護策略，希望可以幫助提升儀表自動化技術的控制管理水平，順利實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)目標。

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