淺談工業自動化儀表故障處理措施

申九菊

（河南工業貿易職業學院，河南鄭州 450000）

到目前為止，我國工業取得了很大的進步，為我國國民經濟的發展做出巨大的貢獻。特別是近年來電子技術的使用促進了工業自動化的發展，大大提高生產效率和工業現代化水平。性能優化一直是工業發展的重要組成部分。為了提高自動儀表的性能，實現經濟的工業生產，技術人員不斷優化自動儀表的結構和操作，提高自動儀表的性能。本文討論了自動化儀器常見誤差的修正措施。

1 工業自動化儀表種類

在工業自動化領域，常用的儀器有三種：溫度、壓力、流量系統。

1.1 溫度儀表

溫度儀表通常是智能的。當儀表測量數值突然上升或下降時，證明其出現故障，產生故障的主要原因是驅動測量或控制參數設置不正確，振動控制系統迅速變化。這就需要員工了解設備的溫度變化，并采取必要的維護措施。

1.2 壓力儀表

當壓力儀表快速波動時，檢查工藝操作是否發生變化，如果控制器的參數沒有調整好，儀表上的指示值就會會發生變化。當直流控制系統出現壓力指示時，應用壓力指示器測量系統壓力

1.3 流量系統

當流量系統的規定值達到最小值時，檢查儀表。如果顯示器很小，檢查閥上的油孔。當流量計的最小值確定，閥門正常開啟時，可能會出現壓力或儀表問題。如果當前系統顯示最大值，儀器也顯示最大值，檢查閥門的開啟度。如果沒有改變，可能是系統錯誤造成的，檢查閥門、壓力管道、管路、流量系統信號是否正常。

2 工業自動化儀表故障的原因

2.1 人為因素

（1）在更換自動儀表的某些部件時，所選型號和參數不匹配，造成儀器損壞等問題。

（2）芯片的使用和安裝不一致導致電壓和電源不兼容并燒壞芯片。

（3）如果在操作過程中不采取必要的保護措施，會損壞PCB或IC。

（4）調整參數不兼容。如果沒有合適的儀器儀表，技術人員就不能正常工作；導致硬件或軟件的維護沒有達到理想程度，一些不靈敏的部件沒有及時清洗或沒有更換一些磨損部件，干擾了自動裝置的正常使用。

2.2 非人為因素

（1）線路問題。接觸不良是自動化儀器中最常見的錯誤之一。接觸不良的原因很多，如接觸、清洗、焊接、腐蝕、接觸點弱、彈簧電阻低、老化等，如果PCB 板處理或焊接不當，可能會產生碰撞信號，影響PCB 板的工作。

（2）零部件問題。每個部件都有一個特定的使用壽命，在此期間它會老化和發生故障。如果元件質量差，電路參數可能會改變甚至失效。

（3）腐蝕。一般情況下電化學腐蝕、化學腐蝕都會對其造成損壞。

3 工業自動化儀表常見故障和處理

3.1 儀器故障評估方法

在工業生產中，儀器的自動評定主要包括光學檢測、內部檢測和外部檢測。工業自動化儀表的外觀檢測是診斷工業自動化儀器缺陷的最重要手段。通過觀察暴露的儀表元件，還可以評估元件之間是否有異常連接，元件之間的連接是否正確。儀器的內部檢查是儀器運行的開始，其基礎是確保儀器外無誤差。另外，打開自動裝置，檢查內部指示燈是否有故障，各部件之間的連接是否異常。使用外部測量裝置進行檢測，是指在內部和外部檢測裝置沒有檢測誤差的情況下，使用其他測量裝置來消除誤差。作為工業生產和測試的外部工具，通常有電阻和電流、電壓和電阻的方法。電流和電壓測量的內容可能存在多態性，會導致自動儀表的故障，需要進一步分析。

3.2 自動儀表常見的故障

壓力儀表主要用于測量氣體和液體產生的壓力。在日常使用中，不會有劇烈的震動和波動。當其出現故障時，檢查相關技術操作是否存在技術問題；如果不是儀器本身的故障，可以看出儀器的故障與更換技術的技術操作有關。如果出現錯誤，系統內部控制器的PID 參數設置會響應問題。此外，自動壓力表的故障可以連接到測量系統的指示。溫度裝置主要用于測量機器或生產環境的溫度。溫度儀表可能發生的故障是傳輸放大器故障或系統平衡故障、熱電阻或熱電偶故障。此外，溫度計在日常使用中的故障也可能是由于光滑管的速度緩慢或波動造成的，這可能與儀器本身的功能或性能有關；儀表的快速波動可能是由于儀表的配置不當造成的。

流量系統主要用于測量物體的流量。在日常使用中，流量計經常出現波動，因此，一般情況下允許人工手動操作解決問題，如果這種變化不能手動控制，那就可以判斷是由于操作不當引起的波動。

3.3 自動儀表的維護措施

針對上述自動儀表在實際使用中出現的故障，應采取適當的維護措施，以保證工業生產的有效運行。

（1）研制了一種合理的自動維修儀器。為了獲得儀器的自動化，可以在工業生產過程中安裝科學的自動化裝置，在實際生產中需要維護和維修的區域必須要遵守相關規定。

（2）注意自動化裝置的防腐。工業生產中的自動化裝置是自動儀表的重要組成部分。它的結構復雜，在高酸性、高堿性的條件下，自動儀表傳感器中的膜、彈簧管等精密元件進行輕微降解，從而降低儀表的精度。

（3）設備維護。為了實現儀器的自動識別，在內部控制和外部控制沒有誤差的情況下，需要使用其他儀器對設備進行校準。為了快速判斷自動裝置的實際故障，必須采用不同的方法進行外部檢查、內部檢查等。

4 工業自動化儀器的故障舉例

4.1 溫度儀表故障

4.1.1 溫度儀表顯示為零

現象：熱電偶檢測系統溫度，溫度傳感器將接收到的信號轉換為標準的DCS 顯示信號，結果顯示維度為零。

分析：首先，檢查DCS 系統模塊的輸入信號。輸入信號為4mA。溫度傳感器的輸出信號也必須是4mA，所以無法確定溫度傳感器的故障位置。其次是測試熱電偶的毫伏信號。結果表明，溫度傳感器工作正常。由于溫度傳感器故障啟動信號始終為4mA，所以最終測溫結果為零。

處理方法：在不影響正常運行的情況下，將在預定維修點發送用于檢測和維護的溫度傳感器。如未修復，應及時更換新的溫度傳感器，避免影響后續工作。

4.1.2 測量溫度與實際溫度不一致

現象：與熱電偶相比，溫度儀表更實用、更舒適、更直觀。安裝在裝置上的雙金屬溫度計顯示現場系統的溫度變化，指出控制室溫度遠低于現場溫度。熱電指示器通過測量溫度與當前熱電控制器匹配良好。如果熱電偶上有水，線路就會發生短路，測量精度會降低，測量的溫度會與實際溫度就會不一致。

處理方法：安裝前應定期取下內蓋，用水或泡沫擦干。同時加強密封和密封，防止水再次進入保護管。

4.1.3 恒溫調節

在硫酸鹽燃燒爐中，熱電偶是一種常用的測溫元件，主要用于將爐區、爐頭和爐焊縫的測溫信號直接傳輸到DCS 系統。

現象：三點溫度只有兩點正常。這種情況的發生說明溫度指數有問題。如果熱電偶逐漸移開，溫度指數就不會出現問題，這說明測溫元件沒有問題，但是模塊的輸入通道出現了錯誤。溫度配置模塊是手動關閉的，不顯示自然溫度變化。

解決方案：將溫度配置模塊輸出模式由手動模式切換到自動模式。溫度指示器立即恢復正常。

4.2 物位檢測

如果電極水位計上的指示燈常亮，證明有問題出現。第一步是確定誤差是在指示器上還是在電極上。將電機和指示燈分開，如果指示燈仍然亮，說明知識等存在問題。如果顯示正常，再次檢查電極上是否有電路，清洗電極點上的彩盒，檢查是否由于污染物過載造成。如果兩個電極之間有缺陷，檢查兩個電極之間是否有固定電阻。

現象：銅塔生產運行過程中，液表不穩定，控制系統出現故障，影響工藝的正常運行。銅塔的流動性控制是保證產品質量的關鍵。如果液體含量低于起動位置，高壓氣體進入低壓系統，則無法進行有效的檢測。如果液體檢測系統出現故障，可手動設置控制系統。手動操作后液位穩定，表示核液位和控制閥沒有問題。

處理辦法：控制系統處于手動調節狀態。待控制狀態穩定后，系統的PID 參數完全設定，然后將系統調整到自動控制位置。如果不穩定，調整參數應設置為穩定液值。

4.3 壓力系統失效

壓力系統中通過壓力傳感器測量供水泵壓，了解泵站的供水情況，為整個供水過程提供參數。

現象：泵組開始工作，SPS 系統壓力為零。

分析診斷：如果壓力為零，可解決PLC 模塊、分配器、連接電纜、壓力傳感器等是否存在問題。第一步是覆蓋信號SPS 模塊，輸入信號為零。第二步是進入信號發生器的子電路，測量壓力傳感器值。第三步是檢查電源。

處理辦法：在正常情況下，更換壓力分布器。

4.4 液位故障

對液位的檢測一般采用電接點水位計，通過控制室配置的輔助顯示器進行顯示。

現象：顯示儀表指示燈常亮。

分析診斷：電極水表通過水與測量電極接觸，通過通信信號改變容器的液位，從而提高容器的液位。液體高度的范圍可以通過點燃或熄滅輔助儀器上的指示燈來確定。

首先要分析是電極誤差還是設備誤差，當燈亮著的時候就關掉電源，如果燈滅了，電極電路就會失效。其次是清洗電極缸，快速評估污染物對電極絕緣的干擾。最后從測量管上取下電極，檢查絕緣電阻電極。

處理方法：更換電極后，二次指標正常。一般情況下這種故障是由于絕緣電阻不足造成的，而快速電極可以有效地解決這一問題。

5 結語

自動化儀表設備是工廠運行和維護最新評估的重要工具。在實踐中，設備技師必須能夠不斷地學習，才能更好地利用自動化儀表，延長儀表的使用壽命，提高工作效率。工業生產的發展離不開質量的保證，在工業生產過程中使用自動檢測設備是保證工業生產安全穩定的有效途徑。