關(guān)于自動(dòng)化儀表的原理及故障維護(hù)的研究

（中國(guó)原子能科學(xué)研究院 北京 102488）

引言

自動(dòng)化儀表在工業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，其能夠通過(guò)測(cè)量、顯示、記錄、控制等功能，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行安全保障，使其能夠穩(wěn)定的運(yùn)行，從而提高工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。而自動(dòng)化儀表的故障出現(xiàn)是來(lái)源于各方面因素的影響而導(dǎo)致的，而對(duì)其的影響是不可控的，那么就需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障維護(hù)，來(lái)降低出現(xiàn)故障的概率，避免由于故障而對(duì)企業(yè)所造成的直接損失。而要想明確自動(dòng)化儀表的故障發(fā)生原因首先就需要對(duì)儀表的原理進(jìn)行分析，從而有針對(duì)性的進(jìn)行故障維護(hù)，在其還未對(duì)企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失時(shí)，就對(duì)故障進(jìn)行解決。

1.自動(dòng)化儀表的原理

自動(dòng)化儀表是由許多自動(dòng)化元件所構(gòu)成的一種自動(dòng)化技術(shù)工具，其中通過(guò)傳感器、變速器和顯示器等元件能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量記錄，顯示控制等功能。即由于安裝方便，操作簡(jiǎn)單，且在精度與清晰度上，都有著較大的優(yōu)勢(shì)，因此在工業(yè)領(lǐng)域受到了眾多企業(yè)的青睞，能夠有效的提高工作效率。

自動(dòng)化儀表在工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用主要是有溫度儀表，壓力儀表，物件儀表，流量?jī)x表等一些過(guò)程分析儀表。而在自動(dòng)化儀表當(dāng)中所應(yīng)用的自動(dòng)化元件難免會(huì)出現(xiàn)故障問(wèn)題，而由于自動(dòng)化儀表當(dāng)中的各個(gè)元件以及控制線路等在結(jié)構(gòu)方面都較為復(fù)雜，因此對(duì)其進(jìn)行維修時(shí)就會(huì)較為困難。那么其在工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用，對(duì)自動(dòng)化儀表的原理進(jìn)行研究，對(duì)其故障原因進(jìn)行分析，從而進(jìn)行故障的排查以及日常維護(hù)工作是非常重要的，這樣才能夠降低自動(dòng)化儀表出現(xiàn)故障的概率，保證工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的正常運(yùn)行。

2.自動(dòng)化儀表的常見故障

（1）溫度儀表。溫度儀表的常見故障主要原因通常為電阻或補(bǔ)償導(dǎo)線等出現(xiàn)問(wèn)題，而且系統(tǒng)出現(xiàn)故障的體現(xiàn)為，溫度控制儀表的數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。因此要想知道溫度儀表是否出現(xiàn)故障對(duì)其的指示值變化進(jìn)行判斷就可得知。而在溫度控制儀表當(dāng)中所出現(xiàn)的指示值出現(xiàn)偏差，情況分為兩種，第一，是由于PID參數(shù)調(diào)整不合理而造成的儀表數(shù)值指示值不穩(wěn)定，并且在快速的震蕩。第二，是由于儀表本身所出現(xiàn)故障，或者是在操作過(guò)程中由于操作不規(guī)范而導(dǎo)致的儀表指示值的的波動(dòng)變化較大，并且較為緩慢。

（2）壓力儀表。壓力儀表的常見故障有指針不動(dòng)、指針抖動(dòng)、指針不歸零、指示不正確等。而指針不動(dòng)的主要原因，可能是旋塞未開或者是壓力表所連接的純水管堵塞等原因。指針抖動(dòng)的原因可能是由于有損壞，或中心柱兩端彎曲、軸兩段轉(zhuǎn)動(dòng)不同心等原因造成的。只是不正確，其主要體現(xiàn)在超出了允許誤差范圍，而其主要原因在于彈簧管因?yàn)闇囟冗^(guò)高或者過(guò)載，而產(chǎn)生的變形或是旋塞泄漏等原因造成的。因此在壓力儀表當(dāng)中判斷其是否故障時(shí)首先是根據(jù)儀表上的指針來(lái)確定其故障范圍，然后再進(jìn)行排查，進(jìn)行維修。

（3）流量?jī)x表。流量?jī)x表在故障排查時(shí)與上兩者的判斷相同，都是通過(guò)指針指示值來(lái)進(jìn)行判斷的。但在故障判斷上與上兩者直接相比存在著較為復(fù)雜的程度。在對(duì)流量?jī)x表進(jìn)行故障排查時(shí)，如果其指示值顯示為最小，那么，首先判斷是否是由于顯示儀表不正常而導(dǎo)致的。如果顯示儀表一切正常，那么接下來(lái)便是對(duì)調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行檢查，若兩者都正常，那么就需要工作人員對(duì)系統(tǒng)的壓力以及管路的通暢程度進(jìn)行逐一排查等，當(dāng)然在這些基礎(chǔ)上要能夠保證操作的正確性。而如果由于流量?jī)x表本身而出現(xiàn)故障，其主要原因可能是由于差壓變送器正壓泄漏或是由于過(guò)濾網(wǎng)堵塞而造成的。若在流量?jī)x表上，其指示值顯示為最大，那么其主要可能是由于操作錯(cuò)誤或是調(diào)節(jié)閥開關(guān)度不合理而導(dǎo)致的故障等。

（4）液位儀表。通常情況下液位儀表的指示值不正常，都是由于儀表本身而造成的。那么在故障排查的過(guò)程當(dāng)中，如果儀表本身并沒(méi)有出現(xiàn)故障，那么操作人員可以通過(guò)手動(dòng)控制液位來(lái)判斷是否是控制系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題而導(dǎo)致的儀表指示值不正常。如何判斷是否是液位控制系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，就需要在遙控的過(guò)程當(dāng)中去發(fā)現(xiàn)其是否跟著操作人員的遙控而發(fā)生變化，若長(zhǎng)久保持穩(wěn)定，那么就可判定液位控制系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題。相反如果液位不穩(wěn)定，那么便可能是工藝故障。

3.自動(dòng)化儀表的日常維護(hù)

(1)科學(xué)化管理制度

對(duì)自動(dòng)化儀表的日常維護(hù)，首先需要制定維護(hù)管理制度，讓企業(yè)當(dāng)中的儀表維護(hù)工作落實(shí)到個(gè)人，從而使維護(hù)工作能夠正式開展。第一，企業(yè)可以根據(jù)自身的實(shí)際狀況來(lái)制定巡回檢查制度，對(duì)儀表的檢查，制定檢查周期以及負(fù)責(zé)人等，在所規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行針對(duì)性的檢查，并且進(jìn)行記錄。這樣通過(guò)對(duì)儀表的檢查，能夠發(fā)現(xiàn)其中的潛在問(wèn)題，并給予相應(yīng)的解決方案，以及策略等，將故障發(fā)生扼殺在搖籃之中。使儀表的維護(hù)工作能夠發(fā)揮出其真正的作用。另外在巡回檢查制度當(dāng)中，還要制定相關(guān)的要求，提高維護(hù)工作開展的效率和質(zhì)量。第二，企業(yè)可以制定分級(jí)管理儀表設(shè)備的工作內(nèi)容，在常規(guī)檢查的基礎(chǔ)上，對(duì)儀表進(jìn)行分級(jí)的管理，提高儀表維護(hù)的重點(diǎn)的同時(shí)降低維護(hù)工作的工作量。這樣一來(lái)便能夠有效的提高儀表維護(hù)的工作效率。那么在其中，對(duì)儀表的維護(hù)工作開展，首先需要針對(duì)各個(gè)負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)的重要儀表設(shè)備進(jìn)行故障排查等基礎(chǔ)管理工作，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)應(yīng)當(dāng)及時(shí)的進(jìn)行科學(xué)有效的處理，防止發(fā)生故障。若故障已經(jīng)發(fā)生，那么相關(guān)的管理人員就要能夠承擔(dān)起維修責(zé)任，對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的補(bǔ)救措施，降低故障對(duì)企業(yè)所造成的損失。

(2)提高儀表使用年限

科學(xué)合理的管理制度，能夠有效的提高儀表使用年限，這對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)能夠降低企業(yè)的維護(hù)成本。那么在對(duì)儀表進(jìn)行日常維護(hù)工作開展過(guò)程當(dāng)中，就需要采用科學(xué)合理的措施來(lái)提高儀表的使用年限。從儀表所處的環(huán)境進(jìn)行分析對(duì)環(huán)境的溫度、壓力等結(jié)合儀表的材質(zhì)對(duì)其進(jìn)行專項(xiàng)的維護(hù)。因此針對(duì)不同的儀表以及不同的作用就需要以不同的使用與維護(hù)方法來(lái)進(jìn)行工作的開展。那么再對(duì)儀表進(jìn)行維護(hù)時(shí)，就需要根據(jù)不同儀表的使用程度，以及所處環(huán)境來(lái)制定出儀表檢查的規(guī)定以及檢查內(nèi)容，從而根據(jù)科學(xué)合理的判斷明確儀表是否出現(xiàn)故障，故障所出現(xiàn)的根本原因等等做出科學(xué)合理的判斷后，采用專業(yè)的處理方法進(jìn)行預(yù)防，使儀表的使用年限得到有效的提高，發(fā)揮出維修工作的作用。

4.自動(dòng)化儀表維護(hù)策略

對(duì)自動(dòng)化儀表進(jìn)行維護(hù)時(shí)，首先維護(hù)工作人員要能夠具備科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度來(lái)進(jìn)行儀表維護(hù)工作。這樣才能夠使維護(hù)工作開展更加有效。那么企業(yè)首先就需要對(duì)工作人員開展相關(guān)的管理培訓(xùn)，提高儀表檢查技術(shù)以及工作人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，讓其在具備儀表故障分析能力的同時(shí)，對(duì)儀表的故障作出科學(xué)的判斷。在判斷的過(guò)程當(dāng)中，時(shí)刻保持著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，不放過(guò)任何一個(gè)細(xì)節(jié)，使故障無(wú)處可逃。當(dāng)儀表出現(xiàn)故障后，工作人員也能夠通過(guò)自身的專業(yè)技能來(lái)對(duì)其采用科學(xué)合理的故障排除措施或解決措施，來(lái)降低故障對(duì)企業(yè)所造成的影響。

(1)溫度低時(shí)的維護(hù)工作

外部原因當(dāng)中的溫度對(duì)儀表維護(hù)工作的開展有著很大的影響。尤其是在寒冷的天氣當(dāng)中對(duì)儀表維護(hù)工作的開展便會(huì)增大。為了防止溫度較低對(duì)儀表造成影響，那么，對(duì)儀表日常維護(hù)工作的工作人員就需要將重點(diǎn)放于檢測(cè)儀表的保溫和伴熱功能上。自動(dòng)化儀表的溫度和伴熱功能通常是取決于其保溫材料的情況，那么在日常維護(hù)的檢查過(guò)程當(dāng)中對(duì)儀表的保溫材料完好程度，以及儀表的切合程度來(lái)檢查儀表的保溫功能，在對(duì)其進(jìn)行判斷后采用合理的措施進(jìn)行維護(hù)，降低溫度過(guò)低對(duì)儀表造成的損壞，使其喪失正常的保溫功能。

(2)儀表的防雷維護(hù)

儀表的防雷維護(hù)主要是防止自然環(huán)境當(dāng)中的雷擊對(duì)儀表造成的損害，導(dǎo)致儀表出現(xiàn)故障。為了能夠防止雷擊所造成的傷害在對(duì)儀表進(jìn)行維護(hù)時(shí)，首先就需要做好其屏蔽雷電的措施。例如可以利用屏蔽體來(lái)對(duì)儀表做到防護(hù)的作用，屏蔽體本身能夠預(yù)防雷電所帶來(lái)的傷害，有效的阻止電磁脈沖能量的傳播，從而對(duì)儀表起到保護(hù)作用。其次，將儀表與接地金屬進(jìn)行連接，當(dāng)儀表遭到雷擊時(shí)將雷電所帶來(lái)的能量導(dǎo)入地下，有效的避免雷擊損壞儀表。或是將兩者共同應(yīng)用到儀表的防雷維護(hù)當(dāng)中，從而大大降低雷電對(duì)儀表所帶來(lái)的影響。

(3)儀表的防腐維護(hù)

由于自動(dòng)化儀表本身就由若干的自動(dòng)化元件構(gòu)成的，而其中任何元件的損壞都會(huì)導(dǎo)致儀表出現(xiàn)故障。因此在儀表當(dāng)中就需要對(duì)其中的元件進(jìn)行防腐蝕維護(hù)。在儀表所處的環(huán)境當(dāng)中，如果有一些腐蝕性的氣體，那么就會(huì)對(duì)儀表當(dāng)中的元件造成損壞，使其喪失正常的使用功能。那么首先可以采用隔離防護(hù)的措施，對(duì)儀表設(shè)置隔離層或在其中注入保護(hù)氣體，來(lái)將其與腐蝕性的氣體進(jìn)行隔絕。其次還可以采用特殊的材料，例如一些合金材料等來(lái)起到防腐的作用。

5.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)化儀表在當(dāng)前工業(yè)企業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用是非常普遍的，也是非常重要的。那么對(duì)其儀表的故障維護(hù)，也就有著非常重要的意義。企業(yè)需要制定相關(guān)的儀表日常維護(hù)管理制度，來(lái)提高儀表的使用年限，降低儀表故障發(fā)生的概率，從而提高自動(dòng)化在企業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的推進(jìn)。