化工儀表自動控制系統(tǒng)故障及其維護技術(shù)分析

吳禹錚 黃皓然 黃可鑫

摘 要：隨著工業(yè)管理技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)自動化程度也在提高。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，化學(xué)儀表的自動化控制也在逐漸發(fā)展，整個化學(xué)儀表的自動化控制系統(tǒng)由溫度、壓力、液位、流量、在線分析等組成。為了保證自動控制系統(tǒng)的工作穩(wěn)定，筆者對系統(tǒng)的失效和維修技術(shù)進行了較詳盡的分析。

關(guān)鍵詞：化工儀表;自動控制系統(tǒng);故障及維護技術(shù)

隨著我國科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，化學(xué)工業(yè)也逐步得到了優(yōu)化與升級，其主要特點是在化學(xué)行業(yè)的自動化程度方面得到了很大的提高。然而，目前化工儀器的自動化控制系統(tǒng)在操作中出現(xiàn)了一些問題，這直接關(guān)系到整個自動化程度和穩(wěn)定性，對整個化工行業(yè)都有很大的影響。而在這個過程中，化工行業(yè)將會迎來一個新的發(fā)展時期，在這個時期，各大化工公司的競爭將會更加的激烈，如果不能及時解決這個問題，將會影響到整個行業(yè)的競爭力。因此，在本文中，我們將詳細(xì)地介紹化學(xué)儀表的故障和維修技術(shù)，并給出一些有針對性的建議，以期對我國的化工行業(yè)有所幫助。

一、化工儀表自動控制系統(tǒng)分析

在實踐中，自動控制系統(tǒng)由多個化學(xué)儀表部件組成，其核心是傳感器、監(jiān)測器和控制器。控制系統(tǒng)中的傳感器用于收集、測量和轉(zhuǎn)換設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù);事實上，如果化學(xué)儀表自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，很有可能會對數(shù)據(jù)參數(shù)產(chǎn)生直接的不良影響，引起設(shè)備常狀態(tài)，甚至導(dǎo)致儀器的自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障。為迅速、高效地處理和優(yōu)化維修技術(shù)，需要對其原理、性能、生產(chǎn)工藝等各方面的相關(guān)參數(shù)進行全面的理解[1]。

二、化工儀表自動控制系統(tǒng)故障分析

（一）溫度自控儀表故障

1、單點熱電偶常見故障

首先，在溫度自動控制儀表的單點熱電偶故障中，如果熱電勢偏低，則會導(dǎo)致熱偶受潮、絕緣性能下降、線路電阻不準(zhǔn)確等問題，如果熱電勢過高，則會導(dǎo)致補償線與熱電偶不匹配，導(dǎo)致電極材料發(fā)生質(zhì)變。因此，在化學(xué)儀表自動控制系統(tǒng)中，自動溫控部分會出現(xiàn)一些問題，這些問題可能會對所生產(chǎn)的化學(xué)制品造成一定的影響，甚至?xí)?yán)重地影響到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定。

2、多點熱電偶常見故障

在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中，大型的反應(yīng)器是很普遍的，為了精確地掌握大反應(yīng)器中各個部位的特定溫度，保證反應(yīng)的順利進行，就需要用到多點熱電偶，這是一種很長的設(shè)備，它的外殼較長，除了容易出現(xiàn)的單一點發(fā)熱故障以外，還有一些特殊的故障，包括測量溫度和實際溫度相差太大，發(fā)送器模塊失效等。

3、熱電阻常見故障

在化學(xué)儀表的自動控制系統(tǒng)中，由于溫度過高，所以熱電阻故障是很容易被發(fā)現(xiàn)的，主要有保護管道和接線箱的松動，以及內(nèi)部的熱電阻元件的失效等問題。例如，當(dāng)溫度計的指示器溫度低于實際溫度時，或溫度不穩(wěn)定時，其故障因素可能與金屬屑、灰塵、接線柱之間的污物、接線柱之間的污物、短路等有關(guān)。

（二）壓力自控儀表故障

在生產(chǎn)化學(xué)品，特別是危險化學(xué)品時，往往會有高溫、高壓現(xiàn)象的發(fā)生，甚至是有毒氣體。以智能壓力傳感器為代表的壓力控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)。典型的壓力控制系統(tǒng)誤差既包括現(xiàn)場壓力，也包括操作系統(tǒng)誤差。如果系統(tǒng)不工作，現(xiàn)場儀表顯示正常，那就是系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，可以重新啟動系統(tǒng)。智能變換器在工作現(xiàn)場的典型故障是輸出信號為0，可以看作是反向電源或電源電壓不足24 VDC，或電路電路板有問題[2]。

（三）量自控儀表故障

在自動控制系統(tǒng)中電流自動控制模塊主要用于流量測量和精確的質(zhì)量測量。一般流量計由差壓計流量計、質(zhì)量流量計和渦流街流量計組成，雖然兩者不同，但給出了準(zhǔn)確的參數(shù)。流量計用于測量生產(chǎn)環(huán)境中的實際流量.在常規(guī)生產(chǎn)中，由于流量參數(shù)的突然變化，自動控制系統(tǒng)需要實時跟蹤和報警。避免儀器故障對化工生產(chǎn)過程產(chǎn)生不利影響。如果在實際應(yīng)用中沒有問題，就需要對生產(chǎn)過程中的工藝進行詳細(xì)的分析。從而加強對其運行調(diào)節(jié)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化管理。常規(guī)流量計在實際應(yīng)用中，主要是根據(jù)節(jié)流閥產(chǎn)生的壓力差，將其轉(zhuǎn)化為流量，因此必須對管道周圍進行嚴(yán)密的監(jiān)控，以保證正負(fù)壓力信號獲得的環(huán)境與其所在的位置相符，避免測量結(jié)果發(fā)生重大偏差。總體來說，流量控制系統(tǒng)的主要問題是：由于壓力傳感器的作用，導(dǎo)致了系統(tǒng)的壓力變化，導(dǎo)致管路堵塞，并且在介質(zhì)的檢測中，會出現(xiàn)各種問題，當(dāng)流量測量的時候，需要適當(dāng)?shù)馗淖冏詣涌刂茽顟B(tài)，通過人工調(diào)整生產(chǎn)的方式最佳。

三、化工儀表自動控制系統(tǒng)維護技術(shù)分析

（一）計算機診斷技術(shù)分析

CS3000是 DCS產(chǎn)品，這是CS3000系統(tǒng)的控制臺。它基于Windows操作系統(tǒng)，對整個系統(tǒng)進行實時監(jiān)控和管理。在CS3000中，當(dāng)自動化操作系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，會立即收到提醒和詳細(xì)記錄，從而為尋找誤差原因提供了可靠的技術(shù)依據(jù)。在CS3000系統(tǒng)中，提醒分為過程信息、系統(tǒng)提醒和操作說明.不同類型的報警都有類似的報警窗口。儀器服務(wù)將根據(jù)自己的應(yīng)急信息對其進行評估，并能在短時間內(nèi)有效處理，使系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確地排除誤差，迅速恢復(fù)正常工作。

（二）冗余技術(shù)分析

冗余技術(shù)在化工儀器自動控制中的應(yīng)用大大提高了其穩(wěn)定性和安全性，對整個系統(tǒng)具有更重要的意義。所謂的"硬件冗余"技術(shù)連接多個模塊或組件，在這種情況下，一個模塊會一直處于待命狀態(tài)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、計算、通訊，而另外一個則是備用模塊。通過這種技術(shù)，不但可以讓維修人員準(zhǔn)確的判斷出儀器的故障，而且還可以進行維修，及時排除故障。這對化學(xué)儀表的故障處理工作是非常重要的。

（三）軟件冗余

軟件冗余技術(shù)是利用多數(shù)原理對冗余系統(tǒng)做出結(jié)論的一種具體方案和方法。測量同一介質(zhì)時，可設(shè)置兩個或多個測量單位，分別將數(shù)據(jù)傳輸至冗余系統(tǒng)表決，以確定系統(tǒng)的運行狀態(tài)。一般來說，投票方式包括二選一表決、二選一表決、三選一表決和三選二表決。在三個聲音中的兩個聲音中，三個自動控制器的狀態(tài)為1。如果其中兩個為0，它會立即給出指示。三取二的投票邏輯是合理的，無論哪條通道出現(xiàn)問題，系統(tǒng)都可以在投票后正常工作，以確保其安全性和可用性。

四、結(jié)語

實施工業(yè)儀表自動控制系統(tǒng)對實現(xiàn)智能化生產(chǎn)、勞動力解放具有重要意義，能有效預(yù)防工業(yè)事故。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，化學(xué)控制設(shè)備也在不斷更新和優(yōu)化。儀器控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題越來越多。我們要從最基本的工作做起，積累經(jīng)驗，不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)，解決儀表問題，確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。

參考文獻

[1]管孝永，韋本成，孟憲霞. 化工儀表自動控制系統(tǒng)故障與維護技術(shù)[J]. 聚氯乙烯，2019，47（12）：19-21.

[2]周曉靜. 化工儀表自動控制系統(tǒng)故障及其維護技術(shù)分析[J]. 電子測試，2020（22）：117-118+59.

[3]侯慧姝，劉文興. 化工儀表典型故障分析及處理[J]. 信息系統(tǒng)工程，2011（08）：69-70+68.