電氣儀表自動化設備故障與維修技術探究

喬 一

（內蒙古自治區烏蘭察布市涼城縣市場監督管理局綜合執法大隊，內蒙古 烏蘭察布 013750）

0 引 言

在電氣自動化的過程中利用儀器儀表可以確保電氣工程實際運行工作的順利展開。電氣自動化的儀器儀表可以提升和延長儀器儀表的使用壽命，確保其工作質量和運行效率。在工業自動化系統的實際運行過程中，可能會受到外界環境和人員等方面的干擾和影響，從而對電氣自動化的儀器儀表設備產生一定的損傷和損耗問題，因此需要對儀器儀表做好對應的故障分析工作。儀器設備的長期使用過程中，需要科學地選擇對應設備型號，根據實際的功能和外界的環境要求做好多個方面的維護保養工作，以實現精確化的定位和發現故障類型，最大限度地保障儀器設備的精確度，保證生產系統得以科學可持續化的運行。

1 電氣儀表概述

隨著現代化經濟的快速發展，我國工業電氣儀表的種類越來越多，涉及流量儀表、壓力儀表、液位儀表、溫度儀表以及在線分析儀等。根據流量儀表的運行原理，可以劃分為質量流量儀和體積流量儀2 個部分。直觀的測量方式可以采取質量流量儀，利用計量的方式推導出材料的質量范圍。體積流量儀可以對材料內部通過速度進行檢測，借助容積法可以進行流量的推導。對所處的環境指標進行測量的時候可以利用壓力儀表，根據不同的介質實現針對性的測量，其中包含多種材料介質，如粉狀、粘稠狀、脈動以及結晶等[1]。主流的壓力儀表主要包含了彈性壓力測量儀、液柱壓力測量儀、活塞壓力測量儀。對于材料自身的液位，可以利用液位儀表進行監測，可以借助于浮力、雷達、矩陣渦流以及磁致伸縮等原理來進行監測，每一種監測方式所采用的工作方式也具有一定的區別。溫度儀表運行的過程中一般采取熱電偶和電熱阻等方式加入儀表元器件內部，利用其較為穩定的熱敏感程度進行周圍生產環境的溫度有效測量。儀表的應用可以對實際生產過程進行控制和分析。儀表設備內部可以實現完全的智能化和自動化，和其他的精密儀器設備結合輔助運作，可以達到精確化測量，如質譜儀、氣象色譜儀以及液相色譜儀等。

2 電氣自動化儀表功能

2.1 智能監控

電氣自動化的控制系統可以對生產的過程和生活的實際環境進行有效監控，獲取所處環境的信息。傳感器可以分為灰塵傳感器、溫度傳感器以及煙霧等類型，利用紅外收發器模塊實現信號的發射和接收操作，此種類型的儀器設備中收發器的系統信號一般都采用紅外線發光二極管進行信號的傳輸和接收，利用感光性的三極管來作為后續的設備進行應用和操作[2]。在實際的工作過程中，其紅外線輻射管可以產生連續性的紅外線，接收管接收紅外線之后，就需要將其信號輸出到單片機。此時，紅外線傳輸管如果產生了遮擋現象，則會阻礙紅外線接收管向單片機的信號輸出行為。單片機如果產生了中斷，則會發出報警信號傳輸到對應的基站，在這個過程中可以利用智能控制的方式實現無人化的監控環境。

2.2 自動控制和保護功能

在電氣自動化儀器設備中，高壓和大電流的開關設置的體積較為龐大，可以對系統進行開關的控制。如果設備在運行過程中產生了故障現象，可以進行電源系統的有效控制，這個過程中就需要安裝一套自動運行的設備來實現智能化的控制。先進的儀表可以實現自動監測、測量、控制以及微機方面的保護等，確保運行的穩定性和安全性，如計算機自動化技術、信息信號處理技術、電子通信技術、集成測量儀器、信號系統、繼電保護以及自動設備等。

2.3 電氣自動化儀表管理與維護意義

隨著社會經濟的不斷發展和進步，科學技術不斷創新，電氣自動化儀器儀表設備應用的零部件的設計越來越復雜，在外界的干擾和影響下很容易產生運行方面的故障[3]。基于此，需要科學合理地進行儀器儀表的維護和管理，針對存在的隱患和問題進行及時的處理和分析，確保儀器儀表可以維持高效的工作狀態。如果儀器設備在運行的過程中出現了故障，電氣自動化的平穩運行就會受到嚴重的影響。因此，相關的工作人員需要對儀表設備的相關管理和維護工作進行科學化操作，確保最大限度地降低儀器設備的故障發生概率，同時減少故障維修的過程中所產生的費用。

3 常見的故障分析和判斷

3.1 儀器儀表指標的數值偏低或者偏高

儀器儀表的數值偏高或者偏低的現象屬于儀器檢測中最為常見的故障，如流量儀表、壓力儀表、液位儀表以及溫度儀表等，甚至還會出現空指針、變化緩慢或者沒有變化的指針數值，都屬于異常情況。出現指針指示問題的原因包括多個方面，其中最為常見的一個因素是機器的摩擦，主要是指針的軸尖和軸承之間存在的間隙過大，也有可能軸尖出現了歪曲，還有可能出現了軸座的脫落以及指針的變形等，其中表頭的活動部位和固定的部位之間如果存在微小的顆粒，則也會導致摩擦增大。如果發現了此類型的問題，都屬于機械問題的范圍，處理過程中需要拆開表頭，清洗各個零件部位，以此來有效減小摩擦力的增加因素[4]。此外，也可以對儀器內部的不同部位進行物理位置的調整，確保表頭指針處于正常的運作范圍內。

3.2 工藝環節產生的影響因素

在儀器儀表中工藝環節產生的影響非常重大。儀表的正常運作需要在確保自身的工藝完善基礎上展開，尤其是需要進行推導測量的數據，在工藝環節的缺陷會造成數值指示的不精準，從而產生一個很大的誤差現象。例如，在流量儀表中如果出現了流量不穩定的現象，主要原因是流量產生的實際情況和設計自身產生的偏差相對較大，造成流量在實際的傳輸過程中產生阻力不均勻的現象，同時在工藝方面也具有兩相共存的現象，從而產生了工藝管道的堵塞，甚至導致局部渦流的現象出現，在此種情況下對流量儀表的數據準確程度產生了極為嚴重的影響。針對此類情況需要全方位排查儀器設備的自身工藝環節，對產生流量堵塞以及不均勻的因素做出合理排查分析，從而進行工藝的合理化調整，最終降低工藝缺陷對儀表的影響。

3.3 外部環境因素影響

外部的環境影響因素會對儀器儀表的腐蝕以及銹蝕現象造成影響。工業環境中涉及的化學用品相對較多，很多的電氣儀表儀器設備部件中強酸、強堿、強腐蝕性的化學試劑對其會產生一定的危害和影響，造成儀器儀表的故障，如強酸和強堿會對鋼材產生嚴重的腐蝕現象，可以在短時間內毀壞儀器設備。一般而言，鋼材屬于儀器儀表的主要制造材料，核心的部件的材料極為特殊，不會產生強堿強酸腐蝕的情況，但是在強堿強酸的環境下對其核心部件也會產生嚴重的損傷，甚至造成部件的失靈和報廢現象，因此需要對儀器儀表的防腐工作不斷加強。針對此種問題，一般會利用隔離法的方式進行儀表盤和工作環境的隔離，將其放置于一個單獨的監控室內部。在儀表制作的過程中，需要針對性改善實際的工作環境，確保儀表的制作材料具有防腐蝕的特點，保持儀器儀表周圍環境良好，以減少由于外部環境給儀器儀表所帶來的影響[5]。電氣自動化的儀表常見故障如表1 所示。

表1 電氣自動化儀表常見故障

4 儀器儀表相關技術

4.1 傳感技術

傳感技術在工業化的生產信息數據采集的過程屬于重要的內容。在儀器儀表的基礎功能設計過程，需要借助于傳感器技術實現數據的抓取和采集。儀器儀表數據的呈現主要是借助于內部傳感器件，儀器儀表的精度控制提升也需要基于傳感精度的基礎上完成。傳感器的性能在有所區別的基礎上，在工業的實際生產過程捕獲的信息數據質量和數量也會有所區別，對于高性能的儀器儀表設計而言，需要借助于高品質、高水平的傳感技術。

4.2 通信模塊技術

通信模塊技術在工業自動化的生產控制系統內部，儀器儀表一般都屬于控制端，收集的數據信息需要在通信模塊的基礎上傳輸到控制中心。在對通信模塊進行設計的時候，一般都會利用局域網的模式進行連接設計，從而確保儀器儀表的數據信息可以實現互聯互通，且傳輸的準確度可以提升。基于此，進行儀器儀表通信模塊設計的時候，可以利用光纖接入的方式來實現電氣設備的高效自動化生產。

4.3 人機界面技術

電氣自動化儀器儀表控制技術需要重視人機界面的交互技術。當下屬于智能化的時代，機器起到了極其重要的作用，人機界面的交互技術實現中需要人的大力支持和參與。除此之外，智能化技術起到了至關重要的作用，工業生產中的智能制造得到了廣泛應用，是工業自動化生產的未來發展趨勢。儀器儀表屬于工業自動化生產的關鍵設備，利用智能化技術應用可高效且靈活地進行智能化升級改造。

5 結 論

隨著現代化經濟的不斷發展，工業得到了突飛猛進的發展。電氣儀表在工業生產上得到了廣泛應用，電氣儀器儀表的自動化維護保養相當重要。基于此，電氣自動化的儀器儀表故障檢測中需要全方位地進行分析和研究，做到從里到外、從原理到細節、從外觀到內部等確保儀器儀表的正常運行，實現順利生產、高精度測量、快速便捷操作。結合實際情況選擇具體的儀器儀表故障維護保養方法，對儀器設備常見問題做出及時準確的判斷，以保障企業的生產效率穩步提升。