走進(jìn)儀器儀表科學(xué)大講堂
2020-10-30 10:02:36 來自: 鑫爾瑞
走進(jìn)儀器儀表科學(xué)大講堂
吉爾德科技與您一起走進(jìn)儀器儀表科學(xué)大講堂，分享資深儀表人，了解他30年從業(yè)來嘔心瀝血總結(jié)儀表故障維護(hù)之心法，當(dāng)一臺儀表在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先從以下一些方面去考慮：
一：儀表故障發(fā)生規(guī)律
1、氣動(dòng)儀表
大部分出在堵、漏、卡三個(gè)方面：
（1）堵——因?yàn)榭諝庵泻幸欢ㄋ�、灰塵和油性雜質(zhì)，長期運(yùn)行過程中，會使一些節(jié)流部件堵塞或半堵，如放大器節(jié)流孔、噴嘴、擋板等處，只要沾上一點(diǎn)灰塵，就會不同程度地引起輸出信號改變。
（2）漏——由于氣動(dòng)儀表的信號源來自壓縮空氣，因此任何一部分泄漏都會造成儀表的偏差和失靈。易漏的部分有儀表接頭，橡膠軟管，密封圈，墊，特別是一些尼龍件，橡膠件，在使用數(shù)年后容易老化造成泄漏。
（3）卡——因氣信號驅(qū)動(dòng)力矩小，只要某一部位摩擦力增大，均會造成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡主或反應(yīng)遲鈍。常見部位有連桿、指針和其他機(jī)械傳動(dòng)部件。
2、電氣儀表來
大部分故障出在接觸不良、短路、斷路、松脫等；
（1）接觸不良——儀表插件版、接線端子的表面氧化、松動(dòng)以及導(dǎo)線的似斷非斷狀態(tài)，均是造成接觸不良的主要原因。
（2）短路——導(dǎo)線的裸露部分相碰，晶體管、電容擊穿是短路的常見現(xiàn)象。
（3）斷路——因儀表引線一般較細(xì)，在拉機(jī)芯或操作過程中稍有相碰，均會造成斷路，保險(xiǎn)絲的燒毀、電氣元件內(nèi)部斷路也是一個(gè)方面。
（4）松脫——主要是機(jī)械部分，比如滑線盤、指針、螺釘?shù)�，氣�?dòng)儀表也有類似現(xiàn)象。
二：儀表故障分析思路
現(xiàn)場儀表測量參數(shù)一般分為溫度、壓力、流量、液位四大參數(shù)。
根據(jù)現(xiàn)場測量參數(shù)的不同，需要分析不同現(xiàn)場儀表故障所在。
1．首先，在分析現(xiàn)場儀表故障前，要比較透徹地了解相關(guān)儀表系統(tǒng)的生產(chǎn)過程、生產(chǎn)工藝情況及條件，了解儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)意圖，儀表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、性能及參數(shù)要求等。
2．在分析檢查現(xiàn)場儀表系統(tǒng)故障之前，要向現(xiàn)場操作工人了解生產(chǎn)的負(fù)荷及原料的參數(shù)變化情況，查看故障儀表的記錄曲線，進(jìn)行綜合分析，以確定儀表故障原因所在。
3．如果儀表記錄曲線為一條死線(一點(diǎn)變化也沒有的線稱死線)，或記錄曲線原來為波動(dòng)，現(xiàn)在突然變成一條直線；故障很可能在儀表系統(tǒng)。因?yàn)槟壳坝涗泝x表大多是DCS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，靈敏度非常高，參數(shù)的變化能非常靈敏的反應(yīng)出來。此時(shí)可人為地改變一下工藝參數(shù)，看曲線變化情況。如不變化，基本斷定是儀表系統(tǒng)出了問題；如有正常變化，基本斷定儀表系統(tǒng)沒有大的問題。
4．變化工藝參數(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)記錄曲線發(fā)生突變或跳到最大或最小，此時(shí)的故障也常在儀表系統(tǒng)。
5．故障出現(xiàn)以前儀表記錄曲線一直表現(xiàn)正常，出現(xiàn)波動(dòng)后記錄曲線變得毫無規(guī)律或使系統(tǒng)難以控制，甚至連手動(dòng)操作也不能控制，此時(shí)故障可能是工藝操作系統(tǒng)造成的。
6．當(dāng)發(fā)現(xiàn)DCS顯示儀表不正常時(shí)，可以到現(xiàn)場檢查同一直觀儀表的指示值，如果它們差別很大，則很可能是儀表系統(tǒng)出現(xiàn)故障。
總之，分析現(xiàn)場儀表故障原因時(shí)，要特別注意被測控制對象和控制閥的特性變化，這些都可能是造成現(xiàn)場儀表系統(tǒng)故障的原因。所以，我們要從現(xiàn)場儀表系統(tǒng)和工藝操作系統(tǒng)兩個(gè)方面綜合考慮、仔細(xì)分析，檢查原因所在。
三：儀表故障分析步驟
1、溫度控制儀表系統(tǒng)故障分析步驟
分析溫度控制儀表系統(tǒng)故障時(shí)，首先要注意兩點(diǎn)：該系統(tǒng)儀表多采用電動(dòng)儀表測量、指示、控制；該系統(tǒng)儀表的測量往往滯后較大。
(1)溫度儀表系統(tǒng)的指示值突然變到最大或最小，一般為儀表系統(tǒng)故障。因?yàn)闇囟葍x表系統(tǒng)測量滯后較大，不會發(fā)生突然變化。此時(shí)的故障原因多是熱電偶、熱電阻、補(bǔ)償導(dǎo)線斷線或變送器放大器失靈造成。
(2)溫度控制儀表系統(tǒng)指示出現(xiàn)快速振蕩現(xiàn)象，多為控制參數(shù)PID調(diào)整不當(dāng)造成。
(3)溫度控制儀表系統(tǒng)指示出現(xiàn)大幅緩慢的波動(dòng)，很可能是由于工藝操作變化引起的，如當(dāng)時(shí)工藝操作沒有變化，則很可能是儀表控制系統(tǒng)本身的故障。
(4)溫度控制系統(tǒng)本身的故障分析步驟：檢查調(diào)節(jié)閥輸入信號是否變化，輸入信號不變化，調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，調(diào)節(jié)閥膜頭膜片漏了；檢查調(diào)節(jié)閥定位器輸入信號是否變化，輸入信號不變化，輸出信號變化，定位器有故障；檢查定位器輸入信號有變化，再查調(diào)節(jié)器輸出有無變化，如果調(diào)節(jié)器輸入不變化，輸出變化，此時(shí)是調(diào)節(jié)器本身的故障。
2、壓力控制儀表系統(tǒng)故障分析步驟
(1)壓力控制系統(tǒng)儀表指示出現(xiàn)快速振蕩波動(dòng)時(shí)，首先檢查工藝操作有無變化，這種變化多半是工藝操作和調(diào)節(jié)器PID參數(shù)整定不好造成。
(2)壓力控制系統(tǒng)儀表指示出現(xiàn)死線，工藝操作變化了壓力指示還是不變化，一般故障出現(xiàn)在壓力測量系統(tǒng)中，首先檢查測量引壓導(dǎo)管系統(tǒng)是否有堵的現(xiàn)象，不堵，檢查壓力變送器輸出系統(tǒng)有無變化，有變化，故障出在控制器測量指示系統(tǒng)。
3、流量控制儀表系統(tǒng)故障分析步驟
(1)流量控制儀表系統(tǒng)指示值達(dá)到最小時(shí)，首先檢查現(xiàn)場檢測儀表，如果正常，則故障在顯示儀表。當(dāng)現(xiàn)場檢測儀表指示也最小，則檢查調(diào)節(jié)閥開度，若調(diào)節(jié)閥開度為零，則常為調(diào)節(jié)閥到調(diào)節(jié)器之間故障。當(dāng)現(xiàn)場檢測儀表指示最小，調(diào)節(jié)閥開度正常，故障原因很可能是系統(tǒng)壓力不夠、系統(tǒng)管路堵塞、泵不上量、介質(zhì)結(jié)晶、操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐�。若是儀表方面的故障，原因有：孔板差壓流量計(jì)可能是正壓引壓導(dǎo)管堵；差壓變送器正壓室漏；機(jī)械式流量計(jì)是齒輪卡死或過濾網(wǎng)堵等。
(2)流量控制儀表系統(tǒng)指示值達(dá)到最大時(shí)，則檢測儀表也常常會指示最大。此時(shí)可手動(dòng)遙控調(diào)節(jié)閥開大或關(guān)小，如果流量能降下來則一般為工藝操作原因造成。若流量值降不下來，則是儀表系統(tǒng)的原因造成，檢查流量控制儀表系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥是否動(dòng)作；檢查儀表測量引壓系統(tǒng)是否正常；檢查儀表信號傳送系統(tǒng)是否正常。
(3)流量控制儀表系統(tǒng)指示值波動(dòng)較頻繁，可將控制改到手動(dòng)，如果波動(dòng)減小，則是儀表方面的原因或是儀表控制參數(shù)PID不合適，如果波動(dòng)仍頻繁，則是工藝操作方面原因造成。
4、液位控制儀表系統(tǒng)故障分析步驟
(1)液位控制儀表系統(tǒng)指示值變化到最大或最小時(shí)，可以先檢查檢測儀表看是否正常，如指示正常，將液位控制改為手動(dòng)遙控液位，看液位變化情況。如液位可以穩(wěn)定在一定的范圍，則故障在液位控制系統(tǒng)；如穩(wěn)不住液位，一般為工藝系統(tǒng)造成的故障，要從工藝方面查找原因。
(2)差壓式液位控制儀表指示和現(xiàn)場直讀式指示儀表指示對不上時(shí)，首先檢查現(xiàn)場直讀式指示儀表是否正常，如指示正常，檢查差壓式液位儀表的負(fù)壓導(dǎo)壓管封液是否有滲漏；若有滲漏，重新灌封液，調(diào)零點(diǎn)；無滲漏，可能是儀表的負(fù)遷移量不對了，重新調(diào)整遷移量使儀表指示正常。
(3)液位控制儀表系統(tǒng)指示值變化波動(dòng)頻繁時(shí)，首先要分析液面控制對象的容量大小，來分析故障的原因，容量大一般是儀表故障造成。容量小的首先要分析工藝操作情況是否有變化，如有變化很可能是工藝造成的波動(dòng)頻繁。如沒有變化可能是儀表故障造成。
以上只是現(xiàn)場四大參數(shù)單獨(dú)控制儀表的現(xiàn)場故障分析，實(shí)際現(xiàn)場還有一些復(fù)雜的控制回路，如串級控制、分程控制、程序控制、聯(lián)鎖控制等等。這些故障的分析就更加復(fù)雜，要具體分析。
四：儀表故障判斷方法
現(xiàn)場儀表故障常用的十大判斷方法：
（1）調(diào)查法。
通過對故障現(xiàn)象和它產(chǎn)生發(fā)展過程的調(diào)查了解，分析判斷故障原因。
（2）直觀檢查法。
不用任何測試儀器，通過人的感觀（眼、耳、鼻、手）去觀察發(fā)現(xiàn)故障。
（3）斷路法。
將所懷疑的部分與整機(jī)或單元電路斷開，看故障可否消失，從而判定故障所在。
（4）短路法。
將所懷疑發(fā)生故障的某級電路或元器件暫時(shí)短接，觀察故障狀態(tài)有無變化來斷定故障部位。
（5）替換法。
通過更換某些元器件或線路板以確定故障在某一部位。
（6）分部法。
在查找故障的過程中，將電路和電氣部件分成幾個(gè)部分，以查明故障原因。
（7）人體干擾法。
人身處在雜亂的電磁場中(包括交流電網(wǎng)產(chǎn)生的電磁場)，會感應(yīng)出微弱的低頻電動(dòng)勢(近幾十至幾百微伏)。當(dāng)人手接觸到儀器儀表某些電路時(shí)，電路就會發(fā)生反映，利用這一原理可以簡單地判斷電路某些故障部位。
（8）電壓法。
電壓法就是用萬用表(或其他電壓表)適當(dāng)量程測量懷疑部分，分測交流電壓和直流電壓兩種。
（9）電流法。
電流法分直接測量和間接測量兩種。直接測量是將電路斷開后串人電流表，測出電流值與儀表正常狀態(tài)下數(shù)值相比較，從而判斷故障。間接測量不斷開電路，測出電阻上的壓降，根據(jù)電阻值計(jì)算出近似的電流值，多用于晶體管元件電流的測量。
（10）電阻法。
電阻檢查法即在不通電的情況下，用萬用表電阻擋檢查儀器儀表整機(jī)電路和部分電路的輸入輸出電阻是否正常，電容器是否擊穿或漏電，電感線圈、變壓器有無斷線、短路等。
五：一般處理方法
1、一般處理方法
先看后動(dòng)、先內(nèi)后外、先機(jī)械后線路、先整體后局部；
一般處理方法也有規(guī)律可循，下面以一臺電動(dòng)記錄儀（測量范圍為50~200攝氏度），測量指針跑到終點(diǎn)為例加以說明：
（1）先觀察后動(dòng)手
當(dāng)儀表失靈時(shí)，首先要觀察一下記錄曲線的變化趨勢，來判斷一下是工藝原因造成的，還是儀表本身故障造成的。如果指針緩慢到達(dá)終點(diǎn)，一般是工藝原因造成，如果指針突然跑到終點(diǎn)，一般是感溫元件或二次儀表發(fā)生故障。在基本確認(rèn)是儀表故障后，即可開始動(dòng)手。
（2）先外部后內(nèi)部
判斷故障究竟是發(fā)生在二次儀表的內(nèi)部還是外部，一般檢查方法是先外部后內(nèi)部，即先排除儀表接線端子以外的故障，再處理儀表內(nèi)部故障。如可在電動(dòng)記錄儀背面短接“A”，“B”端子，如測量針跑最小值，則為二次表外部故障；如測量針仍在終點(diǎn)，則為二次表內(nèi)部故障。
（3）先機(jī)械后線路
在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，一臺儀表機(jī)械部分故障的可能性比線路部分多，且機(jī)械性故障比較直觀，也容易發(fā)現(xiàn)。因此在確認(rèn)是儀表內(nèi)部故障需檢查機(jī)芯時(shí)，應(yīng)當(dāng)先檢查機(jī)械部分，后查線路部分。機(jī)械部分重點(diǎn)查有無卡死，松脫、接觸不良等；線路部分重點(diǎn) 查放大器。
（4）先整體后局部
在排除機(jī)械故障的可能性后，就要檢查整個(gè)電、氣傳遞放大回路。因線路部分由輸入、比較、變換、放大、輸出、驅(qū)動(dòng)等多級組成，所以首先要縱觀整臺表的現(xiàn)象，大致估計(jì)問題出在那一部分。如無法估計(jì)，則可以采用分段檢查法，如懷疑某一段不正常，可以從大段到小段步步壓縮，迅速而準(zhǔn)確地判斷故障出在哪個(gè)環(huán)節(jié)。
六：儀表故障案例解析
01
現(xiàn)場開關(guān)閥門12XV0221閥位開關(guān)開反饋不到的處理步驟？
（1）辦理工作聯(lián)系單。
（2）首先檢查反饋開關(guān)外觀是否損壞和閥門是否開到位并聯(lián)系工藝給信號檢查閥門動(dòng)作情況。
（3）打開反饋蓋，檢查接線是否松動(dòng)，探頭是否偏移，探桿是否晃動(dòng)。
（4）因反饋為開關(guān)量就是常開常閉，可用萬用表的通斷檔或歐姆檔 #200判斷傳感器的好壞，探頭與傳感器轉(zhuǎn)換是否正常。
（5）檢查供電24V直流電是否供上。傳感器斷開時(shí)有18V左右的電壓，閉合時(shí)有8V左右的電壓。
（6）如果現(xiàn)場接線分不清時(shí)�？梢远探尤我鈨筛�，聯(lián)系中控是否有開關(guān)反饋。
（7）確認(rèn)無誤后，聯(lián)系工藝動(dòng)作閥門，觀察反饋開關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常，反饋信號是否正常。
02
氣化熱風(fēng)爐點(diǎn)火器現(xiàn)場不打火如何處理？
（1）確定點(diǎn)火控制器電源是否正常。
（2）打開現(xiàn)場操作面板點(diǎn)火按鈕是否損壞。
（3）打開現(xiàn)場PLC控制箱，檢查繼電器是否轉(zhuǎn)換和接線上的保險(xiǎn)是否損壞。 （4）檢查點(diǎn)火控制器里面電容是否燒壞。
（5）點(diǎn)火電纜和點(diǎn)火槍是否接觸不良或有損壞情況。
03
S1103壓力保不住，現(xiàn)場噴吹閥噴吹時(shí)間長如何處理？
（1）辦理檢修工作聯(lián)系單。
（2）在S1103里面無壓力和噴吹氣源手閥關(guān)閉情況下，拆大膜片檢查是否有污垢和破損。
（3）再將小膜片拆下檢查破損情況，并注意防止里面彈簧掉落。
（4）打開電磁閥蓋，檢查接線是否松動(dòng)，電磁閥組腐蝕情況。
（5）、上述無問題后，如果噴吹時(shí)間還長，就將電磁閥組拆下清理。
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