张正志

（兰州助剂厂有限责任公司 甘肃省兰州市 730079）

1 大型设备装置仪表自控系统的故障

对于助剂厂来说，仪表自控系统要经常检测温度、液体、压力等物理参数。在此过程中仪表自控系统难免会出现一些问题，以下是我就仪表自控系统应用中的一些常见故障进行了归类整理。

（1）温度控制仪。温控仪可以分为双金属温度测量仪、热电偶测量仪以及热电阻测量仪三种，由于企业的需求不同在使用方法上也存在一定的区别，发生的故障也是不尽相同的。但是从原理上来说，温控仪的常见故障可以分为两种：一是出现短路现象，二是线路出现腐蚀现象。若是想进一步确认故障类型可以切断热电偶，进行补偿导线短接，观察仪表显示温度，若是显示室温则表示温控表内部结构正常无故障，反之则不是。

（2）流量测量仪表。流量测量仪相较于其他仪表来说类型繁杂，故障类型也较为复杂，但是总体来看常见的故障一般为指针出现异常波动情况，从而出现读数误差。通过分析流量测量仪的工作原理以及制作工艺，我们发现出现这种故障的原因多数为导压管泄漏、电磁流量计电极结垢、管线振动、工艺本身的密度、雷诺数、粘度及气体测量的温度压力等出现问题导致流量测试仪表出现故障。所以要想保证流量测试仪表的精准度，就要保证仪表的回路接线端的稳固与安全。

（3）液体测量仪表。液体测量仪表可以分为浮力液位计(采用浮力原理借用浮筒及浮子测量)、超声波液位计(采用波传递原理)等。由于液体测量仪表的工作原理会出现液位波动大以及测量值偏差较大等常见故障。我们可以通过视镜观察的方式来进一步排查液体测量仪的故障原因。

（4）压力测试仪。压力测量表通过仪表内部的敏感元件感应压力而产生的形变，进一步转变为电信号的形式输送出去。基于此，要想判断是否是压力测试仪出现故障就要观察导压管是否出现堵塞现象，内部膜片是否完整无变形、无破损等现象。现阶段，大型的化工设备装置仪表控制系统主要依靠压力开关来控制压力测量仪的运行。所以要想保证压力测试仪表的正常运作，就要保证压力开关的触点接触性良好、触点稳固，机械能传动部件运行良好，无腐蚀、无变形无锈迹。

2 大型设备装置仪表自控系统的故障应对措施

当大型化工设备中装置的仪表自控系统出现故障时，我们要先进行故障类型判断，在选取出最佳的故障解决方案来应对复杂的作业环境。总体来说化工仪表自控系统可以主要从以下几个方面入手：

（1）掌握化工仪表的零部件性质以及工作原理。仪表自控系统发生故障的原因多数是因为其自身的运行部位故障导致的。因此在排除仪表故障时，维修人员首先要对仪表的作业原理、结构特点、材料性能以及一些重要的参数等有一个精准的认知，可以准确的通过仪表的故障特征来判断故障位置以及原因。这就要求维修人员对于自动化仪表具有专业的知识储备，以专业的角度对与被测物质直接接触的部位、易损件、电路、信号传送部位等要进行仔细的检测与排查。

（2）定期对仪表自控系统进行养护与检测。大型设备装置仪表自控系统之后企业要根据使用途径、检测物的特性制定详细的系统养护规范。通过定期的系统养护与检测及时的发现安全隐患，力争将故障发生几率降到最低。分布式控制系统由于其精准的检测结果以及耗费时间短等特点，被许多化工企业应用在仪表控制系统的检测过程中，通过定时对生产技术、生产操作流程以及各元件、零部件的综合检测将故障发生几率降到最低，极大的提升工作效率降低企业运营成本。日常养护是化工企业降低维修损耗，保障机械安全作业的基础。在日常进行仪表养护时，要从全方位细节处出发，对易出现故障的部件进行重点检查，对于直接接触被测物质的部位要做好损耗评估记录，及时更换损耗程度大的零部件，防止出现机械故障。企业可以培养具有专业仪表维修技能的专项人才，制定合理的日常仪表养护制度。第一，严格把控仪表自控系统的清洁程度，及时替换受损的零部件；第二，依据季节环境变换把控环境变化对于仪表的影响程度，做到事先预测零部件使用寿命，并进行及时维修及更换，有效的降低仪表自控系统的事故发生频率。

（3）通过仪表自控系统的特点进行检修。由于每个仪表的作业方式不同导致其内部结构也是完全不同的。在进行仪表故障排查时要紧密联系仪表的结构特性与运行方式，对于结构精密仪表要有针对性的进行故障检测。对于化工企业来讲，大型机械装置的自动化仪表类型较为复杂，这就间接提高了对维修人员的工作质量的要求。要想将维修工作做到更好，就要具有针对性检查的能力。例如当机械的加热系统出现事故时，维修人员要明确加热系统的运行环境、作业方式以及故障现象。依据加热系统的作业方式，温差超过5时停止运行的特点，来采取相应的故障预防措施，防止出现停炉现象。维修人员可以利用DCS 系统来进行故障原因的判断，依据DCS 系统的警报、历史操作记录等细节信息作为参考，进行故障分析及排除。

（4）保证自动化仪表安装的合理性以及科学性。在日常进行故障检测时不可忽略对仪表安装的合理性进行检查，对于仪表自控系统中各附属设备、电路管线、检测设备的安装是否科学合理。就自控化流量仪表而言，其前后端导压管都要依据作业环境以及被测物质的特性进行安装调试，排除因被测物质的化学、物理性质而出现故障。此外对于DCS 系统的指示电源、警报系统也要进行定期检查，历史维修检测结果及时进行备份处理，争取将故障损失降到最低。

3 提高仪表自控率的方法

（1）检测元件的影响及应对方式。检测元件是通过将被控物质的参数加以监测并变送处理，再将实际检测的参数与预期设定的参数进行数据分析比较，将二者之间的差异传输到控制器元件中，以此来完成一个作用运行周期。在此过程中若是出现检测结果不够精准的现象，就会使运算处理结果出现偏差，输出过程传递错误的信息，导致被控参数不准，进而出现设备运行故障。要严格把控环境变化以及工艺变化对于检测元件与控制对象的影响程度，避免出现回路不能有效完成自控工作的现象。在选择检测元件时要结合实际作业环境，选择最适宜的检测元件。譬如，在进行蒸馏釜运行温度控制时，多数情景是对蒸馏釜装置中温度以及夹套蒸汽的问题进行串级控制。通过串级控制可以有效解决检测元件的滞后性，但是连接过程就会变得相对复杂，并且PID 参数调节将变得相对困难。我们要结合不同工艺的运行特点来选择最合适的检测元件。

（2）控制器的影响及应对方式。在整个回路控制中，控制器是为了确保PID 参数的科学性以及合理性而存在的。在进行控制器参数设定中，我们要对系统运行状况有一个全面彻底的了解，通过系统的实际检测数据来制定合理的调节参数。对于系统的响应效果也要有一个全面的检测，将前一峰值与相邻峰值的比例控制在4:1的范围内，并保证比例度 P 与比例放大倍数 K 之间保持如下关系：P=1/K。当整个过渡状态平稳运行之后，在以加积分的形式进行余差消除，以加微分的形式保证系统的控制质量。首先将P 控制器元件的放大倍数设定为相对较小的数值，通过不断增加K 值来获取最佳的曲线变化趋势。针对 PI 控制器元件，先将积分时间 T1 设置为 0，以纯比例作用调节放大倍数，确保趋近于 4:1 衰减曲线，再降低K 值，调节积分时间 T1 数值直至得到 4:1 衰减曲线。针对PID 控制器元件，先将微分时间 T2 设置为 0，依照 PI 作用试凑出 K 以及 T1 参数，之后通过增大放大倍数，T1 进行适当的减少，对过渡曲线变化趋势进行实时观测，直至获得满意的曲线。在参数整定之前要确保传感器元件以及执行器元件的合理运作，在仪表正常运行的前提下以手动的方式来对测量过程加以把控，以获取更加稳定可靠的参数。并暂时将积分调节关闭，依据以往经验进行K 值设定，要准确得出回路控制采用的方式是否为负反馈控制方式。

（3）控制对象的影响及应对方式。一般来说，控制对象是一个较为完整的系统，但是影响控制对象的因素较为复杂多样。譬如，在对控制反应器中床层温度参数进行把控过程中，进料的温度、质量、催化剂的类型、反应过程的温度变化等都可以影响床层温度参数。若参数变化幅度较小，则可以进行系统自动调节；若变化幅度较大的，则不能进行自动化控制。若是能够选取出合理的操纵参数，并进行适当的人为干预则可以有效的将控制对象参数变化控制在合理范围内。

综上所述，要想对大型化工器械装置仪表自控系统，就要求我们不断的去了解整个产品的生产工艺、相应的器械作业方式以及电气设备运行结构。由于仪表自控系统的复杂性，在排除故障过程中就要进行全方面的检查，结合仪表的结构、工艺、物理参数以及运行特征，通过针对性的故障分析判断来提高仪表故障处理速率，最大程度的减少经济损失。