走進儀器儀表科學大講堂
2020-10-30 10:02:36 來自: 鑫爾瑞
走進儀器儀表科學大講堂
吉爾德科技與您一起走進儀器儀表科學大講堂，分享資深儀表人，了解他30年從業來嘔心瀝血總結儀表故障維護之心法，當一臺儀表在運行中發生故障時，應當首先從以下一些方面去考慮：
一：儀表故障發生規律
1、氣動儀表
大部分出在堵、漏、卡三個方面：
（1）堵——因為空氣中含有一定水汽、灰塵和油性雜質，長期運行過程中，會使一些節流部件堵塞或半堵，如放大器節流孔、噴嘴、擋板等處，只要沾上一點灰塵，就會不同程度地引起輸出信號改變。
（2）漏——由于氣動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，在使用數年后容易老化造成泄漏。
（3）卡——因氣信號驅動力矩小，只要某一部位摩擦力增大，均會造成傳動機構卡主或反應遲鈍。常見部位有連桿、指針和其他機械傳動部件。
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、松動以及導線的似斷非斷狀態，均是造成接觸不良的主要原因。
（2）短路——導線的裸露部分相碰，晶體管、電容擊穿是短路的常見現象。
（3）斷路——因儀表引線一般較細，在拉機芯或操作過程中稍有相碰，均會造成斷路，保險絲的燒毀、電氣元件內部斷路也是一個方面。
（4）松脫——主要是機械部分，比如滑線盤、指針、螺釘等，氣動儀表也有類似現象。
二：儀表故障分析思路
現場儀表測量參數一般分為溫度、壓力、流量、液位四大參數。
根據現場測量參數的不同，需要分析不同現場儀表故障所在。
1．首先，在分析現場儀表故障前，要比較透徹地了解相關儀表系統的生產過程、生產工藝情況及條件，了解儀表系統的設計方案、設計意圖，儀表系統的結構、特點、性能及參數要求等。
2．在分析檢查現場儀表系統故障之前，要向現場操作工人了解生產的負荷及原料的參數變化情況，查看故障儀表的記錄曲線，進行綜合分析，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(一點變化也沒有的線稱死線)，或記錄曲線原來為波動，現在突然變成一條直線；故障很可能在儀表系統。因為目前記錄儀表大多是DCS計算機系統，靈敏度非常高，參數的變化能非常靈敏的反應出來。此時可人為地改變一下工藝參數，看曲線變化情況。如不變化，基本斷定是儀表系統出了問題；如有正常變化，基本斷定儀表系統沒有大的問題。
4．變化工藝參數時，發現記錄曲線發生突變或跳到最大或最小，此時的故障也常在儀表系統。
5．故障出現以前儀表記錄曲線一直表現正常，出現波動后記錄曲線變得毫無規律或使系統難以控制，甚至連手動操作也不能控制，此時故障可能是工藝操作系統造成的。
6．當發現DCS顯示儀表不正常時，可以到現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出現故障。
總之，分析現場儀表故障原因時，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場儀表系統故障的原因。所以，我們要從現場儀表系統和工藝操作系統兩個方面綜合考慮、仔細分析，檢查原因所在。
三：儀表故障分析步驟
1、溫度控制儀表系統故障分析步驟
分析溫度控制儀表系統故障時，首先要注意兩點：該系統儀表多采用電動儀表測量、指示、控制；該系統儀表的測量往往滯后較大。
(1)溫度儀表系統的指示值突然變到最大或最小，一般為儀表系統故障。因為溫度儀表系統測量滯后較大，不會發生突然變化。此時的故障原因多是熱電偶、熱電阻、補償導線斷線或變送器放大器失靈造成。
(2)溫度控制儀表系統指示出現快速振蕩現象，多為控制參數PID調整不當造成。
(3)溫度控制儀表系統指示出現大幅緩慢的波動，很可能是由于工藝操作變化引起的，如當時工藝操作沒有變化，則很可能是儀表控制系統本身的故障。
(4)溫度控制系統本身的故障分析步驟：檢查調節閥輸入信號是否變化，輸入信號不變化，調節閥動作，調節閥膜頭膜片漏了；檢查調節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，再查調節器輸出有無變化，如果調節器輸入不變化，輸出變化，此時是調節器本身的故障。
2、壓力控制儀表系統故障分析步驟
(1)壓力控制系統儀表指示出現快速振蕩波動時，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節器PID參數整定不好造成。
(2)壓力控制系統儀表指示出現死線，工藝操作變化了壓力指示還是不變化，一般故障出現在壓力測量系統中，首先檢查測量引壓導管系統是否有堵的現象，不堵，檢查壓力變送器輸出系統有無變化，有變化，故障出在控制器測量指示系統。
3、流量控制儀表系統故障分析步驟
(1)流量控制儀表系統指示值達到最小時，首先檢查現場檢測儀表，如果正常，則故障在顯示儀表。當現場檢測儀表指示也最小，則檢查調節閥開度，若調節閥開度為零，則常為調節閥到調節器之間故障。當現場檢測儀表指示最小，調節閥開度正常，故障原因很可能是系統壓力不夠、系統管路堵塞、泵不上量、介質結晶、操作不當等原因造成。若是儀表方面的故障，原因有：孔板差壓流量計可能是正壓引壓導管堵；差壓變送器正壓室漏；機械式流量計是齒輪卡死或過濾網堵等。
(2)流量控制儀表系統指示值達到最大時，則檢測儀表也常常會指示最大。此時可手動遙控調節閥開大或關小，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，則是儀表系統的原因造成，檢查流量控制儀表系統的調節閥是否動作；檢查儀表測量引壓系統是否正常；檢查儀表信號傳送系統是否正常。
(3)流量控制儀表系統指示值波動較頻繁，可將控制改到手動，如果波動減小，則是儀表方面的原因或是儀表控制參數PID不合適，如果波動仍頻繁，則是工藝操作方面原因造成。
4、液位控制儀表系統故障分析步驟
(1)液位控制儀表系統指示值變化到最大或最小時，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遙控液位，看液位變化情況。如液位可以穩定在一定的范圍，則故障在液位控制系統；如穩不住液位，一般為工藝系統造成的故障，要從工藝方面查找原因。
(2)差壓式液位控制儀表指示和現場直讀式指示儀表指示對不上時，首先檢查現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壓導壓管封液是否有滲漏；若有滲漏，重新灌封液，調零點；無滲漏，可能是儀表的負遷移量不對了，重新調整遷移量使儀表指示正常。
(3)液位控制儀表系統指示值變化波動頻繁時，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頻繁。如沒有變化可能是儀表故障造成。
以上只是現場四大參數單獨控制儀表的現場故障分析，實際現場還有一些復雜的控制回路，如串級控制、分程控制、程序控制、聯鎖控制等等。這些故障的分析就更加復雜，要具體分析。
四：儀表故障判斷方法
現場儀表故障常用的十大判斷方法：
（1）調查法。
通過對故障現象和它產生發展過程的調查了解，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）去觀察發現故障。
（3）斷路法。
將所懷疑的部分與整機或單元電路斷開，看故障可否消失，從而判定故障所在。
（4）短路法。
將所懷疑發生故障的某級電路或元器件暫時短接，觀察故障狀態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(包括交流電網產生的電磁場)，會感應出微弱的低頻電動勢(近幾十至幾百微伏)。當人手接觸到儀器儀表某些電路時，電路就會發生反映，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下數值相比較，從而判斷故障。間接測量不斷開電路，測出電阻上的壓降，根據電阻值計算出近似的電流值，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、先內后外、先機械后線路、先整體后局部；
一般處理方法也有規律可循，下面以一臺電動記錄儀（測量范圍為50~200攝氏度），測量指針跑到終點為例加以說明：
（1）先觀察后動手
當儀表失靈時，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。如果指針緩慢到達終點，一般是工藝原因造成，如果指針突然跑到終點，一般是感溫元件或二次儀表發生故障。在基本確認是儀表故障后，即可開始動手。
（2）先外部后內部
判斷故障究竟是發生在二次儀表的內部還是外部，一般檢查方法是先外部后內部，即先排除儀表接線端子以外的故障，再處理儀表內部故障。如可在電動記錄儀背面短接“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，則為二次表內部故障。
（3）先機械后線路
在生產中發現，一臺儀表機械部分故障的可能性比線路部分多，且機械性故障比較直觀，也容易發現。因此在確認是儀表內部故障需檢查機芯時，應當先檢查機械部分，后查線路部分。機械部分重點查有無卡死，松脫、接觸不良等；線路部分重點 查放大器。
（4）先整體后局部
在排除機械故障的可能性后，就要檢查整個電、氣傳遞放大回路。因線路部分由輸入、比較、變換、放大、輸出、驅動等多級組成，所以首先要縱觀整臺表的現象，大致估計問題出在那一部分。如無法估計，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，迅速而準確地判斷故障出在哪個環節。
六：儀表故障案例解析
01
現場開關閥門12XV0221閥位開關開反饋不到的處理步驟？
（1）辦理工作聯系單。
（2）首先檢查反饋開關外觀是否損壞和閥門是否開到位并聯系工藝給信號檢查閥門動作情況。
（3）打開反饋蓋，檢查接線是否松動，探頭是否偏移，探桿是否晃動。
（4）因反饋為開關量就是常開常閉，可用萬用表的通斷檔或歐姆檔 #200判斷傳感器的好壞，探頭與傳感器轉換是否正常。
（5）檢查供電24V直流電是否供上。傳感器斷開時有18V左右的電壓，閉合時有8V左右的電壓。
（6）如果現場接線分不清時。可以短接任意兩根線，聯系中控是否有開關反饋。
（7）確認無誤后，聯系工藝動作閥門，觀察反饋開關轉動是否正常，反饋信號是否正常。
02
氣化熱風爐點火器現場不打火如何處理？
（1）確定點火控制器電源是否正常。
（2）打開現場操作面板點火按鈕是否損壞。
（3）打開現場PLC控制箱，檢查繼電器是否轉換和接線上的保險是否損壞。 （4）檢查點火控制器里面電容是否燒壞。
（5）點火電纜和點火槍是否接觸不良或有損壞情況。
03
S1103壓力保不住，現場噴吹閥噴吹時間長如何處理？
（1）辦理檢修工作聯系單。
（2）在S1103里面無壓力和噴吹氣源手閥關閉情況下，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，電磁閥組腐蝕情況。
（5）、上述無問題后，如果噴吹時間還長，就將電磁閥組拆下清理。
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