摘要 ：在控制技術(shù)迅速發(fā)展?fàn)顟B(tài)下，化工產(chǎn)業(yè)逐步優(yōu)化升級，自動化水平不斷提升。為了進(jìn)一步滿足化工企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展需求，化工儀表控制系統(tǒng)也開始走向自動控制方向，完整的化工儀表自動控制系統(tǒng)包含大量控制儀表與設(shè)備，即溫度、壓力、液位、流量、在線分析等控制儀表。為保障自動控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，本文詳細(xì)分析了系統(tǒng)故障及其維護(hù)技術(shù)。
1 化工儀表自動控制系統(tǒng)分析
化工儀表自動控制系統(tǒng)在實踐運用中由許多部分共同構(gòu)成，基于傳感器作為核心，以變送器、顯示器、控制器為載體控制裝置運行�？刂葡到y(tǒng)的傳感器負(fù)責(zé)獲取工藝裝置生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行測量轉(zhuǎn)換 ；變換器負(fù)責(zé)傳輸所獲實時數(shù)據(jù)信息于顯示器，然后控制系統(tǒng)詳細(xì)分析數(shù)據(jù)，并適度調(diào)整生產(chǎn)工藝。一般情況下，化工儀表自動控制系統(tǒng)在實踐應(yīng)用中發(fā)生故障，極有可能會直接影響工藝參數(shù)，造成異常狀況，或者在儀表自動控制系統(tǒng)任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，從而引發(fā)故障。為了快速有效解決儀表自動控制系統(tǒng)實踐應(yīng)用中存在的故障，優(yōu)化維護(hù)技術(shù)，需操作人員全面認(rèn)識了解自動控制系統(tǒng)原理、性能、生產(chǎn)工藝等各個方面相關(guān)屬性參數(shù)。
化工儀表控制系統(tǒng)軟件界面
2 化工儀表自動控制系統(tǒng)故障分析
2.1 溫度自控儀表故障
(1) 單點熱電偶常見故障
shou先熱電勢值較低，熱電偶受潮，絕緣性能變差 ；補償導(dǎo)線和熱電偶極性反向鏈接 ；線路電阻不夠精que。其次熱電勢值較高，補償導(dǎo)線與熱電偶類型不相符合 ；熱電偶電極材料發(fā)生質(zhì)變。
(2) 多點熱電偶常見故障
在現(xiàn)代化化工企業(yè)中，存在各式各樣的大型反應(yīng)器，為了準(zhǔn)確了解認(rèn)知反應(yīng)器內(nèi)部不同分布位置的具體溫度，需要使用多點熱電偶。對于單點熱電偶而言，多點熱電偶的套管相對偏長，除存在單點熱電偶常見故障之外，其自身還存一些特殊性故障。多點熱電偶的套管過長，很容易脫落，使得測量溫度差異過大。而且套管脫落需于系統(tǒng)停車之后加以清洗或者置換，并重新固定。在熱電偶測量反應(yīng)器處于相同水平面溫度的時候，常常會出現(xiàn)一些數(shù)據(jù)偏差過大，此時需檢查是否是變送器模塊出現(xiàn)故障，是否需要重新更換模塊。在反應(yīng)器內(nèi)部介質(zhì)流速或者密度發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變時，多點熱點偶數(shù)據(jù)存在偏差，則不認(rèn)為是儀表出現(xiàn)故障。
(3) 熱電阻常見故障
保護(hù)管與接線盒發(fā)生松動 ；內(nèi)部熱電阻元件出現(xiàn)故障。
2.2 壓力自控儀表故障
在化工生產(chǎn)過程中，特別是危險化學(xué)品生產(chǎn)時，經(jīng)常會帶有高溫、高壓、有毒、有害等不良現(xiàn)象，壓力則是自動控制系統(tǒng)運行監(jiān)控的關(guān)鍵參數(shù)。基于智能壓力變送器為典型代表的壓力控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中廣泛運用，智能壓力變送器的應(yīng)用在很大程度為操作人員嚴(yán)格把控生產(chǎn)進(jìn)度提供了方便。壓力控制系統(tǒng)常見故障是現(xiàn)場壓力故障與運行系統(tǒng)故障，在故障出現(xiàn)的時候，需考慮故障性質(zhì)屬于現(xiàn)場故障還是系統(tǒng)故障，并詳細(xì)核驗現(xiàn)場壓力顯示與系統(tǒng)顯示的一致性。系統(tǒng)顯示錯誤、現(xiàn)場儀表顯示正常的時候，則需要考慮系統(tǒng)故障，可重啟控制系統(tǒng)。現(xiàn)場智能變送器經(jīng)常出現(xiàn)的故障即輸出顯示為 0，可認(rèn)為電源線接反或電源電壓不滿足 24VDC，或者電子線路板損壞。
2.3 流量自控儀表故障
流量自控儀表在自動控制系統(tǒng)應(yīng)用，主要是為了精que化測量體積與質(zhì)量等流量。而常用流量儀表儀器則由差壓孔板流量計、質(zhì)量流量計、渦街流量計等等，流量儀表使用類型雖然不同，但是都可確保對于參數(shù)設(shè)置工作的實施。流量儀表的應(yīng)用，是為了測量生產(chǎn)介質(zhì)的實際流量，在正常生產(chǎn)過程中，存在流量參數(shù)出現(xiàn)意外波動的現(xiàn)象，需要通過自動控制系統(tǒng)實時檢測并告警提示，防止儀表故障影響化工生產(chǎn)進(jìn)程。如果測量后，自動控制系統(tǒng)在實踐應(yīng)用中不存在故障，則需詳細(xì)分析生產(chǎn)過程中的工藝操作調(diào)整，以此強化對其操作調(diào)整所采取的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化管理。一般流量計在使用過程中，主要基于節(jié)流裝置生成的壓差，通過測量轉(zhuǎn)變?yōu)榱髁繑?shù)據(jù)，這就需要嚴(yán)格管控管路環(huán)境，確保正負(fù)壓信號所獲環(huán)境與位置相一致，防止數(shù)據(jù)測量出現(xiàn)嚴(yán)重偏差。整體來講，在流量控制系統(tǒng)實際應(yīng)用中，出現(xiàn)的關(guān)鍵問題在于受流量儀表影響，壓差間出現(xiàn)不同參數(shù)狀況，系統(tǒng)管路可能會出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象，且在介質(zhì)檢測時會存在各式各樣的問題，如果流量數(shù)據(jù)在檢測過程中發(fā)生高頻波動，需適度改變自動可控狀態(tài)，并以手動操作調(diào)整生產(chǎn)#佳。
2.4 液位自控儀表故障
(1) 磁翻板液位計常見故障
磁翻板液位計即就地液位計，常見故障即浮子卡住 ；浮子與被測介質(zhì)之間密度不相符。
(2) 浮筒液位計常見故障
實際液位有變化，但無指示或指示不準(zhǔn)確 ：引壓管堵有臟物 ；浮筒破裂 ；浮筒卡住 ；變送器損壞 ；沒有電源。實際液位存在變化，但是沒有指示，或者指示不正確，引壓管被臟物堵塞 ；浮筒破裂或卡住 ；變送器被損壞 ；沒有電源。無液位，但是指示處于#大，浮筒發(fā)生脫落，變送器出現(xiàn)故障。無液位，但是指示處于#小，扭力管斷，支撐簧片斷裂，變送器發(fā)生故障。
(3) 雷達(dá)液位計常見故障
雷達(dá)液位計主要包括普通液位計與導(dǎo)波液位計兩種，其中普通雷達(dá)液位計發(fā)生異常狀況之后，一般需詳細(xì)檢查接線端子緊固狀態(tài)，并以手動操作設(shè)備打點測試 ；而導(dǎo)波雷達(dá)液位計發(fā)生故障之后，不僅需要認(rèn)真檢查接線端子，還需對雷達(dá)天線是否存在臟物進(jìn)行檢查。
(4) 差壓式位計常見故障
無指示，則架線端子出現(xiàn)松動，變送器被損壞。指示#大或者#小，則正負(fù)壓側(cè)導(dǎo)壓管或者膜片發(fā)生損壞 ；正負(fù)壓側(cè)引壓閥被堵塞。指示值偏大或者偏小，則以手動操作設(shè)備重新校對變送器的量程。
3 化工儀表自動控制系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)分析
3.1 計算機(jī)診斷技術(shù)分析
CS3000 屬于 DCS 產(chǎn)品，適應(yīng)于大型或中型化工過程控制，而 HIS 為 CS3000 系統(tǒng)操作站，基于 Windows 操作系統(tǒng)，對系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)控與過程操作。在 CS3000 系統(tǒng)中，一旦自動控制系統(tǒng)發(fā)生故障，便會及時發(fā)出告警信息，并詳細(xì)記錄，從而為查詢故障點，有效解決故障奠定堅實的技術(shù)數(shù)據(jù)支持。在 CS3000 系統(tǒng)中，告警主要劃分為三種，即過程告警、系統(tǒng)告警、操作指導(dǎo)。不同類型告警都具備相應(yīng)的顯示窗口，在化工儀表控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，儀表維護(hù)人員便可基于 HIS所提供的告警提示信息評估故障，并及時采取有效措施快速準(zhǔn)確消除故障，迅速恢復(fù)系統(tǒng)運行，從而提高化工儀表維護(hù)效率與水平，確�；どa(chǎn)運行穩(wěn)定性與安全性。
3.2 冗余技術(shù)分析
化工儀表自動控制系統(tǒng)運行過程，冗余技術(shù)的運用，在很大程度上提升了系統(tǒng)安全性與可操作性。
(1) 硬件冗余
通過多相同模塊或部件拼接，在熱備用工作模式下，其中一塊保持工作狀態(tài)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、運算、控制輸出、網(wǎng)絡(luò)通訊 ；另一塊備用，負(fù)責(zé)全過程實時跟蹤工作卡內(nèi)部控制狀態(tài)。工作 / 備用卡件間的正負(fù)邏輯是相互排斥的，也就是一個為工作卡，另一個為備用卡，二者之間存在冗余控制電路與信息通訊電路，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)兩塊卡件，并有序運轉(zhuǎn)，以確保輸入輸出特性的同一性�，F(xiàn)代化通訊技術(shù)的快速發(fā)展在很大程度上促進(jìn)了冗余技術(shù)升級優(yōu)化，冗余技術(shù)包含在線故障檢測技術(shù)，可發(fā)現(xiàn)故障、定位故障、隔離故障、告警故障。故障檢測主要包含電源、微處理器、數(shù)據(jù)通訊鏈路、數(shù)據(jù)總線、I/O 狀態(tài)等等。而故障診斷包含自診斷與相互診斷，自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，可無擾動自主切換。冗余技術(shù)不僅可幫助維護(hù)人員評估判斷系統(tǒng)故障，方便及時維護(hù)，消除故障點，還可顯著提升系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性，從而確�；ぐ踩a(chǎn)。
(2) 軟件冗余
軟件多重冗余的邏輯表決即冗余系統(tǒng)通過多數(shù)原則明確結(jié)論的具體過程與方法。就相同介質(zhì)的測量，可安裝兩塊或更多儀表進(jìn)行測量，將數(shù)據(jù)分別傳輸于冗余系統(tǒng)表決，從而明確系統(tǒng)執(zhí)行狀態(tài)，冗余表決的實踐應(yīng)用在很大程度上提升了自動控制系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性，并降低了非必要設(shè)備聯(lián)鎖動作對于化工生產(chǎn)的影響。通常情況下，表決方式主要有二選一表決邏輯、二選二表決邏輯、三選一表決邏輯、三選二表決邏輯。就三選二表決邏輯而言，在正常狀態(tài)下，三塊自動控制儀表狀態(tài)都顯示為 1，只要其中任何兩個自動控制儀表組合信號都為 0，那么表決器便會直接命令執(zhí)行器快速準(zhǔn)確執(zhí)行聯(lián)鎖動作。三選二表決邏輯是相對更為合理的選擇，其不可以避免二重化系統(tǒng)無法辨別真?zhèn)蔚牟蛔�，任何通道不論出現(xiàn)怎樣的故障，系統(tǒng)通過表決之后都可照常運行，從而促使其安全性與可用性處于科學(xué)合理的水平狀態(tài)下。
4 結(jié)語
化工儀表自動控制系統(tǒng)的普遍應(yīng)用，對于智能化生產(chǎn)、解放勞動力、有效防范生產(chǎn)事故等具有十分重要的現(xiàn)實意義。在科學(xué)技術(shù)快速進(jìn)步發(fā)展?fàn)顟B(tài)下，化工控制儀表逐步升級優(yōu)化，儀表控制系統(tǒng)故障點逐漸變多，只有由基礎(chǔ)故障著手，逐步累積豐富的經(jīng)驗，學(xué)習(xí)更多新型技術(shù)，對于所遇到的新問題不斷探索，才能夠更好地解決儀表故障，做好維護(hù)工作，從而保障化工儀表自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定有序運行。
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