设备电气盘点：自动化仪表常见故诊及维修

查看全部 · 发表于 2021-5-13 10:13:00

自动化仪表是以自动化技术为基础的一种设备，具有测量、记录、显示、报警等功能。在实际生产使用中，工艺陈旧或使用不当均有可能引起仪表故障，使其测量精确度有所降低，不利于生产安全。如何及时发现故障并予以解决，是大家应该考虑的问题。

01

自动化仪表常见故障诊断

► 压力传感器

（1）当压力传感器接口发生漏气时，很可能就会出现实际压力很高，但变送器显示数据却变化不大的现象。引发此故障的原因也有可能是接线错误或电源没有插接好，以及传感器的损坏。

（2）对变送器加压，输出没有变化，再次加压则有变化，泄压后，变送器回不到零位。

造成此故障极有可能是传感器的密封圈出现问题，如传感器拧得过紧，致使密封圈进入引压口，导致传感器堵塞，此时若加压的压力不足，则输出不会变化；当压力超过时，密封圈被冲开，传感器受到压力，则会出现变化。发生此故障时，可拆下传感器，观察零位是否正常，若不正常加以调整，若正常应更换密封圈。

出现不稳定，原因可能是传感器本身出现故障或抗干扰能力较弱。

（4）变送器和指针式压力表出现较大偏差，此现象较为正常，只要将偏差范围控制在规定标准以内即可。

► 流量计

（1）若流量仪表值达到最高，一般现场检测仪表也会显示最高，这时手动调节远程调节阀大小，若流量值减小，说明是工艺问题；若流量值不变，应该是仪表系统的故障，需要检测仪表信号传输系统、测量引压系统等是否存在异常。

（2）若流量指数异常波动，可以将系统由自动控制转到手动，若依然存在波动状况，说明是工艺原因所致；若波动减小，说明是PID参数问题或仪表问题。

（3）若仪表流量达到最低，首先检查现场检测仪表，若现场仪表同样显示最低，则查看调节阀开度，开度为零说明故障发生在流量调节装置上，若开度正常，极有可能是物料结晶、管道阻塞或压力过低所致。若现场仪表正常，说明显示仪表出现问题，其原因通常是机械仪表齿轮卡死、差压变送器正压室渗漏等。

► 温度控制仪表

若仪表指示值变动较大，一直显示最小或最大值，多为系统故障。原因可能是变送器的放大器失灵，或热电阻、补偿导线断线。若仪表指示值快速振荡，极有可能是控制参数PID调整不当。

工业自动化仪表温度指示系统多由热电阻、热电偶等测温元件组成，采集完信号之后，借助变送器将其转为标准信号，然后发送至DCS系统显示出来。当DCS系统出现故障，温度显示为零时，首先应对输入DCS模块信号进行检查，输入信号为4mA，则变送器发出的信号与其一致。

然后应分析仪表故障，测量热电偶的信号，信号正常说明变送器极有可能是故障的发生处，由于变送器故障造成变送器输出信号一直为4mA，导致DCS系统中温度指示值在零位置处。遇此故障，应及时对变送器进行检修处理，若依旧不能恢复，则应考虑更换变送器。

► 物位仪表故障

（1）液位仪表值达最高或最低时，根据现场检测仪表进行判断，若现场仪表正常，则将系统改为手动调控，查看液位是否变动，若液位能够在某一范围内保持稳定，说明是液位控制系统出现问题，反之则是工艺方面的原因。

（2）对于差压式液位仪表，当控制仪表与现场检测仪表的显示数据不符，且现场仪表不存在明显异常时，检查导压管液封是否正常，若存在泄漏现象，补充密封液，仪表归零；若不存在泄漏情况，初步推断是仪表负迁移量出错，需进行校正。

（3）液位控制仪表的数据异常波动时，要根据设备容量分情况进行判断，设备容量大的，通常是仪表出现问题；设备容量小的，要先检查工艺操作，若工艺操作有所变动，极有可能是工艺原因导致的波动，反之就是仪表方面的问题。

►微差压变送器零点漂移严重

当多台微差压变送器出现严重零点漂移，有些出现分时段的规律性时，造成这种现象的主要原因有以下几点：

（1）变送器质量不好；

（2）导压管路不畅通；

（3）温度影响；

（4）机械位移影响。

为了解决这一问题，我们首先要检查导压管路，检测是否有应力的存在，如果发现有较大应力，就要进行应力消除工作。其次，变送器安装不牢固就会产生机械位移，造成变送器零点漂移，因此需要检查变送器安装情况，检查各变送器支架安装是否牢固，如发现部分变送器支架安装不牢固，就需要进行变送器紧固工作，此时故障基本可以被排除。

►数字温度（K型）仪显示随室温变化

补偿回路故障是导致数字仪表随控制室温度变化而变化的主要原因，当出现这一现象时，首先要将仪表通入标准信号判断是否时数显仪出现故障。

如数显仪显示与标准信号存在较大误差，可以判定数显仪存在故障。对数显仪进行维修排除故障后，如数显仪显示依旧随室内温度发生变化，则此时需要检测补偿导线是否存在故障。

如通过测试现场冷端和控制室温差发现与仪表显示误差相当，则可初步判断补偿导线没有补偿作用，此时需要更换补偿进行故障排除。

►双法兰液位变送器显示偏高并分时段波动

对于安装在常压储罐上的双法兰液位变送器，若在仪表设置好后初期显示正常，液位变化时会出现较大误差，静液面时分时段显示波动，此时往往会造成溢液或空罐而造成浪费或影响生产。产生这一故障的原因主要有以下三方面：

（1）导压管（毛细管）可能泄露；

（2）介质过于粘稠；

（3）罐体排气不畅。

进行故障分析时首先要考虑到要液位计不可能堵塞，需要着重分析液位计本身和介质性质，另外还需要考虑环境因素的影响。

从液位计分时段波动的现象可以判断出其对温度敏感，可初步判断可能是罐装的导压介质不正常，毛细管有空隙，然后将负压法兰移至下方观察一段时间，如果情况有所改善，则可以判断出为负压毛细管有气隙，将毛细管拆除后故障即可排除。

►流量计不显示

流量计不显示故障处理思路及处理措施：

第一，检查电源接线、电源等级，确保电源等级及接线正确；

第二，检查显示器插键是否松动，若松动，便需要重新插紧显示器插件；

第三，检查内部变压器或保险管是否烧坏，如烧坏则需要更换变压器或保险。同时要注意转换器向下安装会造成管道中液体向转换器渗漏，造成绝缘下降，甚至短路，因此一定要严格按照转换器安装规程进行正确安装。

►调节阀出现故障

调节阀现场常见问题是阀不动作、震荡、振动、动作迟缓、泄漏量大，下面逐个对这些故障进行分析：

1.阀不动作

第一种现象是无气源、无信号，造成这种现象的原因主要有一下3个方面：气源未打开或气源压力太少；气源含有杂质导致气源管或过滤器、减压阀堵塞；过滤器减压阀堵塞或故障。

第二种现象有气源、无法动作，此时需要根据故障现象进行相应的检修处理：

（1）现象：DCS 指令信号无输出，此时需要检查相应的指令线；

（2）现象：定位器无显示、无输出：此时需要更换定位器；

（3）定位器气路输出泄露：则需要进行焊接工作消除泄露现象；

（4）现象：阀杆或阀芯卡涩、变形：此时需根据实际损坏情况进行处理或更换；

（5）现象：手轮位置不对：此时需要将手轮调节到释放位置。

2.调节阀震荡

当气源压力满足要求，指令信号也稳定，但调节阀的动作仍不稳定时，首先需要检查定位器位置是否正确，并进行相应处理；其次检查定位器自身是否发生故障：若定位器发生故障需要检修或者更换定位器；此外，检查定位器输出管路是否漏气，消除漏气现象；最后检查阀杆运动与接触部分是否顺畅，若不顺畅则需要加润滑剂或重新安装阀杆。

3.调节阀振动

此时可按照故障现象进行相应处理：安装底座不稳：加固底座；附近有振动设备引起：消除振源；阀芯与衬套磨损严重：更换衬套；调节阀选型不对：更换合适的阀门；阀门介质流向与关闭方向相反：改变阀安装方向。

4.调节阀动作迟缓

此时可按照故障现象进行相应处理：气动薄膜执行机构中膜片破损泄漏：更换膜片；执行机构中O型圈破损：更换O 型密封圈；阀体内有粘物堵塞：消除堵塞；阀杆不直导致摩擦阻力大：处理阀杆。

5.调节阀泄漏量大

此时可按照故障现象进行相应处理：阀芯被磨损，内漏严重：消除内漏；阀杠长短不合适，阀未调好关不严：调整阀杆，调整阀；阀体内密封环坏：更换密封环；介质压差太大，执行机构关不严：增大气源，改进执行机构；阀内有异物：清除异物；气源压力低或接头气管漏气：调整气源，消除泄漏。

02

自动化仪表故障诊断方法

► 定义

自动化仪表是指由传感元件组成、具有测量及显示等功能的器具设备，通常由传感器、变送器和显示器构成。因操作简单、精确度和清晰度高，在众多行业被广泛应用。按照用途可分为流量仪表、压力仪表、温度仪表、物料仪表等。

► 故障诊断方法

在使用过程中，自动化仪表可能会出现各种故障，为尽快恢复正常，降低损失，需掌握几种基本的故障判断方法。

（1）外观检查

对仪表的表盘、外壳、指针、旋钮等进行检查，然后检查各种插件和连线，另外还有保险丝、继电器、元件焊点、零部件排列等，观察这些部位是否处于正常状态。

（2）开机检查

观察机内的各发光元件是否正常发光；是否发出异常声音，是否出现冒烟、放电等异常现象，或有焦糊等异味散发；电机等发热元件的温度是否在规定范围内；机械传动部分、齿轮是否整齐啮合，有无变形、磨损或卡死的情况。

（3）电压法

借助万用表测量可能出现故障部分的电压，包括：直流电压测量，如电子管、直流供电电压、集成块各引出角对地电压；交流电压测量，如交流稳压器输出电压。

（4）断路法

在初步判定后，将可能出现故障的部分与整个电路切断，观察故障是否会消失。

03

自动化仪表的维护措施

► 仪表方面

仪表外观表面应时时保持整洁干净，机械滑动部分更应加强重视，一旦有运转不灵活或锈蚀的倾向，应立即对其擦拭、润滑。在化工厂、锅炉房等腐蚀性强、易产生大量粉尘的地方，必须对电机、电位器、传动齿轮等部件进行擦洗检查，变送器、阀门密封、插头插座等均应保持清洁，这是仪表正常工作的基础。

► 人为方面

首先，应有较为健全的仪表检修制度，并能够得以落实；其次检修小组每天都要做好巡视工作；最后，变送器的维护中应重视线性、耐压、变差等指标，将调零弹簧的位置调到最佳处，以便输出信号能均匀沉降，不会出现突跳的情况。