设备电气 盘点:自动化仪表常见故诊及维修 [复制链接]

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京东
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。
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01
自动化仪表常见故障诊断

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8 m& C7 }& Q! ^6 \: s+ K" `► 压力传感器
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(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。
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% a  Z  C0 Q6 n, s( d(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。
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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。
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0 K% m) y3 @# }) e" @. I4 v; W/ x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。- f) F# J; Y' X3 O
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(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。4 R3 z+ X" G6 x
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► 流量计8 e# s, o' [7 {% R$ c  h

9 h$ f5 }  Q0 U4 k9 l. Y! R4 c(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。
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3 a8 j# J' u. \6 A; v* n9 @! ](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。
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2 [! O+ Z9 c" s: P4 T(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。0 V$ `6 m+ }( U' Z4 ]( y

1 A' M$ l$ c0 y8 V) k► 温度控制仪表
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9 t, V0 o, Y+ S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。4 d3 ]% n9 ?8 R% [6 [

- D, |0 \" {5 v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。
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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。% F2 C/ {: \- t* K7 Y# I# {7 L
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► 物位仪表故障
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(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。
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% v3 u% C- G8 U; h(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。
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(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。. Y6 h1 X" ^4 v" \$ B

7 D; j8 H- o' }, D# Z. u►微差压变送器零点漂移严重4 r) g3 L4 }- l# G
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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:
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0 b' ]3 [# z; L(1)变送器质量不好;
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(2)导压管路不畅通;% R+ l; @+ z) w8 M3 X5 j% b& n
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(3)温度影响;' f* Z  P7 R$ c* O- f: H+ P8 T0 N
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(4)机械位移影响。; l2 @" Y5 d, i3 \
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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。
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4 t: ^, b$ G, E* t% P►数字温度(K型)仪显示随室温变化; u2 I2 a3 O+ y; H
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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。$ {. m2 L) p* j$ Y, ~7 u+ r- w
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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。) F# i) ?4 J+ A8 O* ~- P

5 b  ~1 U7 j: h; K: t! |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。
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►双法兰液位变送器显示偏高并分时段波动
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8 O. I2 Z( S* W& u/ o/ l0 B5 G' L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:
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) ^; U$ k! r% V. u9 m7 c' J(1)导压管(毛细管)可能泄露;
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(2)介质过于粘稠;
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! E- V2 s$ s' h5 s(3)罐体排气不畅。8 V$ v% v3 ]2 G$ r: a
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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。1 a( i6 }2 X3 s! k7 d$ d

% Y. t7 v, e! g3 l) C8 z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。
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►流量计不显示: A5 d7 Z; U& u, t: @

+ q5 z1 D7 {5 H. L流量计不显示故障处理思路及处理措施:4 q8 p, t0 e; y6 e3 q. c& \% A

# u" P/ K0 A& N6 P/ T. K第一,检查电源接线、电源等级,确保电源等级及接线正确;
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( U0 K% c4 `, E% M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;
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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。- N0 i& J+ I; Y. s0 E% }" V6 Y( J

8 A( U2 u& ]! u2 O- [/ c►调节阀出现故障
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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:# K' y- R, e9 i" t( |4 x; ~

" s$ x1 O- ?2 s6 N# k, z1.阀不动作& k% n* i6 u- o6 c# ?2 r8 R) d
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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。1 ^$ e( ^: k' y2 l0 @! n# w

& G* y, L5 X9 p# k6 O. z+ H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:
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(1)现象:DCS 指令信号无输出,此时需要检查相应的指令线;6 Z# I: \$ T6 a+ N! V# g
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(2)现象:定位器无显示、无输出:此时需要更换定位器;
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(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;( f$ P0 R1 V0 E2 \8 E) ?

/ n1 i& G9 ]" \# J: u7 k/ \(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;
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(5)现象:手轮位置不对:此时需要将手轮调节到释放位置。  z1 J* o$ E2 m- I9 `6 a

+ p  f  q, |$ c3 q) W$ D3 G2.调节阀震荡# K& ]2 [5 `) i: @( y4 }) K: G
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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。! |6 n/ U4 t* X* k. ?

* A8 _1 K- y% F9 _2 W7 E; `3 b% n6 b3.调节阀振动  m2 y4 z4 c, `4 B
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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。
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4.调节阀动作迟缓
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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。
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  P2 w0 k0 j5 }- X9 _- p% ?4 T, G+ {8 w5.调节阀泄漏量大3 j  u. g/ @4 D. B  F8 s' x

% t1 M* G4 E$ u: d) k* e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。$ M2 ?% x. V* N* l

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02
自动化仪表故障诊断方法

) }' q0 i0 T2 T' ~$ m: E7 J; s9 r$ B
3 W8 S* {9 q* i# x$ p► 定义
5 T4 Q" k- G& K" W! r2 H( |0 o+ t8 q8 ~+ d: K5 a/ D
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。! t7 d% N* h  Q/ Y( M

3 f: t9 Z7 l( x► 故障诊断方法
* Y) P7 y! [5 E4 y+ |+ g' S, i. ]1 [' I. ?
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。
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(1)外观检查2 C0 f; H5 T  p7 c0 Q4 L; K7 V! W

: r7 N5 K2 ^: P4 a6 Z6 j* F0 F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。7 B' _* e- B  U  w' Y

' J4 y% U  o* L& r(2)开机检查
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8 X0 l* h1 b$ v, \. t+ Z$ l# W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。
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(3)电压法
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# ?3 {+ j! i9 z; u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。
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(4)断路法
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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。
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03
自动化仪表的维护措施

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# r/ M9 J0 g9 b" p9 T2 q► 仪表方面
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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。
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► 人为方面5 X7 ~, r/ y9 ~

  T2 H9 V0 c9 ?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。
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