自动化仪表常见故障诊断

工控资料窝 发表于 2018-04-19 16:11:25 收藏 已收藏
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自动化仪表常见故障诊断

工控资料窝 发表于 2018-04-19 16:11:25

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。

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。

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。

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。

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