常见的仪表故障及判断处理

常见的仪表故障及判断处理

一、自动化仪表系统故障的判断思路

由于生产操作管道化、流程化、全封闭等特点，特别是现在的化工企业自动化水平很高，工艺操作与检测仪表密切相关，工艺人员通过检测仪表显示的各类工艺参数,比如反应温度、容器的压力和液位、物料流量、原料的成分等来判断工艺生产是否正常，产品的质量是否合格。仪表指示出现异常现象(指示不变化，不稳定，偏高、偏低等)，本身包含两种因素：一是工艺因素，仪表已经真实准确的反映出工艺异常情况;二是仪表因素,由于仪表(测量系统)某一环节出现故障而导致工艺参数指示与实际不符。这两种因素总是混淆在一起,很难马上判断出故障到底出现在哪里。仪表维护人员要提高仪表故障判断能力,除了对仪表工作原理、结构、性能特点熟悉外，还需熟悉测量系统中每一个环节。在分析现场仪表故障前，要比较透彻地了解相关仪表系统的生产过程、生产工艺情况及条件，了解仪表系统的设计方案、

设计意图，仪表系统的结构、特点、性能及参数要求，要向现场操作工人了解生产的负荷及原料的参数变化情况，查看故障仪表的记录曲线，进行综合分析。总之，分析现场仪表故障原因时，要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化，这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以，我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析，这才能帮助仪表维护人员拓宽思路，有助于分析和判断故障现象，及时查找原因所在，快速排除故障。

二、五大测量参数仪表控制系统故障分析步骤

1、流量控制仪表系统故障分析步骤

过程控制系统中，流量检测和调节是较复杂的系统，流量仪表查故障时，不应仅局限于一次表、二次表、管线、三阀组等几个方面，还应从设计安装和现场工况等进行全面检查。

(1)流量控制仪表系统指示值达到最小时，首先检查现场检测仪表，当现场检测仪表指示也最小，则检查调节阀开度，若调节阀开度为零，则常为调节阀到DCS之间故障。当现场检测仪表指示最小，调节阀开度正常，故障原因工艺方面有系统压力不够、泵堵、系统管路堵塞、冬天开车介质结晶、以及操作不当等原因造成。若是仪表方面的故障，原因有：孔板差压流量计可能是正压引压导管堵；差压变送器正压室漏；机械式流量计是齿轮卡死或过滤网堵等。

(2)流量控制仪表系统指示值达到最大时，则检测仪表也常常会指示最大。此时可手动遥控调节阀开大或关小，如果流量能降下来则一般为工艺操作原因造成。若流量值降不下来，则是仪表系统的原因造成，检查流量控制仪表系统的调节阀是否动作；检查仪表测量引压系统是否正常；检查仪表信号传送系统是否正常。

(3)流量控制仪表系统指示值波动较频繁，可将控制改到手动，如果波动减小，则是仪表方面的原因或是仪表控制参数PID不合适，如果波动仍频繁，则是工艺操作方面原因造成。

主要案例分析

流量指示值波动大。

故障现象：测量水流量的差压孔板流量计指示值波动大，且无规则。

分析与判断：检查差压变送器实际差压值是否波动，不波动排除为控制系统故障，差压流量计本身问题。按前面所述的分析判断方法，可初步判断为引压管线有堵的现象或其他异常。检查引压管线时发现负压室引压管线内部有空气，以致负压管线压力波动大，导致流量波动大。

处理方法：将负压室引压管线气体排尽后，波动现象消失。

2.液位控制仪表系统故障分析步骤

(1)液位控制仪表系统指示值变化到最大或最小时，可以先检查检测仪表看是否正常，如指示正常，将液位控制改为手动遥控液位，看液位变化情况。如液位可以稳定在一定的范围，则故障在液位控制系统；如稳不住液位，一般为工艺系统造成的故障，要从工艺方面查找原因。

(2)差压式液位控制仪表指示和现场直读式指示仪表指示对不上时，首先检查现场直读式指示仪表是否正常，如指示正常，检查差压式液位仪表的负压导压管封液是否有渗漏；若有渗漏，重新灌封液，调零点；有气相压直接引到负压侧的仪表指示值变化到最小时，首先检查差压变送器负压侧集液罐液面是否上升过高，如果上升过高，应及时排液。防止负相导压管灌液最简单的方法，是将负相取压点的位置向上移动，定期检查、排液。（3）电浮筒液位（界位）的测量受介质的影响较大，如有指示偏大或偏小，首先要考虑工艺介质是否有变化，或者介质温度变化造成介质的密度变化，若指示无变化，则考虑介质结晶、结冰、粘稠等原因。

(4)液位控制仪表系统指示值变化波动频繁时，首先要分析液面控制对象的容量大小，来分析故障的原因，容量大一般是仪表故障造成。容量小的

首先要分析工艺操作情况是否有变化，如有变化很可能是工艺造成的波动频繁。如没有变化可能是仪表故障造成或仪表参数整定不当造成。

主要案例分析

分馏塔液位波动大(时高时低)，指示不稳。

工艺过程：由一台液位计与控制室控制系统组成分馏塔液位调节系统。

故障现象：在生产过程中，分馏塔液位指示不稳，时高时低，导致调节系统失调，影响了工艺的正常操作。

分析与判断：分馏塔液位控制系统是保证分馏塔液位控制在有效范围，如果液位高于控制范围高限，将引起压缩机带液，液位低于控制范围低限，那么高压气体进入低压系统，后果将不堪设想。工艺要求该液位调节系统必须灵、准、稳，如果分馏塔液位不稳，则不能达到系统正常控制的目的。根据故障判断思路进行检查，首先把调节系统打在手动位置进行手动调节，看液位是否能稳定下来，从而来判断到底是液位计故障，还是调节器或调节阀故障。通过手动调节，液位逐渐稳定，没有再出现波动。这说明液位计及调节阀没有问题，液位出现波动是由于调节系统的PID 参数设置不当所引起的。

处理方法：把调节系统打在手动位置进行调节，待工艺状况及液位指示稳定后，对调节系统的PID 参数重新整定，然后，把调节系统恢复到自动控制，通过观察记录曲线看PID 参数的设置是否合理。通过对调节系统PID 参数的整定，该问题得到解决。

3、温度控制仪表系统故障分析步骤

温度控制仪表系统故障时，首先要注意两点：该系统仪表多采用电动仪表测量、指示、控制；该系统仪表的测量往往滞后较大。而最主要的特点是滞后较大，因此非正常的快速波动，反映了温度控制仪表系统的故障；另一方面，若长时间温度保持不变，也可能有故障存在。

(1)温度仪表系统的指示值突然变到最大或最小，一般为仪表系统故障。因为温度仪表系统测量滞后较大，不会发生突然变化。此时的故障原因多是热电偶、热电阻、补偿导线断线、短路或变送器失灵造成。

(2)温度控制仪表系统指示出现快速振荡现象，多为控制参数PID 调整不当造成。也可能为线路原因，如在信号传送过程中受到外界干扰。

(3)温度控制仪表系统指示出现大幅缓慢的波动，很可能是由于工艺操作变化引起的，如当时工艺操作没有变化，则很可能是仪表控制系统本身的故障。此时可将调节器由自动切换到手动控制，若波动大大减小，则为调节器故障所致。如故障依旧，应从工艺上查找原因。

(4)温度控制系统本身的故障分析步骤：检查调节阀输入信号是否变化，输入信号不变化，调节阀动作，调节阀膜头膜片漏了；检查调节阀定位器输入信号是否变化，输入信号不变化，输出信号变化，定位器有故障。

主要案例分析

控制室温度指示比现场温度指示低。工艺过程：温度指示调节系统，采用热电偶作为测温元件，除热电偶外，在装置上采用双金属温度计就地显示。

故障现象：控制室温度指示和现场就地温度指示不符，控制室温度指示比现场温度指示低50 ℃。