仪表自动化设备故障与维护技术

李瑞波，刘凤国，李鹏飞

（1.渤海石油装备新世纪机械制造公司，天津 300280；2.渤海石油装备钻采装备销售公司，天津 300280）

0 引言

仪表自动化设备维护直接与工厂生产效率和安全息息相关，相关人员要将设备维护作为长期工作，工厂也要加强设备故障检修力度，并落实日常巡检措施和定期维护策略，如此仪表设备自动化优势才能显现在生产流程中。

1 仪表自动化设备常见故障及检修分析

1.1 温度控制仪表系统

该种仪表设备出现故障时，仪表测量的数据不能体现及时性、准确性特点。相关人员在设备检修中，除了要检查仪表显示器数值外，还要对指针运转速度进行观察，如果出现失稳且快速振动行为，相关人员便要将检查重点放在数字电视中，该故障便是由此元件失常引发的[1]。在生产应用中，仪表设备会受到生产工艺的影响，此时故障表现为仪表指针转动范围变小，且波动速度也会下降。在确定故障原因后，相关人员还要找到具体的故障点，可以通过调节控制阀达到目的，因为该操作可对输出信号进行反映，如果在控制阀得到调节的条件下，仪表输出信号依旧如初，则证明故障点不在信号所在处。要制定针对性较强的维护措施，相关人员还要对该种仪表进行详细了解。

1.2 压力控制仪表系统

该仪表设备出现的故障类型有：①生产工艺操作失误引发的故障，该故障会使仪表不正常运转，甚至出现振动现象。相关人员可以对数字电视参数进行检查，其可以对故障进行控制，所以相关人员还要根据测量结果，对参数进行校正。②测量系统中出现的故障，该故障虽然不会对改变仪表显示器数值，但仪表测量的参数记录曲线会显示为一条死线[2]。在确定具体的故障点时，相关人员可以借助引压管设置，该设置的堵漏行为会反映相关的故障信息，该信息对应点便是故障点。

1.3 流量控制仪表系统

流量控制仪表系统在正常运行状态下，其指示值一般不会为零，一旦发现显示数值为零，相关人员要将系统连接的仪表以及显示仪表作为重点检查对象，前者没有故障表现，故障点便在后者中。如果指示值过高，甚至指向最大值，相关人员则要将引压系统作为检查对象，该系统运行失常便会造成这种故障行为。此外还要对流量控制系统的指示值变化情况进行观察监测，指示值在有限时间内波动次数较多，则证明故障与工艺操作流程有关，相关人员还要将工艺生产流程优化作为故障维护检修的措施。

1.4 液位控制仪表系统

仪表设备在正常运行状态下，其指示值不会处于极端状态，这意味着测量指标正常，否则相关人员则需要对仪表参数进行检查调整。液压位置可以反映仪表运行情况，所以相关人员可以对操作过程中的液位进行检查，液压位置变化信息可以反映故障点，相关人员可直接根据该信息确定具体的故障来源[3]。如果液位变化范围在许可范围内，则需要对液压控制系统进行检修维护，如果液位失稳，变化范围不确定，则需要对操作工艺进行调整。在故障检修中，导压管也是重点检查对象，但其检查过程不是很方便，所以相关人员需要查看液位指示数值是否与现场指标相差无几，如果两者一致，则证明导压管没有出现泄漏故障。液位容量变化也可以反映相关故障，这些都要纳入到故障检修方案中。

2 仪表自动化设备维护措施

2.1 仪表自动化设备的生命周期维护

设备维护工作不仅是为了保证设备运行正常，还在于延长设备的使用寿命。仪表自动化设备功能不同，应用的生产流程和生产环境也不同，环境中的空气污染程度、设备内部介质性质等自然也有差异，所以仪表设备的生命周期有长短之分。要延长设备使用周期，还需要从仪表设备应用的实际环境分析入手，如此仪表维护措施才有实际意义。

在对设备运行周期进行研究时，需要站在经济和技术角度上，计算维护成本，测算设备使用寿命，相关人员完全可以将这些数据作为设备维护管理量化分析的参考依据[4]。在量化分析基础上，相关人员可以制定设备故障的预防措施和应急方案，这些措施都可以延长设备使用周期。仪表自动化设备内部每种组成结构都有可能出现故障，相关人员可以对设备进行精细划分，通过分化结构故障维护来使设备整体运行正常。这些结构包括测量仪表、控制系统以及执行机构，相关预防维护措施如下。

（1）测量仪表维护。相关人员首先要了解仪表的基本信息，如功能和运行原理等，将这种仪表应用在生产环境中，然后对仪表的表现进行观察，对其常见故障以及出现频率最多的故障进行观察记录，然后找到易发故障点位置、原因以及预防策略。测量仪表装置功能不同，在生产应用中的重要程度也不同，相关人员要重点关注关键设备，计算其平均无故障时间，然后制定维护计划，确定维护频率。普通仪表设备维护则遵循正常维修计划要求。

（2）控制系统类维护措施。DCS（Distributed Control System，分布式控制系统）设备是自动化设备中的控制单元，该单元虽然与自诊断报警装置相连，但要发挥自动保护作用，还需要控制单元运行正常，维护人员还要将DCS作为重点维护对象[5]。在维护检修中，主要将其安装在良好的运行环境中，并利用冗余装置来保证回路受控。

（3）执行机构维护措施。这里主要指调节控制阀，该种阀门可对仪表元件运行过程进行控制，其功能多元，应用广泛，所以其出现故障的概率也最大，相关人员还要针对阀门故障采取预防性措施。在控制阀故障分析研究基础上，确定故障类型、易发生位置、原因等。另外工作人员还要规范自身操作行为，使控制阀得到有效的维护保养。

2.2 仪表设备预防性维护措施

利用TPM（Total Productive Maintenance，全员生产维护）来加强设备管理，使各种故障都能得到有效预防。TPM建立在实践基础上，相关人员要通过不断实践、观察来总结仪表自动化设备的运行规律和故障发生情况，只有对一切了如指掌，采取的措施才能对故障起到预防作用。在TNPM（Total Normalized Productive Maintenance，全面规范化生产维护）模式下，相关人员要遵循相关步骤落实预防措施，在日常巡检中，观察各种仪表自动化设备，了解其运行状况，观察其构造。将巡检中获得的信息集合在一起，进行总结观察，找到可以优化的点。根据优化线索，提出方案，该方案内容主要针对操作行为、维护以及保养工作等。方案还要明确工作准则。落实维修计划，并对仪表设备的维护情况进行动态管理监督，如果出现问题，该问题将会成为维护方案继续优化的切入点。然后再实践，再优化。

在制定仪表自动化设备必预防性措施时，还要保证该措施的规范性，工业企业需要遵循国家的相关规范制定设备的维护规范，并建立设备维护长期有效机制。在日常生产中，相关人员也要做好设备运行跟踪监督工作，并根据回馈信息，制定维护计划，使仪表设备得到定期预见性维护。在设备维护中，制定的方案一定要科学合理，如此其才能在设备维护保养中发挥重要价值[6]。

2.3 采用有效的仪表设备维护管理模式

仪表自动化设备要长期正常运行，还需要配合检查管理。企业要采取有效的管理模式，使设备管理水平提升，出现故障隐患的几率减小。在该管理模式下，企业要颁布巡回检查制度、岗位轮换制度以及责任制度等，使设备得到定期维护和不定期抽检。基于此，还要采取分级管理模式，使设备在层层维护管理中，消除故障隐患。

3 结语

仪表自动化设备必须保持正常灵敏，其才能在安全风险规避中起到重要作用。仪表设备应用环境比较危险恶劣，这会加快设备质损现象的出现，工厂必须建立设备维护制度和管理制度，还要加强人员培训，使人员都能参与到设备维护中。另外相关人员还要对维护技术进行创新优化，使设备隐患都能被及时发现解决，仪表设备本身也需要升级，相关人员可以将多种先进技术集成到设备系统中。