关于自动化仪表的原理及故障维护的研究

（中国原子能科学研究院 北京 102488）

引言

自动化仪表在工业当中的应用越来越普遍，其能够通过测量、显示、记录、控制等功能，对工业生产当中的关键设备进行安全保障，使其能够稳定的运行，从而提高工业企业的生产效率，为企业带来更多的经济效益。而自动化仪表的故障出现是来源于各方面因素的影响而导致的，而对其的影响是不可控的，那么就需要对设备进行故障维护，来降低出现故障的概率，避免由于故障而对企业所造成的直接损失。而要想明确自动化仪表的故障发生原因首先就需要对仪表的原理进行分析，从而有针对性的进行故障维护，在其还未对企业造成经济损失时，就对故障进行解决。

1.自动化仪表的原理

自动化仪表是由许多自动化元件所构成的一种自动化技术工具，其中通过传感器、变速器和显示器等元件能够实现测量记录，显示控制等功能。即由于安装方便，操作简单，且在精度与清晰度上，都有着较大的优势，因此在工业领域受到了众多企业的青睐，能够有效的提高工作效率。

自动化仪表在工业领域当中的应用主要是有温度仪表，压力仪表，物件仪表，流量仪表等一些过程分析仪表。而在自动化仪表当中所应用的自动化元件难免会出现故障问题，而由于自动化仪表当中的各个元件以及控制线路等在结构方面都较为复杂，因此对其进行维修时就会较为困难。那么其在工业领域当中的应用，对自动化仪表的原理进行研究，对其故障原因进行分析，从而进行故障的排查以及日常维护工作是非常重要的，这样才能够降低自动化仪表出现故障的概率，保证工业企业在生产过程当中的正常运行。

2.自动化仪表的常见故障

（1）温度仪表。温度仪表的常见故障主要原因通常为电阻或补偿导线等出现问题，而且系统出现故障的体现为，温度控制仪表的数据出现偏差。因此要想知道温度仪表是否出现故障对其的指示值变化进行判断就可得知。而在温度控制仪表当中所出现的指示值出现偏差，情况分为两种，第一，是由于PID参数调整不合理而造成的仪表数值指示值不稳定，并且在快速的震荡。第二，是由于仪表本身所出现故障，或者是在操作过程中由于操作不规范而导致的仪表指示值的的波动变化较大，并且较为缓慢。

（2）压力仪表。压力仪表的常见故障有指针不动、指针抖动、指针不归零、指示不正确等。而指针不动的主要原因，可能是旋塞未开或者是压力表所连接的纯水管堵塞等原因。指针抖动的原因可能是由于有损坏，或中心柱两端弯曲、轴两段转动不同心等原因造成的。只是不正确，其主要体现在超出了允许误差范围，而其主要原因在于弹簧管因为温度过高或者过载，而产生的变形或是旋塞泄漏等原因造成的。因此在压力仪表当中判断其是否故障时首先是根据仪表上的指针来确定其故障范围，然后再进行排查，进行维修。

（3）流量仪表。流量仪表在故障排查时与上两者的判断相同，都是通过指针指示值来进行判断的。但在故障判断上与上两者直接相比存在着较为复杂的程度。在对流量仪表进行故障排查时，如果其指示值显示为最小，那么，首先判断是否是由于显示仪表不正常而导致的。如果显示仪表一切正常，那么接下来便是对调节阀的开度进行检查，若两者都正常，那么就需要工作人员对系统的压力以及管路的通畅程度进行逐一排查等，当然在这些基础上要能够保证操作的正确性。而如果由于流量仪表本身而出现故障，其主要原因可能是由于差压变送器正压泄漏或是由于过滤网堵塞而造成的。若在流量仪表上，其指示值显示为最大，那么其主要可能是由于操作错误或是调节阀开关度不合理而导致的故障等。

（4）液位仪表。通常情况下液位仪表的指示值不正常，都是由于仪表本身而造成的。那么在故障排查的过程当中，如果仪表本身并没有出现故障，那么操作人员可以通过手动控制液位来判断是否是控制系统出现问题而导致的仪表指示值不正常。如何判断是否是液位控制系统出现问题，就需要在遥控的过程当中去发现其是否跟着操作人员的遥控而发生变化，若长久保持稳定，那么就可判定液位控制系统出现问题。相反如果液位不稳定，那么便可能是工艺故障。

3.自动化仪表的日常维护

(1)科学化管理制度

对自动化仪表的日常维护，首先需要制定维护管理制度，让企业当中的仪表维护工作落实到个人，从而使维护工作能够正式开展。第一，企业可以根据自身的实际状况来制定巡回检查制度，对仪表的检查，制定检查周期以及负责人等，在所规定的时间内进行针对性的检查，并且进行记录。这样通过对仪表的检查，能够发现其中的潜在问题，并给予相应的解决方案，以及策略等，将故障发生扼杀在摇篮之中。使仪表的维护工作能够发挥出其真正的作用。另外在巡回检查制度当中，还要制定相关的要求，提高维护工作开展的效率和质量。第二，企业可以制定分级管理仪表设备的工作内容，在常规检查的基础上，对仪表进行分级的管理，提高仪表维护的重点的同时降低维护工作的工作量。这样一来便能够有效的提高仪表维护的工作效率。那么在其中，对仪表的维护工作开展，首先需要针对各个负责区域内的重要仪表设备进行故障排查等基础管理工作，在发现问题时应当及时的进行科学有效的处理，防止发生故障。若故障已经发生，那么相关的管理人员就要能够承担起维修责任，对其进行及时的补救措施，降低故障对企业所造成的损失。

(2)提高仪表使用年限

科学合理的管理制度，能够有效的提高仪表使用年限，这对于企业来说能够降低企业的维护成本。那么在对仪表进行日常维护工作开展过程当中，就需要采用科学合理的措施来提高仪表的使用年限。从仪表所处的环境进行分析对环境的温度、压力等结合仪表的材质对其进行专项的维护。因此针对不同的仪表以及不同的作用就需要以不同的使用与维护方法来进行工作的开展。那么再对仪表进行维护时，就需要根据不同仪表的使用程度，以及所处环境来制定出仪表检查的规定以及检查内容，从而根据科学合理的判断明确仪表是否出现故障，故障所出现的根本原因等等做出科学合理的判断后，采用专业的处理方法进行预防，使仪表的使用年限得到有效的提高，发挥出维修工作的作用。

4.自动化仪表维护策略

对自动化仪表进行维护时，首先维护工作人员要能够具备科学严谨的态度来进行仪表维护工作。这样才能够使维护工作开展更加有效。那么企业首先就需要对工作人员开展相关的管理培训，提高仪表检查技术以及工作人员的业务素质，让其在具备仪表故障分析能力的同时，对仪表的故障作出科学的判断。在判断的过程当中，时刻保持着严谨的态度，不放过任何一个细节，使故障无处可逃。当仪表出现故障后，工作人员也能够通过自身的专业技能来对其采用科学合理的故障排除措施或解决措施，来降低故障对企业所造成的影响。

(1)温度低时的维护工作

外部原因当中的温度对仪表维护工作的开展有着很大的影响。尤其是在寒冷的天气当中对仪表维护工作的开展便会增大。为了防止温度较低对仪表造成影响，那么，对仪表日常维护工作的工作人员就需要将重点放于检测仪表的保温和伴热功能上。自动化仪表的温度和伴热功能通常是取决于其保温材料的情况，那么在日常维护的检查过程当中对仪表的保温材料完好程度，以及仪表的切合程度来检查仪表的保温功能，在对其进行判断后采用合理的措施进行维护，降低温度过低对仪表造成的损坏，使其丧失正常的保温功能。

(2)仪表的防雷维护

仪表的防雷维护主要是防止自然环境当中的雷击对仪表造成的损害，导致仪表出现故障。为了能够防止雷击所造成的伤害在对仪表进行维护时，首先就需要做好其屏蔽雷电的措施。例如可以利用屏蔽体来对仪表做到防护的作用，屏蔽体本身能够预防雷电所带来的伤害，有效的阻止电磁脉冲能量的传播，从而对仪表起到保护作用。其次，将仪表与接地金属进行连接，当仪表遭到雷击时将雷电所带来的能量导入地下，有效的避免雷击损坏仪表。或是将两者共同应用到仪表的防雷维护当中，从而大大降低雷电对仪表所带来的影响。

(3)仪表的防腐维护

由于自动化仪表本身就由若干的自动化元件构成的，而其中任何元件的损坏都会导致仪表出现故障。因此在仪表当中就需要对其中的元件进行防腐蚀维护。在仪表所处的环境当中，如果有一些腐蚀性的气体，那么就会对仪表当中的元件造成损坏，使其丧失正常的使用功能。那么首先可以采用隔离防护的措施，对仪表设置隔离层或在其中注入保护气体，来将其与腐蚀性的气体进行隔绝。其次还可以采用特殊的材料，例如一些合金材料等来起到防腐的作用。

5.结语

综上所述，自动化仪表在当前工业企业当中的应用是非常普遍的，也是非常重要的。那么对其仪表的故障维护，也就有着非常重要的意义。企业需要制定相关的仪表日常维护管理制度，来提高仪表的使用年限，降低仪表故障发生的概率，从而提高自动化在企业生产当中的推进。