关于自动化仪表的原理及故障维护的研究

侯福营

摘  要：自動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。

关键词：自动化仪表;原理;故障维护

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 造成化工自动化仪表故障的原因分析

2.1 仪表质量存在缺陷

化工自动化生产对自动化仪表有着较高的应用需求，在应用过程中，经常需要全寿命周期使用，对产品的质量提出了较高的要求，而目前我国化工自动化仪表的生产却没能跟上化工生产的应用需求，产品设计标准较低，质量方面也存在一定的隐患，导致在实际的使用过程中，仪表经常会被污染、腐蚀而损坏，无法确保化工生产过程的安全性。

2.2 仪表安装存在问题

化工自动化仪表的安装需要遵循安装手册所规定的内容和顺序进行，然而，在自动化仪表的实际安装过程中，不按照规定技术和顺序进行安装的情况经常出现，尽管节约了一定的安装成本，但是，却给仪表的准确性造成了很大的影响，加上在安装完成后并未进行调试，使得化工仪表在后期的使用过程中极易出现不稳定的情况，影响化工生产的安全性。

2.3 人为操作冲突故障

化工自动化仪表和传统的仪表在内部结构方面有着本质的区别，其在应用过程中，要求使用者具备一定的信息技术基础知识和一定的实际操作经验，这就给自动化仪表的应用提出了一定的技术门槛。实际应用中，大部门技术人员综合技术素养普遍偏低，无法对自动化仪表进行灵活的应用，在实际的操作过程中，容易出现操作失误而导致仪表内部程序冲突，形成不可挽回的故障。

3 自动化仪表的维护要点

3.1 故障的基础检查

当找到准确的故障仪表后，就要对仪表进行初步的故障检查，检查内容和其他机械故障检查大同小异，主要包括以下几个方面的要点：首先，观察仪表外观是否有破损、是否有元器件或者线路脱焊而出现接触不良等情况，通过观察法对故障进行初步的排除;其次，检查仪表内部是否有元器件或者线路烧毁情况，其往往伴随一定的塑料烧焦气味，可以进行清楚的故障排除;再者，向操作人员了解仪表故障的具体情况，比如，仪表故障前后的状态等内容，以对故障情况进行初步的判断;需要注意的是，在检查的过程中，应及时断开仪表的电源，以确保检查过程安全，通过初步的基础检查后，基本上能够对仪表所发生的故障详细内容有初步的了解。

3.2 信号检测

信号检测通常是指一些仪表应用程序，它们通过返回信号来检测自动化仪表。如今工业现场使用最频繁的仪表主要有万用表等，通过这些检测仪表可以对集成电路中的各个引脚逻辑状态进行检测，检修人员可以利用其检测出各个故障点和故障支路。同时，维护人员必须采用不同的方法进行测量和维护，才能够更好地维护仪表，通过使用不同仪表进行测量，有机组合测量结果，大幅提高检测精度。

3.3 检查电路和程序故障

由于必须长时间打开仪表电源，仪表内部电路和芯片容易因老化而发生故障。维护人员可以额外购买适量芯片作为备品备件，下次芯片更换时可有同型号产品使用。如果更换后仪表上的故障消失，则可以将故障基本定位于之前更换的芯片，操作员需要检查更换下的芯片，排查其可能存在的问题，并制定相应的方案，防止再次发生类似故障。

自动化仪表在使用时也常常出现各类问题，若发现故障，需要操作人员立即将其重启，如果程序再次失败，则需要用新的进行替换，在现场对故障仪表进行维修和编程，以查找故障。

3.4 定期备份仪表程序

相关技术人员必须定期备份仪表程序文件，定期备份是十分重要的常规维护手段，技术人员在定期备份后，将其移交给调试员适当存储。在整个控制体系中，设立特别行政部门，允许授权人员进入内部程序，不同的技术和行政人员有不同的控制措施，授予适当的操作权限。如果需要升级或改进系统，在执行主要软件升级操作之前，必须经单位主管部门的批准，系统的内部程序只有持有特别操作证的人才可以进行相应的操作与修改。

有关技术人员在系统或软件备份过程中，应详细记录备份时间和名称，并立即归档。若在调试过程中系统程序出现问题，系统管理员应利用此前的软件备份进行恢复，并且根据此次问题进一步提出针对性的维护措施。

3.5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。

3.3 信号测量检查

信号测量检测主要是利用测量工具对仪表的信号情况进行检测，以确定其故障的准确部位，常用的信号测量仪表有示波器、万用表等多种工具，在实际的测量过程中，应根据实际使用需要选择合适的仪表和测量方式进行测量，以万用表为例，在对仪表内部线路通断的检测方面有着非常好的效果，而逻辑笔则常被用来检测集成电路的逻辑异常。当检测到信号异常部位后，就可以推断出故障所发生的准确部位原因，继而采取措施对其进行修复或者是利用零部件进行替换，来完成对仪表的修复工作。

总之，自动化技术作为科技水平高度发达的产物，在我国化工生产中得到了广泛的应用，其自动化水平得到了显著的增强，自动化仪表作为化工自动化生产中的重要仪器设备，必须对其进行科学的检修和维护工作，才能保证其稳定的运行状态，从而使其对化工生产效率和生产安全性的提升作用得到充分的发挥。

参考文献：

[1] 罗向东.化工自动化仪表检修与维护措施研究[J].现代制造技术与装备，2020，56（10）：85-86.

[2] 厉卫星.略论化工自动化仪表的检修与维护措施[J].中国设备工程，2018（17）：60-61.

[3] 黄征宇.化工企业自动化仪表常见故障的检修方法探究[J].科技经济导刊，2017（10）：118.