仪表自动化设备故障与维护技术

张建业

（浙江石油化工有限公司，浙江舟山 316200）

在工业建设过程中，仪表自动化设备主要应用于企业的生产环节，能够实时显示和记录生产工艺参数，并对其进行控制和监测，能够充分提升企业生产活动的效率和质量。为了充分发挥仪表自动化设备的作用，应当深入分析和探讨仪表自动化设备在运行过程中存在的故障，加强日常管理和生命周期的维护工作，使仪表自动化设备的运行和维护工作更加规范化，从而提升企业的经济效益。

1 仪表自动化设备故障问题分析

仪表自动化设备在现代自动化技术应用过程中发挥着重要的作用，能够使企业的工作人员更加直观地观测生产设备运行的状态。然而，在仪表自动化设备运行过程中，可能会存在数值极端或非常规数值频出的问题，若不及时对其进行检查和维修，容易给后续的生产运行工作造成较大的危害，最终导致企业经济受到一定的损失。

1.1 液位控制仪表

对于液位控制仪表来说，由于其内部液压位置与仪表数值及运行状态存在紧密地联系，若在运行过程中存在上述问题，必须要在第一时间采取有效的措施进行检测和维修，确定其故障产生的原因，从而采取针对性的解决措施。

引起液位控制仪表出现故障的主要原因有以下2个方面：①液位控制仪表的液压仍然保持在相应区间内，并且存在一定的变化，应当将整个控制系统作为重点检查和维修对象；②若无法确定液位控制仪表的变化区间，应当对整个操作环节进行调整，从而解决液位控制仪表的故障问题。此外，针对液位控制仪表导压管的故障检查，可以采用数值对比的方式，将仪表液位数值与实际分析数值进行对比，从而判断是否为导压管的故障。

1.2 流量控制仪表

流量控制仪表作为仪表自动化设备重要的组成部分，能够通过设备的指示值来判断仪表是否处于正常的运行状态。若指示值显示为非零数字时，则可以判断其处于正常的运行状态；若指示值显示为零时，则可以判断其处于异常的运行状态，需要对仪表内部进行检查，从而深入探究其存在的故障问题。

通常需要对流量控制仪表的以下两个方面进行检查，从而明确其故障产生原因：①连接仪表。技术人员对连接仪表进行检查，若连接仪表处于正常的运行状态，则需要将显示仪表作为重点的检查对象。②显示仪表。通过对显示仪表的数值进行分析，若其数值较高，则可以判断是引压系统出现故障，需要对其进行深入的检查。同时，技术人员还需要定时观察显示仪表，判断其在规定时间段内的变化情况，若其变化十分频繁，则可以判断是技术人员操作或运行流程出现问题，应当采取针对性的措施来进行优化和调整。

1.3 温度控制仪表

温度控制仪表的显示数据容易出现失真的问题，主要原因是温度控制仪表内部存在故障。因此，对于温度控制仪表的检查和维护工作应当主要针对显示器，通过将显示器的数值进行校对，并且将显示器指针偏转速度作为依据，判断显示器是否存在问题。若显示器指针偏转存在明显的失衡，需要对其进行系统的检查，分析数值显示装置是否存在问题。同时，应当明确造成数值异常的原因，从而针对性地制定解决对策，确保温度控制仪表能够处于正常的运行状态。

1.4 压力控制仪表

在生产过程中，由于压力的逐渐变化，仪表指针的死线会导致无法获得压力值。造成指针大幅度波动的原因是在压力控制仪表使用前，技术人员未能对仪表进行校正而引发的，还有就是管道震动过大，没有安装耐震压力表。此外，压力控制仪表内部装置问题同样会引发相同的现象，且死线的产生也是在测量过程中压力介质冻结所引发的。

对压力控制仪表自身的故障进行分析：①压力控制器部分（例气动调节阀），需要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，定位器故障；检查定位器输入信号是否变化，再查调节器输出是否有变化，若调节器输入无变化，输出变化，则为调节器自身故障。②4～20 mA 输出问题。一般仪表自动化设备的信号电流均为4～20 mA，针对此种问题引发的故障，可以通过检查仪表的输出是否有4～20 mA 的输出，如果有输出并且输出的电流值和压力变送器的量程的比例是对等的，那就说明压力变送器输出没有故障，需要检查系统的输入端。如果没有输出4～20 mA 就说明仪表的输出有问题，就要从仪表的输出入手。此外压力仪表存在零点漂移问题，具体问题根据实际安装区域和安装地点来消除误差。

1.5 调节阀卡堵、波动

调节阀卡堵和波动故障主要由以下几个方面造成：①由于调节阀内部隔膜调节阀膜片出现泄漏，导致调节阀门处于失效或开关状态，若调节阀由于此原因造成故障，则技术人员需要更换其膜片，才能够确保调节阀的正常运行；②由于仪表自动化设备的控制频率与调节阀控制频率存在差异，导致调节阀出现波动，可以通过更换调节阀门定位器的方式，确保调节阀能够正常运行；③由于调节阀运行过程中，流体长时间冲刷阀芯，导致调节阀阀门出现内漏，因此技术人员需要更换阀芯，确保调节阀能够正常运行。

2 仪表自动化设备维护技术探究

2.1 加强设备日常管理维护

为了使仪表自动化设备能够在企业生产过程中正常运行，需要加强对设备的日常管理维护工作，充分提升企业生产效率和质量，最大程度上避免或降低仪表自动化设备因故障问题而给企业造成的损失。由于工业生产企业的规模逐渐扩大，使用的仪表自动化设备数量越来越多，给企业技术人员及检修人员的工作造成一定的困难。为了确保仪表自动化设备的运行能够满足企业生产活动的需求，应当不断优化和调整仪表自动化设备的日常管理模式。

（1）企业相关技术人员可以根据日常巡回检查制度，对仪表自动化设备展开分级管理。由于不同仪器自动化设备出现故障的原因存在差异，因此可以将仪表自动化设备的维护分为一级维护、二级维护和全体维护，将设备根据生产区域进行划分，并明确每一台设备的责任人。明确仪表自动化设备的责任分工，能够有效改善企业整体的设备维护工作，提升设备维护水平，从而最大程度上减少影响设备正常运行的故障因素。同时，通过制定科学的设备维护方案，从而使各生产区域的主管工程师明确自身的任务职责。

（2）对仪表自动化设备进行日常检测，提升技术人员对仪表自动化设备的维护重视程度，组建高质量的设备故障检修和维护队伍，确保仪表自动化设备能够处于正常的运行状态，延长其使用寿命。

（3）由于不同仪表自动化设备的运行环境不同，因此需要重视对于特殊环境的维护工作，及时发现设备存在的故障问题，并制定相应的解决措施。

2.2 注重设备生命周期维护

根据仪表自动化设备的生命周期进行维护，能够有效提高仪表自动化设备的使用寿命。由于仪表自动化设备的外部接触空气环境、内部介质环境以及仪表安装位置存在差异，即便是同一台仪表自动化设备，也会由于工作环境的差异，导致其使用寿命不同。因此，为了解决仪表自动化设备受到工作环境影响较大的问题，应当深入分析和探究其生命周期在当前工作环境中的状态，采取针对性的措施，最大程度上延长仪表自动化设备的使用寿命，确保设备能够在企业生产过程中处于正常的运行状态。

应当结合科学的理论基础以及实际工作经验，深入分析仪表自动化设备的生命周期成本，预测设备的生命周期，从而制定相应的仪表设备维护管理计划。针对企业常见的几类仪表自动化设备，展开针对性的生命周期维护工作：①测量仪表。在企业生产运行过程中，测量仪表主要对生产环境的温度、空气湿度、压力等进行测量。因此，在测量仪表的维护过程中，需要首先分析在同一工作环境下容易造成的故障类型及主要原因，针对性地采取相应的预防和解决措施。要根据设备的工作强度及重要性进行分类，针对关键性设备进行严格检查，确保各种类型的仪表设备能够正常运行。②控制系统设备。一般情况下，企业使用的控制系统可靠性较高、故障较少，应当将控制系统的报警设备设置在系统周边的安全区域，提升控制系统的使用寿命。③执行机构。在企业实际生产过程中，由于仪表调节阀应用范围较广，因此容易受到诸多影响因素的限制，导致其出现较多的故障，应当加大对执行机构部分的维护重视程度，从而有效提升其使用寿命。

2.3 加强设备预防性的维护

为了充分提升仪表自动化设备的运行水平，要加强对设备的预防性维护，最大程度上提高维护工作的效率及质量。

（1）可以采用TPM 等规范化的生产维护方式，严格规范制定、执行、效果评估和优化等环节的工作，不断完善和调整仪表自动化设备的检查和维护措施，使维护工作能够高质量、高效率地完成。同时，为了充分发挥TPM 生产维护方式的作用，应当根据不同仪表设备的实际运行情况进行分析，确保此生产维护方式能够满足实际仪表设备的生产需求。具体TPM维护工作可以从以下3个方面进行：①在进入企业生产现场时，需要了解设备实际运行环境及运行状态；②结合仪表自动化设备实际运行情况和产生故障的原因，深入分析和探索故障产生规律，从中获得维护经验；③规范仪表设备的维护工作，针对设备保养、维修和操作等环节制定严格的规范标准。

（2）可以采用自动化诊断技术，在仪表自动化设备中安装动态化监测设备和诊断设备，实现对仪表设备运行全过程的监控，并结合监控结果进行诊断，及时发现设备运行过程中存在的问题，从而针对性地开展维护工作。

（3）应当对仪表自动化设备进行规范化管理，结合企业的生产规模、生产流程以及仪表自动化设备的运行环境，选择合理的仪表设备，全面分析其型号、价格、质量及性能等因素，确保仪表自动化设备能够具有较高的性价比，并提升仪表设备的使用寿命。

2.4 明确维护工作的侧重点

由于仪表自动化设备的工作较为复杂，因此需要专业的技术人员开展维护管理工作，并且明确维护工作的侧重点，尽可能地提升企业的经济效益。应当对重点生产环节进行维护和保养，将仪表自动化设备的闭环调节系统和运行系统进行重点维护和保养。

（1）对于闭环调节系统，需要对其自动模式进行控制，若在系统检查过程中存在问题，应当及时将自动模式转化为手动模式，从而减少其给整体生产工作造成的影响。同时，要对相关生产工艺进行调整，结合整体数据进行分析，制定相应的维护方案，使设备能够快速投入使用。

（2）对于运行系统，企业应当选择专业的技术人员进行检查和维护工作，充分提升自身的维护意识，并且与企业经济效益和个人利益相结合，最大程度上避免对企业造成的损失。

2.5 提升技术人员专业素质

由于仪表自动化设备的检测和维护工作需要较高的专业技术水平，因此企业需要加强对相关技术人员的培养和管控，将技术人员的专业技术水平与维护工作成果相结合，重视对技术人才的培养和管理。企业要不断优化和调整人才培训工作，加大对教育培训方面的投入，充分提升企业技术人员的专业素质。要加大对人才的引进工作，及时向高校和社会招纳专业化人才，不断提升仪表自动化设备检查与维护队伍的整体素质。

3 结束语

仪表自动化设备的应用在工业建设中发挥着重要的作用，由于在实际运行过程中，仪表自动化设备存在较多的问题，严重影响到仪表的安全运行。因此，为了延长仪表自动化设备的使用寿命，应当加大对故障分析的重视程度，不断提升技术人员的安全维护意识及专业技能，明确维护工作的侧重点，制定针对性的解决对策，确保仪表自动化设备能够安全可靠的运行。