自动控制系统中电气仪表的故障及维护

王静，贾风柱

(1.内蒙古荣信化工有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 017000；2.鄂尔多斯市转龙湾煤炭有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 017000)

0 引言

现阶段，在我国经济与科技迅猛发展的社会背景下，电气仪表在整个自动控制系统中发挥着越来越大的作用，这是现代化社会发展下的必然趋势和必然结果。由此可见，全面加强电气仪表的故障分析与维护处理是必不可少的。因此，必须根据具体问题具体分析，从维护与管理两个角度着手，严格规范电气仪表的维护制度，并严格落实相应的维护措施，保障自动化控制系统中电气仪表的性能，有效减少或者避免常见的电气仪表故障问题，切实满足社会发展的实际需求的同时，提高作业的质量和效率，促进经济效益和社会效益的同步发展[1]。

1 电气自动化仪表的管理及维护内容

电气自动化仪表是当前生产的核心与关键所在，其应用与当下社会发展相契合，符合现代化发展的具体要求，对于进一步提高工作质量和工作效率有着积极的意义和深远的影响。与此同时，在我国经济与科技的双重支撑下，自动化电气仪表在性能上做出了极大的改变，有效地避免了传统仪表存在的功能欠缺问题，在很大程度上降低了工作量和工作的难度性，一方面提高了工作的安全性，另一方面为工作人员提供了极大的便利条件。但是，从当前电气自动化仪表的应用现状来看，依然面临着一些局限性和弊端问题，尚未得到科学有效的解决，在管理和维护两个方面相对薄弱，不利于仪表性能的稳定发挥。因此，全方位、多层次、多角度的加强管理和维护是至关重要的。

1.1 定期保养

定期保养对于电气自动化仪表性能的发挥有着重要的意义。此项工作主要安排相应的工作人员对电气仪表进行定期保养，其目的是更好的维护仪表性能。定期保养主要包括清洁、保养和功能养护三个方面。在此过程中，基于电气仪表种类、大小、规格等存在较大的差异性，故而必须每种不同的电气自动仪表进行维护，合理安排维护内容与周期[2]。

1.2 冬季保温

冬季保温是电气自动化管理与维护的一大重要环节，必须予以充分的重视。针对冬季保温管理工作的开展，要求相关工作人员严格按照电气自动化仪表的使用要求，结合其性质特点实现电气自动化仪表温度的科学控制。

1.3 设备防腐

采取保护与预防相结合的方式，最大化地减少客观因素对仪表各个零件的腐蚀与损害。

1.4 防雷保护

最大化地减少或避免电气自动化仪表遭受雷电侵袭的概率，加强保护措施。

2 电气自动化仪表常见故障

2.1 调节阀故障

调节阀故障在电气自动化仪表故障中十分常见。在电气自动化仪表的使用中，调节阀的主要承担的任务是调整相关参数，更好的适应实际需求，确保仪表的高效运转。

2.2 波动故障

众所周知，弹簧刚度与电气自动化仪表波动故障息息相关。一旦弹簧刚度偏小，便会大大降低电气自动化仪表在使用中稳定性，与此同时，调节阀信号也会发出不稳定信号，此时可以判断为波动故障。当电气自动化仪表的阀门固有频率与系统频率吻合，势必会引起共振问题，从而对自动化仪表性能造成极大的伤害，导致仪表报废[3]。

2.3 卡堵故障

从卡堵故障问题的角度来分析，焊渣堵塞、管道生锈是两大重要成因，通常容易发生在节流阀部位。

2.4 系统电源故障

众所周知，电源故障与自动化仪表系统息息相关，从造成该故障的因素角度来看，主要原因是插头接触不良、线路负载不匹配，供电线路事故、元件损坏等方面。

2.5 系统传输故障

数据传输是自动化仪表工作中不可避免的一项工作，且在日常的工作过程中，时常会有新的设备加入。而造成该故障的主要因素就在于这个新加入的设备，进而导致动态数据服务器更新与系统运行发生脱离，出现人机界面死机，导致设备无法正常运行。

2.6 系统干扰故障

在自动化仪表使用过程中，系统干扰故障主要出现在一些复杂的运行环境中，其中，系统屏蔽故障、接地不良是最为常见的两种故障形式，都会导致系统参数出现问题，极大地影响了整体运行的安全性和稳定性。

3 电气自动化仪表管理与维护具体措施

3.1 制定分级管理制度，做好预防性管理工作

电气自动化仪表与日常的生产问题和安全问题息息相关，因此，加强管理和维护就显得尤为重要。在实际使用电气自动化仪表的过程中，仪表与空气是直接接触的关系，故而受外部环境因素的影响相对较大，当仪表所面临的环境条件发生变化时，仪表的安装、运行也会发生相应的改变。此时，为了进一步提高管理和维护的质量和效率，必须根据具体情况具体分析，并安排专业人员对仪表的工作环境进行深入的了解，特别是针对温度、光照和湿度，必须予以足够的重视。与此同时，工作人员应结合实际情况和需求制定有针对性的管理和维护对策，实施分层管理，自上而下，分工明确。在此基础上，相关企业在电气自动化仪表的管理和维护工作中，要不断根据实际情况对分层管理制度作出及时的优化与调整，积极开展预防性管理工作，做到防患于未然。例如：设计主管要定期对电气仪表进行全面的检查与维护，合理安排周期，一般情况下分为每季、每月和每周三大类。同时，也应科学合理的划分管理等级，以电气仪表的性质、功能、损坏程度为基础，针对一些质量好、故障率低、使用率低的仪表实施一级维护，精密仪器等高质量作业实施二级维护，并采取定期或不定期检查的方式进行管理。除此之外，仪表制造商方面也必须予以充分的重视，应进一步加强与管理人员之间的沟通和交流，承担起对应的检修工作。总而言之，分层管理制度是管理的核心与关键所在，也是实现有效预防的重要途径，分层管理制度必须层层落实在电气自动化仪表的使用中，这点是至关重要的[4]。

3.2 提高管理和维护意识

目前，从电气仪表的应用现状来看，其在维护与管理方面依然有所欠缺。由此可见，为进一步促进电气自动化仪表的管理和维护工作的顺利开展，提高管理和维护意识是至关重要的。因此，领导者应树立良好的前瞻性，明确发展方向，从思想上认识到自动化电气仪表维护与管理的重要性，并不断引导管理者和工作人员深度落实，从而有效的延长电气仪表的使用寿命，保证其性能的正常发挥。除此之外，领导人员和管理者应加大沟通和交流力度，加大仪表维护和管理的投入力度，为其提供源源不断的资金支持、技术支持、人才支持，切实提升企业内部的仪表管理和维护水平。

3.3 完善自动化仪表巡检管理，开展定期巡回检查

在自动化仪表日常维护管理中，加强巡检是必不可少的，同时也应进一步加强管理力度，严格落实巡检制度。针对自动化仪表巡检管理，应立足实际，充分结合自动化仪表维护管理制度和实际需求，制定切实可行的巡查计划，确定其范围、路线和流程。在此过程中，针对路线问题，必须在时间合理的基础上，考虑到巡检工作的实际性和效率问题。例如：针对压力变动器等自动化仪表设备，其在使用过程中的频率相对较大，且日常使用过程中非常容易积灰积油，因此，在巡检过程中要特别注意排污加护方面的检查。而针对一些电磁等调节阀和流量计设备，其在冬季保温方面必须予以充分的重视，根据具体问题具体分析，制定详细的、科学的、合理的冬季保温巡检计划，从而更好地确保设备的正常运行。除此之外，定期的巡回检查是加强电气自动化仪表维护和管理中的一大重要环节。

作为一项重点工作，定期巡回检查也应注重方式方法的科学性和合理性，从而最大化的发挥巡回检查的优势与价值，提高实际效果。首先，应配备专业的巡回检查人员，提高其专业性，一方面要求相关工作人员必须明确巡回检查的周期和目的，针对巡检的时间问题，具体可精确到小时，另一方面要求其对电气自动化仪表的功能和特点进行深入的了解，明确巡回检查内容，精确了解电气自动化仪表的运行情况和实际参数。其次，应进一步规范定期巡回检查，制定科学合理的制度体系，并严格落实，细分到每个管理人员和工作人员，并结合相关任务和规定，划分为小组，以便于及时的发现问题、分析问题和解决问题，更好的保障巡检工作的顺利开展。最后，在实际定期巡回的过程中，要根据具体情况具体分析，不断的积累经验和总结经验，做出详细的工作记录，以便参考，切实提升管理和维护的总体水平[5]。

3.4 建立完善的排污方案，开展定期仪表清洁

综合分析电气自动化仪表的故障因素，不难发现，很大一部分的故障因素都与清洁问题直接有关。因此，在开展相应的管理和维护工作时，加强定期的仪表清洁是当前必须解决的一大重要问题。例如：以浮筒液位计为主，由于其直接与外界接触，且在长时间不间断的使用下，空气中的各种杂质和灰尘势必会造成堆积，而自动化电气仪表作为一种高精度仪器，在灰尘的堆积下会对仪表的正常运转造成极大的负面影响，同时在精确度上也在产生了一些偏差。因此，为了避免由于灰尘问题而引发的不利因素，必须切实加强自动化电气仪表的管理力度和维护力度，制定建立完善的排污方案和相应的制度体系，严格规范仪表清洁，定期开展仪表清洁。与此同时，在定期仪表清洁的过程中，要求相关工作人员结合仪表情况，科学规定仪表的检查次数和频率，并做出清洁记录，一方面有助于保证设备性能的正常发挥，另一方面也便于为后期清洁工作的参考。除此之外，在实际清洁工作开展的过程中，也应注重方式方法的合理性，科学选择清洁工具，严格按照仪表类型来确定是否需要清洁，充分明确需要清洁的部位，避免清洁过程中对自动化仪表带来的损害。

3.5 积极应用监测模型分析技术

监测模型技术对于查找故障因素有着积极的作用，近年来受到了极大的推广与应用，大大提升了设备运行的稳定性。从大体上来看，监测模型中监测的途径如下：首先，经过对控制系统的研究，进一步建立数学模型，并对该模型进行预先判断，查找并分析故障因素，最大化的减少运作过程中出现的问题。其次，通过生成的实验数据，获得各种故障的波形图，并对其进行分析，最后对这些故障规则进行总结判断。通过对系统运行中的监测，可以有效发现故障以及隐患，并且可以更好的解决这些问题，提高运行过程中系统的稳定性，减少故障的发生。

3.6 采用周期性维护技术，进行生命周期管理

进一步保障管理和维护的科学化和合理化对于有效降低仪表故障有着重要的意义。在整个全生命周期管理的过程中，仪表管理应贯穿始终，落实到工作的方方面面，从而更好的保障电气自动化仪表的运转。一方面，相关人员首先要了解仪表的性质和特点，对其环境条件作出科学合理的评估，另一方面，应根据具体情况具体分析，制定相应的检修方案，突出维护管理和检修工作的重点和难点，特备是针对温度和湿度、压力等方面。基于此，必须全面加强生命周期管理力度，全方位、多层次、全过程的加大周期性维护技术的应用范围，科学控制实际参数，实现仪表内部环境和外部环境的实时监测，并根据实际条件制定对应的应急管理策略，使得电气自动化仪表可以高效运转。在此基础上，为确保相关仪表自动化设备的有效运行，应该积极采用周期性的维护技术，精细化开展维护工作。首先，针对仪表自动化设备的选型以及安全仪表配置环节必须予以充分的重视，积极引进先进的自动化仪表，进一步保障其稳定性与质量问题。其次，在日常的维护工作中，必须对电气仪表的运行参数作出详细的记录，并根据额定参数信息深度分析和判断按内部元件的更换问题，严格把控元件的质量问题，这点是至关重要的。最后，在周期性维护的工作中，要求相关工作人员明确各个维护周期的工作标准和任务，严格按照周期性维护的制度要求执行工作，提高规范性，在责任范围内灵活、熟练的应用周期维护技术完成自身工作[6]。

3.7 合理运用仪表检修方法

仪表的检修方法在一定程度上关系着仪表运行的优良性，合理的检修方法一方面可以更好的提高检修的质量和效率，降低难度性，另一方面有助于更好的发现自动化电气仪表性能方面的问题，提高其使用寿命。在实际自动化仪表维护工作过程中，首先要确保检修方法的多样性和可选择性，与此同时，相关工作人员应针对电气仪表的性能、型号、规格、材质等因素进行综合分析后，选择最佳的检修方法，进而达到有效应对故障的目的。通常情况下，观察法、信号输入、信号测量、替换法是最为常用的检修方法，受到了社会各界的广泛关注与应用，且效果显著。

首先，观察法要求相关工作人员具备敏锐的洞察能力，要对仪表和工作现场进行仔细观察，判断异声、元件老化、接头松动等问题。其次，信号输人主要是对仪表问题判断提供便利性，通过借助综合校验和DCS显示对回路是否出现故障进行判断。再次，信号测量主要针对一些电阻和电流通断问题进行相应的检修。最后是替换法，该方法为判断是否出现故障提供了强有力的保障。

3.8 制定防雷防腐的措施

防腐措施是电气自动化仪表管理与维护的一大重要环节，必须予以充分的重视。在自动化仪表中含有各种易腐蚀的元件，且由于工作环境问题的特殊性，势必会受到一些强酸、强碱的腐蚀，从而导致仪表性能的下降，造成数据误差或非正常运行问题的发生。因此，在实际的工作过程中，必须切实针对腐蚀元件展开防腐措施，相关工作人员必须树立防腐意识，严格落实防腐措施，特别是针对一些容易腐蚀的元件，必须予以特别的关注。其中，需要特别注意的是雷电腐蚀，进一步优化和完善接地处理，科学使用防雷材料。此外，在元件加工的过程中，应尽可能地选择一些不易腐蚀、耐腐蚀性的材料参与元件的制作和加工，例如一些合金材料或者非金属材料，科学选择元件材质。与此同时，还可以利用一些隔离液体，把腐蚀介质与元件进行有效的隔离，减少腐蚀。

4 结语

综上所述，随着自动化技术的不断发展，自动化电气仪表的优势与价值是不可估量的，具有良好的市场前景和发展潜力。本文从电气自动化仪表的管理及维护内容的角度作为出发点，分析和阐述了电气自动化仪表常见故障，重点对电气自动化仪表管理与维护具体措施展开深入的分析和探讨，进一步明确自动化电气仪表故障的成因，并采取有效措施降低问题隐患，保证自动化仪表的高质量运行。