电气仪表自动化设备故障与维修技术探究

乔 一

（内蒙古自治区乌兰察布市凉城县市场监督管理局综合执法大队，内蒙古 乌兰察布 013750）

0 引 言

在电气自动化的过程中利用仪器仪表可以确保电气工程实际运行工作的顺利展开。电气自动化的仪器仪表可以提升和延长仪器仪表的使用寿命，确保其工作质量和运行效率。在工业自动化系统的实际运行过程中，可能会受到外界环境和人员等方面的干扰和影响，从而对电气自动化的仪器仪表设备产生一定的损伤和损耗问题，因此需要对仪器仪表做好对应的故障分析工作。仪器设备的长期使用过程中，需要科学地选择对应设备型号，根据实际的功能和外界的环境要求做好多个方面的维护保养工作，以实现精确化的定位和发现故障类型，最大限度地保障仪器设备的精确度，保证生产系统得以科学可持续化的运行。

1 电气仪表概述

随着现代化经济的快速发展，我国工业电气仪表的种类越来越多，涉及流量仪表、压力仪表、液位仪表、温度仪表以及在线分析仪等。根据流量仪表的运行原理，可以划分为质量流量仪和体积流量仪2 个部分。直观的测量方式可以采取质量流量仪，利用计量的方式推导出材料的质量范围。体积流量仪可以对材料内部通过速度进行检测，借助容积法可以进行流量的推导。对所处的环境指标进行测量的时候可以利用压力仪表，根据不同的介质实现针对性的测量，其中包含多种材料介质，如粉状、粘稠状、脉动以及结晶等[1]。主流的压力仪表主要包含了弹性压力测量仪、液柱压力测量仪、活塞压力测量仪。对于材料自身的液位，可以利用液位仪表进行监测，可以借助于浮力、雷达、矩阵涡流以及磁致伸缩等原理来进行监测，每一种监测方式所采用的工作方式也具有一定的区别。温度仪表运行的过程中一般采取热电偶和电热阻等方式加入仪表元器件内部，利用其较为稳定的热敏感程度进行周围生产环境的温度有效测量。仪表的应用可以对实际生产过程进行控制和分析。仪表设备内部可以实现完全的智能化和自动化，和其他的精密仪器设备结合辅助运作，可以达到精确化测量，如质谱仪、气象色谱仪以及液相色谱仪等。

2 电气自动化仪表功能

2.1 智能监控

电气自动化的控制系统可以对生产的过程和生活的实际环境进行有效监控，获取所处环境的信息。传感器可以分为灰尘传感器、温度传感器以及烟雾等类型，利用红外收发器模块实现信号的发射和接收操作，此种类型的仪器设备中收发器的系统信号一般都采用红外线发光二极管进行信号的传输和接收，利用感光性的三极管来作为后续的设备进行应用和操作[2]。在实际的工作过程中，其红外线辐射管可以产生连续性的红外线，接收管接收红外线之后，就需要将其信号输出到单片机。此时，红外线传输管如果产生了遮挡现象，则会阻碍红外线接收管向单片机的信号输出行为。单片机如果产生了中断，则会发出报警信号传输到对应的基站，在这个过程中可以利用智能控制的方式实现无人化的监控环境。

2.2 自动控制和保护功能

在电气自动化仪器设备中，高压和大电流的开关设置的体积较为庞大，可以对系统进行开关的控制。如果设备在运行过程中产生了故障现象，可以进行电源系统的有效控制，这个过程中就需要安装一套自动运行的设备来实现智能化的控制。先进的仪表可以实现自动监测、测量、控制以及微机方面的保护等，确保运行的稳定性和安全性，如计算机自动化技术、信息信号处理技术、电子通信技术、集成测量仪器、信号系统、继电保护以及自动设备等。

2.3 电气自动化仪表管理与维护意义

随着社会经济的不断发展和进步，科学技术不断创新，电气自动化仪器仪表设备应用的零部件的设计越来越复杂，在外界的干扰和影响下很容易产生运行方面的故障[3]。基于此，需要科学合理地进行仪器仪表的维护和管理，针对存在的隐患和问题进行及时的处理和分析，确保仪器仪表可以维持高效的工作状态。如果仪器设备在运行的过程中出现了故障，电气自动化的平稳运行就会受到严重的影响。因此，相关的工作人员需要对仪表设备的相关管理和维护工作进行科学化操作，确保最大限度地降低仪器设备的故障发生概率，同时减少故障维修的过程中所产生的费用。

3 常见的故障分析和判断

3.1 仪器仪表指标的数值偏低或者偏高

仪器仪表的数值偏高或者偏低的现象属于仪器检测中最为常见的故障，如流量仪表、压力仪表、液位仪表以及温度仪表等，甚至还会出现空指针、变化缓慢或者没有变化的指针数值，都属于异常情况。出现指针指示问题的原因包括多个方面，其中最为常见的一个因素是机器的摩擦，主要是指针的轴尖和轴承之间存在的间隙过大，也有可能轴尖出现了歪曲，还有可能出现了轴座的脱落以及指针的变形等，其中表头的活动部位和固定的部位之间如果存在微小的颗粒，则也会导致摩擦增大。如果发现了此类型的问题，都属于机械问题的范围，处理过程中需要拆开表头，清洗各个零件部位，以此来有效减小摩擦力的增加因素[4]。此外，也可以对仪器内部的不同部位进行物理位置的调整，确保表头指针处于正常的运作范围内。

3.2 工艺环节产生的影响因素

在仪器仪表中工艺环节产生的影响非常重大。仪表的正常运作需要在确保自身的工艺完善基础上展开，尤其是需要进行推导测量的数据，在工艺环节的缺陷会造成数值指示的不精准，从而产生一个很大的误差现象。例如，在流量仪表中如果出现了流量不稳定的现象，主要原因是流量产生的实际情况和设计自身产生的偏差相对较大，造成流量在实际的传输过程中产生阻力不均匀的现象，同时在工艺方面也具有两相共存的现象，从而产生了工艺管道的堵塞，甚至导致局部涡流的现象出现，在此种情况下对流量仪表的数据准确程度产生了极为严重的影响。针对此类情况需要全方位排查仪器设备的自身工艺环节，对产生流量堵塞以及不均匀的因素做出合理排查分析，从而进行工艺的合理化调整，最终降低工艺缺陷对仪表的影响。

3.3 外部环境因素影响

外部的环境影响因素会对仪器仪表的腐蚀以及锈蚀现象造成影响。工业环境中涉及的化学用品相对较多，很多的电气仪表仪器设备部件中强酸、强碱、强腐蚀性的化学试剂对其会产生一定的危害和影响，造成仪器仪表的故障，如强酸和强碱会对钢材产生严重的腐蚀现象，可以在短时间内毁坏仪器设备。一般而言，钢材属于仪器仪表的主要制造材料，核心的部件的材料极为特殊，不会产生强碱强酸腐蚀的情况，但是在强碱强酸的环境下对其核心部件也会产生严重的损伤，甚至造成部件的失灵和报废现象，因此需要对仪器仪表的防腐工作不断加强。针对此种问题，一般会利用隔离法的方式进行仪表盘和工作环境的隔离，将其放置于一个单独的监控室内部。在仪表制作的过程中，需要针对性改善实际的工作环境，确保仪表的制作材料具有防腐蚀的特点，保持仪器仪表周围环境良好，以减少由于外部环境给仪器仪表所带来的影响[5]。电气自动化的仪表常见故障如表1 所示。

表1 电气自动化仪表常见故障

4 仪器仪表相关技术

4.1 传感技术

传感技术在工业化的生产信息数据采集的过程属于重要的内容。在仪器仪表的基础功能设计过程，需要借助于传感器技术实现数据的抓取和采集。仪器仪表数据的呈现主要是借助于内部传感器件，仪器仪表的精度控制提升也需要基于传感精度的基础上完成。传感器的性能在有所区别的基础上，在工业的实际生产过程捕获的信息数据质量和数量也会有所区别，对于高性能的仪器仪表设计而言，需要借助于高品质、高水平的传感技术。

4.2 通信模块技术

通信模块技术在工业自动化的生产控制系统内部，仪器仪表一般都属于控制端，收集的数据信息需要在通信模块的基础上传输到控制中心。在对通信模块进行设计的时候，一般都会利用局域网的模式进行连接设计，从而确保仪器仪表的数据信息可以实现互联互通，且传输的准确度可以提升。基于此，进行仪器仪表通信模块设计的时候，可以利用光纤接入的方式来实现电气设备的高效自动化生产。

4.3 人机界面技术

电气自动化仪器仪表控制技术需要重视人机界面的交互技术。当下属于智能化的时代，机器起到了极其重要的作用，人机界面的交互技术实现中需要人的大力支持和参与。除此之外，智能化技术起到了至关重要的作用，工业生产中的智能制造得到了广泛应用，是工业自动化生产的未来发展趋势。仪器仪表属于工业自动化生产的关键设备，利用智能化技术应用可高效且灵活地进行智能化升级改造。

5 结 论

随着现代化经济的不断发展，工业得到了突飞猛进的发展。电气仪表在工业生产上得到了广泛应用，电气仪器仪表的自动化维护保养相当重要。基于此，电气自动化的仪器仪表故障检测中需要全方位地进行分析和研究，做到从里到外、从原理到细节、从外观到内部等确保仪器仪表的正常运行，实现顺利生产、高精度测量、快速便捷操作。结合实际情况选择具体的仪器仪表故障维护保养方法，对仪器设备常见问题做出及时准确的判断，以保障企业的生产效率稳步提升。