化工四大系列仪表自动控制系统故障及其维护技术的详细分析

上海自动化仪表在控制技术迅速发展状态下，化工产业逐步优化升级，自动化水平不断提升。为了进一步满足化工企业生产发展需求，化工仪表控制系统也控制方向，完整的化工仪表自动控制系统包含大量控制仪表与设备，即温度、压力、液位、流量、在线分析等控制仪表。为保障自动控制系统运行稳定性析了系统故障及其维护技术。

1 化工仪表自动控制系统分析

化工仪表自动控制系统在实践运用中由许多部分共同构成，基于传感器作为核心，以变送器、显示器、控制器为载体控制装置运行。控制系统的传

工艺装置生产数据信息，并进行测量转换 ；变换器负责传输所获实时数据信息于显示器，然后控制系统详细分析数据，并适度调整生产工艺。一般情况自动控制系统在实践应用中发生故障，极有可能会直接影响工艺参数，造成异常状况，或者在仪表自动控制系统任何环节出现问题，从而引发故障。为了仪表自动控制系统实践应用中存在的故障，优化维护技术，需操作人员全面认识了解自动控制系统原理、性能、生产工艺等各个方面相关属性参数。化工仪表控制系统软件界面

2 化工仪表自动控制系统故障分析

2.1 温度自控仪表故障

(1) 单点热电偶常见故障

shou先热电势值较低，热电偶受潮，绝缘性能变差 ；补偿导线和热电偶极性反向链接 ；线路电阻不够精que。其次热电势值较高，补偿导线与热电

合 ；热电偶电极材料发生质变。

(2) 多点热电偶常见故障

在现代化化工企业中，存在各式各样的大型反应器，为了准确了解认知反应器内部不同分布位置的具体温度，需要使用多点热电偶。对于单点热电热电偶的套管相对偏长，除存在单点热电偶常见故障之外，其自身还存一些特殊性故障。多点热电偶的套管过长，很容易脱落，使得测量温度差异过大。

需于系统停车之后加以清洗或者置换，并重新固定。在热电偶测量反应器处于相同水平面温度的时候，常常会出现一些数据偏差过大，此时需检查是否是现故障，是否需要重新更换模块。在反应器内部介质流速或者密度发生巨大转变时，多点热点偶数据存在偏差，则不认为是仪表出现故障。

(3) 热电阻常见故障

保护管与接线盒发生松动 ；内部热电阻元件出现故障。

2.2 压力自控仪表故障

在化工生产过程中，特别是危险化学品生产时，经常会带有高温、高压、有毒、有害等不良现象，压力则是自动控制系统运行监控的关键参数。基

送器为典型代表的压力控制系统在化工生产中广泛运用，智能压力变送器的应用在很大程度为操作人产进度提供了方便。压力控制系统常见故障是现场压力故障与运行系统故障，在故障出现的时候，需考虑故障性质属于现场故障还是系统故障，并详细核示与系统显示的一致性。系统显示错误、现场仪表显示正常的时候，则需要考虑系统故障，可重启控制系统。现场智能变送器经常出现的故障即输出显示电源线接反或电源电压不满足 24VDC，或者电子线路板损坏。

2.3 流量自控仪表故障

流量自控仪表在自动控制系统应用，主要是为了精que化测量体积与质量等流量。而常用流量仪表仪器则由差压孔板流量计、质量流量计、涡街流量

量仪表使用类型虽然不同，但是都可确保对于参数设置工作的实施。流量仪表的应用，是为了测量生产介质的实际流量，在正常生产过程中，存在流量参动的现象，需要通过自动控制系统实时检测并告警提示，防止仪表故障影响化工生产进程。如果测量后，自动控制系统在实践应用中不存在故障，则需详程中的工艺操作调整，以此强化对其操作调整所采取的规范化、标准化管理。一般流量计在使用过程中，主要基于节流装置生成的压差，通过测量转变为就需要严格管控管路环境，确保正负压信号所获环境与位置相一致，防止数据测量出现严重偏差。整体来讲，在流量控制系统实际应用中，出现的关键问仪表影响，压差间出现不同参数状况，系统管路可能会出现阻塞现象，且在介质检测时会存在各式各样的问题，如果流量数据在检测过程中发生高频波动自动可控状态，并以手动操作调整生产#佳。

2.4 液位自控仪表故障

(1) 磁翻板液位计常见故障

磁翻板液位计即就地液位计，常见故障即浮子卡住 ；浮子与被测介质之间密度不相符。

(2) 浮筒液位计常见故障

实际液位有变化，但无指示或指示不准确 ：引压管堵有脏物 ；浮筒破裂 ；浮筒卡住 ；变送器损坏 ；没有电源。实际液位存在变化，但是没有指示正确，引压管被脏物堵塞 ；浮筒破裂或卡住 ；变送器被损坏 ；没有电源。无液位，但是指示处于#大，浮筒发生脱落，变送器出现故障。无液位，但是小，扭力管断，支撑簧片断裂，变送器发生故障。

(3) 雷达液位计常见故障

雷达液位计主要包括普通液位计与导波液位计两种，其中普通雷达液位计发生异常状况之后，一般需详细检查接线端子紧固状态，并以手动操作设

而导波雷达液位计发生故障之后，不仅需要认真检查接线端子，还需对雷达天线是否存在脏物进行检查。

(4) 差压式位计常见故障

无指示，则架线端子出现松动，变送器被损坏。指示#大或者#小，则正负压侧导压管或者膜片发生损坏 ；正负压侧引压阀被堵塞。指示值偏大或者

动操作设备重新校对变送器的量程。

3 化工仪表自动控制系统维护技术分析

3.1 计算机诊断技术分析

CS3000 属于 DCS 产品，适应于大型或中型化工过程控制，而 HIS 为 CS3000 系统操作站，基于 Windows 操作系统，对系统进行实时监控与过CS3000 系统中，一旦自动控制系统发生故障，便会及时发出告警信息，并详细记录，从而为查询故障点，有效解决故障奠定坚实的技术数据支持。在 C中，告警主要划分为三种，即过程告警、系统告警、操作指导。不同类型告警都具备相应的显示窗口，在化工仪表控制系统出现故障的时候，仪表维护人HIS所提供的告警提示信息评估故障，并及时采取有效措施快速准确消除故障，迅速恢复系统运行，从而提高化工仪表维护效率与水平，确保化工生产运全性。

3.2 冗余技术分析

化工仪表自动控制系统运行过程，冗余技术的运用，在很大程度上提升了系统安全性与可操作性。

(1) 硬件冗余

通过多相同模块或部件拼接，在热备用工作模式下，其中一块保持工作状态，负责系统数据采集、运算、控制输出、网络通讯 ；另一块备用，负责

踪工作卡内部控制状态。工作 / 备用卡件间的正负逻辑是相互排斥的，也就是一个为工作卡，另一个为备用卡，二者之间存在冗余控制电路与信息通讯电两块卡件，并有序运转，以确保输入输出特性的同一性。现代化通讯技术的快速发展在很大程度上促进了冗余技术升级优化，冗余技术包含在线故障检测故障、定位故障、隔离故障、告警故障。故障检测主要包含电源、微处理器、数据通讯链路、数据总线、I/O 状态等等。而故障诊断包含自诊断与相互诊系统出现故障的时候，可无扰动自主切换。冗余技术不仅可帮助维护人员评估判断系统故障，方便及时维护，消除故障点，还可显著提升系统可靠性与稳保化工安全生产。

(2) 软件冗余

软件多重冗余的逻辑表决即冗余系统通过多数原则明确结论的具体过程与方法。就相同介质的测量，可安装两块或更多仪表进行测量，将数据分别统表决，从而明确系统执行状态，冗余表决的实践应用在很大程度上提升了自动控制系统可靠性与稳定性，并降低了非必要设备联锁动作对于化工生产的况下，表决方式主要有二选一表决逻辑、二选二表决逻辑、三选一表决逻辑、三选二表决逻辑。就三选二表决逻辑而言，在正常状态下，三块自动控制仪为 1，只要其中任何两个自动控制仪表组合信号都为 0，那么表决器便会直接命令执行器快速准确执行联锁动作。三选二表决逻辑是相对更为合理的选择免二重化系统无法辨别真伪的不足，任何通道不论出现怎样的故障，系统通过表决之后都可照常运行，从而促使其安全性与可用性处于科学合理的水平状

4 结语

上海自动化仪表化工仪表自动控制系统的普遍应用，对于智能化生产、解放劳动力、有效防范生产事故等具有十分重要的现实意义。在科学技术快速进步发展状态仪表逐步升级优化，仪表控制系统故障点逐渐变多，只有由基础故障着手，逐步累积丰富的经验，学习更多新型技术，对于所遇到的新问题不断探索，才决仪表故障，做好维护工作，从而保障化工仪表自动控制系统稳定有序运行。