<ol id="ebnk9"></ol> 
【摘要】石化生產中，常規儀表主要分為四大類，即流量檢測儀表、物位檢測儀表、溫度檢測儀表及壓力檢測儀表，日常維護中，需要工作人員掌握這些儀表的工作原理、構造、性能指標等，同時，還要注重控制系統各個環節的特點、銜接及易發故障節點等，并熟悉相應的工藝流程及介質。本文從一、石油化工行業檢測執行儀表概述，重點的講述了自動化儀表故障分析思路及常規處理措施和方法。
【關鍵詞】石油化工 自動化 儀表故障 分析處理
前言
在石油化工行業中，常規自動化儀表主要包括溫度檢測儀表、流量檢測儀表、壓力檢測儀表、物位檢測儀表等。工作人員在對這些儀表進行日常維護時，必須掌握好儀表的內部構造、工作原理、工作指標和性能等事項，與此同時要加強控制儀表中易發生故障的節點。由于工藝因素和儀表因素均可能是引起自動化儀表故障的因素，所以工作人員要熟悉儀表的工藝流程，及時、準確判斷儀表故障出現的根源，在最為有效地時間內處理故障，確保正常生產，減少故障對生產造成的影響。
一、石油化工行業自動化工業儀表的特點
石油化工行業自動化控制儀表主要特點是采用先進的微電腦芯片及技術減小了體積，并提高了可靠性及抗干擾性能。概括起來主要包括以下幾點：
1.自動化工藝儀表的可編程功能
在控制電路的過程中，硬件軟化可以通過一些接口芯片來進行一個比較復雜的功能控制，它的軟件編程就是以儲存控制程序代替往常的順序控制。如果在這個過程中用硬件代替，則需要一個完備的定時和控制電路。所以，總的來說，如果可以利用軟件置入儀器儀表來代替常規的邏輯電路，則可以極大地簡化了硬件的結構。
2.自動化工業儀表的記憶功能
往常，儀表采用的形式一般都是時序電路和組合邏輯電路，它們只可以在一定的時刻里記憶一些簡單的狀態，但是當下一狀態到來之后，前面記憶到的狀態就完全消失掉了。但自從把微機引入到儀表的應用之后，它的隨機存儲器本來就可以記憶前一狀態中的信息，所以只要一充上電，這些記憶便可以一直被保護存下來，同時還可以記憶其它狀態的信息，再進行信息的重現和處理。
3.自動化工業儀表的計算功能
由于微型計算機是自動配置在自動化儀表中的，因此可以實現高精度的多種復雜計算。在自動化儀表的計算中，我們還可以進行確定極大和極小、被測量的給定先檢測和乘除一個常數等各方面的比較和運算。
4.自動化工業儀表的數據處理功能
在測量中，我們往往會遇到很多問題，例如自檢自校、線性化處理、抗干擾和測量值和工程值的轉換等等。但是因為有了微處理器和軟件，我們都可以很方便地用軟件來處理這些問題。第一，可以極大地減輕軟件的負擔，第二，豐富了處理功能。除此之外，自動化儀表在檢索和優化等方面也是存在極大的功能的。
二、石油化工行業檢測執行儀表概述
1.溫度儀表
石油化工企業的管道內介質溫度和現場生產設備溫度均應在溫度監控的狀態下進行安全生產，一般溫度控制的范圍為-200℃～1800℃，大部分溫度測量均采取接觸式測量方式。在現場溫度儀表中，常規使用的品種包括熱電阻、順貴金屬溫度計、熱電偶等。其中，熱電偶信號和熱電阻往往可以直接與DCS或溫度采集儀器相接入，在現場總線技術日益成熟的情況下，一體化溫度變動器的應用具有較大的發展空間。
2.壓力儀表
在石油化工生產中，壓力控制與安全生產的聯系十分緊密，所以壓力控制一直被企業視為生產管理的重中之重。壓力儀表在生產中可控制的壓力范圍為300MPa左右，對于變動器、壓力傳感器、特種壓力儀表等設備，可以根據生產需要運用多種工作原理，如脈動介質、粉狀、高溫介質、粘稠狀、易結晶介質等壓力測量等，能夠確保較高的測量精確度，現階段，石油化工生產主要使用的壓力儀表包括彈性式、液柱式、活塞式三種類型。
3.物位儀表
通常情況下，石油化工生產采用液位測量的方式，以提高測量的精確度，準確了解被浮力式儀表。物位儀表根據壓力和壓差的不同，其測量放肆也有所不同，主要包括靜電式、雷達式、直讀式、電容式、點接觸式、浮力式、雷達式、輻射式、超聲波式、重錘式、激光式、矩陣渦流式、磁致伸縮式等。在這些測量方式，具備較高測量精確度的方式為磁致伸縮式、雷達式和矩陣渦流式，并且已經在石油化工生產中得到了良好應用。
4.流量儀表
流量參數與溫度、液位、壓力參數共同構成了石油化工行業生產的重要信息數據基礎，所以同樣也必須確保流量參數測量的精確度。在流量考核中要遵循優化和穩定的原則，確保流量儀表能夠準確獲取單位時間內物體有效截面的流體體積、溫度和壓力補償數值，為正常生產提供可靠數據。
三、石油化工行業自動化工業儀表的控制技術
1.常規控制
其實，石化工業自動化的順序控制、批量控制和連續控制等這些基本控制策略是依然不變的，這些我們都可以從電動單元組合儀表、氣動單元組合儀表、常規DCS和新一代DCS的變化中觀察出來。這些控制主要包括很多方面的內容，例如比率調節、均有調節、前饋調節、自動選擇調節、分成調節、串級調節、單回路控制、連續控制、分成調節、非線性調節和自動選擇調節等。但是，PID調節依然是最基礎的。具體來說，就是控制算法和功能塊基本沒有什么變化，而組態能力和控制方案的變化則是最大的。
2.先進控制和優化
在現代化的控制論推動之下，各種各樣的智能化算法呈多樣化。其實除了只能PID控制器之外的其他多變量控制都已經在石化行業和煉油行業實現了生產實踐階段的運用。雖然它的基礎是DCS，但是它既可以是一個軟件包，也是一個獨立的個體。多變量動態過程軟測量技術和模型辨識技術都是和它有著極大的聯系的，多數都是采用PID串級控制和測控相結合的方式。單一油源在煉油廠中的成功率最高，尤其是在卡邊控制上，它的平穩操作基礎的增效效果是最明顯的。
3.人機界面
目前，石化企業的形勢已經不再是一對一的裝置和控制室，二是發展到多個裝置對應一個控制室的形式，并且他們的最終表現是以LCD和CRT顯示屏為主的，偶爾輔以一些顯示儀表和指示燈。鼠標和鍵盤操作為主，觸摸屏和少數旋鈕與按鈕則是輔助工具。工業電視的攝像頭畫面也實現了以DCS代替專用屏的目標。
在DCS的組態過程中，人機界面的操作策略是和控制策略緊緊相伴的。在工位號操作的過程中，細目畫面、趨勢畫面和分組畫面等這類典型的“儀表棒圖”都是可以相伴的，可以快速實現“組態”。但是模擬圖的制作則需要比較謹慎，需要我們按照工藝要求來實現，這些都是關系到報警、優化操作、事故判斷和信息處理能力等人機界面是否能夠取得友好相處的問題。一方面，我們需要提高DCS和HMI等軟件產品的性能，另一方面，我們除了需要控制方案等指標的實現之外，還需要注意控制在系統集成過程中的硬指標的實現，在人機界面這些軟指標方面也需要盡到百分之一的努力，更加需要工作人員樹立無私的服務思想，和工藝操作人員之間進行密切的配合，從而在工藝裝置中實現最完美的操作。
4.安全儀表系統
石化裝置的安全性要求如今越來越備受各方面的關注，主要都是由于連續化和大型化以及工藝過程中易燃易爆等原因引起的。以往的單純又DCS設備來實現安全連鎖保護的方法如今已經不能再滿足企業的需求，所以緊急停車系統的加入顯得尤其重要。自動化儀表基于IEC61508和IEC6151的安全儀表系統（SIS），正極大地滿足了企業的安全需求。
四、自動化儀表故障分析思路及常規處理
石化生產中，常規儀表主要分為四大類，即流量檢測儀表、物位檢測儀表、溫度檢測儀表及壓力檢測儀表，日常維護中，需要工作人員掌握這些儀表的工作原理、構造、性能指標等，同時，還要注重控制系統各個環節的特點、銜接及易發故障節點等，并熟悉相應的工藝流程及介質。因為，通常儀表的異?，F象，可能是由工藝因素、儀表因素或者二者共同引起的。當故障發生時，儀表維護人員需要與工藝人員確認后及時判斷故障發生的根源，以在最短的時間內排出故障，保證生產安全平穩。
1.流量檢查儀表故障分析及處理
流量指示經常會不正常，比如指示偏高、偏低等。
（1）流量控制儀表系統指示到最小時，首先檢查現場檢測儀表指示也最小，則檢查調節閥開度，若調節閥開度為零，則常為調節閥到調節器之間故障。當現場檢測儀表指示最小，調節閥開度正常，故障原因很可能是系統壓力不夠、系統管路堵塞、泵不上量、介質結晶、操作不當等原因造成。若是儀表方面的故障，原因有：孔板差壓流量計可能是正壓引壓導管堵；差壓變送器正壓室漏；機械式流量計時齒輪卡死或過濾網堵等。
（2）流量控制儀表系統指示值達到最大時，則檢測儀表也常常會指示最大。此時可手動遙控調節閥開大或關小，如果流量能降下來則一般為工藝操作原因造成。若流量值降不下來，則是儀表系統的原因造成，檢查流量控制儀表系統的閥門是否動作；檢查儀表測量引壓系統是否正常；檢查儀表信號傳送系統是否正常。
（3）流量控制儀表系統指示值波動較頻繁，可將控制改到手動，如果波動減小，則是儀表方面的原因或是儀表控制參數PID不合適，如果波動仍頻繁，則是工藝操作方便原因造成。
在此我以電動差壓變送器為例（ROSEMOUNT 1151 系列）。儀表保運人員在處理故障時應先向工藝人員了解故障情況，了解工藝情況。
2. 物位檢查儀表故障分析及處理
（1）液位控制儀表系統指示值變化到最大或是最小時，可以先檢查檢測儀表看是否正常，如指示正常，將液位控制改為手動遙控液位，看液位變化情況。如液位可以穩定在一定的范圍，則故障在液位控制系統；如穩不住液位，一般為工藝系統造成的故障，要從工藝方面查找原因。
（2）差壓式液位控制儀表指示和現場直讀式指示儀表指示對不上時，首先檢查現場直讀式指示儀表是否正常，如指示正常，檢查差壓式液位儀表的負壓導壓管封液是否有滲漏；若有滲漏，重新灌封液，調零點；無滲漏，可能是儀表的負遷移量不對了，沖洗調整遷移量使儀表指示正常。
（3）液位控制儀表系統指示值變化波動頻繁時，首先要分析頁面控制對象的容量大小，來分析故障的原因，容量大一般是儀表故障造成。容量小的首先要分析工藝操作情況是否有變化，如有變化很可能是工藝造成的波動頻繁。如沒有變化可能是儀表故障造成的。
以電動浮筒液位變送器為例，當液位指示不正常，偏高或偏低時，首先要了解工藝狀況、工藝介質，搞清楚被測對象是精餾塔、反應釜，還是儲罐、反應器、用浮筒液位計測量液位，往往同時配置玻璃液位計。工藝人員以現存玻璃液位計為參照，判斷電動浮筒液位變送器指示偏高或偏低，因為玻璃液位計比較直觀。
3. 壓力檢查儀表故障分析及處理
當容器壓力指示偏低、偏高或者不變化時，首先要了解被測介質是氣體、液體還是蒸汽，了解簡單的工藝流程。
（1）壓力控制系統儀表指示出現快速振蕩波動時，首先檢查工藝操作有無變化，這種變化多半是工藝操作和調節器PID參數整定不好造成。
（2）壓力控制系統儀表指示出現死線，工藝操作變化了，壓力指示還是不變化，一般故障出現在壓力測量系統中，首先檢查測量引壓導管系統是否有堵的現象，不堵，檢查壓力變送器輸出系統有無變化，有變化，故障初處在控制器測量指示系統。
4. 溫度檢查儀表故障分析及處理
溫度指示不正常通常指指示偏高、偏低或者變化緩慢甚至不變化等。
分析溫度控制儀表系統故障時，首先要注意兩點：該系統儀表多采用電動儀表測量、指示、控制；該系統儀表的測量往往滯后較大。
（1）溫度儀表系統的指示值突然變到最大或最小，一般為儀表系統故障。因為溫度儀表系統測量滯后較大，不會發生突然變化。此時的故障原因多事熱電偶、熱電阻、不暢導線斷線或變送器放大器失靈造成。
（2）溫度控制儀表系統指示出現快速振蕩現象，多為控制參數PID調整不當造成。
（3）溫度控制儀表系統指示出現大幅華南的波動，很可能是由于工藝操作變化引起的，如當時工藝操作誒有變化，則很可能是儀表控制系統本身的故障。
（4）溫度控制系統本身的故障分析步驟：檢查調節閥輸入信號是否變化，輸入信號不變化，調節閥動作，調節閥膜頭膜片漏了；檢查調節閥門定位器輸入信號是否變化，輸入信號不變化，輸出信號變化，定位器有故障；檢查定位器輸入信號有變化，再查調調節器輸出有無變化，如果調節器輸入不變化，輸出變化，此時是調節器本身的故障。
在此以熱電偶為測量元件進行說明。
首先應了解工藝狀況、被測介質的情況以及儀表安裝位置，在氣相還是液相等，可以通過詢問工藝人員來了解。因為是正常生產過程中的故，而非新安裝的電熱偶，所以可以排出熱電偶和補償導線極性接反、熱電偶或補償導線不配套等因素。
5. 簡單控制系統故障分析及處理
在實際生產中，控制系統經常會出現不穩定、輸入信號波動大等現象，為了不影響生產及產品質量，我們必須對此作出及時的判斷和處理。在處理這類故障時，作為儀表保運人員，必須很清楚控制系統的組成情況，在此我以流量on告知系統為例。簡單的流量控制系統由電動差壓變送器、單回路調節器和帶電氣閥門定位器的氣動薄膜調節閥組成；此外，還要了解工藝情況，諸如工藝介質、簡單工藝流程、流量類型以及介質的存在狀態等。
參考文獻：
[1]陳明海.中國石油和化工自動化現狀及發展[J].自動化儀表.2007（28）
[2]高大勇.石油化工行業自動化儀表特點與控制技術分析[J].科技創業家.2013（15）
[3]宋 薇.石油化工企業自動化儀表控制技術的探索[J].黑龍江科技信息.2014（8）
<ol id="ebnk9"></ol>