趙曉蘭

中核四0四有限公司 甘肅嘉峪關(guān) 732850

在我國經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，化工行業(yè)占據(jù)著至關(guān)重要的地位，不僅有效推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，還與人們的生活有著密不可分的聯(lián)系。當(dāng)前，隨著科技水平的不斷提升，自動(dòng)化技術(shù)得到了極大的發(fā)展，在化工生產(chǎn)中也得到了廣泛的應(yīng)用，極大地促進(jìn)了我國化工生產(chǎn)水平的提升，自動(dòng)化儀表作為化工自動(dòng)化生產(chǎn)中的重要設(shè)備，如何有效地對(duì)其進(jìn)行檢修和維護(hù)，成了制約化工企業(yè)平穩(wěn)進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的重要問題，在這樣的情況下，對(duì)化工企業(yè)自動(dòng)化儀表的檢測和維修展開討論，具有非常重要的積極意義。

1 化工自動(dòng)化儀表概述

化工自動(dòng)化儀表指的是具備儀表功能的自動(dòng)化設(shè)備，其本質(zhì)上是一個(gè)具備信息輸出功能的工具，其主要工作原理在于通過信號(hào)轉(zhuǎn)化的方式，將化工生產(chǎn)過程中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行輸出，以實(shí)現(xiàn)對(duì)化工生產(chǎn)過程準(zhǔn)確地控制?；ぷ詣?dòng)化儀表根據(jù)其功能的不同有不同的分類，在化工生產(chǎn)過程中，主要有溫度儀表、流量儀表、壓力儀表等幾種，均發(fā)揮著非常重要的作用[1]。我國對(duì)化工儀表的應(yīng)用比較早，在傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)過程中，機(jī)械式、感應(yīng)式的儀表應(yīng)用較多，隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化儀表憑借可記憶性以及數(shù)據(jù)處理等功能逐漸替代了傳統(tǒng)的儀表，在現(xiàn)代化工生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。

2 化工自動(dòng)化儀表的特點(diǎn)

化工自動(dòng)化儀表是具有較完善功能的自動(dòng)化技術(shù)工具，一般具有數(shù)種功能，包括測量、顯示、記錄或測量、控制、報(bào)警等。同時(shí)，化工自動(dòng)化儀表本身是一個(gè)系統(tǒng)，也是整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)。

化工自動(dòng)化儀表主要具備以下特點(diǎn)：①種類繁多。除溫度、壓力、流量和物位等熱工參數(shù)外，還有許多與產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)的物性如濃度、酸度、濕度、密度、濁度、熱值以及各種混合氣體成分等參數(shù)[2]。②條件特殊。除常溫、常壓和一般性介質(zhì)外，還有高溫、高壓、深冷、劇毒、易燃、易爆、易結(jié)焦、易結(jié)晶、高黏度及強(qiáng)腐蝕的介質(zhì)。③要求較高。化工參數(shù)變化一般較緩慢，但也有不少劇烈、快速的反應(yīng)過程，要求化工儀表具有快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。④功能強(qiáng)大?？梢詫?duì)化工工程的所有環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，且能夠快速實(shí)現(xiàn)復(fù)雜程度較高的計(jì)算。

3 化工儀表自動(dòng)化控制的主要流程

3.1 儀表的選擇與控制技術(shù)

儀表選取的合理程度直接關(guān)系著化工儀表自動(dòng)化控制的效率效果。例如在需要嚴(yán)格控制溫度的化工生產(chǎn)實(shí)踐中，必須引入溫度儀表進(jìn)行生產(chǎn)溫度數(shù)據(jù)的測量，避免由于溫度過高/過低所導(dǎo)致生產(chǎn)安全事故、化學(xué)反應(yīng)不完全等問題的發(fā)生。在這樣的情況下，應(yīng)當(dāng)選用精準(zhǔn)程度更高的雙金屬溫度計(jì)，保證溫度數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。在進(jìn)行物位測量時(shí)，要參考生產(chǎn)中的物料狀態(tài)完成測量機(jī)的選定，還要加設(shè)不同功能的物位儀表。例如當(dāng)在化工生產(chǎn)中需要測定固體與液體交界面具體位置的情況下，必須要納入物位儀表，以此維護(hù)化工生產(chǎn)的安全性以及效率效果。

3.2 現(xiàn)場自動(dòng)化線路布設(shè)

化工生產(chǎn)中應(yīng)用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)需要現(xiàn)場自動(dòng)化線路的支持，布設(shè)過程中不僅要敷設(shè)實(shí)體線路，還要完成信息化網(wǎng)絡(luò)線路的規(guī)劃?，F(xiàn)場自動(dòng)化線路布設(shè)的要點(diǎn)如下：著重確保自動(dòng)化線路可以實(shí)現(xiàn)所有化工儀表運(yùn)行數(shù)據(jù)信息的采集，且能夠與人機(jī)界面、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)保持暢通連接狀態(tài)[3]；若引入FCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，則可以在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)以及控制回路中加入化工儀表以及化工生產(chǎn)儀器。通過這樣的方式，能夠促使化工儀表運(yùn)行數(shù)據(jù)迅速、準(zhǔn)確地傳遞至人機(jī)界面中，提升相應(yīng)數(shù)據(jù)信息的利用率，并保證化工儀表自動(dòng)化控制的科學(xué)性與實(shí)效性。

3.3 人機(jī)界面處理系統(tǒng)

利用人機(jī)界面處理系統(tǒng)，能夠更為全面地處理現(xiàn)場總線采集到的所有化工儀表運(yùn)行數(shù)據(jù)，并結(jié)合編程系統(tǒng)所發(fā)出的指令完成數(shù)據(jù)反映。例如當(dāng)現(xiàn)場總線中提供的溫度信號(hào)存在過高問題時(shí)，在人機(jī)界面中編寫程序的支持下，可以迅速完成溫度信號(hào)的接收與控制，向相關(guān)工作人員發(fā)出高溫報(bào)警。同時(shí)，依托系統(tǒng)中包含的降溫設(shè)備，自動(dòng)完成高溫問題處理，使得溫度在較短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)至正常水平。

4 化工生產(chǎn)中儀表自動(dòng)化控制常見故障

4.1 溫度儀表故障

溫度儀表常見的故障為示數(shù)不準(zhǔn)確、達(dá)不到工作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致該問題的主要原因有兩個(gè)方面。一方面是由于溫度的示數(shù)變化幅度較高，由于變化的幅度較大導(dǎo)致實(shí)際的溫度讀取的難度增加，進(jìn)而出現(xiàn)了讀數(shù)故障，該故障可能是內(nèi)部連接線路故障，也可能是溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)不足等因素，同樣也會(huì)受到熱電阻、熱電偶的影響而出現(xiàn)錯(cuò)誤[4]。值得注意的是，設(shè)備老化往往會(huì)表現(xiàn)為這個(gè)類型的故障；另外一方面是出現(xiàn)指示針一定程度不穩(wěn)定波動(dòng)問題，該過程主要以工藝偏差為主，包括儀表自身的偏差和溫度檢查設(shè)備的故障等，都會(huì)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行效率產(chǎn)生影響。

4.2 壓力儀表故障

壓力儀表也是化工儀表自動(dòng)化設(shè)備常見儀表之一，主要的故障包括有兩個(gè)方面，一個(gè)是在使用過程中出現(xiàn)指示針大范圍波動(dòng)的情況，此時(shí)顯示的數(shù)值會(huì)發(fā)生變動(dòng)，主要故障原因包括參數(shù)變動(dòng)與內(nèi)部的故障錯(cuò)誤；另外一個(gè)常見故障為指示始終未定值，也就是說在工藝進(jìn)行過程中整個(gè)指數(shù)不會(huì)隨著參數(shù)的波動(dòng)發(fā)生變化，這個(gè)過程中壓力指示的問題一般是取壓點(diǎn)堵塞，或者是工藝實(shí)現(xiàn)過程中出現(xiàn)了局部的凍凝故障，都會(huì)最終導(dǎo)致這個(gè)問題發(fā)生。

4.3 其他類型故障

除了上述提到的故障外，一些其他類型的化工儀表自動(dòng)化設(shè)備也會(huì)出現(xiàn)故障，例如設(shè)備長期使用且處于高負(fù)載狀態(tài)下，就可能出現(xiàn)設(shè)備部件磨損問題，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備故障。此外，電力系統(tǒng)的參數(shù)發(fā)生波動(dòng)也會(huì)對(duì)儀表的自動(dòng)化產(chǎn)生影響，如電力系統(tǒng)電壓波動(dòng)等情況如果經(jīng)常發(fā)生，就會(huì)導(dǎo)致電流參數(shù)異常，超過電氣設(shè)備的額定參數(shù)，進(jìn)而導(dǎo)致各種類型的故障[5]。除此之外，設(shè)備的長期工作環(huán)境也會(huì)影響故障的類型，如果處于潮濕環(huán)境當(dāng)中，則會(huì)出現(xiàn)零部件異常損壞或者老化加速的問題，最終出現(xiàn)元器件短路故障，對(duì)設(shè)備的正常使用產(chǎn)生影響。其他類型的參數(shù)設(shè)備測量要考慮到參數(shù)變化的范圍或者設(shè)備的采購問題，否則也可能成為故障發(fā)生的原因。

5 化工生產(chǎn)儀表自動(dòng)化故障檢測

5.1 故障情況的初步了解

當(dāng)化工企業(yè)自動(dòng)化儀表出現(xiàn)異常需要進(jìn)行檢修的時(shí)候，需要相關(guān)人員對(duì)故障進(jìn)行初步的了解，繼而才能為后續(xù)的檢查和維修做好準(zhǔn)備工作，其所了解的內(nèi)容包括故障部位、故障情況等簡略內(nèi)容，若是重點(diǎn)部位，還要進(jìn)行及時(shí)的初步處理，比如，若實(shí)際壓力正常而壓力儀表參數(shù)變化異常，則要及時(shí)斷開電源并對(duì)其進(jìn)行全面的檢查，避免其參數(shù)被應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)過程中。

5.2 故障的基礎(chǔ)檢查

當(dāng)找到準(zhǔn)確的故障儀表后，就要對(duì)儀表進(jìn)行初步的故障檢查，檢查內(nèi)容和其他機(jī)械故障檢查大同小異，主要包括以下幾個(gè)方面的要點(diǎn)：首先，觀察儀表外觀是否有破損、是否有元器件或者線路脫焊而出現(xiàn)接觸不良等情況，通過觀察法對(duì)故障進(jìn)行初步的排除；其次，檢查儀表內(nèi)部是否有元器件或者線路燒毀情況，其往往伴隨一定的塑料燒焦氣味，可以進(jìn)行清楚的故障排除；再者，向操作人員了解儀表故障的具體情況，比如，儀表故障前后的狀態(tài)等內(nèi)容，以對(duì)故障情況進(jìn)行初步的判斷；需要注意的是，在檢查的過程中，應(yīng)及時(shí)斷開儀表的電源，以確保檢查過程安全，通過初步的基礎(chǔ)檢查后，基本上能夠?qū)x表所發(fā)生的故障詳細(xì)內(nèi)容有初步的了解。

5.3 信號(hào)測量

檢查信號(hào)測量檢測主要是利用測量工具對(duì)儀表的信號(hào)情況進(jìn)行檢測，以確定其故障的準(zhǔn)確部位，常用的信號(hào)測量儀表有示波器、萬用表等多種工具，在實(shí)際的測量過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用需要選擇合適的儀表和測量方式進(jìn)行測量，以萬用表為例，在對(duì)儀表內(nèi)部線路通斷的檢測方面有著非常好的效果，而邏輯筆則常被用來檢測集成電路的邏輯異常。當(dāng)檢測到信號(hào)異常部位后，就可以推斷出故障所發(fā)生的準(zhǔn)確部位原因，繼而采取措施對(duì)其進(jìn)行修復(fù)或者是利用零部件進(jìn)行替換，來完成對(duì)儀表的修復(fù)工作。

5.4 儀表程序故障及恢復(fù)

儀表機(jī)械結(jié)構(gòu)或者電路方面的故障可以通過替換或者維修的方式進(jìn)行修復(fù)，而程序方面的故障則需要從軟件結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行修復(fù)。通常情況下，儀表程序故障多數(shù)是由于受到了電磁干擾而導(dǎo)致的，此時(shí)，可以通過復(fù)位或者重啟操作，觀察其是否能夠正常運(yùn)行，若是故障依舊，則需要檢查儀表程序執(zhí)行是否有錯(cuò)誤、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是否發(fā)生損壞，并進(jìn)行相應(yīng)的排障和維修，使得儀表的數(shù)據(jù)顯示正常。

6 化工生產(chǎn)儀表自動(dòng)化控制維護(hù)措施

化工企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境十分復(fù)雜，而化工自動(dòng)化儀表在生產(chǎn)過程中難免涉及高壓、高溫以及腐蝕、污染等因素的影響，為確保儀表能夠正常運(yùn)行，必須采取一定的維護(hù)策略。

6.1 定期維護(hù)策略

化工自動(dòng)化儀表故障的出現(xiàn)具備一定的突發(fā)性和不可預(yù)見性，為避免突發(fā)狀況對(duì)化工生產(chǎn)造成不可挽回的損失，針對(duì)化工儀表應(yīng)當(dāng)實(shí)行定期的維護(hù)策略，維護(hù)的內(nèi)容包括儀表外部的清潔、儀表顯示情況的檢查等內(nèi)容，通過周期性的儀表狀況檢查分析，確保儀表處于一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)。定位維護(hù)能夠促使化工自動(dòng)化儀表為化工生產(chǎn)提供可靠的保障[6]。

6.2 科學(xué)維護(hù)方案

化工自動(dòng)化儀表是具備較高精密度的信息化設(shè)備，其維護(hù)作業(yè)要建立在科學(xué)維護(hù)方案的基礎(chǔ)上。首先，針對(duì)不同類型的儀表的特點(diǎn)，對(duì)其維護(hù)的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)定；其次，加強(qiáng)儀表維護(hù)經(jīng)驗(yàn)的交流，確保儀表維護(hù)人員水平得到有效的提升；再者，積極利用自動(dòng)化儀表的自檢功能對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行檢查，提高維護(hù)的效率?？茖W(xué)維護(hù)方案是確保儀表維護(hù)工作合理的重要基礎(chǔ)。

7 結(jié)語

綜上所述，實(shí)施科學(xué)合理的化工儀表自動(dòng)化設(shè)備維護(hù)手段，不但可以有效降低設(shè)備的故障發(fā)生率，同時(shí)也可以有效減輕由于故障導(dǎo)致的維修時(shí)間，從而進(jìn)一步改善經(jīng)濟(jì)效益與生產(chǎn)效果。在化工儀表自動(dòng)化設(shè)備實(shí)施維護(hù)過程中，需要積極推進(jìn)化工儀表自動(dòng)化設(shè)備的維修養(yǎng)護(hù)與管理，改善團(tuán)隊(duì)整體水平，完善自動(dòng)化設(shè)備的測試與分析，盡可能滿足化工儀表自動(dòng)化設(shè)備的精度要求，為行業(yè)的穩(wěn)定快速發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。