大型化工裝置儀表自控系統(tǒng)的常見故障處理

許立苗

摘 要：儀表自動(dòng)化技術(shù)在人們的生活中起著重要的作用，它促進(jìn)了我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們?cè)诓煌袠I(yè)的工作中都會(huì)使用由自動(dòng)化技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品，所以儀表自動(dòng)化工業(yè)的發(fā)展和開拓探索范圍需要得到足夠的關(guān)注和重視?；诖?，本文主要探討了大型化工裝置儀表自控系統(tǒng)的常見故障處理。

關(guān)鍵詞：大型化工裝置;儀表自控系統(tǒng);故障處理

引言

在大型化工裝置運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)中，應(yīng)用儀表自控系統(tǒng)需要加強(qiáng)控制故障和檢測儀表故障的處理，保證系統(tǒng)能夠正常工作。實(shí)際對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行處理，需要先根據(jù)系統(tǒng)故障報(bào)警進(jìn)行原因查找，保證故障范圍能夠得到確認(rèn)，然后結(jié)合經(jīng)驗(yàn)對(duì)可能發(fā)生故障的元件或線路進(jìn)行逐一排查。為預(yù)防故障再次發(fā)生，還應(yīng)實(shí)施定期檢修維護(hù)，繼而使系統(tǒng)維持穩(wěn)定運(yùn)行，滿足大型化工裝置管理需求。

1大型化工裝置儀表自控系統(tǒng)的故障類型

1.1 系統(tǒng)控制故障

儀表自控系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，需要通過各種控制器、I/O卡件和硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場裝置的運(yùn)行檢測和控制，以便實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的自動(dòng)化管理。在硬件設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出故障警告。例如在熱電裝置脫硫控制器發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)對(duì)應(yīng)設(shè)備指示燈將亮起，顯示Controllers OFFNET。如果未能及時(shí)進(jìn)行故障處理，系統(tǒng)將無法實(shí)現(xiàn)控制功能。除了硬件故障，系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生軟件故障，如操作員站的操作系統(tǒng)死機(jī)，將導(dǎo)致現(xiàn)場工藝人員無法進(jìn)行生產(chǎn)操作，并引發(fā)主備服務(wù)器自動(dòng)切換，導(dǎo)致系統(tǒng)在服務(wù)器恢復(fù)歷史趨勢時(shí)發(fā)出CDA報(bào)警，影響系統(tǒng)流程性能。系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)和過程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)通訊故障，如網(wǎng)絡(luò)中I/O卡件與控制器的Link發(fā)生故障，將導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常通訊，因此將造成人員無法利用系統(tǒng)實(shí)施現(xiàn)場監(jiān)控管理[1]。

1.2 檢測儀表故障

檢測儀表是自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要組成部分，而儀表自動(dòng)系統(tǒng)的操作與控制現(xiàn)場需要溫度、流量等參數(shù)為基礎(chǔ)，若測量儀表無法正常采集數(shù)據(jù)，整個(gè)自控系統(tǒng)功能無法發(fā)揮。目前，化工裝置儀表自控系統(tǒng)故障主要表現(xiàn)為溫度控制儀、流量控制儀及壓力測量儀等。由于化工生產(chǎn)介質(zhì)種類較多，所使用的的溫度控制儀有不同的使用方法與效果，常見的種類有熱電偶測量儀、熱電阻測量儀及雙金屬溫度控制儀，主要故障有短路與線路腐蝕，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析判斷。而流量測量儀在大型化工裝置中配備較多，且故障比較復(fù)雜，主要表現(xiàn)為讀取波動(dòng)較大、儀表顯示數(shù)值誤差較大等問題，這些問題與工藝介質(zhì)密度差、壓管存在泄漏等有關(guān)。對(duì)于壓力測量儀，其工作原理是內(nèi)部的敏感元件在隨著壓力的變化而產(chǎn)生不同的形變，并將此轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)傳送出去。在系統(tǒng)工作中若儀表發(fā)生外部變形、內(nèi)部元件可感應(yīng)到變化，并以電信號(hào)形式將變化傳遞出去。若儀表內(nèi)膜片發(fā)生膜片破損、壓管存在、銹跡及泄漏等問題，則會(huì)無法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確測量[2]。

2大型化工裝置儀表自控系統(tǒng)的故障處理

2.1 分析與判斷故障原因

在大型化工裝置儀表自控系統(tǒng)中，由于配備了多種現(xiàn)場控制裝置，相應(yīng)的各類故障就層出不窮。若保證故障可以及時(shí)得到妥善解決，需要根據(jù)故障原因?qū)收宵c(diǎn)進(jìn)行排查。由此，在生產(chǎn)過程中需要從細(xì)節(jié)之處對(duì)故障原因進(jìn)行分析，根據(jù)故障原因處理故障點(diǎn)問題。例如，當(dāng)脫硫控制器發(fā)生故障，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，當(dāng)系統(tǒng)顯示系統(tǒng)與控制器連接出現(xiàn)問題，需對(duì)控制器線路及狀態(tài)進(jìn)行檢查。而當(dāng)軟件發(fā)生故障時(shí)需自行通過命令實(shí)現(xiàn)故障復(fù)位。若底板或線路發(fā)生故障，需要將系統(tǒng)控制網(wǎng)路與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與控制器進(jìn)行連接，這樣才能使系統(tǒng)控制裝置復(fù)位。若系統(tǒng)顯示復(fù)位失敗需排查網(wǎng)絡(luò)故障。

若系統(tǒng)發(fā)生故障，可根據(jù)儀表數(shù)值進(jìn)行故障原因的排查，這時(shí)由于系統(tǒng)運(yùn)行根據(jù)儀表顯示數(shù)據(jù)情況執(zhí)行工作，從分析到處理故障可及時(shí)進(jìn)行記錄?；蛘呃肈CS等控制系統(tǒng)信息，準(zhǔn)確判斷儀表自控系統(tǒng)故障原因，尤其是現(xiàn)場儀表自控系統(tǒng)，需要DCS等控制系統(tǒng)提供出有效的利用信息，這樣可以在較短的時(shí)間之內(nèi)判斷出故障的問題與導(dǎo)致的原因。

2.2 逐一排查故障

結(jié)合故障原因?qū)ο嚓P(guān)元件和線路進(jìn)行一一排查，還應(yīng)采取科學(xué)處理措施。如在系統(tǒng)控制器發(fā)生故障后，還應(yīng)先完成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，啟動(dòng)化工生產(chǎn)工藝應(yīng)急預(yù)案，然后由儀表人員對(duì)故障控制器進(jìn)行下電處理，對(duì)控制器展開進(jìn)一步檢查。如果確定控制器因失活發(fā)生了同步丟失，需要對(duì)控制器進(jìn)行重啟激活。在系統(tǒng)發(fā)生軟件故障后，可以自動(dòng)復(fù)位，但要求人員根據(jù)CDA報(bào)警確定系統(tǒng)歷史趨勢能否恢復(fù)。無法顯示歷史趨勢，需要對(duì)操作員站進(jìn)行重啟，保證數(shù)據(jù)得到恢復(fù)。針對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)和過程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行排查，需要根據(jù)I/O Link Status對(duì)故障位置進(jìn)行確認(rèn)，完成網(wǎng)線水晶頭壓接情況、主從站組態(tài)參數(shù)等內(nèi)容的檢查，對(duì)通訊失敗率進(jìn)行復(fù)位，必要時(shí)需要完成通訊系統(tǒng)技改處理，使系統(tǒng)得到冗余配置。針對(duì)儀表故障，還應(yīng)結(jié)合儀表特點(diǎn)進(jìn)行處理。在實(shí)踐工作中，要求人員掌握儀表和對(duì)應(yīng)控制系統(tǒng)的工作條件，結(jié)合儀表使用要求和結(jié)構(gòu)完成故障排查。針對(duì)壓力測量儀表，需要保證連接線路做到緊密連接，應(yīng)確認(rèn)線路、內(nèi)部元件是否發(fā)生磨損、腐蝕等問題，并做好儀表及相關(guān)部件清潔[3]。

2.3加強(qiáng)日常的維護(hù)和修理

由于化工儀表的自動(dòng)化技術(shù)接入，使得其代替了相當(dāng)大一部分的人力勞動(dòng)，變成了化工行業(yè)日常生產(chǎn)的“主力軍”。故而對(duì)于其專屬設(shè)備日常的檢測與維護(hù)顯得尤為重要。因?yàn)橐坏┰O(shè)備出現(xiàn)了問題，那么在自動(dòng)化技術(shù)改進(jìn)下，在生產(chǎn)活動(dòng)中占比重越來越大的設(shè)備本身，就無法進(jìn)行工作。這樣一來，很可能會(huì)影響整個(gè)化工工業(yè)日常的生產(chǎn)活動(dòng)。由于設(shè)備受外界條件的影響較大，極端天氣以及惡劣的環(huán)境氣候都可能會(huì)使得自動(dòng)化的化工儀表進(jìn)入“罷工”狀態(tài)，故而日常的維護(hù)和修理顯得相當(dāng)?shù)闹匾８档米⒁獾氖?，由于任何機(jī)械設(shè)備都是有使用壽命的，在不停的參與日常的生產(chǎn)活動(dòng)的過程中，機(jī)械設(shè)備很可能會(huì)受損，老化乃至無法繼續(xù)進(jìn)行使用。這就需要加強(qiáng)日常的維護(hù)與修理，以便在設(shè)備有可能出現(xiàn)問題之前便做好預(yù)防的準(zhǔn)備，避免不必要的慌亂。

2.4加強(qiáng)有關(guān)人員的專業(yè)素養(yǎng)

由于自動(dòng)化技術(shù)的接入，導(dǎo)致繁復(fù)復(fù)雜的數(shù)據(jù)可以放心大膽的交給自動(dòng)化的化工儀表來進(jìn)行監(jiān)測處理，但這并不代表著人工的完全退出。實(shí)際上，由于自動(dòng)化的技術(shù)給日常的化工生產(chǎn)活動(dòng)帶來了極大的便利，就很有可能導(dǎo)致有關(guān)工作人員的松懈，以致自動(dòng)化儀表在工作過程中出現(xiàn)了問題，也沒能得到及時(shí)的解決。所以從這個(gè)層面上來說，加強(qiáng)有關(guān)人員的專業(yè)素養(yǎng)是很有必要的。而且工作人員不但要有與化工工業(yè)相關(guān)的專業(yè)素養(yǎng)，還要有一定的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化專業(yè)基礎(chǔ)，只有這樣，才能夠在自動(dòng)化的化工儀表出現(xiàn)問題時(shí)，采取較為專業(yè)的措施來進(jìn)行排查和解決，這不僅能夠使得日?；すI(yè)的相關(guān)生產(chǎn)活動(dòng)不受影響，還能夠完美的解決問題，可謂一舉兩得[4]。

結(jié)束語

在化工生產(chǎn)中，針對(duì)大型化工裝置，為保證裝置安全、穩(wěn)定運(yùn)行，需要配備相應(yīng)的儀表自控系統(tǒng)進(jìn)行化工產(chǎn)品生產(chǎn)流程管控，促使生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到提高。但在實(shí)際生產(chǎn)操作中，儀表自控系統(tǒng)可能發(fā)生各類故障。因此，還應(yīng)加強(qiáng)系統(tǒng)故障處理研究，以便使各種故障得到及時(shí)、有效處理，繼而為產(chǎn)品生產(chǎn)安全提供更多保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉宇航，劉振.大型化工裝置儀表自控系統(tǒng)的故障處理[J].化工管理，2018，（10）：163.

[2]孟芳園.基于大型化工裝置儀表自控系統(tǒng)的故障處理分析[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2017，43（11）：129.

[3]王冬.化工裝置的自控儀表安全控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J].中國科技投資，2018，（8）：333.

[4]付大林.化工裝置儀表自控系統(tǒng)常見的故障原因及處理對(duì)策[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（07）：180-181+184.