化工仪表及自动化控制系统常见问题与对策研究
赵忠宝
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赵忠宝,. 化工仪表及自动化控制系统常见问题与对策研究[J]. 中国仪器,20251. DOI:10.12721/ccn.2025.157008.
摘要: 为解决化工仪表及自动化控制系统应用环节存在的故障异常频发、检修维护不及时问题,规避由此引发的系统停机时间过长风险,保证化工生产系统的正常运行,文章进行了深入系统探究。先分析化工仪表常见问题及对策,围绕温度仪表、压力仪表、液位仪表以及流量仪表展开探讨,然后归纳化工自动化控制系统常见问题及对策,针对DCS异常跳闸、网络异常等问题给出建议,希望能为化工仪表及自动化控制系统的应用提供借鉴。
关键词: 化工仪表;自动化控制系统;故障维修
DOI:10.12721/ccn.2025.157008
基金资助:

0引言

化工仪表及自动化控制系统是化工生产活动中极为重要的基础设施,能够为生产过程中的温度、压力等参数的实时检测和及时调整提供强大支持。近年来我国市场经济平稳发展,各种先进的技术手段不断涌现出来,为各行业领域的崛起注入了活力。化工产业受到驱动和滋养,同样步入了高质量发展新阶段,化工生产中对于自动化技术的融合应用更加娴熟和广泛。如何提高自动化系统运行安全性和高效性,如何优化化工仪表及自动化控制系统维保效果,成为了诸多建设者、管理者关注的焦点问题,有必要进行深入探讨。

1化工仪表常见问题及对策

1.1温度仪表问题及对策

化工生产环节经常需要使用温度仪表进行设备或管道的温度监控和调节。此类仪表一般运行较为稳定,但有时会出现热电势值异常的情况,需要仪表人员给予充分关注和分析。对于单点热电偶来说,热电势示数偏低可能是由于电极受潮引发的,要及时拆开仪表外壳进行电偶的烘干,若电偶已经发生损坏,还需要进行更换维修。部分情况下示数偏低也与补偿导线、接地电阻接线错误有关[1],仪表人员要做好对应的检查和调整更换工作。若热电势参数偏高,则要考虑热电偶使用时间过长,电极材料老化变质的可能性,定期进行电阻、电偶的检测,更换性能不合格的零配件。
大型反应器上布置的多点热电偶,一般是与现场温度变送器连接后,将4-20mA信号传输到DCS控制系统,来实现生产监控。此类仪表装置不仅会出现热电势示数异常情况,还可能出现测量温度偏差过大的问题,需要特别关注分析。要着重检查热电偶套管情况,发现脱落后及时固定修复,另外温度变送器受环境影响会出现零点漂移等问题,也要定期检查,必要时要进行更换。

1.2压力仪表问题及对策

压力仪表主要用于检测化工管道和设备的压力参数,防止设备系统运行过程中出现压力突增状况,从而降低化工管道、罐等的泄漏风险。压力仪表常见问题较为多样,比如变送器突然显示为零、或突然过高过低等,这种情况会严重影响化工企业对于压力参数的控制,容易给生产带来安全威胁,需要进行针对性排查和干预。
对于变送器示数为零的情况,要及时检查仪表接线情况,看信号端子是否连接稳固,电源线的正负极是否正确接入,发现异常及时进行紧固和调整。对于示数过高或过低的状况,需要对仪表整体进行检查,智能仪表可以通过自诊断方式查看仪表本体是否正常,如果运行正常,还需要检查取压阀门和引压管线运行状况,若发现堵塞问题要及时进行疏通处理。若仪表本体存在异常,经过再次检查仍不能解决,需要进行更换。
此外,新增工艺管线或设备上的压力仪表安装结束后,往往需要进行严格的吹扫,清除管道或设备里面的杂质后,拆下仪表并打开取压阀继续吹扫,排净后再恢复安装和投用压力仪表。

1.3液位仪表问题及对策

化工企业使用的液位计种类较为多样,常见的问题及具体应对策略也存在一定差异,要做好问题的针对性分析和处理。对于磁翻板液位计来说,应用环节有时会出现浮子变动异常的状况,此时要考虑浮子卡住的可能性,及时进行拆装清洗工作。部分情况下这种问题是由浮子材质不匹配引发的[2],需要及时更换成与化学介质相匹配的浮子。
对于浮筒液位计,日常运行过程中可能会发生无液位的问题,检修人员要着重检查浮筒安装情况,看变送器是否存在异常,发现问题后及时进行浮筒的安装加固,或者变送器的更换工作。部分情况下液位计有示数,但与化学介质实际液位情况偏差较大,同样会影响化工生产工作。发现后要检查浮筒状况等,排除浮筒破裂、卡住故障,做好配件的更换或者堵塞物的清理工作。
对于雷达液位计,则要关注仪表是否存在接触不良问题,对松动的端子进行紧固,保证参数及时、准确地送至控制系统,排障完成后还应当使用手操器进行打点测试,确保检修效果的优化。

对于差压式液位计,要重点关注液位计是否出现无指示,或者指示精度过低的状况,需要检查取压阀是否堵塞,冬季还要考虑伴热情况;另外使用手操器进行测试,如果变送器本体故障无法处理需要进行更换,安装完成后对变送器进行仪表量程设置,并完成回路校对。为了确保该类仪表长周期可靠运行,要做好定期排污工作。

1.4流量仪表问题及对策

流量仪表的类型较为多样,其中转子流量计通常安装于化学罐等设备的附近,可以进行就地监测,仪表结构较为简单。发现检测精度下降后,要及时观察转子构件,以及管壁构件的运行情况,必要时进行清洗和回装。
质量流量计、超声波流量计、均速管流量计、涡街流量计、电磁流量计等远传流量计,可以完成较高精度的流量监控,保证化工生产安全性。当这些流量计出现示数不正确问题时,要及时检查接线是否牢固,对端子部位进行紧固。电磁流量计有时还会出现无示数的问题,要观察仪表的接地是否良好,及时进行接线纠正。下线检修后的质量流量计,确保正确恢复安装,否则也会导致仪表测量不准确。

2化工自动化控制系统常见问题及对策

DCS控制系统具有广泛互联、灵活高效的特征,能够将分布于化工生产现场的各类设备整合起来,完成分散控制和集中管理任务,保证生产活动的顺利推进。其常见问题及处理对策如下:(1)异常跳闸问题及对策。主要表现为DCS控制系统无征兆突然断电,无法继续完成监控控制操作,此时要检查系统电源,看接线回路是否出现松动,插头连接是否良好,若确为电源故障问题,可以暂时切换为备用电源并加强初始化和校准处理。若检查后发现是因为新接入设备导致的跳闸,则要考虑兼容性问题,做好控制流程和接口优化。(2)数据不刷新问题及对策。该种问题通常由网络故障、网络校时出错引发,要及时检查网卡、网线是否存在接触不良问题,关注控制系统、交换机之间是否兼容[3],根据发现的情况进行网卡更换、接线更换或者重新校时,及时检查数据刷新是否恢复正常,为化工生产活动的顺利进行提供支持。(3)干扰及死机问题及对策。DCS控制系统运行过程中,有时会出现干扰、死机状况,被干扰的系统信息接发及反馈速度变慢,甚至出现乱码等问题。此时要及时排查周边是否存在大功率无线通讯设备,做好移出和布局调整。发现死机问题后要排查系统是否存在系统过满、硬件故障等情况,做好数据的机外备份和删除整理,对故障硬件进行更换即可。

3结束语

综上所述,化工仪表和自动化控制系统对于化工生产活动来说至关重要,能够保证化工产品质量和生产过程安全性,实践中务必要给予充分重视。要加强对仪表和控制系统运行状态的观察,发现温度仪表、压力仪表、液位仪表或流量仪表示数异常时,要及时进行检测元件或取压位置的检查,做好针对性的更换调整。发现自动化控制系统异常跳闸、数据不刷新等问题后,及时进行线路干扰、绝缘、接地等的排查,快速确定具体原因并排障,为化工生产活动的顺利开展奠定坚实基础。

参考文献:

[1]李秋香,孔令涛. 国内自动化控制技术在石油化工仪表中的运用 [J]. 石化技术, 2023, 30 (08): 13-15.

[2]柳训鲲. 煤化工仪表及自动化控制系统常见故障原因分析 [J]. 中国石油和化工标准与质量, 2023, 43 (15): 25-27.

[3]王子才. 石油化工仪表中的自动化控制技术 [J]. 化工设计通讯, 2023, 49 (06): 29-31.