仪表故障分析教学总结.docx

1、仪表故障分析教学总结过程控制仪表故障分析及处理通过对化工生产过程中仪表故障判断思路的论述及相应的仪表故障处理实例的举例，说明了怎样在生产过程中检查和处理仪表的故障，对怎样处理和判断仪表常见故障提供了一种工作思路和方法。 一、引言化工生产过程中经常出现仪表故障现象,由于检测与控制过程中出现的故障现象比较复杂，正确判断、及时处理生产过程中仪表故障，不但直接关系到化工生产的安全与稳定，同时，也涉及到化工产品的质量和消耗，而且也最能反映出仪表维护人员的实际工作能力和业务水平，也是仪表维护人员能否获得工艺操作人员信任，彼此配合密切的关键。二、仪表故障判断思路由于化工生产操作管道化、流程化、全封闭等特点，

2、尤其是现代化的化工企业自动化水平很高，工艺操作与检测仪表密切相关，工艺人员通过检测仪表显示的各类工艺参数，诸如反应温度、物料流量、容器的压力和液位、原料的成分等来判断工艺生产是否正常，产品的质量是否合格，根据仪表指示进行加量或减产，甚至停车。仪表指示出现异常现象（指示偏高、偏低，不变化，不稳定等），本身包含两种因素：一是工艺因素，仪表正确的反映出工艺异常情况；二是仪表因素，由于仪表(测量系统)某一环节出现故障而导致工艺参数指示与实际不符。这两种因素总是混淆在一起，很难马上判断出故障到底出现在那里。仪表维护人员要提高仪表故障判断能力，除了对仪表工作原理、结构、性能特点熟悉外，还需熟悉测量系统中每

3、一个环节，同时，对工艺流程及工艺介质的特性、化工设备的特性应有所了解，这能帮助仪表维护人员拓展思路，有助于分析和判断故障现象。1、温度检测故障判断故障现象：温度指示不正常，偏高或偏低，或变化缓慢甚至不变化等。以热电偶作为测量元件进行说明。首先应了解工艺状况，可以询问工艺人员被测介质的情况及仪表安装位置，是在气相还是液相或其它的工艺状况。因为是正常生产过程中的故障，不是新安装的热电偶，所以可以排除热电偶补偿导线极性接反、热电偶和补偿导线不配套等因素。排除上述因素后可以按图1的思路进行判断和检查。图1温度检测故障判断2、流量检测故障判断故障现象：流量指示不正常，偏高或偏低，或指示为零、指示波动。以

4、差压式流量变送器为例(1151D)。仪表维护人员在处理故障时，应向工艺操作人员了解故障情况，了解工艺情况，如被测介质情况，机泵情况以及工艺流程等。通过对工艺开车情况的详细了解，故障处理可以按图2所示思路进行判断和检查。图2流量检测故障判断3、压力检测故障判断故障现象：某一化工容器压力指示不正常，偏高或偏低，或指示为零或不变化。以电动压力变送器为例(3051C)。首先应了解被测介质是气体、液体还是蒸汽，了解工艺开车情况和简单工艺流程，根据对工艺情况的了解和仪表故障现象来进行仪表故障判断和处理。有关故障判断及处理可按图3的思路来进行检查。图3压力检测故障判断4、液位检测故障判断故障现象：液位指示不

5、会变化，偏高或偏低，或无指示。以差压式液位变送器为检测仪表。首先要了解工艺状况、工艺介质，被测对象是精馏塔、反应釜，还是储罐(槽)、反应器。用差压式液位计测量液位，往往同时配置玻璃液位计，工艺操作人员以现场玻璃液位计为参照判断差压式液位变送器所测量值指示偏高或偏低，因为玻璃液位计比较直观。而仪表维护人员应根据工艺状况和仪表故障现象进行判断和检查。有关液位(物位)检测故障判断思路可以参照图4进行。5、简单控制系统故障判断故障现象：控制系统不稳定，输入信号波动大。以流量简单控制系统为例，控制系统由电动差压变送器、单回路调节器和带电气阀门定位器的气动薄膜调节阀组成。在处理这类故障时，仪表维护人员应很

6、清楚该流量控制系统的组成情况，要了解工艺情况，如工艺介质，简单工艺流程，是加料流量还是出料流量或是塔的回流量；是液体、气体还是蒸汽。处理故障步骤详见图5。图5控制系统故障判断6、调节阀常见故障及原因分析在化工生产过程中，调节阀的结构相对于自动调节系统的其他环节较为简单，但是它直接与工艺介质接触，因而故障率较高。调节阀在使用过程中有以下几种常见故障：(1)调节阀不动作：原因可能是没有信号压力或虽有信号压力但膜片裂损，膜片漏气。也可能是阀芯与阀座或衬套卡死，阀杆弯曲。(2)调节阀动作正常，但不起调节作用：原因是阀芯脱落，此时，虽然阀杆动作正常，但阀芯不动，因此无调节作用。一般表现为，对于正作用气关

7、阀和反作用气开阀，调节阀总处于关闭状态，无法开启；对于正作用气开阀，调节阀总处于全开状态，无法关闭。另外，管道堵塞也会出现调节阀不起调节作用的现象。(3)调节阀不稳定或产生振荡：原因可能是调节阀口径选得过大，经常在小开度下工作，或单座阀介质在阀内流动方向与关闭方向相同。在阀芯与衬套严重磨损的情况下，也可使调节阀在任何开度都发生振荡。附近有振荡源，是调节阀振荡的一个外界因素。(4)调节阀动作迟钝或跳动：由于密封填料老化或干枯，使阀杆与填料的干摩擦增大，会造成动作迟钝或跳动。有时也可能因阀体内含有粘性大的污物以及堵塞、结焦等情况而引起的。膜片及“O”型密封圈等处泄漏也会引起动作迟钝，但这往往表现为

8、单方向动作迟钝。(5)调节阀泄漏量大：主要原因是阀芯与阀座腐蚀、磨损而造成。有时也可能因阀体内有异物，阀芯被垫住关不严，造成泄漏量大。(6)其它原因：调节阀阀门定位器故障或调节器故障也可能引起调节阀不动作等其它的故障。三、仪表常见故障处理实例在化工生产过程中，仪表检测所涉及的工艺参数比较多，为了更好的说明怎样判断和处理仪表故障，在这里以生产过程中所处理的温度和液位的一些故障实例为例来进行说明。1、温度检测故障处理1）温度指示为零（1）工艺过程：温度指示系统，采用热电偶作为测温元件，用温度变送器把信号转变成标准的4-20mA信号送给DCS显示。（2）故障现象：DCS系统上温度显示为零。（3）分析

9、与判断：首先对DCS系统的模块输入信号进行检查，测得输入信号为4mA，这说明温度变送器的输出信号为4mA。为了进一步判断故障是出在温度变送器，还是在测温元件，对热电偶的mv信号进行测量，从测得mv信号得知，测温元件没有问题，这说明温度变送器存在故障。由于温度变送器存在故障致使温度变送器的输出为4mA，致使温度在DCS系统上显示值为零。（4）处理方法：找到问题，其处理方法就是把温度变送器送检修理，如送检后不能修复，唯一的方法就是更换一台温度变送器。2）控制室温度指示比现场温度指示低(1)工艺过程：温度指示调节系统，采用热电偶作为测温元件，除热电偶外，在装置上采用双金属温度计就地显示。(2)故障现

10、象：控制室温度指示和现场就地温度指示不符，控制室温度指示比现场温度指示低50。(3)分析与判断：双金属温度计比较简单、直观，首先从控制室温度指示入手。在现场热电偶端子处测量热电势，对照相应温度，确定偏低，说明不是调节器指示系统有故障，问题出在热电偶测温元件上。抽出热电偶检查，发现在热电偶保护套管内有积水。积水造成下端短路，一则热电势减小，二则热电偶测量温度是点温，即热电偶测温点的温度，由于有积水，积水部分短路，造成热电偶测量点变动，引起测量温度变化。(4)处理方法：就是将保护套管内的水分充分擦干或用仪表空气吹干，热电偶在烘干后再安装。重新安装后，要注意热电偶接线盒的密封和补偿导线的接线要求，防

11、止雨水再次进入保护套管内。3）温度指示不会变化（1）工艺过程：硫酸焚硫炉温度指示，共有三点温度分别来测量炉头、炉中、炉尾温度，用热电偶作为测温元件，信号直接送DCS系统显示。（2）故障现象：三点温度中有一点温度指示不会变化，而其它两点温度指示正常。（3）分析与判断：三点温度同时测量焚硫炉温度，其中两点正常，而另外一点示值不会变化，说明该点温度的示值确实存在问题。首先在盘后测量该点温度的mv信号，从测得的值来看，热电偶不存在问题，在对现场的热电偶进行检查，也没有发现问题，为了进一步确认，把该点温度接至显示正常的另外两点温度的通道上，温度指示正常。这说明该点温度的测温元件没有问题，问题出在模块输入

12、通道或系统组态上。在随后对系统组态检查时，发现该点温度的组态模块输出参数处于手动状态。由于组态模块输出参数处于手动状态，致使模块输出值一直保持不变，导致该温度指示值不会变化。（4）处理方法：找到问题，处理方法就比较简单了，把组态模块输出参数置于自动状态，问题得到解决，温度指示恢复正常。2、物位检测故障处理1）锅炉汽包液位指示不准（1）工艺过程：锅炉汽包液位指示，采用差压变送器检测液位，同时在汽包另一侧安装玻璃板液位计。（2）故障现象：开车时，差压变送器输出比玻璃板液位计指示高多。（3）分析与判断：采用差压变送器检测密闭容器液位时，导压管内充满冷凝液，用100%负迁移将负压室内多于正压管内的液柱

13、迁移掉，使差压变送器的正负压力差P=r*h,h为液位高度，r为水的密度。差压变送器的量程就是Hr，为汽包上下取压阀门之间的距离。调校时，水的密度取锅炉正常生产时沸腾状态的值，r0.76。锅炉刚开车时，锅炉内温度、压力没有达到设计值，此时水的密度r0.98，虽然h不变，但h*r的值增大，P=r*h,差压变送器的压差增大，变送器输出增加。玻璃板液位计只和h有关，所以它指示正常，从而出现差压变送器指示液位高度大于玻璃板液位计高度。(4)处理方法：这种情况是暂时现象，过一段时间锅炉达到正常运行时，两表指示就能达到一致，所以不必加以处理。但要和工艺操作人员解释清楚。在这里，要注意一点，由于仪表人员解释不

14、清楚这个现象产生的原因，而工艺操作人员又坚持要两表指示一致，为了达到一致，仪表人员将差压变送器零位下调，直至两表指示一致。待锅炉运行一段时间后，要记住将变送器的零位调回来，否则，就会出现差压变送器的测量值指示偏低。2）电极点水位计显示仪表少数指示灯常亮（1）工艺过程：电极点水位计测量锅炉汽包液位。（2）故障现象：显示(二次)仪表出现少数指示灯常亮故障。（3）分析与判断：电极点水位计是利用被测介质液相(水)和气相(蒸汽)导电率差异大的特点，使得汽包测量筒上的电极在浸入气相(蒸汽)中对筒体的阻抗发生数量级的变化，从而将被测容器的液位转化为电量信号，再经放大处理后，由指示仪表上一串指示灯的“亮”或“

15、灭”来指示液位高度范围。（4）处理方法：应先判断是指示仪表故障还是电极故障所引起的。断开指示仪表上常亮指示灯所对应的接线，若指示灯继续常亮，则故障应在指示仪表，否则应检查电极回路；若断开指示仪表上常亮指示灯对应电极的接线，指示灯灭，说明电极回路存在问题，则首先可以对电极点测量筒冲先排污，排除电极绝缘端子因沾污物而发生的故障。若故障还未消除，则可在停运测量筒的情况下拆下电极，检查电极内外极之间的绝缘电阻，一般属于绝缘电阻太低引起的故障，需重新更换电极。更换电极时，电极的额定工作压力、工作温度和长度应与锅炉汽包水位测量筒设计参数相符，电极太长或太短使电极的内电极与测量筒壁距离太近，可能导致该点对应

16、的指示灯常亮。3）合成氨铜塔液位波动大(时高时低)，指示不稳（1）工艺过程：由一台核液位计与控制室控制系统组成铜塔液位调节系统。（2）故障现象：在生产过程中，铜塔液位指示不稳，时高时低，导致调节系统失调，影响了工艺的正常操作。（3）分析与判断：铜塔液位控制系统是保证铜塔液位控制在有效范围，如果液位高于控制范围高限，将引起压缩机带液，液位低于控制范围低限，那么高压气体进入低压系统，后果将不堪设想。工艺要求该液位调节系统必须灵、准、稳，如果铜塔液位不稳，则不能达到系统正常控制的目的。根据故障判断思路进行检查，首先把调节系统打在手动位置进行手动调节，看液位是否能稳定下来，从而来判断到底是液位计故障，

17、还是调节器或调节阀故障。通过手动调节，液位逐渐稳定，没有再出现波动。这说明核液位计及调节阀没有问题，液位出现波动是由于调节系统的PID参数设置不当所引起的。（4）处理方法：把调节系统打在手动位置进行调节，待工艺状况及液位指示稳定后，对调节系统的PID参数重新整定，然后，把调节系统恢复到自动控制，通过观察记录曲线看PID参数的设置是否合理。通过对调节系统PID参数的整定，该问题得到解决。四、结束语通过对化工生产过程中仪表故障判断思路的论述及相应的仪表故障处理实例的举例，说明了怎样在生产过程中检查和处理仪表的故障，对怎样处理和判断仪表常见故障提供了一种工作思路和方法。由于仪表检测与控制过程中出现的

18、故障现象比较复杂，正确判断、及时处理生产过程中仪表故障，是仪表维护人员必须具备的能力。只有在工作实践中不断的学习、不断的总结经验，这样才能提高自己的工作能力和业务水平。首先，现场仪表测量参数一般分为 温度 、压力、 流量 、 液位 四大参数。现根据测量参数的不同，来分析不同的现场仪表故障所在。1首先，在分析现场仪表故障前，要比较透彻地了解相关仪表系统的生产过程、生产工艺情况及条件，了解仪表系统的设计方案、设计意图，仪表系统的结构、特点、性能及参数要求等。2在分析检查现场仪表系统故障之前，要向现场操作工人了解生产的负荷及原料的参数变化情况，查看故障仪表的记录曲线，进行综合分析，以确定仪表故障原因

19、所在。3如果仪表 记录 曲线为一条死线(一点变化也没有的线称死线)，或记录曲线原来为波动，现在突然变成一条直线；故障很可能在仪表系统。因为目前记录仪表大多是DCS计算机系统，灵敏度非常高，参数的变化能非常灵敏的反应出来。此时可人为地改变一下工艺参数，看曲线变化情况。如不变化，基本断定是仪表系统出了问题；如有正常变化，基本断定仪表系统没有大的问题。4变化工艺参数时，发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小，此时的故障也常在仪表系统。5故障出现以前仪表记录曲线一直表现正常，出现波动后记录曲线变得毫无规律或使系统难以控制，甚至连手动操作也不能控制，此时故障可能是工艺操作系统造成的。总之，分析现场仪表故障

20、原因时，要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化，这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以，我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析，检查原因所在。流量仪表故障分析解决（一） 让我们来分析分析认仪表识故障，为缩短处理仪表故障时间，保证安全生产提高经济效益，随着石化、钢铁、造纸、食品、医药企业自动化水平的不断提高，对现场仪表维护人员的技术水平提出了更高要求。 一、现场仪表系统故障的基本分析步骤现场仪表测量参数一般分为温度、压力、流量、液位四大参数。现根据测量参数的不同，来分析不同的现场仪表故障所在。 1首先，当发现DCS显示仪表不正常时，可以到现场检查同一直观仪表的指示值

21、，如果它们差别很大，则很可能是仪表系统出现故障。总之，分析现场仪表故障原因时，要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化，这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以，我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析，检查原因所在。 2.在分析现场仪表故障前，要比较透彻地了解相关仪表系统的生产过程、生产工艺情况及条件，了解仪表系统的设计方案、设计意图，仪表系统的结构、特点、性能及参数要求等。 3在分析检查现场仪表系统故障之前，要向现场操作工人了解生产的负荷及原料的参数变化情况，查看故障仪表的记录曲线，进行综合分析，以确定仪表故障原因所在。 4变化工艺参数时，发现记录曲线发生突变或跳到

22、最大或最小，此时的故障也常在仪表系统。 5故障出现以前仪表记录曲线一直表现正常，出现波动后记录曲线变得毫无规律或使系统难以控制，甚至连手动操作也不能控制，此时故障可能是工艺操作系统造成的。 6如果仪表记录曲线为一条死线（一点变化也没有的线称死线），或记录曲线原来为波动，现在突然变成一条直线；故障很可能在仪表系统。因为目前记录仪表大多是DCS计算机系统，灵敏度非常高，参数的变化能非常灵敏的反应出来。此时可人为地改变一下工艺参数，看曲线变化情况。如不变化，基本断定是仪表系统出了问题；如有正常变化，基本断定仪表系统没有大的问题。一、现场仪表系统故障的基本分析步骤 现场仪表测量参数一般分为温度、压力、

23、流量、液位四大参数。 现根据测量参数的不同，来分析不同的现场仪表故障所在。 1在分析现场仪表故障前，要比较透彻地了解相关仪表系统的生产过程、生产工艺情况及条件，了解仪表系统的设计方案、设计意图，仪表系统的结构、特点、性能及参数要求等。 2在分析检查现场仪表系统故障之前，要向现场操作工人了解生产的负荷及原料的参数变化情况，查看故障仪表的记录曲线，进行综合分析，以确定仪表故障原因所在。 3如果仪表记录曲线为一条死线（一点变化也没有的线称死线），或记录曲线原来为波动，现在突然变成一条直线；故障很可能在仪表系统。因为目前记录仪表大多是DCS计算机系统，灵敏度非常高，参数的变化能非常灵敏的反应出来。此时

24、可人为地改变一下工艺参数，看曲线变化情况。如不变化，基本断定是仪表系统出了问题；如有正常变化，基本断定仪表系统没有大的问题。 4变化工艺参数时，发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小，此时的故障也常在仪表系统。 5故障出现以前仪表记录曲线一直表现正常，出现波动后记录曲线变得毫无规律或使系统难以控制，甚至连手动操作也不能控制，此时故障可能是工艺操作系统造成的。 6当发现DCS显示仪表不正常时，可以到现场检查同一直观仪表的指示值，如果它们差别很大，则很可能是仪表系统出现故障。 总之，分析现场仪表故障原因时，要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化，这些均可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以，我们要

25、从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析，检查原因所在。 二、四大测量参数仪表控制系统故障分析步骤 （一）温度控制仪表系统故障分析步骤 分析温度控制仪表系统故障时，首先要注意两点：该系统仪表多采用电动仪表测量、指示、控制和该系统仪表的测量往往滞后较大。 1温度仪表系统的指示值突然变到最大或最小，一般为仪表系统故障。因为温度仪表系统测量滞后较大，不会发生突然变化。此时的故障原因多是热电偶、热电阻、补偿导线断线或变送器放大器失灵造成。 2温度控制仪表系统指示出现快速振荡现象，多为控制参数PID调整不当造成。 3温度控制仪表系统指示出现大幅缓慢的波动，很可能是由于工艺操作变化引起的，如

26、当时工艺操作没有变化，则很可能是仪表控制系统本身的故障。 4温度控制系统本身的故障分析步骤：检查调节阀输入信号是否变化，输入信号不变化，调节阀动作，调节阀膜头膜片漏了；检查调节阀定位器输入信号是否变化，输入信号不变化，输出信号变化，定位器有故障；检查定位器输入信号有变化，再查调节器输出有无变化，如果调节器输入不变化，输出变化，此时是调节器本身的故障。 （二）压力控制仪表系统故障分析步骤 1压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动时，首先检查工艺操作有无变化，这种变化多半是工艺操作和调节器PID参数整定不好造成。 2压力控制系统仪表指示出现死线，工艺操作变化了压力指示还是不变化，一般故障出现在压力测

27、量系统中，首先检查测量引压导管系统是否有堵的现象，不堵，检查压力变送器输出系统有无变化，有变化，故障出在控制器测量指示系统。 （三）流量控制仪表系统故障分析步骤 1流量控制仪表系统指示值达到最小时，首先检查现场检测仪表，如果正常，则故障在显示仪表。当现场检测仪表指示也最小，则检查调节阀开度，若调节阀开度为零，则常为调节阀到调节器之间故障。当现场检测仪表指示最小，调节阀开度正常，故障原因很可能是系统压力不够、系统管路堵塞、泵不上量、介质结晶、操作不当等原因造成。若是仪表方面的故障，原因有：孔板差压流量计可能是正压引压导管堵；差压变送器正压室漏；机械式流量计是齿轮卡死或过滤网堵等。 2流量控制仪表

28、系统指示值达到最大时，则检测仪表也常常会指示最大。此时可手动遥控调节阀开大或关小，如果流量能降下来则一般为工艺操作原因造成. 自动化仪表故障解决方法大全2011-6-16 来源： 仪表网 仪表和电器不同，同为化工工艺生产服务，但仪表有其自身的特点：1、与化工设备结合紧密，相互影响较多。2、工艺异常和仪表故障区分困难。3、仪表设备由于固有的习惯思维，资金和人力投入不够。4、仪表专业化较强，与设备和工艺人员沟通困难。因为以上特点，仪表故障分析不是孤立的只针对仪表本身，仪表人员要尽可能了解设备结构，工艺流程和生产特点及工艺生产趋势历史。为仪表故障分析提供帮助。1、双法兰液位计大幅度波动。安装地点：二

29、氧化碳吸收塔。故障现象：液位显示频繁在零位和一个相对固定值之间上下波动。危害：不能正常调节，容易出现串气和超压爆炸。故障原因分析：负压法兰下部设备填料出现堵塞造成托液，致使负压侧频繁出现气液两相或溶液空间被挤占。处理：疏通阻塞并找出原因，防止再次出现。提示：1、了解设备结构和前后工艺过程，2、了解近一段时间的生产条件变化情况。3、要结合科学分析和数据计算判断，要有说服力。2、液位显示正常，出液泵抽空(工艺怀疑液位计故障)。安装地点：热水塔。故障现象：液位显示在以上，但出液泵抽空并伴有小幅度波动，检查管道无异物。危害：不能正常调节，为防止抽空要增高液位，易造成满液致使气体带液影戏生产。故障原因分

30、析：出液管进口处有间断堵塞。检查处理：检查泵进口远端(设备近端)压力变化，了解设备结构和制作过程，停车，打开设备发现有一铁板在出口管下端，取出后故障排除。提示：1、用间接方法判断故障。2、了解设备结构和制作工艺情况。3、逻辑推理。3、双法兰液位计显示偏高并分时段波动。安装地点：常压储罐故障现象：仪表设置好后初期显示正常，液位变化时会出现较大误差，静液面时分时段显示波动。危害：可能造成溢液或空罐而造成浪费或影响生产。故障原因分析：1、导压管(毛细管)可能泄露。2、介质过于粘稠。3、罐体排气不畅。分析要点：液位计不可能堵塞，着重分析液位计本身和介质性质，另外考虑环境影响。检查处理结果：通过分析基本排除设备和介质影响，通过液位计分时段波动判断其对温度敏感，从而认为可能是罐装的导压介质不正常，毛细管有空隙。将负压法兰移至下方观察一段时间，有所改善，从而判断为负压毛细管有气隙。将毛细管拆除后故障排除。提示：如果罐装不正常的是正压侧，此故障无法排除，智能更换变送器。4、塔顶温度有规律波动。安装地点：精醇常压塔出口。故障现象：塔顶温度出现节律性的波动。原因分析：1、元件接触不良。2、气体流速