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摘要：在控制技術迅速發展狀態下，化工產業逐步優化升級，自動化水平不斷提升。為了進一步滿足化工企業生產發展需求，化工儀表控制系統也開始走向自動控制方向，完整的化工儀表自動控制系統包含大量控制儀表與設備，即溫度、壓力、液位、流量、在線分析等控制儀表。為保障自動控制系統運行穩定性，本文詳細分析了系統故障及其維護技術。

1 化工儀表自動控制系統分析

化工儀表自動控制系統在實踐運用中由許多部分共同構成，基于傳感器作為核心，以變送器、顯示器、控制器為載體控制裝置運行。控制系統的傳感器負責獲取工藝裝置生產數據信息，并進行測量轉換；變換器負責傳輸所獲實時數據信息于顯示器，然后控制系統詳細分析數據，并適度調整生產工藝。一般情況下，化工儀表自動控制系統在實踐應用中發生故障，極有可能會直接影響工藝參數，造成異常狀況，或者在儀表自動控制系統任何環節出現問題，從而引發故障。為了快速有效解決儀表自動控制系統實踐應用中存在的故障，優化維護技術，需操作人員全面認識了解自動控制系統原理、性能、生產工藝等各個方面相關屬性參數。

化工儀表控制系統軟件界面

2 化工儀表自動控制系統故障分析

2.1 溫度自控儀表故障

(1) 單點熱電偶常見故障

shou先熱電勢值較低，熱電偶受潮，絕緣性能變差；補償導線和熱電偶極性反向鏈接；線路電阻不夠精que。其次熱電勢值較高，補償導線與熱電偶類型不相符合；熱電偶電極材料發生質變。

(2) 多點熱電偶常見故障

在現代化化工企業中，存在各式各樣的大型反應器，為了準確了解認知反應器內部不同分布位置的具體溫度，需要使用多點熱電偶。對于單點熱電偶而言，多點熱電偶的套管相對偏長，除存在單點熱電偶常見故障之外，其自身還存一些特殊性故障。多點熱電偶的套管過長，很容易脫落，使得測量溫度差異過大。而且套管脫落需于系統停車之后加以清洗或者置換，并重新固定。在熱電偶測量反應器處于相同水平面溫度的時候，常常會出現一些數據偏差過大，此時需檢查是否是變送器模塊出現故障，是否需要重新更換模塊。在反應器內部介質流速或者密度發生巨大轉變時，多點熱點偶數據存在偏差，則不認為是儀表出現故障。

(3) 熱電阻常見故障

保護管與接線盒發生松動；內部熱電阻元件出現故障。

2.2 壓力自控儀表故障

在化工生產過程中，特別是危險化學品生產時，經常會帶有高溫、高壓、有毒、有害等不良現象，壓力則是自動控制系統運行監控的關鍵參數。基于智能壓力變送器為典型代表的壓力控制系統在化工生產中廣泛運用，智能壓力變送器的應用在很大程度為操作人員嚴格把控生產進度提供了方便。壓力控制系統常見故障是現場壓力故障與運行系統故障，在故障出現的時候，需考慮故障性質屬于現場故障還是系統故障，并詳細核驗現場壓力顯示與系統顯示的一致性。系統顯示錯誤、現場儀表顯示正常的時候，則需要考慮系統故障，可重啟控制系統。現場智能變送器經常出現的故障即輸出顯示為 0，可認為電源線接反或電源電壓不滿足 24VDC，或者電子線路板損壞。

2.3 流量自控儀表故障

流量自控儀表在自動控制系統應用，主要是為了精que化測量體積與質量等流量。而常用流量儀表儀器則由差壓孔板流量計、質量流量計、渦街流量計等等，流量儀表使用類型雖然不同，但是都可確保對于參數設置工作的實施。流量儀表的應用，是為了測量生產介質的實際流量，在正常生產過程中，存在流量參數出現意外波動的現象，需要通過自動控制系統實時檢測并告警提示，防止儀表故障影響化工生產進程。如果測量后，自動控制系統在實踐應用中不存在故障，則需詳細分析生產過程中的工藝操作調整，以此強化對其操作調整所采取的規范化、標準化管理。一般流量計在使用過程中，主要基于節流裝置生成的壓差，通過測量轉變為流量數據，這就需要嚴格管控管路環境，確保正負壓信號所獲環境與位置相一致，防止數據測量出現嚴重偏差。整體來講，在流量控制系統實際應用中，出現的關鍵問題在于受流量儀表影響，壓差間出現不同參數狀況，系統管路可能會出現阻塞現象，且在介質檢測時會存在各式各樣的問題，如果流量數據在檢測過程中發生高頻波動，需適度改變自動可控狀態，并以手動操作調整生產#佳。

2.4 液位自控儀表故障

(1) 磁翻板液位計常見故障

磁翻板液位計即就地液位計，常見故障即浮子卡住；浮子與被測介質之間密度不相符。

(2) 浮筒液位計常見故障

實際液位有變化，但無指示或指示不準確：引壓管堵有臟物；浮筒破裂；浮筒卡住；變送器損壞；沒有電源。實際液位存在變化，但是沒有指示，或者指示不正確，引壓管被臟物堵塞；浮筒破裂或卡住；變送器被損壞；沒有電源。無液位，但是指示處于#大，浮筒發生脫落，變送器出現故障。無液位，但是指示處于#小，扭力管斷，支撐簧片斷裂，變送器發生故障。

(3) 雷達液位計常見故障

雷達液位計主要包括普通液位計與導波液位計兩種，其中普通雷達液位計發生異常狀況之后，一般需詳細檢查接線端子緊固狀態，并以手動操作設備打點測試；而導波雷達液位計發生故障之后，不僅需要認真檢查接線端子，還需對雷達天線是否存在臟物進行檢查。

(4) 差壓式位計常見故障

無指示，則架線端子出現松動，變送器被損壞。指示#大或者#小，則正負壓側導壓管或者膜片發生損壞；正負壓側引壓閥被堵塞。指示值偏大或者偏小，則以手動操作設備重新校對變送器的量程。

3 化工儀表自動控制系統維護技術分析

3.1 計算機診斷技術分析

CS3000 屬于 DCS 產品，適應于大型或中型化工過程控制，而 HIS 為 CS3000 系統操作站，基于 Windows 操作系統，對系統進行實時監控與過程操作。在 CS3000 系統中，一旦自動控制系統發生故障，便會及時發出告警信息，并詳細記錄，從而為查詢故障點，有效解決故障奠定堅實的技術數據支持。在 CS3000 系統中，告警主要劃分為三種，即過程告警、系統告警、操作指導。不同類型告警都具備相應的顯示窗口，在化工儀表控制系統出現故障的時候，儀表維護人員便可基于 HIS所提供的告警提示信息評估故障，并及時采取有效措施快速準確消除故障，迅速恢復系統運行，從而提高化工儀表維護效率與水平，確保化工生產運行穩定性與安全性。

3.2 冗余技術分析

化工儀表自動控制系統運行過程，冗余技術的運用，在很大程度上提升了系統安全性與可操作性。

(1) 硬件冗余

通過多相同模塊或部件拼接，在熱備用工作模式下，其中一塊保持工作狀態，負責系統數據采集、運算、控制輸出、網絡通訊；另一塊備用，負責全過程實時跟蹤工作卡內部控制狀態。工作 / 備用卡件間的正負邏輯是相互排斥的，也就是一個為工作卡，另一個為備用卡，二者之間存在冗余控制電路與信息通訊電路，負責協調兩塊卡件，并有序運轉，以確保輸入輸出特性的同一性。現代化通訊技術的快速發展在很大程度上促進了冗余技術升級優化，冗余技術包含在線故障檢測技術，可發現故障、定位故障、隔離故障、告警故障。故障檢測主要包含電源、微處理器、數據通訊鏈路、數據總線、I/O 狀態等等。而故障診斷包含自診斷與相互診斷，自動控制系統出現故障的時候，可無擾動自主切換。冗余技術不僅可幫助維護人員評估判斷系統故障，方便及時維護，消除故障點，還可顯著提升系統可靠性與穩定性，從而確保化工安全生產。

(2) 軟件冗余

軟件多重冗余的邏輯表決即冗余系統通過多數原則明確結論的具體過程與方法。就相同介質的測量，可安裝兩塊或更多儀表進行測量，將數據分別傳輸于冗余系統表決，從而明確系統執行狀態，冗余表決的實踐應用在很大程度上提升了自動控制系統可靠性與穩定性，并降低了非必要設備聯鎖動作對于化工生產的影響。通常情況下，表決方式主要有二選一表決邏輯、二選二表決邏輯、三選一表決邏輯、三選二表決邏輯。就三選二表決邏輯而言，在正常狀態下，三塊自動控制儀表狀態都顯示為 1，只要其中任何兩個自動控制儀表組合信號都為 0，那么表決器便會直接命令執行器快速準確執行聯鎖動作。三選二表決邏輯是相對更為合理的選擇，其不可以避免二重化系統無法辨別真偽的不足，任何通道不論出現怎樣的故障，系統通過表決之后都可照常運行，從而促使其安全性與可用性處于科學合理的水平狀態下。

4 結語

化工儀表自動控制系統的普遍應用，對于智能化生產、解放勞動力、有效防范生產事故等具有十分重要的現實意義。在科學技術快速進步發展狀態下，化工控制儀表逐步升級優化，儀表控制系統故障點逐漸變多，只有由基礎故障著手，逐步累積豐富的經驗，學習更多新型技術，對于所遇到的新問題不斷探索，才能夠更好地解決儀表故障，做好維護工作，從而保障化工儀表自動控制系統穩定有序運行。