现场仪表常见故障及处理方法

现场仪表常见故障及处理法

一、现场测量仪表，一般分为温度、压力、流量、液位四类。一温度仪表系统常见故障分析

（1）温度突然增大：此故障多为热电阻（热电偶）断路、接线端子松动、（补偿）导线断、温度失灵等原因引起，这时需要了解该温度所处的位置及接线布局，用万用表的电阻（毫伏）档在不同的位置分别测量几组数据就能很快找出原因。（2）温度突然减小：此故障多为热电偶或热电阻短路、导线短路及温度失灵引起。要从接线口、导线拐弯处等容易出故障的薄弱点入手，一一排查。现场温度升高，而总控指示不变，多为测量元件处有沸点较低的液体（水）所致。（3）温度出现大幅度波动或快速震荡：此时应主要检查工艺操作情况（参与调节的检查调节系统）。

二压力仪表系统常见故障及分析

（1）压力突然变小、变大或指示曲线无变化：此时应检查变送器引压系统，检查根部阀是否堵塞、引压管是否畅通、引压管部是否有异常介质、排污丝堵及排污阀是否泄漏等。冬季介质冻也是常见现象。变送器本身故障可能性很小。（2）压力波动大：这种情况首先要与工艺人员结合，一般是由操作不当造成的。参与调节的参数要主要检查调节系统。

三流量仪表系统常见故障及分析

（1）流量指示值最小：一般由以下原因造成：检测元件损坏（零点太低。；显示有问题；线路短路或断路；正压室堵或漏；系统压力低；参与调节的参数还要检查调节器、调节阀及电磁阀。

（2）流量指示最大：主要原因是负压室引压系统堵或漏。变送器需要调校的可能不大。

（3）流量波动大：流量参数不参与调节的，一般为工艺原因；参与调节的，可检查调节器的PID参数；带隔离罐的参数，检查引压管是否有气泡，正负压引压管液体是否一样高。

四液位仪表系统常见故障及分析

（1）液位突然变大：主要检查变送器负压室引压系统是否堵、泄漏、集气、缺液等。灌液的具体法是：按照停表顺序先停表；关闭正负压根部阀；打开正负压排污阀泄压；打开双室平衡容器灌液丝堵；打开正负压室排污丝堵；此时液位指示最大。关闭排污阀；关闭正负压室排污丝堵；用相同介质缓慢灌入双室平衡容器中，此时微开排污丝堵排气；直至灌满为止，此时打开正压室丝堵，变送器指示应回零位。然后按照投表顺序投用变送器。

（2）液位突然变小：主要检查正压室引压系统是否堵、漏、集气、缺液、平衡阀是否关死等。检查引压系统是否畅通的具体法是停变送器，开排污阀，检查排污情况(不能外泄的介质除外)。

（3）总控室指示与现场液位不相符：首先判断是不是现场液位计故障，此时可以人为增大或降低液位，根据现场和总控指示情况具体分析问题原因（现场液位计根部阀关闭、堵塞、外漏易引起现场指示不准）。可以通过检查零点、量程、灌液来恢复液位正常。如果仍不正常，可通知工艺人员现场监护拆回变送器打压调校。

（4）液位波动频繁：首先和工艺人员结合检查进料、出料情况，确定工艺状况正常后，可通过调整PID参数来稳定。具体法是：调节阀投手动状态，先调整设定值与测量值一致，使液位波动平稳下来，再慢慢调整调节阀开度，使液位缓慢上升或下降，达到工艺要求，再调整设定值与测量值一致，待参数稳定后调节阀投自动。

总之，一旦发现仪表参数有些异常，首先与工艺人员结合，从工艺操作系统和现场仪表系统两面入手，综合考虑，认真分析，特别要考虑被测参数和控制阀之间的关联，将故障分步分段判定，也就很容易找出问题所在，对症下药解决问题。

二、现场控制仪表主要是阀类

阀类安作用和用途可分为以下几种

1、排气阀：排除管道中多余的气体,提高管道使用效率及降低能耗。

2、分流阀：分配、分离或混合管道中的介质。

3、安全阀：防止管道或装置中的介质压力超过规定数值，从而达到安全保护的目的。

4、止回阀：防止管道中介质倒流。

5、截断阀：接通或截断管道中的介质流通。

6、调节阀：调节介质的压力、流量等参数。

现在主要介绍一下自立式调节阀和气动调节阀。

一自力式压力调节阀

1、自力式压力调节阀工作原理（阀后压力控制）

工作介质的阀前压力P1经过阀芯、阀座后的节流后，变为阀后压力P2。P2经过控制管线输入到执行器的下膜室作用在顶盘上，产生的作用力与弹簧的反作用力相平衡，决定了阀芯、阀座的相对位置，控制阀后压力。当阀后压力P2增加时，P2作用在顶盘上的作用力也随之增加。此时，顶盘的作用力大于弹簧的反作用力，使阀芯关向阀座的位置，直到顶盘的作用力与弹簧的反作用力相平衡为止。这时，阀芯与阀座的流通面积减少，流阻变大，从而使P2降为设定值。同理，当阀后压力P2降低时，作用向与上述相反，这就是自力式（阀后）压力调节阀的工作原理。

2、自力式压力调节阀工作原理（阀前压力控制）

工作介质的阀前压力P1经过阀芯、阀座后的节流后，变为阀后压力P2。同时P1经过控制管线输入到执行器的上膜室作用在顶盘上，产生的作用力与弹簧的反作用力相平衡，决定了阀芯、阀座的相对位置，控制阀前压力。当阀前压力

P1增加时，P1作用在顶盘上的作用力也随之增加。此时，顶盘的作用力大于弹簧的反作用力，使阀芯向离开阀座的向移动，直到顶盘的作用力与弹簧的反作用力相平衡为止。这时，阀芯与阀座的流通面积减大，流阻变小，从而使P1降为设定值。同理，当阀前压力P1降低时，作用向与上述相反，这就是自力式（阀前）压力调节阀的工作原理。

3、自力式流量调节阀工作原理

被控介质输入阀后，阀前压力P1通过控制管线输入下膜室，经节流阀节流后的压力Ps输入上膜室，P1与Ps的差即△Ps=P1-Ps 称为有效压力。P1作用在膜片上产生的推力与Ps作用在膜片上产生的推力差与弹簧反力相平衡确定了阀芯与阀座的相对位置，从而确定了流经阀的流量。当流经阀的流量增加时，即△Ps 增加，结果P1、Ps分别作用在下、上膜室，使阀芯向阀座向移动，从而改变了阀芯与阀座之间的流通面积，使Ps增加，增加后的Ps作用在膜片上的推力加上弹簧反力与P1作用在膜片上的推力在新的位置产生平衡达到控制流量的目的。反之，同理。

二气动调节阀

气动调节阀就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁阀、限位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的：流量、压力、温度及液位等各种工艺参数。

1、气动调节阀的分类

气动调节阀动作分气开型和气关型两种。气开型（Air to Open）是当膜头上空气压力增加时，阀门向增加开度向动作，当达到输入气压上限时，阀门处于全开

状态。反过来，当空气压力减小时，阀门向关闭向动作，在没有输入空气时，阀门全闭。故有时气开型阀门又称故障关闭型（Fail to Close FC）。气关型（Air to Close）动作向正好与气开型相反。当空气压力增加时，阀门向关闭向动作；空气压力减小或没有时，阀门向开启向或全开为止。故有时又称为故障开启型（Fail to Open FO）。气动调节阀的气开或气关，通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装式实现。

2、常见的几个专业术语

调节阀有执行机构和阀体部件两部分组成。调节阀一般采用气动薄膜执行机构，其作用式有正，反两种。信号压力增大时，推干下移的为正作用执行机构，信号压力增大时，推干上移的为反作用执行机构。阀体部件分为正，反装两种。阀杆下移时，阀芯与阀座流通面积减少的为正装式，反之为反装式。调节阀的作用式分为气开和气关两种，气开、气关是由执行机构的正、反作用和阀体部件的正反装组合而成。

而调节阀的气开还是气关是多面综合考虑的首先是以工艺安全为主考虑，在确定了气关还是气开后，再确定执行机构的作用，最后再确定阀体的正反装组合式正如上所述。

正作用执行机构是指当膜片上气体压力的增加时,执行机构推杆朝向阀体运动；反作用执行机构是指当膜片上气体压力增加时,执行机构推杆远离阀体运动；和气开(air to open),气闭(air to close)型阀门完全是不同的两个概念。正作用执

行机构和正装（反装）的阀门得到气关（气开）；反之，反作用执行机构和反装（正装）的阀门可以得到气关（气开）。

定位器的正反作用与你所选购的调节阀的气开和气关是对应的。也就是说为了实现整个阀自身的负反馈而设置的。调节器的正反作用是用来对整个控制回路的负反馈而设置的，当调节器投自动的时候，才能具体体现出调节器正反作用的作用。阀门定位器的正反作用是根据调节阀的气开气关确定的，调节器的正反作用是根据控制回路各环节的特性确定的，要保证控制回路满足控制要求。例如实现负反馈控制，在自动控制系统中，被调参数由于受到干扰的影响，常常偏离设定值，即被调参数产生了偏差：

对于调节器来说，按照统一的规定，如果测量值增加，调节器输出增加，调节器放大系数Kc为负，则该调节器称为正作用调节器；测量值增加，调节器输出减小，Kc为正则该调节器称为反作用调节器。

3、气动调节阀的选择

任一个控制系统在投运前，必须正确选择调节器的正反作用，使控制作用的向正确，否则，在闭合回路中进行的不是负反馈而是正反馈，它将不断增大偏差，最终必将把被控变量引导到最高或最低的极限值上。

在一个单回路控制系统中，只要调节器的放大系数Kc、调节阀的放大系数Kv、被控对象的放大系数Ko的乘积为正，就能实现负反馈控制。调节器、调节阀和对象放大系数正负号规定如下：