冶金自动化仪表故障分析与处理对策

摘 要：随着我国科技水平的不断提高，自动化逐渐渗透到了各行各业中，冶金工业也是与自动化技术融合较充分的一个行业，其烧结、炼铁、炼钢、轧钢等主体生产过程和供水、电、风、气等辅助生产过程都离不开自动化仪表的控制。因此，我们冶金工业加大对于自动化仪表建设的投入，不断对技术进行创新和优化，为企业的长久健康发展提供技术支持。本文将冶金工业中自动化仪表作为研究的对象，分析自动化仪表在冶金工业生产过程中可能会出现的故障，并就故障的诊断以及处理问题方式方法提出合理化建议，以保证整个生产过程的安全性和稳定性。

关键词：冶金自动化；仪表；故障分析；处理对策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.031

在冶金行业中，自动化仪表应用非常广泛，发挥着十分重要的作用，保障整个生产过程的安全性以及产品的质量。由于我国的工业自动化发展的时间较短，各项技术还不够成熟，这使得生产过程中常常出现自动化仪表故障等问题，若不能及时解决，不仅影响生产的工艺和产品的总体质量，更会给生产的安全性造成严重的威胁，因此，相关管理人员要从生产的安全性入手，制定一系列完整的仪表故障处理体系，一旦出现问题，及时派专业人员进行检修，对工业自动化仪表的故障分析和处理流程进行规范化处理。

1 冶金自动化仪表的基本分类

1.1 压力仪表

冶金自动化压力仪表是较常见的仪表，比如氮气、压缩空气的储气罐出口进口处，高炉使用的富氧管道，煤气管道等等随处可见，其主要作用是对生产过程中各个环节的压力进行实时监控，一旦发现超出常规压力值的情况将由专门的报警装置进行提示，保证整个生产过程都在一个相对稳定的压力环境中进行。当前我国工业生产中使用的压力仪表的种类与作用多种多样，如压力传感器、压力变送器、特种压力表等。压力仪表可以用于高温、腐蚀等极端环境下的压力测量，也可用于易结晶及粉粒状介质的压力测量，通常情况下压力调节系统会借助压力变送器将采集到的信号输送到集散控制系统，对生产流程进行控制与调节。

1.2 温度仪表

温度是影响生产工艺以及产品质量的重要因素之一，如烧结、炼铁、炼钢、轧钢等生产过程的工艺要求都明确规定其温度控制范围，因此，在生产过程中要对温度进行严格把控，实时监测温度变化、精密掌控温度范围，尽可能减小温度的波动程度，防止温度的突然升高或降低给产品生产带来的不良影响。在当前的冶金生产体系中，最常见的自动化温度检测方法就是非接触式的测量方法，一般会使用热电阻或热电偶作为测温元件，并将其收集到的与温度变化相关的信號交由专门的温度处理器进行处理，保证工业生产过程中温度的自动化调节。

1.3 流量与液位仪表

在冶金生产过程中，监测煤气流量、氮气流量、蒸汽流量、水流量等等都离不开流量和液位仪表。各生产工艺技术人员对不同流量和液位下的产品生产效率进行统计，并筛选出其中的最佳方案。对流量和液位进行有效控制可以提高工业产品的生产效率，减少不必要的原材料的浪费，其中自动化流量仪表可以通过质量或者体积对流量进行监控，而液位仪表则可以通过雷达、浮力或者涡流对液位进行实时监测，进而保证生产的总体效率，同时达到节能减排的目的。

2 自动化仪表常见故障分析

通常情况下，自动化仪表主要由传感器、变送器、显示器三部分组成，其中传感器负责被测对象模拟信号的检测；变送器负责将传感器输出信号转化为标准的4～20mA电流信号，同时将信号输送至PLC控制器；显示器负责测量数据的直观显示。仪表故障通常表现为指示异常，如示数偏低、偏高、不动、异常波动等，导致仪表异常的原因有两种：一是工艺参数本身出现异常；二是测量系统的某一环节发生故障，导致数据显示不准确。要查明原因，一是对仪表的测量原理、物理结构、使用特性等具有一定的了解；二是要弄清楚测量系统的整个工作流程；三是对冶金工业生产的工艺流程、物料特性、设备性质等具有比较深入的了解，下面就冶金工业仪表常见故障进行具体分析：

2.1 压力控制仪表的常见故障

当压力仪表数据异常时，应当根据被测介质的物理形态（固态、液态、气态）进行针对性的检测和诊断。

（1）异常波动时，要首先确认工艺操作的变动情况，因为变化多是由工艺操作及PID参数异常所致。

（2）控制仪表停滞不动，即工艺操作变化的情况下，仪表显示数据保持恒定，此时通常是压力系统出现故障所致，主要确认引压管是否变形、堵塞，变送输出线路是否完好，输出信号是否正常，显示系统是否正常。

2.2 温度检测仪表的常见故障

在温度检测仪表工作运行的过程中，故障是不可避免的，常见的故障现象有：

（1）温度检测仪表所显示的温度与实际温度存在一定的偏差。也许是作为温度测量工具的热电阻出现了故障，直接导致温度的测量出现了问题，也有可能是信号传输系统出现了问题，导致温度信号的传输受阻，最终显示的结果与实际情况存在一定的偏差。

（2）自动化温度仪表出现控制室温度指示比现场温度指示要低。问题的根源在于热电偶测温元件，由于在工业生产过程中水的作用是不可或缺的，因此，管道和保护套中出现积水是不可避免的，积水一旦出现就极易发生热电偶测温元件的短路问题，热电偶测温元件的测温点发生变化，造成控制室温度指示与现场温度指示之间的偏差。

（3）温度的检测与指示存在延迟也是工业生产过程中自动化温度仪表容易发生的问题。在工业生产的炉温测试过程中，通常会使用三点法来对炉头、炉中以及炉尾的温度进行实时监测，保证锅炉内的温度维持在一个相对稳定的状态，但在对锅炉温度检测仪表显示的温度进行记录时，常常会发现有一个或者多个温度仪表的指示出现了延迟或者根本不发生变化的问题，此时，问题通常与模块输入通道的信息传输不通畅有关，由于操作的失误，组态模块输出参数可能一直处在手动状态，这就导致了锅炉温度检测仪表的指示数据无法进行自动变化或者出现延迟。

2.3 流量控制仪表的常见故障

一般情况下，自动化流量控制仪表出现故障，原因可以分为两大类：

（1）操作不当而导致的故障，当自动化流量控制仪表和流量检测仪表所显示的数值均达到最大化时，对阀门进行一定的调节后流量开始呈现出下降的趋势，则可以判断该故障是由于生产过程中对流量控制仪表的使用操作不当引起的。

（2）流量控制仪表自身出现质量问题，若流量控制仪表所显示的数值虽然降到了最低，但是检测仪表不存在问题，则可以判断是显示仪表出现了故障。

在对故障出现的具体位置进行准确判断之后再由专业人员制定合理有效的处理和解决方案，保障工业自动化流量控制仪表使用的安全性。

2.4 物位控制仪表的常见故障

（1）液位仪表值达到最高或最低时，根据现场检测仪表进行判断，若现场仪表正常，则将系统改为手动调控，查看液位是否变动，若液位能够在某一范围内保持稳定，说明是液位控制系统出现问题，反之则是工艺方面的原因。

（2）对于差压式液位仪表，当控制仪表与现场检测仪表显示数据不符，且现场仪表不存在明显异常时，检查导压管液封是否正常，若存在泄露现象，补充密封液，仪表归零；若不存在泄露情况，初步判断是仪表负迁移量出错，需进行校正。

（3）液位控制仪表的数据异常波动时，要根据设备容量分情况进行判断，设备容量大的，通常是仪表出现问题；设备容量小的，要先检查工艺操作，若操作有所变动，极有可能是工艺原因导致的波动，反之是仪表方面的问题。

3 自动化故障处理对策与预防

3.1 完善自动化仪表的检修制度

设备管理部门要将制度的建立放在首位，根据不同仪表的特性选择合适的检修办法，并安排专业的管理人员对仪表进行定期点检，一旦发现问题，及时向调度申请维修时间。除了对检修的方法进行明确的规定，该制度还要对检修人员合理安排，确保每条巡查线路上的每一个人都能够得到明确的分工，以应对随时可能出现的仪表故障。检修人员在完成日常检查和维修工作的同时还要对每天的工作进行详细的记录，这样不仅能够帮助管理人员更好地掌握各类仪表的实时状况，还可以实现所有检修人员之间经验和知识的共享，为接下来仪表检修工作的順利进行打下坚实基础。

3.2 提高自动化仪表检修人员的专业能力

自动化仪表检修人员的专业能力直接关系着检修工作开展的质量，因此，生产部门在进行技术创新的同时也要将更多的精力投入到人才的培养上来，首先严把人才招聘的质量，将应聘者的学历作为重要考量标准的同时也要提高对于实践能力的重视程度，在正式上岗前对员工进行专业培训，保证检修人员的工作效率和工作质量。在工作之余还要组织员工到专业的培训机构进行培训，帮助检修人员了解更多最新的专业知识和创新技术，顺应时代发展的趋势，不断提高工业自动化仪表故障的检查和维修效率。

4 小结

随着科技发展进程的不断加快，自动化仪表控制系统的应用给冶金行业带来了巨大的方便，重新定位了人与冶金之间的互动关系。在分析和处理冶金自动化仪表故障时，不仅要有扎实的理论知识，还要对工艺流程有详细的了解，这样才能对仪表故障对症下药，快速准确找到解决方法，节约处理故障时间，保障生产的安全性和稳定性。

参考文献：

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