仪表自动化控制系统故障与维护技术分析

摘要：随着工业现代化技术的不断发展，目前仪表自动化设备的应用规模也在不断扩大。尽管自动化设备提升了控制系统的应用效率，但是也带来了许多新的故障问题。基于此，文章首先分析了仪表自动化控制系统的定义与特征，其次对仪表自动化控制系统常见故障进行了梳理，并在最后对仪表自动化控制系统预防故障的策略进行了解析，希望能够有效提升技术应用水平，确保工业生产质量。

关键词：仪表;自动化控制;故障处理;维护

1 引言

随着科学技术的快速发展，自动化仪表在我国各个行业中都得到了充分应用。然而，由于使用不规范或其他因素的影响，自动化仪表在使用过程中难免会出现不同的故障，以致对生产造成了一定影响。为此，本文将对自动化仪表在数字化油田生产中的故障维护处理进行探讨，以确保其运行稳定，为数字化油田的生产提供保障。

2 仪表自动化设备故障分析

2.1 温度控制仪表系統故障

若温度控制仪表系统出现故障时，应对其滞后性进行全面了解，若滞后性较大，出现该系统出现的故障越大，这就需要对温度控制仪表值进行仔细观察，若出现不稳定情况，存在故障;若仪表出现振动，说明是PID调整不当导致是异常;若仪表有缓慢波动的情况，表明是设备工艺引起的故障。

2.2 外界自然因素

一直以来，外界的自然因素都对自动化领域的仪表仪器的正常使用影响甚大。虽然科技在不断进步，仪表的性能也在不断优化和提升，仪表的安全性得到了加强，但在实际的运行过程中，仍会受到自然因素的干扰。其中影响最大的就是伴随雷电产生的电压波，这是因为在雷电环境下会产生很大的电流电压，常常会导致自动化仪表的损坏。因此，在油田的生产过程中要避免雷电的影响，做好防雷控制工作。但实际上，很多操作人员往往忽视了雷电的防护工作，使得自动化仪表受到影响。此外，外界的化学腐蚀也是自动化仪表的一大危害，在化学腐蚀作用下，仪表的元器件会产生严重的质量问题。这些问题在仪表的各个阶段都有可能显示出来。因而，必须重视自然因素对自动化仪表的影响，要及时检查，发现问题及时解决。

2.3 人员的操作行为及技术存在不规范

在生产过程中，会使用到各类复杂和精密的自动化仪表，对操作人员的专业素养要求较高，往往要求他们能规范使用，并在出现问题时能及时进行维护并排除故障。此外，还有一些自动化仪表在使用时就需要密切关注其运行情况，以备随时更换元件，这就需要操作人员熟知所需更换元件的型号、类别等。若不清楚仪器的主要功能及注意事项，而将其错位放置，这将会导致自动化仪表失常，使得仪表与参数严重不符，甚至让仪表遭到损坏。不少操作人员在安装时，单凭自身的经验，而无视操作规程，造成仪表不能正常使用的情况时有发生，给油田的生产工作带来了隐患。还有一部分操作人员因为专业性欠缺，在设置参数时不够准确，在仪表运行时也未能及时发现，使得问题被扩大，仪表的内部元件遭到损坏，运行受到影响。还有一部分操作人员对维护技术的标准理解不够深刻，重视不够，执行标准打折扣，不能百分百地清理好电路板，这样就会导致自动化仪表的运行处于不稳定状态。

3 自动化仪表的维护策略

3.1 实施TPM管理，制定合理操作规范

TPM管理是对设备管理的一种管理模式，能够保证仪表自动化设备的规范化管理，在管理过程中能够通过该管理模式，使管理符合要求。目前，TPM管理在应用过程中，实施了较好的优化，其中主要操作包含以下两个方面：（1）对实际情况实施观察，全面了解仪表信息，寻找相关操作规律，并进行操作规范的较好制定，同时通过发展变化情况实施有效的改进与优化;（2）企业在检查仪表的过程中，需要在对仪表了解的基础上，根据实际运行规律，对仪表系统实施优化。

3.2 强化日常的点检工作

自动化仪表在运行过程中发生的故障，很多是可以早发现并及时解决的，以减少对生产的干扰。这就需要仪表管理人员强化日常的点检工作，需要操作人员密切配合，加强合作，依次逐个仔细检查，尤其是自动化仪表内的元件。一旦发现可能影响仪表运行的潜在危险因素，要及时报告问题，并通力合作寻找可以解决问题的方案。这些点检工作的开展，需要操作人员具有较高的专业素养，并通过技术手段为自动化仪表保驾护航。通过日常的点检工作，可以发现一些潜在的影响并通过技术处理提前解决，确保了自动化仪表的高效率、高质量运行，为生产工作提供了保障。

3.3 仪表自动化设备的生命周期维护

（1）测量仪表维护。相关人员首先要了解仪表的基本信息，如功能和运行原理等，将这种仪表应用在生产环境中，然后对仪表的表现进行观察，对其常见故障以及出现频率最多的故障进行观察记录，然后找到易发故障点位置、原因以及预防策略。测量仪表装置功能不同，在生产应用中的重要程度也不同，相关人员要重点关注关键设备，计算其平均无故障时间，然后制定维护计划，确定维护频率。普通仪表设备维护则遵循正常维修计划要求。（2）控制系统类维护措施。DCS分布式控制系统设备是自动化设备中的控制单元，该单元虽然与自诊断报警装置相连，但要发挥自动保护作用，还需要控制单元运行正常，维护人员还要将DCS作为重点维护对象。在维护检修中，主要将其安装在良好的运行环境中，并利用冗余装置来保证回路受控。（3）执行机构维护措施。这里主要指调节控制阀，该种阀门可对仪表元件运行过程进行控制，其功能多元，应用广泛，所以其出现故障的概率也最大，相关人员还要针对阀门故障采取预防性措施。在控制阀故障分析研究基础上，确定故障类型、易发生位置、原因等。另外工作人员还要规范自身操作行为，使控制阀得到有效的维护保养。

3.4 仪表自控系统的维护管理

自动化仪表控制系统是一个综合性的系统，硬件上包含自动化仪表、管线、计算机、显示设备等，除此之外还包含系统软件、应用软件，另外还有控制机房、电源系统等部分，这就要求必须做好仪表自动控制系统的维护管理制度，对系统的每一个组成部分都要设定严格的操作执行标准，所有的操作都记录在册形成日志制度，将日常工作发现与解决的问题形成文档并根据具体的情况制定自动控制仪表系统故障发现与解决预案，使得所有的操作都有章可循。

4 结束语

综上所述，仪表自动化控制系统在应用过程中具有设备复杂性强、维护难度大的特点。正常使用过程中，除了常见的温度控制、流量控制故障外，还有液位控制故障、调节阀故障等多种故障类型。结合自动化仪表的管理策略，笔者提出了自动诊断、监视模型分析以及远程监控调整等维护策略，希望可以帮助提升仪表自动化技术的控制管理水平，顺利实现工业生产目标。

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