自动化仪表常规故障剖析及调试选择
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【摘要】自动化仪表系统是指能够对工艺全程实施监控、显示、报警及调试等功能的仪表系统的总括，依照自动化仪表的应用及其功能可以将其应用区域分为高压操作、送风系统、喷吹系统、水处理等自动化仪表系统，要做好其调试工作，保障生产工艺的正常进行，需要严密配合机电、计算机等系统进行有效的调试准备。本文主要基于自动化仪表调试的视角，分析了自动化仪表系统中各程序的调试选择，旨在保障生产工艺及制造工艺的稳定性与正常性。
【关键词】自动化仪表；调试安装；标准；故障
仪表调试的内容涉及到工业自动化系统中的整个控制系统，它不仅需要对仪表单体进行调试，同样需要对控制系统实时试验，通过自动化仪表调试能够确保其技术性及标准型迎合工艺设计要求，保障生产、制造活动的稳定进行。在实施控制与检查的过程中，若出现自动化仪表故障，不仅需要对复杂的故障现象进行判定与处理，同时还需正确选择调试方案，做好准确的仪表调试，以保障技术质量。自动化仪表的调试不仅关系到整个生产工艺、施工工艺的质量，同时也能够最大限度地反映调试工作者的整体素质，是其能够获得广泛信赖的基础。当前科技文化迅速发展，工业自动化程度也在不断提升，同时对自动化机械设备的调试人员的素质及技术水平的要求也在进一步提高。因此，为保障生产操作的顺畅性与稳定性，减少可控因素导致的仪表故障，必须做好自动化仪表的调试工作。
一、自动化仪表系统中工业送风仪表的调试
当前工业生产操作正趋向流程化、管道化发展，有着全封闭式特点。伴随着科技水平的进步，现代企业的自动化水平同时也在不断提升，各项工艺的操作与检验活动均与自动化仪表调试工作有着不同程度的联系。针对自动化仪表系统中的工业送风仪表的调试而言，它主要通过对富氧、送风湿度及风压等系统进行调节，进而保障工艺操作的正常进行。以下主要简单介绍构成该系统的三个主要仪表的调试选择。
（一）富氧调节系统
一般针对富氧系统的调节主要包括两个方面的内容，即定富氧率与定氧量的调节，由于两种调试方案的切换频率并不频繁，通常并不会采用无干扰的调试准备。在两者切换时，需要通过人为手动控制，使之达到一定的平衡，在实施调节。针对此调节系统的调试重点对象为充氮回路。若在喘振状态下，为保障富氧调节系统能够实现紧急充氮准备，此时需将系统送风含氧量调节至低于21%。
（二）定风量-定风压调节系统
定风量-定风压调节系统主要用于调控鼓风机所供给的风量。是与高炉所配合的自动化控制调节系统。但工业热风炉在进行送风切换的过程中，则需补充炉内充风量，增加10%左右。此时定风量控制系统便可自动切换至定风压调节。针对此种自动化仪表的调试重点应放置于双向系统的无干扰切换中。在调节过程中，需要首先在人为控制的状态下对系统内部的伺服环节进行检验，保持定风量-定风压系统之间的各数据信号系统能够有效传输与跟踪，进而确保系统能够实现自动切换功能。
（三）送风湿度调节系统
针对送风湿度调节系统的调试，需要依照风量波动的具体情况而决定。当系统风量波动较大时，应将调试重点放置于送风比率上，当风量并无强烈波动坏时，则需主要调节其送风湿度。整个系统的调试选择的关键在于遵照系统内部湿度检测器所反馈的结果，据其滞后时间与响应速度来调节各参数与送风比率。
二、自动化仪表调试中仪表安装的要求及其故障研究
科技文化的不断发展，推动了工业领域作业方式的更新，相较传统手工机械化的生产模式而言，现代企业能够实现自动化的生产与运作，现代智能化的企业运作方式同样也决定了工艺操作与自动化仪表调试、检测的关联性。操作人员能够依照仪表所显示的各类参数，判定生产工艺的正常性、预估产品的质量情况，并可根据仪表的提示规划后续操作。
通常而言，仪表出现异常提示，一般包括两个主要原因，即工艺因素与仪表自身的因素。由于两种因素的混合性较强，致使操作人员无法立即判定出故障原因，基于工艺因素的考虑，自动化仪表的指示异常可能仅是工艺异常的反馈，而基于仪表因素方向的思考，则可能是由于在仪表某一安装环节出现故障，进而导致参数指示异常。因此，仪表调试人员在具体调试过程中，需从自动化仪表的性能、结构、原理等方面出发，同时结合仪表安装的各个程序，充分考虑内外双向影响因素，注重对测试对象与控制阀门的变化情况进行分析，总结出故障产生的原因。
（一）仪表连接线路故障及调试
一般在各类自动化仪表控制系统中，现场仪表检测的信号线路均是由PLC控制系统模拟输入其模板上，输出标准的电流信号，并通过控制系统的自动计算，输出标准工作量，传递至操作端口，并实现程序控制。现场仪表与一级模板的接线一般由二线变送器、四线变送器、外接电源等部分组成。假定系统中变送器为二线制仪表，此时便无需设置外接电源，仅需为变送器提供标准工作电压，并通过模拟输入仪表模板。经仪表测定其变量，便将其转换为电流，传输至线组，进而回输至PLC端，此时的系统内所传输的电流信号即为有源信号。假定变送器为四线制仪表，便需提供外界电源，并同时将模板设置为四线制，并将系统内部电流输送至模板中，此时电流信号便转化为无源信号。在逻辑控制系统中，一般会在系统模板与仪表之间设置起到隔离作用的配电装置，以减轻信号干扰对系统运作的影响。
要确认仪表连接线路的故障问题，首先需要对仪表工作电源进行检查，确认电源是否处于正常工作的状态。二线制仪表需检查其模板输出是否正常，同时对连接电缆进行检验。针对四线制仪表则需对供电源实施检查，同时对供电源至自动化仪表之间的连接电缆进行检查。其次，对仪表输出的电流信号实施检查，确保电流信号输出正常，经确认后，发现系统中电流信号趋向正常，并无任何异常反应，则可初步预计逻辑控制系统中的模板出现故障。若电流信号异常，则可判定为仪表自身产生故障。第三，检查仪表与逻辑控制端口的连接子线路是否出现松动的情况。第四，为排除信号干扰因素，还需检查自动化仪表的绝缘层及接地线问题。
（二）测量型自动化仪表的安装故障分析及其调试准备
温度型的自动化控制仪表多为电动性质的测量仪表，具备指示及控制功能，在系统出现故障时，仪表测量的结果通常呈现滞后的特点。一般情况下，针对温度控制测量仪器而言，当自动化控制系统产生故障时，温度仪表系统的提示反馈值通常会在短时间内突破到最小或最大，此种情况基本上可判定为自动化仪表自身系统出现故障。一般原因可能是由热电阻、热电偶等器件断线或失灵而引起的。若温度自动化控制仪表呈现频繁振荡的现象，则可能是由于控制系统参数调节不当而导致的。而系统若仪表显示波动较为缓慢，则幅度较大，则极有可能是由于操作工艺不当而引起的。针对此类故障仪表调试，首先需要对其调节阀门的信号输入变化进行检查，若信号并未发生任何变化，则可能表示调节阀门的膜片已脱落。其次，对调节阀门的定位处的输入、输出信号进行测定，判定是否产生变化，若发现输出信号发现显著变化，但输入信号并未出现异常，则可初步判定为定位器故障。此时便需进一步检查定位器输出信号的变化状况，经确认后采取对应性的调试措施，以保障温控仪表的正常运作。
（三）液位控制自动化仪表的故障原因及其调试准备
一般在液位自动化控制仪表的安装过程中，需要保障导管的垂直安装，确保钢带能够灵活滑动，将其定位于导管的中心位置。若选用变送器测定液位时，则需确保仪表的安装高度不宜超过取压口。同时还需确保浮筒液位计保持垂直状态。
通常液位控制仪表故障情况包括控制系统指示值骤然变大或变小、指示值与实际值不对应、仪表指示值波动较为频繁等。针对指示值的突发变化而言，为确定其故障原因，首先需要检查检测仪表的运作情况，若显示指示正常，此时便可将自动化的液位控制切换至人工手动控制，严密观察控制液位的波动及变化情况，若经观察发现液压波动情况稳定在一定的范围内，则可判定故障产生原因在于液位控制系统自身，此时则需对系统进行重新调试。若液压波动不在控制范围内，则可判定导致原因为操作工艺因素。若仪表指示值与实际测定值并不对应，则首先需检查直读仪器是否运作正常，排除直读器因素后，则需对负压导管进行检查，确认其是否出现渗漏情况，经确认后，判定出现渗漏，则需立即采取灌封液措施，并将系统调节至零点。若无渗漏，则可能是由于自动化仪表的负迁移量设置措施，此时仅需重新调试迁移量即可。若指示值比东频繁，则需所控制大小的容量及面积大小进行测量，判定故障原因，若提示容量大，则可确认是由仪表自身所引起的，若容量小，则可结合分析生产工艺流程，并采取针对性的解决措施。
四、结束语
综上所述，在自动化仪表安装与测定环节中，均可能产生不同程度的故障，导致故障的原因即包括机器自身的因素，同样也可能是由于生产、制造工艺等因素引起，为保障生产、制造活动的顺利进行，需强化对仪表控制与检测过程的监控，正确判定系统产生故障的原因，并采取有效的调试策略，进而做到充分发挥自动化仪表的检测作用，提升生产、制造的效率。
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