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新建裝置儀表調(diào)試常見故障分析處理與探討

一、為便于分析問題,以控制系統(tǒng)信號和數(shù)據(jù)流向為順序進(jìn)行一般性敘述。

現(xiàn)場將工藝參數(shù)(壓力、流量、溫度、液位、成分等)通過測量儀表轉(zhuǎn)換為電信號送入DCS 卡件,卡件做相應(yīng)處理后送入控制器,控制器按控制方案(組態(tài)要求)分別送給操作站或現(xiàn)場控制閥等設(shè)備。

操作人員按控制意圖將參數(shù)通過控制站送入控制器,控制器發(fā)出控制信號給現(xiàn)場控制設(shè)備,控制設(shè)備改變被控對象參數(shù)以達(dá)到控制目的。

                                                              圖一


二、信號分類和典型環(huán)節(jié)

為便于詳細(xì)分析和處理故障將信號類型分為四大類:

1)AI 點--模擬信號輸入點:多為現(xiàn)場變送器、溫度點、閥的行程反饋信號、特殊儀表指示(軸位移、軸振動和轉(zhuǎn)速)等。(各環(huán)節(jié)見圖二)


                                                                圖二


2)DI 點--數(shù)字量(開關(guān)量)輸入點:多為現(xiàn)場各種壓力、流量、液位、溫度開關(guān),或電氣來的繼電器接點,或控制閥的限位開關(guān)及按鈕信號。(各環(huán)節(jié)見圖三)

                                                                 圖三



3)AO 點--模擬信號輸出點:多為去現(xiàn)場控制閥、調(diào)速器的電信號。(各環(huán)節(jié)見圖四)

                                                                圖四


4)DO 點--數(shù)字量(開關(guān)量)輸出點:多為去現(xiàn)場電磁閥、電氣繼電器接點和報警的控制信號(各環(huán)節(jié)見圖五)

                                                                  圖五



、故障的分析和處理


1、 模擬輸入量的常見故障:

由于現(xiàn)場測量儀表發(fā)展日新月異,測量對象較為繁雜,點數(shù)相對較多。此類故障調(diào)試過程中發(fā)生最多,原因最為復(fù)雜,處理起來難度較大。個人不完全統(tǒng)計為線路故障量的40%左右。已經(jīng)遇到的故障有以下幾種原因:

1)電源配置不當(dāng)或保險絲有問題

2)四線制/三線制/二線制/熱電阻公共端 區(qū)分不清。

3)現(xiàn)場信號線極性配反。

4)機(jī)房接線柜端子處極性配反。

5)安全柵處電源/輸入輸出極性不正確。

6)AI 卡件有源/無源配置錯誤。

7)構(gòu)成輸入回路的各環(huán)節(jié)儀表參數(shù)/置位開關(guān)不正確。

8)DCS 控制點組態(tài)有誤。

9)公共線室內(nèi)外不對應(yīng)。

10)連接導(dǎo)線、端子有誤。

11)安全柵自身故障。

12)儀表自身故障(微乎其微)。


下面就幾種典型故障現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)分析論述:

1.1 現(xiàn)場變送器無法加信號

此種故障多為現(xiàn)場或機(jī)房內(nèi),用375、475 手持終端加信號進(jìn)行回路檢查時無法連接。現(xiàn)場檢查多為沒有電源,DCS 多顯示壞值或開路。本著由室內(nèi)至室外,由簡到繁的原則。


1.2 熱電阻/熱電偶(或電阻箱)連接后無法正常指示

此種故障相對簡單,環(huán)節(jié)較少,處理也相對容易。產(chǎn)生故障點的位置多為接線箱、接線柜、AI 卡件等處。產(chǎn)生原因多為設(shè)計、組織施工協(xié)調(diào)不當(dāng),造成熱電阻公共端彼此不對應(yīng),熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線不匹配,AI 卡件通道連接不正確,組態(tài)時熱電偶、熱電阻類型參數(shù)選擇有誤,溫度變送器接線、設(shè)置不正確,造成DCS 指示異常。


1.3 現(xiàn)場信號已正常發(fā)出,操作站無指示

此種故障出現(xiàn)的較為零散,多為錯線、錯纜、錯通道、錯位號。組態(tài)錯誤占相當(dāng)比例。此種故障解決起來偶然性較大,時難時易,需對照多種圖紙,逐個環(huán)節(jié)檢查。


1.4 現(xiàn)場信號與操作站指示不對應(yīng)

此種故障多為儀表設(shè)置和DCS 組態(tài)問題等軟故障。具體表現(xiàn)在:零點和量程、是否遷移、單位換算、是否累積、是否流量開方、是否小信號切除等。


2、 數(shù)字輸入量常見故障

此類信號多為現(xiàn)場閥位開關(guān)、泵狀態(tài)、液位開關(guān)、流量開關(guān)、壓力開關(guān)、溫度開關(guān)、各種按鈕等。各裝置不同,數(shù)量差異較大,這些點多為重要的聯(lián)鎖點和報警點,對系統(tǒng)的安全性起著至關(guān)重要作用。出現(xiàn)的原因已遇到的有:錯纜、錯線、常開與常閉選擇錯誤、設(shè)計圖有誤、組態(tài)有誤、繼電器配置有誤及繼電器故障、電源串入有誤、卡件通道錯誤等。其中設(shè)計圖有誤和電源有誤常常會伴隨大量DI 點不正常,是調(diào)試中應(yīng)注意的要點。


3、 數(shù)字輸出量常見故障

此類信號多為控制的結(jié)果:報警燈、電磁閥、去電氣或現(xiàn)場啟/停泵信號等。此類信號數(shù)目因裝置不同差異很大,關(guān)系到裝置安全運(yùn)行。因此調(diào)試中要更加細(xì)致,不僅要看信號正確與否,而且常常還要注意動作的時間和速度。

常見故障多為:錯線、錯纜、錯組態(tài)以及繼電器相應(yīng)故障,被驅(qū)動設(shè)備自身故障也較為常見。

常見的故障現(xiàn)象有:條件到,報警燈不亮、電磁閥不動、電氣沒接到觸點信號。

條件不到,報警燈誤亮、電磁閥誤動、電器接到錯誤觸點信號。

條件到,電磁閥或被啟動設(shè)備動作速度不符合要求等


4、 模擬輸出量常見故障

此類信號為控制系統(tǒng)控制工藝的直接環(huán)節(jié),也是工藝人員經(jīng)常操縱和改變的變量。此類信號控制的現(xiàn)場設(shè)備一般包括控制閥和調(diào)速器等。由于閥的種類繁多,性能差異也很大,故閥的

選型對控制系統(tǒng)影響尤為重要。

已遇到的故障現(xiàn)象有:已輸出,閥不動。輸出值與閥位不對應(yīng)。

輸出值動作方向與閥要求動作方向相反。原因除以前模擬量所述各環(huán)節(jié)和組態(tài)外,有閥門定位器故障。在此不做太多敘述。


5、 其它常見故障

在調(diào)試中還有兩種常見故障就是電源系統(tǒng)故障和接地系統(tǒng)故障。下面就在調(diào)試中已遇到的與二者有關(guān)的故障進(jìn)行分析和探討。


5.1電源系統(tǒng)故障

在CFB 鍋爐儀表功能測試中,正常檢查送電后,沒幾天24 伏電源出現(xiàn)SHUTDOWN 自保護(hù)。當(dāng)時分析原因有三,一是由回路接地,二是220 伏電源波動,三是有諧波耦合竄入電源系統(tǒng)。但在隨后的檢查中被一一排除。后來電源廠家工程師現(xiàn)場檢測檢查,認(rèn)為是電源容量選擇太大,負(fù)載太小,電源處于低負(fù)荷運(yùn)行。


5.2接地系統(tǒng)故障

由于各DCS 和 ESD 廠家對接地要求不同,在調(diào)試中常常會出現(xiàn)因接地而使系統(tǒng)不能正常工作的情況。很多系統(tǒng)需要單獨的接地,在實施時由于各種原因(踐踏接地排、接地線錯誤搭接等)使得接地混亂不能滿足系統(tǒng)要求。