伴隨著經濟的發展及科學技術的進步，儀表自動化控制技術發展日漸成熟，在越來越多的領域內發揮了重要的作用，本文就儀表自動化控制系統故障與維護技術展開探討。

　　《自動化與儀器儀表》Automation&Instrumentation(月刊)1981年創刊，由重慶市自動化與儀器儀表學會和重慶工業自動化儀表研究所主辦，其特點是學術水平較高、實用性強、信息量大、覆蓋面寬、廣告效果好、發行量大。

　　電力、化工等行業逐漸向智能方向發展，儀表自動化控制系統在電力、化工行業得到了廣泛的應用。目前，相關負責人員應充分意識到儀表自動化控制系統故障維護的重要性，并對存在的故障進行分析。基于此，文章　　儀表自動化控制系統由于受到多種內在與外在因素的影響，無可避免地出現各種故障問題，嚴重影響了系統設備的使用功能，進而阻礙生產的正常運作，影響企業的經濟效益。可見，針對儀表自動化控制系統存在的故障，找出維護技術，不斷提升故障診斷、維護技術水平，以遏制和減少系統故障的發生，將具有十分重要的現實意義。

　　1 儀表自動化控制系統的常見故障

　　所謂儀表自動化控制系統故障，主要是指系統在運作的過程中出現問題，導致系統無法正常運作，影響系統和生產的正常運行。一般來說，儀表自動化控制系統常見故障主要有以下四種：

　　1.1 溫度控制儀表系統故障

　　系統內部的各種元件會伴隨著設備的使用、環境變化和工藝條件改變發生相應的變化，隨之影響到系統的適用性。如果環境溫度或濕度變化過大，超出了元件本身的容差，那么系統就會引起故障，這種故障會隨著溫度的變化而發生一種緩慢變化，這種變化所引發的故障被稱為溫度控制儀表系統故障。當溫度控制儀表出現故障時，我們可以看到儀表測量會滯后。如果工藝條件發生不正常變化就會損壞一次測量元件，那么測量值就會發生一種突然變化，這種變化被稱為測量元件故障。出現上述問題時，可以通過以下方法判斷：首先，觀察儀表的顯示值，如果儀表的顯示值突然變大或減小，出現數值嚴重不符合實際情況，就可以判斷該故障出現在一次測量元件和測量回路上;其次，倘若發現溫度控制儀表出現震蕩，就可以判斷該故障是由系統故障引發;最后，如若溫度控制儀表出現慢速波動而且符合工藝熱量守恒，基本可以判斷該故障是由工藝生產所引發的。

　　1.2 流量控制儀表系統故障

　　在系統的運行過程中，我們可以對流量大小進行測試。一般來說，系統的流量參數突然發生變化而引發的故障，我們將其歸屬于流量控制儀表系統故障。倘若流量控制儀表的指示值處于最小狀態，那么我們需要加大對現場儀表的檢查力度，如果沒有發現異常，那么就應該把故障定位在顯示儀表中。此時如果還未能檢查出系統的異常，則極有可能存在系統壓力參數不足或系統內部出現堵塞問題，而這些問題一般都是因為人為操作不當或者是介質結晶參數不對所造成的。正常情況下，導致系統內部出現堵塞的大多是因為孔板差壓流量計正壓引壓管出現堵塞，維修人員只需要針對性進行檢修即可。再有，當測量儀表的指示值處于最大狀態，與之對應的檢測儀表指示也隨之處于最大狀態時，維護人員可以人工手動調試調節閥開度來檢查是否是超量程所導致故障。最后，如果流量控制指示的波動頻率過高，維護人員就可以把控制狀態改為手動調整工藝操作流程予以解決故障或對應改變控制參數PID等。

　　1.3 液位控制儀表系統故障

　　第一，當液位控制儀表的顯示值出現最大值或者最小值情況異常時，則需要對檢測儀表進行檢查，觀察儀表是否處于正常的指標狀態。維護人員可以采用手動的液位控制方式，觀察液位在操作過程中的變化，并根據液位的變化來對故障點的位置進行判斷，以找出精準的區間范圍，如果液位的變化不隨手動調節變化，那么液位控制儀表系統中是存在故障的。反之，如果液位變化是漂移不定的，那么可能是由于測量元件和變送故障而引發的，具體可根據實際測量方式及儀表類型對故障予以排查。

　　第二，當液位控制指示和現場的儀表指示不配套時，如測量方式為導壓管差壓測量，那么就需要對負壓導壓管的封液情況進行檢查，如果出現側漏、滲漏等問題，對負壓導壓管進行灌注封液即可。

　　第三，當液位控制儀表的頻率波動比較頻繁時，就需要和工藝操作系統結合起來對液位容量進行檢測，判斷容量是否正常，如果發現故障隱患的存在，則需要采取針對性的解決措施把故障扼殺在萌芽階段。

　　1.4 調節閥故障及波動

　　引發系統調節閥故障的原因主要有如下三方面：第一，由于隔膜調節閥膜片泄露而導致閥門處于失效開或關狀態，針對這種情況只能更換膜片;第二，整個儀表自動化系統的控制頻率和調節閥的調節頻率不同而引發波動，維護人員可以把閥門定位器重新整定或更換新定位器，使用新的調節閥進行工作;第三，由于工藝流體長時間沖刷閥芯而導致閥門內漏，這時需要補焊或更換閥芯主要元件直到閥門恢復正常使用。

　　2 防止控制系統故障的相關技術

　　2.1 微機自診斷技術

　　當儀表自動化控制系統發生故障時，技術維修人員能夠快速、精準地對故障進行判斷，以采取相應的措施排除故障，盡快恢復系統的正常運行，提高故障判斷的正確率，實現系統故障的快速判別和恢復，是故障維護的關鍵所在，現階段的微機診斷技術可以幫助維修人員實現。通過微機自診斷功能就可以快速判斷出系統的故障類型，它可以給出相應的告警提示和順控動作記錄供技術人員分析和處理，并可以進行系統故障事故仿真等。

　　2.2 冗余技術

　　在儀表自動化控制系統的運行過程中，冗余技術有助于提高系統的安全性和可操作性，冗余技術包括以下兩方面：

　　2.2.1 硬件冗余：硬件冗余是將同一類型功能硬件一對或多個并聯在一起，工作時平分工作負荷或一用一熱備，當有一個設備故障時另一個設備會承擔全部工作負荷正常工作。以工廠冗余服務器為例，兩個服務器同時承擔著系統內的全部數據保存和運算，當有一臺服務器被認為關掉或故障時系統就會將所有數據運算分配給另一臺服務器獨自承擔以保證系統正常運行。冗余設備有冗余服務器、冗余網絡、冗余CPU、冗余通訊卡、冗余I/O模塊、現場儀表冗余等，它們對生產和設備的安全運行性發揮著積極的作用。在現代化信息技術的推動作用下，冗余技術不僅能夠對控制系統運行過程中出現的故障自動進行檢測并做出切換動作，而且能夠對控制系統運行過程中出現的故障自動進行檢測并通過人機界面報錯，它一方面有助于維護技術人員快速及時對系統設備進行維護、維修以及排除故障;另一方面還提高了系統的可靠性，有利于提高企業的生產效益。

　　2.2.2 軟件判定：通過1oo2(二選一)、1oo3、2oo3的方式對冗余硬件進行表決。這一應用的目的是為系統提供更高的可靠性，同時降低非必要設備連鎖對生產造成影響的可能性。1oo2這種方法是將兩個測量儀表安裝在同一被測介質，分別把各自測得的信號值變送給DCS作表決計算，當有一塊儀表或該表回路故障時就會引發連鎖，它提高了系統的安全性，但也會增加系統的誤動作幾率。1oo3和2oo3原理相似，即現場用三臺測量儀表測量同一個被測值，可根據人為定義在DCS中表決為取中間值、最大值或最小值。即當有兩塊表同時有問題時才引發連鎖動作，它的優點是減小了設備的誤動作，但卻又增加了控制成本。當然系統做出這些表決之前會有提前顯示偏差報警，這樣可以給維修技術人員做提前預判以便應對突發生產或安全事故。

　　2.3 監測模型分析技術

　　監測模型分析技術是儀表自動化控制系統故障維護的關鍵性技術之一，對于全面把握設備的運作情況、及時準確診斷故障、提高設備的安全可靠性都有著十分重要的意義。通過建立監控模型，預先對控制系統的運作過程有一個全面而具體的掌握，能在一定程度上保證整個系統運作的安全與可靠運行。監控模型中的監測途徑主要有如下兩種：一種是在經過深入的理論研究后，以理論知識為基礎，建立相對應的數學建模，并通過被建立的數學模型對實際模型進行預先判斷，它主要用于系統設備的定性分析，以分析出故障的基本規則;二是通過先前實驗數據來獲取各種故障波形，研究各種系統設備故障的波形輸出，對這些故障的規則進行總結判別。通過對系統運行狀況的監測與分析，不僅可以及時發現系統中的故障或隱患，而且有助于消除設備的使用風險和可靠問題。

　　2.4 實時遠程監控技術

　　儀表遠程監控技術是實現安全生產的重要保障，是安全生產中必不可缺的環節。通過技術網絡連接相關技術人員可以清晰了解以及掌握企業的生產狀況，并對儀表測量數據的正確性進行分析，實現對生產測量風險的及時評估。隨著“互聯網+”時代的到來，實時遠程儀表監控技術已經誕生，如可實現跨國跨地域的遠程控制中心，它為順利實現企業的安全生產及高績效生產目標奠定堅實的基礎。

　　3 結語

　　綜上所述，儀表自動化控制系統對于各個行業來說有著非常重要的影響作用，尤其是工業制造類，它對于企業的整個生產運行起著安全高效的作用。伴隨著現代化科學技術的高速發展，儀表自動化控制系統故障也日趨復雜，只有從其常見的故障入手并努力接受學習新技術，找出針對性的解決措施，才能把故障扼殺在萌芽階段，確保系統得以可靠地運作。

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