新建装置仪表调试常见故障分析处理与探讨

新建装置仪表调试常见故障分析处理与探讨新建装置仪表调试常见故障分析处理与探讨一 引言 计算机控制系统结构简介 为便于分析问题 以控制系统信号和数据流向为顺序进行一般性叙述 见图一 现场将工艺参数 压力 流量 温度 液位 成分等 通过测量仪表转换为电信号送 入 DCS 卡件 卡件做相应处理后送入控制器 控制器按控制方案 组态要求 分别送给 操作站或现场控制阀等设备 操作人员按控制意图将将参数通过控制站送入控制器 控制 器发出控制信号给现场控制设备 控制设备改变被控对象参数以达到控制目的 上述两条 信号流向线 输入回路 输出回路 不同系统 不同装置 不同设计 所经环节差异很 大 在判断和处理故障时必须熟知 图一 二 信号分类和典型环节 为便于详细分析和处理故障将信号类型分为四大类 1 AI 点 模拟信号输入点 多为现场变送器 温度点 阀的行程反馈信号 特殊仪表 指示 轴位移 轴振动和转速 等 各环节见图二 图二 2 DI 点 数字量 开关量 输入点 多为现场各种压力 流量 液位 温度开关 或 电气来的继电器接点 或控制阀的限位开关及按钮信号 各环节见图三 图三 3 AO 点 模拟信号输出点 多为去现场控制阀 调速器的电信号 各环节见图四 图四 4 DO 点 数字量 开关量 输出点 多为去现场电磁阀 电气继电器接点和报警的控 制信号 各环节见图五 图五 三 故障的分析和处理 1 模拟输入量的常见故障 由于现场测量仪表发展日新月异 测量对象较为繁杂 点数相对较多 此类故障调 试过程中发生最多 原因最为复杂 处理起来难度较大 个人不完全统计为线路故障量的 40 左右 已经遇到的故障有以下几种原因 1 电源配置不当或保险丝有问题 2 四线制 三线制 二线制 热电阻公共端 区分不清 3 现场信号线极性配反 4 机房接线柜端子处极 性配反 5 安全栅处电源 输入输出极性不正确 6 AI 卡件有源 无源配置错误 7 构成输 入回路的各环节仪表参数 置位开关不正确 8 DCS 控制点组态有误 9 公共线室内外不 对应 10 连接导线 端子有误 11 安全栅自身故障 12 仪表自身故障 微乎其微 下面就几种典型故障现象进行详细分析论述 1 1 现场变送器无法加信号 图六 此种故障多为现场或机房内 用 275 375 手持终端加信号进行回路检查时无法连接 现场检查多为没有电源 DCS 多显示坏值或开路 本人完整详细检查思路 见图六 本着由室内至室外 由简到繁的原则 在实际调试中并非完全按上述处理流程 常常是 根 据系统特点 个人经验 施工情况做一些技巧性处理 此种故障点易出现在端子柜 端子 箱 AI 卡件以及安全栅 保险丝等处 错缆的情况也时有发生 另外重叠故障 检查中疏 忽又人为设置的故障点也是时常可见 此种故障如果从室内 室外和室外 室内相向处理 两组 按次序逐 个环节检查平均效率最高 分段 分重点检查偶然效率较高 常常取决于操作者技能和经 验 1 2 热电阻 热电偶 或电阻箱 连接后无法正常指示 此种故障相对简单 环节较少 处理也相对容易 产生故障点的位置多为接线箱 接 线柜 AI 卡件等处 分析处理同 1 1 产生原因多为设计 组织施工协调不当 造成热电 阻公共端彼此不对应 热电偶补偿导线不匹配 AI 卡件通道连接不正确 组态时热电偶 热电阻类型参数选择有误 温度变送器接线 设置不正确 造成 DCS 指示异常 此种故障特点是 成批量错误 发现容易 通过流程图是否指示室温判定 保证该点的物理位置与控制方案位号对应非常重要 混点很难发现 需逐点校验常 用方法为 开路法和短路法 1 3 现场信号已正常发出 操作站无指示 此种故障出现的较为零散 多为错线 错缆 错通道 错位号 组态错误占相当比例 此种故障解决起来偶然性较大 时难时易 需对照多种图纸 逐个环节检查 1 4 现场信号与操作站指示不对应 此种故障多为仪表设置和 DCS 组态问题等软故障 具体表现在 零点和量程 是否 迁移 单位换算 是否累积 是否流量开方 是否小信号切除等 温度点单列见 1 2 此 种故障属易发现易处理 出现的频次一般 2 数字输入量常见故障 此类信号多为现场阀位开关 泵状态 液位开关 流量开关 压力开关 温度开关 各种按钮等 各装置不同 数量差异较大 这些点多为重要的联锁点和报警点 对系统的 安全性起着至关重要作用 但出现的故障并不是十分复杂 出现的几率也不是太多 大约 为故障点 10 出现的原因已遇到的有 错缆 错线 常开与常闭选择错误 设计图有误 组态有误 继电器配置有误及继电器故障 电源串入有误 卡件通道错误等 其中设计 图有误和电源有误常常会伴随大量 DI 点不正常 是调试中应注意的要点 下面就几种常见 故障现象 做简要分析 2 1 现场发讯部件已动作 操作站显示不变化 2 1 1 电源部分送电检查 方法同 1 1 所述 2 1 2 检查继电器是否动作 触点是否真实动作 配线是否正确并处理 2 1 3 检查发讯元件触点是否真实动作 接线是否正确并处理 2 1 4 检查 DI 卡及通道配置是否正确并处理 2 1 5 检查组态是否正确并处理 2 1 6 检查是否错缆 错线并处理 2 2 现场发讯部件已动作 操作站显示多点动作 此种故障多为公共线错接 一个继电器得电后 其它继电器串入电流后 误动作 组态错误 由于组态时运用复制 粘贴的方法 而漏改 是局部和偶然的现象 细心和注意 是可避免的 2 3 现场发讯部件未动作 操作站显示已动作 此种故障现象多为常开 常闭选用错误或组态 非 的运算选用错误 在排除错线 错缆 后应主要考虑上述两个原因 2 4 现场发讯部件再次动作 操作站显示不随之动作 原因分析 2 4 1 发讯元件粘连 继电器粘连不能有效断开 2 4 2 组态中有 RS 触发器或时间继电器存在有记忆功能 状态不具备变化条件 处理 2 4 3 需知 DI 点在系统中的功能及组成的回路环节 对应检查并处理 3 数字输出量常见故障 此类信号多为控制的结果 报警灯 电磁阀 去电气或现场启 停泵信号等 此类信 号数目因装置不同差异很大 关系到装置安全运行 因此调试中要更加细致 不仅要看信 号正确与否 而且常常还要注意动作的时间和速度 调试中统计故障点与 DI 相似大约为 1 0 常见故障多为 错线 错缆 错组态以及继电器相应故障 被驱动设备自身故障也较为常 见 常见的故障现象有 条件到 报警灯不亮 电磁阀不动 电气没接到触点信号 条件不到 报警灯误亮 电磁阀误动 电器接到错误触点信号 条件到 电磁阀或被启动设备动作速度不符合要求等 线路故障处理思路及检查方法同 1 1 所述 原因分析与 DI 点相同 只是信号流向相反 注 意各环节自身的特点 以及与时间有关的设置 4 模拟输出量常见故障 此类信号为控制系统控制工艺的直接环节 也是工艺人员经常操纵和改变的变量 其 品质的好坏直接影响工艺指标 关系到产品质量 此类信号控制的现场设备一般包括控制 阀和调速器等 由于阀的种类繁多 性能差异也很大 故阀的选型对控制系统影响尤为重 要 在调试过程中出现故障的环节与模拟输入量相似 难易程度相似 处理方式也基本相 同 可参照 1 1 处理 信号流向相反 不同的是 在现场控制阀自身出现故障的机率 要大于变送器出现故障的机率 因此系统调试前的单体调试应是不可缺少的步骤 出现故 障的点数大约为 40 略少于模拟输入量 已遇到的故障现象有 已输出 阀不动 输 出值与阀位不对应 输出值动作方向与阀要求动作方向相反 原因除以前模拟量所述各环 节和组态外 还有阀门定位器故障 在此不做太多叙述 5 其它常见故障 在调试中还有两种常见故障就是电源系统故障和接地系统故障 下面就在调试中已遇 到的与二者有关的故障进行分析和探讨 5 1 电源系统故障 在 CFB 锅炉仪表功能测试中 正常检查送电后 没几天 24 伏电源出现 SHUT DO WN 自保护 当时分析原因有三 一是由回路接地 二是 220 伏电源波动 三是有谐波耦 合窜入电源系统 但在随后的检查中被一一排除 后来电源厂家工程师现场检测检查 认 为是电源容量选择太大 负载太小 电源处于低负荷运行 将电源模块由六个改为三个使 用 运行一个月后 电源部分又出现掉电自保护造成控制系统失灵 影响了锅炉的正常运 行 再次更换电源模块检查送电后 恢复正常 做为应用厂家对电源内部技术所知甚少 希望与行家探讨 5 2 接地系统故障 由于各 DCS 和 ESD 厂家对接地要求不同 在调试中常常会出现因接地而使系统不 能正常工作的情况 很多系统需要单独的接地 在实施时由于各种原因 践踏接地排 接 地线错误搭接等 使得接地混乱不能满足系统要求 如果设计考虑周详 这些在施工时注 意是完全可以避免的 另一种常见的接地故障是信号线的屏蔽接地 一般采用室内单点接地 但由于在施工 中往往漏接或者室内室外彼此认为是对方接地而导致屏蔽地不接 这种故障在加信号联校 时是很难发现的 需做专项检查 否则会导致回路的正常使用 有经验的施工队伍发生该 项错误的点数很少 四 故障的点数统计和说明 故障点点数统计以三大装置控制系统功能测试中已发现 已处理和所知的已发现 已 处理故障点数计 是故障出现的环节数目 不是回路点数 由于是个人调试中的统计 数据不是十分准确 只是为定性说明问题而列出 点数合计 1470