化工儀表的干擾故障實例分析

化工儀表的干擾故障實例分析

介紹了化工儀表干擾源的現象，結合實際具體分析了化工裝置過程控制儀表因干擾而產生的故障，并提出故障的處理方法。

化工儀表干擾故障實例分析

隨著石油化工工業的迅猛發展，自動化儀表系統已成為石油化工連續生產必不可少的神經中樞。但是儀表在運行過程中測量參數被轉換成低電壓信號傳輸時，除了有用的信號外，經常會出現一些與被測信號無關的電壓或電流，這種無關的電壓或電流信號稱之為干擾(噪聲)[1]。如果不能排除這些干擾的影響，不僅會造成監測系統間斷、不連續、測量數據失真，還會造成邏輯關系混亂，使自控系統無法正常工作，導致生產裝置出現停車事故，給企業帶來很大的經濟損失。

1 干擾的現象

工業生產的實時檢測與監控現場需要各種溫控儀器、壓力、流量傳感器及執行機構等構成一套監測控制系統[2]。信號經現場測量儀表、導線傳輸、二次儀表完成控制運算等功能, 然后輸出至執行機構。對于這些自動化設備來說，干擾信號的影響主要體現在：現場儀表顯示的數值誤差大；現場儀表顯示值異常跳動，不穩定；二次儀表內部參數被自行修改或出現錯亂；二次儀表可能出現死機現象；遠傳到PLC/DCS可能出現數值偏差大；遠傳到PLC/DCS可能出現報警現象等；SIS系統啟動致裝置停車。

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2 干擾引起的故障實例分析

2.1現場中間接線箱線路故障引入干擾

故障現象：某廠重整循環氫壓縮機機組控制室操作站，壓縮機出口壓力指示值顯示高報，同時指示值大幅波動，而現場壓力變送器指示值正確。

故障分析：工藝生產平穩，機組其他參數穩定，現場無外來施工人員，排除人為損壞的可能性，初步判斷為由AI輸入卡件通道故障或外界干擾造成。從PLC控制柜端子排將壓力表變送器現場接線全部斷開后，使用標準信號直接給該儀表輸入通道加電流信號，控制室顯示正常，這樣就排除了主控室線路和輸入卡件故障的因素。PLC控制柜端子排，恢復接線后故障依舊，檢查控制室內信號屏蔽接地線連接牢固接觸良好，現場壓力變送器指示值正確，最后判定為干擾所致。由于時值雨天，所以懷疑現場中間接線箱接線和屏蔽接線有問題，打開現場中間接線箱后發現，由于雨水順穿線管流下進入箱內，使得信號線屏蔽層導線(屏蔽編織層匯在一起)因絕緣不良與中間接線箱鋁外殼接觸，形成控制室側屏蔽接地和現場中間接線箱之間的兩點接地，由于地電位差的存在，在屏蔽層中形成電流，繼而引入干擾，造成變送器指示大幅波動。

解決辦法：采取屏蔽措施，帶領儀表維修人員首先將穿線管內積水排凈，找出穿線管上游可能的進水點，全部做好密封工作，然后用儀表風將中間接線箱吹干，屏蔽層重新用絕緣膠布包扎好，恢復接線后儀表指示正常。

2.2振動造成儀表指示大幅波動

故障現象：聯合三堿渣單元某流量調節閥控制不穩、有漏量、定位器信號波動幅度大。

故障分析：緊固氣源線路，排除氣源不穩，重新調校閥門定位器，但控制仍波動，檢查發現，閥旁有一計量泵，造成管線振動大。

解決辦法：改變定位器安裝位置，盡量遠離計量泵，減少振動源的干擾，重新調閥門、校定位器，閥門控制穩定、無波動。

2.3無接地線引起檢測卡件損壞

故障現象：某廠儲運車間儲油罐E+H雷達液位計的罐旁指示儀，其檢測卡件多次損壞，造成儀表無指示。

故障分析：通過現場調查，發現這些儀表設備在損壞之前運行都很正常。儀表施工安裝時本體無保護接地線，且損壞儀表設備的電源保險無燒斷情況。通過以上調查分析，認為儀表系統受損主要是由雷擊時連接線路瞬間過電壓造成的，而儀表系統接地又沒有正確接地，導致儀表設備的損壞。

解決辦法：通過接地措施，將儀表盤、儀表柜、控制柜上需要接地的儀表連接到接地端子或接地匯流排。在增加接地線后，將干擾信號引入大地，以此方法消除干擾信號，提高了儀表完好率。

2.4無隔離柵儀表指示大幅波動

故障現象：某廠輸煤系統給煤量異常，指示不穩，上下大幅波動。

故障分析：此現象是在中控室CRT上顯示呈無規律跳躍，現場檢查時，在電氣柜輸出端子排測量電流穩定，在儀表端子柜測量電流不穩定。采取了更換模塊、檢查傳輸電纜屏蔽接地及更換信號處理通道等措施，但都沒有效果。經過深入分析可知，該系統電氣到儀表控制電纜的屏蔽和隔離措施較差。變頻器使供電回路內產生波動較大的頻率干擾，回饋到供電設備中又送到儀表監控系統使用時混進了干擾信號。

解決辦法：采取隔離措施，增加隔離器后，消除了信號傳輸過程中產生的干擾，使電流穩定，煤量指示平穩，徹底消除了干擾。

3 結束語

干擾問題的形成是因為有干擾源的存在，為減少干擾對控制系統的這些影響，在實際生產實踐中，需從各個環節進行管控。若掌握了現場化工儀表出現故障的規律性，結合隔離、屏蔽及接地等抑制干擾的措施和方法，就可以配合工藝快速準確地判明出現故障的原因，從而排除故障，提高儀表測控系統安全，以確保安全生產。