新建裝置儀表調試常見(jiàn)故障分析處理與探討
一、為便于分析問(wèn)題,以控制系統信號和數據流向為順序進(jìn)行一般性敘述。
現場(chǎng)將工藝參數(壓力、流量、溫度、液位、成分等)通過(guò)測量?jì)x表轉換為電信號送入DCS 卡件,卡件做相應處理后送入控制器,控制器按控制方案(組態(tài)要求)分別送給操作站或現場(chǎng)控制閥等設備。
操作人員按控制意圖將參數通過(guò)控制站送入控制器,控制器發(fā)出控制信號給現場(chǎng)控制設備,控制設備改變被控對象參數以達到控制目的。
圖一
二、信號分類(lèi)和典型環(huán)節
為便于詳細分析和處理故障將信號類(lèi)型分為四大類(lèi):
1)AI 點(diǎn)--模擬信號輸入點(diǎn):多為現場(chǎng)變送器、溫度點(diǎn)、閥的行程反饋信號、特殊儀表指示(軸位移、軸振動(dòng)和轉速)等。(各環(huán)節見(jiàn)圖二)
圖二
2)DI 點(diǎn)--數字量(開(kāi)關(guān)量)輸入點(diǎn):多為現場(chǎng)各種壓力、流量、液位、溫度開(kāi)關(guān),或電氣來(lái)的繼電器接點(diǎn),或控制閥的限位開(kāi)關(guān)及按鈕信號。(各環(huán)節見(jiàn)圖三)
圖三
3)AO 點(diǎn)--模擬信號輸出點(diǎn):多為去現場(chǎng)控制閥、調速器的電信號。(各環(huán)節見(jiàn)圖四)
圖四
4)DO 點(diǎn)--數字量(開(kāi)關(guān)量)輸出點(diǎn):多為去現場(chǎng)電磁閥、電氣繼電器接點(diǎn)和報警的控制信號(各環(huán)節見(jiàn)圖五)
圖五
三、故障的分析和處理
1、 模擬輸入量的常見(jiàn)故障:
由于現場(chǎng)測量?jì)x表發(fā)展日新月異,測量對象較為繁雜,點(diǎn)數相對較多。此類(lèi)故障調試過(guò)程中發(fā)生最多,原因最為復雜,處理起來(lái)難度較大。個(gè)人不完全統計為線(xiàn)路故障量的40%左右。已經(jīng)遇到的故障有以下幾種原因:
1)電源配置不當或保險絲有問(wèn)題
2)四線(xiàn)制/三線(xiàn)制/二線(xiàn)制/熱電阻公共端 區分不清。
3)現場(chǎng)信號線(xiàn)極性配反。
4)機房接線(xiàn)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(wú)源配置錯誤。
7)構成輸入回路的各環(huán)節儀表參數/置位開(kāi)關(guān)不正確。
8)DCS 控制點(diǎn)組態(tài)有誤。
9)公共線(xiàn)室內外不對應。
10)連接導線(xiàn)、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象進(jìn)行詳細分析論述:
1.1 現場(chǎng)變送器無(wú)法加信號
此種故障多為現場(chǎng)或機房?jì)?,?75、475 手持終端加信號進(jìn)行回路檢查時(shí)無(wú)法連接。現場(chǎng)檢查多為沒(méi)有電源,DCS 多顯示壞值或開(kāi)路。本著(zhù)由室內至室外,由簡(jiǎn)到繁的原則。
1.2 熱電阻/熱電偶(或電阻箱)連接后無(wú)法正常指示
此種故障相對簡(jiǎn)單,環(huán)節較少,處理也相對容易。產(chǎn)生故障點(diǎn)的位置多為接線(xiàn)箱、接線(xiàn)柜、AI 卡件等處。產(chǎn)生原因多為設計、組織施工協(xié)調不當,造成熱電阻公共端彼此不對應,熱電偶補償導線(xiàn)不匹配,AI 卡件通道連接不正確,組態(tài)時(shí)熱電偶、熱電阻類(lèi)型參數選擇有誤,溫度變送器接線(xiàn)、設置不正確,造成DCS 指示異常。
1.3 現場(chǎng)信號已正常發(fā)出,操作站無(wú)指示
此種故障出現的較為零散,多為錯線(xiàn)、錯纜、錯通道、錯位號。組態(tài)錯誤占相當比例。此種故障解決起來(lái)偶然性較大,時(shí)難時(shí)易,需對照多種圖紙,逐個(gè)環(huán)節檢查。
1.4 現場(chǎng)信號與操作站指示不對應
此種故障多為儀表設置和DCS 組態(tài)問(wèn)題等軟故障。具體表現在:零點(diǎn)和量程、是否遷移、單位換算、是否累積、是否流量開(kāi)方、是否小信號切除等。
2、 數字輸入量常見(jiàn)故障
此類(lèi)信號多為現場(chǎng)閥位開(kāi)關(guān)、泵狀態(tài)、液位開(kāi)關(guān)、流量開(kāi)關(guān)、壓力開(kāi)關(guān)、溫度開(kāi)關(guān)、各種按鈕等。各裝置不同,數量差異較大,這些點(diǎn)多為重要的聯(lián)鎖點(diǎn)和報警點(diǎn),對系統的安全性起著(zhù)至關(guān)重要作用。出現的原因已遇到的有:錯纜、錯線(xiàn)、常開(kāi)與常閉選擇錯誤、設計圖有誤、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。其中設計圖有誤和電源有誤常常會(huì )伴隨大量DI 點(diǎn)不正常,是調試中應注意的要點(diǎn)。
3、 數字輸出量常見(jiàn)故障
此類(lèi)信號多為控制的結果:報警燈、電磁閥、去電氣或現場(chǎng)啟/停泵信號等。此類(lèi)信號數目因裝置不同差異很大,關(guān)系到裝置安全運行。因此調試中要更加細致,不僅要看信號正確與否,而且常常還要注意動(dòng)作的時(shí)間和速度。
常見(jiàn)故障多為:錯線(xiàn)、錯纜、錯組態(tài)以及繼電器相應故障,被驅動(dòng)設備自身故障也較為常見(jiàn)。
常見(jiàn)的故障現象有:條件到,報警燈不亮、電磁閥不動(dòng)、電氣沒(méi)接到觸點(diǎn)信號。
條件不到,報警燈誤亮、電磁閥誤動(dòng)、電器接到錯誤觸點(diǎn)信號。
條件到,電磁閥或被啟動(dòng)設備動(dòng)作速度不符合要求等
4、 模擬輸出量常見(jiàn)故障
此類(lèi)信號為控制系統控制工藝的直接環(huán)節,也是工藝人員經(jīng)常操縱和改變的變量。此類(lèi)信號控制的現場(chǎng)設備一般包括控制閥和調速器等。由于閥的種類(lèi)繁多,性能差異也很大,故閥的
選型對控制系統影響尤為重要。
已遇到的故障現象有:已輸出,閥不動(dòng)。輸出值與閥位不對應。
輸出值動(dòng)作方向與閥要求動(dòng)作方向相反。原因除以前模擬量所述各環(huán)節和組態(tài)外,還有閥門(mén)定位器故障。在此不做太多敘述。
5、 其它常見(jiàn)故障
在調試中還有兩種常見(jiàn)故障就是電源系統故障和接地系統故障。下面就在調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電源系統故障
在CFB 鍋爐儀表功能測試中,正常檢查送電后,沒(méi)幾天24 伏電源出現SHUTDOWN 自保護。當時(shí)分析原因有三,一是由回路接地,二是220 伏電源波動(dòng),三是有諧波耦合竄入電源系統。但在隨后的檢查中被一一排除。后來(lái)電源廠(chǎng)家工程師現場(chǎng)檢測檢查,認為是電源容量選擇太大,負載太小,電源處于低負荷運行。
5.2接地系統故障
由于各DCS 和 ESD 廠(chǎng)家對接地要求不同,在調試中常常會(huì )出現因接地而使系統不能正常工作的情況。很多系統需要單獨的接地,在實(shí)施時(shí)由于各種原因(踐踏接地排、接地線(xiàn)錯誤搭接等)使得接地混亂不能滿(mǎn)足系統要求。