化工仪表的干扰故障实例分析

化工仪表的干扰故障实例分析

介绍了化工仪表干扰源的现象，结合实际具体分析了化工装置过程控制仪表因干扰而产生的故障，并提出故障的处理方法。

化工仪表干扰故障实例分析

随着石油化工工业的迅猛发展，自动化仪表系统已成为石油化工连续生产必不可少的神经中枢。但是仪表在运行过程中测量参数被转换成低电压信号传输时，除了有用的信号外，经常会出现一些与被测信号无关的电压或电流，这种无关的电压或电流信号称之为干扰(噪声)[1]。如果不能排除这些干扰的影响，不仅会造成监测系统间断、不连续、测量数据失真，还会造成逻辑关系混乱，使自控系统无法正常工作，导致生产装置出现停车事故，给企业带来很大的经济损失。

1 干扰的现象

工业生产的实时检测与监控现场需要各种温控仪器、压力、流量传感器及执行机构等构成一套监测控制系统[2]。信号经现场测量仪表、导线传输、二次仪表完成控制运算等功能, 然后输出至执行机构。对于这些自动化设备来说，干扰信号的影响主要体现在：现场仪表显示的数值误差大；现场仪表显示值异常跳动，不稳定；二次仪表内部参数被自行修改或出现错乱；二次仪表可能出现死机现象；远传到PLC/DCS可能出现数值偏差大；远传到PLC/DCS可能出现报警现象等；SIS系统启动致装置停车。

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2 干扰引起的故障实例分析

2.1现场中间接线箱线路故障引入干扰

故障现象：某厂重整循环氢压缩机机组控制室操作站，压缩机出口压力指示值显示高报，同时指示值大幅波动，而现场压力变送器指示值正确。

故障分析：工艺生产平稳，机组其他参数稳定，现场无外来施工人员，排除人为损坏的可能性，初步判断为由AI输入卡件通道故障或外界干扰造成。从PLC控制柜端子排将压力表变送器现场接线全部断开后，使用标准信号直接给该仪表输入通道加电流信号，控制室显示正常，这样就排除了主控室线路和输入卡件故障的因素。PLC控制柜端子排，恢复接线后故障依旧，检查控制室内信号屏蔽接地线连接牢固接触良好，现场压力变送器指示值正确，最后判定为干扰所致。由于时值雨天，所以怀疑现场中间接线箱接线和屏蔽接线有问题，打开现场中间接线箱后发现，由于雨水顺穿线管流下进入箱内，使得信号线屏蔽层导线(屏蔽编织层汇在一起)因绝缘不良与中间接线箱铝外壳接触，形成控制室侧屏蔽接地和现场中间接线箱之间的两点接地，由于地电位差的存在，在屏蔽层中形成电流，继而引入干扰，造成变送器指示大幅波动。

解决办法：采取屏蔽措施，带领仪表维修人员首先将穿线管内积水排净，找出穿线管上游可能的进水点，全部做好密封工作，然后用仪表风将中间接线箱吹干，屏蔽层重新用绝缘胶布包扎好，恢复接线后仪表指示正常。

2.2振动造成仪表指示大幅波动

故障现象：联合三碱渣单元某流量调节阀控制不稳、有漏量、定位器信号波动幅度大。

故障分析：紧固气源线路，排除气源不稳，重新调校阀门定位器，但控制仍波动，检查发现，阀旁有一计量泵，造成管线振动大。

解决办法：改变定位器安装位置，尽量远离计量泵，减少振动源的干扰，重新调阀门、校定位器，阀门控制稳定、无波动。

2.3无接地线引起检测卡件损坏

故障现象：某厂储运车间储油罐E+H雷达液位计的罐旁指示仪，其检测卡件多次损坏，造成仪表无指示。

故障分析：通过现场调查，发现这些仪表设备在损坏之前运行都很正常。仪表施工安装时本体无保护接地线，且损坏仪表设备的电源保险无烧断情况。通过以上调查分析，认为仪表系统受损主要是由雷击时连接线路瞬间过电压造成的，而仪表系统接地又没有正确接地，导致仪表设备的损坏。

解决办法：通过接地措施，将仪表盘、仪表柜、控制柜上需要接地的仪表连接到接地端子或接地汇流排。在增加接地线后，将干扰信号引入大地，以此方法消除干扰信号，提高了仪表完好率。

2.4无隔离栅仪表指示大幅波动

故障现象：某厂输煤系统给煤量异常，指示不稳，上下大幅波动。

故障分析：此现象是在中控室CRT上显示呈无规律跳跃，现场检查时，在电气柜输出端子排测量电流稳定，在仪表端子柜测量电流不稳定。采取了更换模块、检查传输电缆屏蔽接地及更换信号处理通道等措施，但都没有效果。经过深入分析可知，该系统电气到仪表控制电缆的屏蔽和隔离措施较差。变频器使供电回路内产生波动较大的频率干扰，回馈到供电设备中又送到仪表监控系统使用时混进了干扰信号。

解决办法：采取隔离措施，增加隔离器后，消除了信号传输过程中产生的干扰，使电流稳定，煤量指示平稳，彻底消除了干扰。

3 结束语

干扰问题的形成是因为有干扰源的存在，为减少干扰对控制系统的这些影响，在实际生产实践中，需从各个环节进行管控。若掌握了现场化工仪表出现故障的规律性，结合隔离、屏蔽及接地等抑制干扰的措施和方法，就可以配合工艺快速准确地判明出现故障的原因，从而排除故障，提高仪表测控系统安全，以确保安全生产。