新建裝置儀表調試常見故障分析處理與探討
一、為便于分析問題,以控制系統信號和數據流向為順序進行一般性敘述。
現場將工藝參數(壓力、流量、溫度、液位、成分等)通過測量儀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(組態要求)分別送給操作站或現場控制閥等設備。
操作人員按控制意圖將參數通過控制站送入控制器,控制器發出控制信號給現場控制設備,控制設備改變被控對象參數以達到控制目的。
圖一
二、信號分類和典型環節
為便于詳細分析和處理故障將信號類型分為四大類:
1)AI 點--模擬信號輸入點:多為現場變送器、溫度點、閥的行程反饋信號、特殊儀表指示(軸位移、軸振動和轉速)等。(各環節見圖二)
圖二
2)DI 點--數字量(開關量)輸入點:多為現場各種壓力、流量、液位、溫度開關,或電氣來的繼電器接點,或控制閥的限位開關及按鈕信號。(各環節見圖三)
圖三
3)AO 點--模擬信號輸出點:多為去現場控制閥、調速器的電信號。(各環節見圖四)
圖四
4)DO 點--數字量(開關量)輸出點:多為去現場電磁閥、電氣繼電器接點和報警的控制信號(各環節見圖五)
圖五
三、故障的分析和處理
1、 模擬輸入量的常見故障:
由于現場測量儀表發展日新月異,測量對象較為繁雜,點數相對較多。此類故障調試過程中發生最多,原因最為復雜,處理起來難度較大。個人不完全統計為線路故障量的40%左右。已經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題
2)四線制/三線制/二線制/熱電阻公共端 區分不清。
3)現場信號線極性配反。
4)機房接線柜端子處極性配反。
5)安全柵處電源/輸入輸出極性不正確。
6)AI 卡件有源/無源配置錯誤。
7)構成輸入回路的各環節儀表參數/置位開關不正確。
8)DCS 控制點組態有誤。
9)公共線室內外不對應。
10)連接導線、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行詳細分析論述:
1.1 現場變送器無法加信號
此種故障多為現場或機房內,用375、475 手持終端加信號進行回路檢查時無法連接。現場檢查多為沒有電源,DCS 多顯示壞值或開路。本著由室內至室外,由簡到繁的原則。
1.2 熱電阻/熱電偶(或電阻箱)連接后無法正常指示
此種故障相對簡單,環節較少,處理也相對容易。產生故障點的位置多為接線箱、接線柜、AI 卡件等處。產生原因多為設計、組織施工協調不當,造成熱電阻公共端彼此不對應,熱電偶補償導線不匹配,AI 卡件通道連接不正確,組態時熱電偶、熱電阻類型參數選擇有誤,溫度變送器接線、設置不正確,造成DCS 指示異常。
1.3 現場信號已正常發出,操作站無指示
此種故障出現的較為零散,多為錯線、錯纜、錯通道、錯位號。組態錯誤占相當比例。此種故障解決起來偶然性較大,時難時易,需對照多種圖紙,逐個環節檢查。
1.4 現場信號與操作站指示不對應
此種故障多為儀表設置和DCS 組態問題等軟故障。具體表現在:零點和量程、是否遷移、單位換算、是否累積、是否流量開方、是否小信號切除等。
2、 數字輸入量常見故障
此類信號多為現場閥位開關、泵狀態、液位開關、流量開關、壓力開關、溫度開關、各種按鈕等。各裝置不同,數量差異較大,這些點多為重要的聯鎖點和報警點,對系統的安全性起著至關重要作用。出現的原因已遇到的有:錯纜、錯線、常開與常閉選擇錯誤、設計圖有誤、組態有誤、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伴隨大量DI 點不正常,是調試中應注意的要點。
3、 數字輸出量常見故障
此類信號多為控制的結果:報警燈、電磁閥、去電氣或現場啟/停泵信號等。此類信號數目因裝置不同差異很大,關系到裝置安全運行。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作的時間和速度。
常見故障多為:錯線、錯纜、錯組態以及繼電器相應故障,被驅動設備自身故障也較為常見。
常見的故障現象有:條件到,報警燈不亮、電磁閥不動、電氣沒接到觸點信號。
條件不到,報警燈誤亮、電磁閥誤動、電器接到錯誤觸點信號。
條件到,電磁閥或被啟動設備動作速度不符合要求等
4、 模擬輸出量常見故障
此類信號為控制系統控制工藝的直接環節,也是工藝人員經常操縱和改變的變量。此類信號控制的現場設備一般包括控制閥和調速器等。由于閥的種類繁多,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。輸出值與閥位不對應。
輸出值動作方向與閥要求動作方向相反。原因除以前模擬量所述各環節和組態外,還有閥門定位器故障。在此不做太多敘述。
5、 其它常見故障
在調試中還有兩種常見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的故障進行分析和探討。
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,沒幾天24 伏電源出現SHUTDOWN 自保護。當時分析原因有三,一是由回路接地,二是220 伏電源波動,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。后來電源廠家工程師現場檢測檢查,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 廠家對接地要求不同,在調試中常常會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,在實施時由于各種原因(踐踏接地排、接地線錯誤搭接等)使得接地混亂不能滿足系統要求。