化工仪表自动控制系统的故障和维护探讨

引言

化工仪表自动控制系统在化工生产中主要起到监测运行数据、控制仪器运行、安全防护等功能，作为实现化工仪表自动化、智能化管理的核心，化工仪表自动控制系统的运行稳定性直接决定化工生产效率和安全。因而针对化工仪表自动控制系统的各类故障需要加以重视，通过定期维护保证化工仪表自动控制系统稳定运行，从而提高化工生产质量与安全性。

1. 化工仪表自动控制系统的组成

化工仪表自动控制系统多由控制器、被控对象、变送器和执行器组成，通过变送器检测各个化工设备的实时运行参数，由控制器根据参数自动对化工设备进行调节，采用闭环负反馈机制实现化工设备参数的动态调节，从而保证化工设备稳定运行。

2. 化工仪表自动控制系统的常见故障

2.1 控制系统卡件故障

在控制系统中，卡件（如控制器、 1/0 卡件、通讯卡等）故障是常见问题，卡件故障再控制系统中可能引发一系列连锁反应，会导致信号异常、控制失灵甚至整个系统失效。卡件故障的影响有信号采集失效、控制输出异常、通信中断、处理能力下降等。处理卡件故障的核心在于系统化诊断（区分是卡件自身、外部线路 / 设备、电源、通信、配置等）和规范操作（特别是更换卡件时）。建立完善的预防性维护体系是减少卡件故障故障的关键。

2.2 安全栅故障

安全栅在化工仪表自动控制系统中主要起到安全防护作用，作为控制能量摄入、限压限流的关键设备，一旦安全栅故障则容易导致系统风险升高。安全栅常见故障包括通信不稳定性、接触不良、过热等。部分安全栅由于运行环境较为恶劣或持续运行强度过高，导致安全栅出现过热甚至损坏影响正常使用。

2.3 通讯故障

通讯故障是指由于设备、技术问题导致化工仪表自动控制系统无法正常进行通信传输，常见的通讯故障类型包括硬件设备故障、信号干扰等。由于通信线路、接口出现损坏导致设备无法正常发出、接收信号，因而影响正常通讯。或由于外部因素影响导致产生干扰源，例如雷电、磁场等产生电磁波干扰信号传输，

2.4 服务器故障

服务器是自动控制系统传输信息、管理资源、提供服务的重要设备，而一旦服务器故障则会导致系统无法正常响应，进而影响自动控制效果。通常化工仪表自动控制系统服务器的故障现象多为系统状态灯异常闪烁，例如服务器CPU 负载率异常升高、散热系统瘫痪导致主控单元宕机、通信网络故障中断等，除此之外部分服务器主备不同步也容易引发服务器故障。

3. 化工仪表自动控制系统的维护策略

3.1 预测性维护

借助人工智能实现预测性维护是智能化时代化工仪表自动控制系统维护的发展方向。借助人工智能可实现对系统故障的精准预测。管理部门可将人工智能融入化工仪表自动控制系统维护全周期中，利用仪控检测平台对所有硬件设备进行监控诊断，从而根据硬件设备的运行参数状态评估潜在故障风险，带动化工仪表自动控制系统维护由“被动维修”到“主动维护”的智能化升级。例如在维护中可借助人工智能和物联网构建预测性维护体系，借助传感器采集各硬件设备的运行参数，而后通过物联网交由人工智能模块负责分析处理，根据感知数据分析潜在故障风险。如根据通讯网络的掉包率、延迟、通道参数评估通讯网络是否正常，根据 CPU 负载率、温度即可评估服务器稳定性等，从而实现对化工仪表自动控制系统的预测性维护，避免产生故障影响系统运行。

3.2 加强维护管理

针对化工仪表自动控制系统容易产生故障的硬件设备需要加强维护管理，根据不同硬件设备的性能及特点分析故障原因，并加强针对性检测，及时明确故障源头并加以处理。对于不同模块的故障维护流程及要点需要技术人员加以明确。例如针对通讯故障首先需要排查通信模块及通讯线路状态，对路由器、光纤通讯线路进行检查，确保通讯线路正常后再检查通讯硬件设备状态，包括电源模块、接口、输出电源等。观察设备指示灯是否正常，并采用万能表对输入电压进行测量，评估输入电压是否正常。若电压正常则需对设备 IP 地址、防火墙规则进行检查，确保防火墙允许通讯协议。采用 PCDK 工具查看设备版本日志及驱动是否正常，确保设备固件与版本、驱动保持兼容。若无明显异常则考虑设备零部件是否存在烧损、过热等问题，通过更换硬件设备进行验证，并加强设备维护与监管。

结束语：综上所述，化工仪表是化工厂的重要设施，对于化工厂生产效益起到直接影响。化工仪表自动控制系统对于日常维修管理质量具有较高要求，针对各类常见故障需要管理部门提高重视，通过定期检修、引进防护系统等方式保证维护质量，从而确保化工仪表自动控制系统得以稳定运行。

参考文献：

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