安全儀表系統(tǒng)應(yīng)用易忽視的幾個問題

目錄

1.安全儀表系統(tǒng)的等級劃分......................................................2

2.安全儀表系統(tǒng)在設(shè)計(jì)方面......................................................2

2.1.容易被忽略的安全儀表系統(tǒng)工作接地的冗余配置.............................2

2.2.安全儀表系統(tǒng)不停電裝置的續(xù)航能力應(yīng)滿足安全停工和事故處理的要求.......3

2.3.冗余配置的測量儀表應(yīng)采用同等級性能的儀表和邏輯控制單元，以滿足系統(tǒng)運(yùn)行

達(dá)到相應(yīng)穩(wěn)定性和可靠性的需要..................................................3

2.4.冗余配置的輸入或輸出模塊沒有得到充分的利用..............................4

2.5.安全儀表設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合工藝的實(shí)際需要，并考慮安全儀表設(shè)置的最大效用價(jià)值.………4

3.安全儀表系統(tǒng)在施工驗(yàn)評方面...................................................5

3.1.工藝參數(shù)測量點(diǎn)的同一性應(yīng)符合工藝量傳數(shù)據(jù)的要求.........................5

3.2.安全儀表系統(tǒng)I可路聯(lián)動測試是安全儀表系統(tǒng)安全完整性評估的重要依據(jù).......S

3.3.系統(tǒng)投運(yùn)前的模擬仿真測試應(yīng)全面和符合工藝過程的實(shí)際狀況...............6

4.安全儀表系統(tǒng)在運(yùn)行管理方面...................................................7

4.1.安全儀表系統(tǒng)對運(yùn)行維護(hù)和管理的要求更高.................................7

4.2.安全儀表系統(tǒng)對日常運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析的要求更高....................7

4.3.儀表安全系統(tǒng)的設(shè)置指標(biāo)應(yīng)滿足工藝生產(chǎn)安全的需要........................7

4.4.儀表安全系統(tǒng)的設(shè)置指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)備安全的需要............................7

4.5.儀表安全系統(tǒng)的功能設(shè)置應(yīng)滿足使用人員工作習(xí)慣的需要....................8

5.十種引發(fā)儀表及控制系統(tǒng)故障的原因不容忽視....................................8

5.1.失效.....................................................................8

5.2.接觸不良.................................................................9

5.3.腐蝕、泄漏及堵塞........................................................9

5.4.焊接點(diǎn)...................................................................9

5.5.連接點(diǎn)泄漏...............................................................9

5.6.機(jī)械磨損.................................................................9

5.7.發(fā)熱.....................................................................9

5.8.電源電壓及浪涌.........................................................10

5.9.人為故障................................................................10

5.10.干擾...................................................................10

6.儀表控制系統(tǒng)中，常被忽略的問題匯總..........................................10

7.安全儀表系統(tǒng)將來發(fā)展的方向...................................................13

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7.1.人工智能將提高安全儀表系統(tǒng)的控制水平...................................13

7.2.大數(shù)據(jù)分析將進(jìn)一步提高安全儀表系統(tǒng)的安全可靠性........................14

7.3.5G通訊技術(shù)的應(yīng)用將使安全儀表系統(tǒng)更加具有智慧性.......................14

8.結(jié)語..........................................................................14

1.安全儀表系統(tǒng)的等級劃分

安全儀表系統(tǒng)的安全完整性等級自低到高分為SIL1、SIL2、SIL3、SIL

4等4個不同的級別。安全級別的劃分則是在特定的安全系統(tǒng)下特定時(shí)間和

特定條件成功執(zhí)行其安全功能的概率，它可以對整個系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行有效的

衡量。安全儀表的安全度是整個儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。行業(yè)安全儀表的安

全完整性等級在SIL1?SIL3之間，S1L4級別主要用于核工業(yè)。

2.安全儀表系統(tǒng)在設(shè)計(jì)方面

2.1.容易被忽略的安全儀表系統(tǒng)工作接地的冗余配置

在GB50770-2013《石油化工安全儀表設(shè)計(jì)規(guī)范》中，為提高安全儀表

系統(tǒng)的可靠性，對SIL2安全等級以上的系統(tǒng)，要求測量儀表、轉(zhuǎn)換和通訊單

元、邏輯控制器、終端元件進(jìn)行冗余設(shè)置，其中5.0.14明確要求邏輯控制器

的中央處理單元、通訊單元、輸入輸出單元、電源單元應(yīng)采取冗余技術(shù)；

5.0.16也明確提出安全儀表系統(tǒng)的交流供電系統(tǒng)宜采用雙路不間斷停電的供

電方式，同時(shí)5.0.17明確安全儀表系統(tǒng)的接地應(yīng)采用等電位的連接方式。在

實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)應(yīng)用場景也都把重點(diǎn)放在了前幾個方面的冗余配置，而對

安全儀表系統(tǒng)工作接地的冗余卻有所的忽視，實(shí)際在5.0,17中要求是等電位

的連接方式，其實(shí)無論現(xiàn)場是否配置了工作接地的等電位體（匯流槽），對安全

儀表系統(tǒng)工作接地保證進(jìn)行正確的連接的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)安全儀表系統(tǒng)工作接地的

環(huán)形連接，以滿足安全儀表系統(tǒng)的工作接地的冗余設(shè)置，也是十分必要的。見

圖1。

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冗余配置電源d

電源A電源B-

三二安全儀表系統(tǒng)工作接域」七化工江湖

圖1安全儀表系統(tǒng)的工作接地的冗余設(shè)置

2.2.安全儀表系統(tǒng)不停電裝置的續(xù)航能力應(yīng)滿足安全停工和事

故處理的要求

安全儀表系統(tǒng)依照SH3038-2000《石油化工企業(yè)生產(chǎn)裝置電力設(shè)計(jì)技術(shù)

規(guī)范》的規(guī)定：屬于一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。這類負(fù)荷當(dāng)供電中斷時(shí)，為確

保安全停工及處理事故，不致造成設(shè)備損壞和人身傷害事故，不致造成重大

經(jīng)濟(jì)損失，需要設(shè)置不停電裝置。規(guī)范中明確了UPS（即不停電裝置）的續(xù)航

能力應(yīng)滿足確保安全停工及處理事故的需要，并沒有確定明確的續(xù)航時(shí)間數(shù)

值。但在現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用中，部分企業(yè)或設(shè)計(jì)部門片面的將不停電裝置的供

電時(shí)間理解為滿足30min即可、或?qū)⒁恍┎皇前踩珒x表范疇的儀表或控制單

元，也采用安全儀表系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)供電、更為嚴(yán)重的是將一些新擴(kuò)或新建

的安全儀表控制系統(tǒng)，也接入到?jīng)]有重新擴(kuò)容科設(shè)計(jì)規(guī)劃的安全儀表系統(tǒng)不

停電裝置進(jìn)行供電，從而對安全儀表系統(tǒng)滿足事故狀態(tài)處理時(shí)間的需求造成

極大的隱患，極易產(chǎn)生當(dāng)生產(chǎn)設(shè)施或操作人員在處理一些緊急狀態(tài)的過程

中，安全儀表系統(tǒng)過早的失效，而無法對生產(chǎn)設(shè)施或操作人員進(jìn)行有效的聯(lián)

鎖保護(hù)和安全保障，而造成不必要的傷害和損失。

2.3,冗余配置的測量儀表應(yīng)采用同等級性能的儀表和邏輯控制

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單元，以滿足系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到相應(yīng)穩(wěn)定性和可靠性的需要

GB/T50770-2013《石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.3.2條SIL2

級安全儀表功能，宜采用冗余測量儀表，第6.4節(jié)，對測量儀表的冗余方式

進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，但卻忽略的參與安全聯(lián)鎖控制儀表的品質(zhì)、性能和功能的

要求，導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用中，測量儀表的冗余配置不僅達(dá)不到冗余配置所期望的

穩(wěn)定性和可靠性，反而對系統(tǒng)的安全性還造成了一定的影響，如OJMPaO.l

級高精度壓力變送器與0-2.5MPa0.5級電接點(diǎn)壓力表的組合，因此對測量儀

表的冗余配置應(yīng)在滿足系統(tǒng)對測量儀表精度和量程的基本要求的同時(shí)，盡可能

選用同等級性能的儀表，從而使安全儀表系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定和可靠。

2.4.冗余配置的輸入或輸出模塊沒有得到充分的利用

冗余配置的測量儀表或控制機(jī)構(gòu)被集中接入到一個輸入模塊或輸出模塊，

而不是根據(jù)同類測量控制點(diǎn)最好應(yīng)分散到不同卡件進(jìn)行接入和接出的要求，集

中接入使輸入卡件的故障風(fēng)險(xiǎn)加大，使冗余配置的輸入或輸出模塊失去了冗余

配置以提高系統(tǒng)安全性的作用。

2.5.安全儀表設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合工藝的實(shí)際需要，并考慮安全儀表設(shè)

置的最大效用價(jià)值

對于這種情況，通常的情況是設(shè)計(jì)或?qū)嵤┻^程中，過度依據(jù)對規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)

的片面理解，造成安全儀表系統(tǒng)使用上的遺漏，使安全儀表系統(tǒng)的完整性受

到破壞或應(yīng)用效能存在缺陷。如一些加油站卸油部位，依據(jù)《汽車加油加氣加

氫站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB50156-2021第6.1.15條規(guī)定：油罐應(yīng)采取卸油時(shí)的防滿

溢措施。油料到達(dá)油罐容量90%時(shí)，應(yīng)能觸動高液位報(bào)警裝置；油料到達(dá)油

罐容量95%時(shí)，應(yīng)能自動停止油料繼續(xù)進(jìn)罐。高液位報(bào)警裝置應(yīng)位于工作人

員便于覺察的地點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，由于對工作人員理解的不同，發(fā)現(xiàn)有一些

把罐液位指示報(bào)警裝置安裝在距離卸油區(qū)較遠(yuǎn)的值班室內(nèi)，這樣滿足值班人員

夜間值班的監(jiān)控需求，卻忽視了現(xiàn)場卸車人員無法在卸油時(shí)對液位進(jìn)行實(shí)時(shí)

監(jiān)控的工作需要；有一些則是把罐液位的指示和報(bào)警裝置裝在了現(xiàn)場，滿足

了卸車人員的工作需要，但又忽略了值班室對罐液位和報(bào)警的監(jiān)控需要，因

此完整的理解應(yīng)該是：加油油罐液位在卸油現(xiàn)場具備指示報(bào)警功能和值班室

均應(yīng)具備指示報(bào)警功能，這樣雖然需要在現(xiàn)場增加儀表指示報(bào)警表頭，會略增

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加一些儀表投資的成本，但滿足了真正意義上的工作人員的需要，是安全儀

表功能最佳的一種配置方案。在這里對規(guī)范條款中“工作人員”的界定也希望能

夠按操作和管理的實(shí)際情況進(jìn)行界定。

再有一個案例就是某化學(xué)品罐儲單位，在對系統(tǒng)進(jìn)行安全儀表安全性進(jìn)行

設(shè)計(jì)評估時(shí)，僅以該單位4個固定頂儲罐和8個浮頂罐液位低低限檢測儀表

12個月內(nèi)未發(fā)生故障為依據(jù)，將此測量儀表和回路的安全評級設(shè)定為零級，

未納入安全儀表控制系統(tǒng)，這里我們認(rèn)為，浮頂式油罐是不同于固定頂儲罐

的，超低液位的發(fā)生，不僅有儀表故障的隱患因素，也存在操作人員疏忽造

成事故的可能，為此進(jìn)行安全評估時(shí)，操作人員的因素也應(yīng)納入安全評估的

計(jì)算之中。避免一些非客觀因素，造成安全儀表系統(tǒng)的完整性受到影響。

3.安全儀表系統(tǒng)在施工驗(yàn)評方面

3.1.工藝參數(shù)測量點(diǎn)的同一性應(yīng)符合工藝量傳數(shù)據(jù)的要求

在一些新建、尤其是改造的安全儀表系統(tǒng)，冗余配置的工藝參數(shù)測量回

路，經(jīng)常存在因工藝設(shè)備、管線或施工原因，迨成工藝參數(shù)測量點(diǎn)的位置差

異而使工藝測量參數(shù)的差異，從而使工藝量傳的同一性不能滿足安全儀表系

統(tǒng)冗余判斷的要求，甚至誤判或產(chǎn)生較大的延遲，因此在安全儀表系統(tǒng)的實(shí)

際應(yīng)用中，一方面要避免冗余設(shè)置儀表測量點(diǎn)在同一位置的情況，還要避免

冗余設(shè)置的儀表測量點(diǎn)不要相差太遠(yuǎn)、或跨越工藝設(shè)備和工藝環(huán)節(jié)的情況，

使冗余設(shè)置的儀表測量點(diǎn)所測的工藝參數(shù)保持一定程度的穩(wěn)定性和同一性。這

一點(diǎn)不僅需要在安全裝鎖控制回路聯(lián)校中進(jìn)行測試，而旦需要在工藝實(shí)際生

產(chǎn)過程中進(jìn)行觀察和比對來進(jìn)行驗(yàn)證，是否滿足工藝量傳數(shù)據(jù)的要求。如在

一加熱爐出口溫度與燃料氣的聯(lián)鎖控制回路中，由于加熱爐出口溫度的兩個

“二取二”表決的測量點(diǎn)分別位于一個工藝彎頭的兩側(cè)，工藝管道內(nèi)的物料流動

狀態(tài)發(fā)生變化，在加上溫度參數(shù)的滯后性，使聯(lián)鎖回路多次發(fā)生誤判和誤

動。

3.2.安全儀表系統(tǒng)回路聯(lián)動測試是安全儀表系統(tǒng)安全完整性評

估的重要依據(jù)

安全儀表系統(tǒng)回路聯(lián)動測試是安全儀表系統(tǒng)投入使用前的至關(guān)重要的一個

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環(huán)節(jié)，是對儀表測量點(diǎn)（工藝參數(shù)取樣）、儀表測量系統(tǒng)（轉(zhuǎn)換和變送卜信號傳

輸或通訊系統(tǒng)、信號或協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、邏輯判斷及編程、以及人機(jī)界面（HMI）

的綜合檢驗(yàn)和測試。這里對于冗余儀表測量設(shè)置的常規(guī)模型“三取二”的馬

爾可夫模型為例，具體可描述為：系統(tǒng)初始狀態(tài)時(shí)全部3個通道的運(yùn)行狀態(tài)

均為正常狀態(tài)。3個通道的4種模式的失效會導(dǎo)致系統(tǒng)離開初始狀態(tài)。另

外，共因失效也需要考慮。對于兩個通道存在3種組合方式：AB、AC和

BC,表示3組共因失效。在狀態(tài)1,一個通道出現(xiàn)檢測到的安全失效。在狀

態(tài)2,一個通道出現(xiàn)未檢測到的安全失效。在狀態(tài)1和狀態(tài)2,系統(tǒng)降級

為"二取一“結(jié)構(gòu)。在狀態(tài)3,表明一個通道出現(xiàn)檢測到的危險(xiǎn)失效。在狀

態(tài)4,一個通道出現(xiàn)未檢測到的危險(xiǎn)失效。在狀態(tài)3和狀態(tài)4,系統(tǒng)降級

為"二取二“結(jié)構(gòu)。在1、2、3、4各狀態(tài)，系統(tǒng)尚未失效。在狀態(tài)1和2

系統(tǒng)仍處于運(yùn)行狀態(tài)，正常通道再次出現(xiàn)安全失效將使系統(tǒng)安全失效，而正常

通道出現(xiàn)危險(xiǎn)失效將使系統(tǒng)又降一級。在狀態(tài)3和4,系統(tǒng)運(yùn)行在"二取二

“配置。當(dāng)出現(xiàn)正常通道的危險(xiǎn)失效，系統(tǒng)將會危險(xiǎn)失效，而正常通道出現(xiàn)

安全失效也將使系統(tǒng)又降一級。假設(shè)系統(tǒng)修理時(shí)所有的故障單元會被修復(fù)，

因此，所有的修復(fù)將使系統(tǒng)回到狀態(tài)0。由于安全儀表系統(tǒng)的安全性和完整

性評估計(jì)算較為復(fù)雜，這里僅對其簡單進(jìn)行概述：”二選一“框架，安全性

最好，但可用性最差；”二選二“框架，可用性最好，但安全性最差；”二選

二"框架，可兼顧。

3.3.系統(tǒng)投運(yùn)前的模擬仿真測試應(yīng)全面和符合工藝過程的實(shí)際

狀況

《國家安全監(jiān)管總局關(guān)于加強(qiáng)化工安全儀表系統(tǒng)管理的指導(dǎo)意見》（安監(jiān)

總管三（2014）116號）（六）嚴(yán)格安全儀表系統(tǒng)的安裝調(diào)試和聯(lián)合確認(rèn)。應(yīng)制

定完善的安裝調(diào)試與我合確認(rèn)計(jì)劃并保證有效實(shí)施，詳細(xì)記錄調(diào)試（單臺儀表

調(diào)試與回路調(diào)試）、確認(rèn)的過程和結(jié)果，并建立管理檔案。施工單位按照設(shè)計(jì)

文件安裝調(diào)試完成后，企業(yè)在投運(yùn)前應(yīng)依據(jù)國家法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、行業(yè)

和企業(yè)安全管理規(guī)定以及安全要求技術(shù)文件，組織對安全儀表系統(tǒng)進(jìn)行審查

和聯(lián)合確認(rèn)，確保安全儀表功能具備既定的功能和滿足完整性要求，具備安

全投用條件。

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4.安全儀表系統(tǒng)在運(yùn)行管理方面

4.1.安全儀表系統(tǒng)對運(yùn)行維護(hù)和管理的要求更高

安全儀表系統(tǒng)(SIS)由其不同于DCS、PCS、SCADA系統(tǒng)的特點(diǎn)，使其在

運(yùn)行維護(hù)和管理亦有所差別和不同，安全儀表系統(tǒng)更加具有復(fù)雜性、關(guān)聯(lián)性

和耦合性，日常的運(yùn)行維護(hù)和管理也較普通的過程控制系統(tǒng)復(fù)雜，通常對一

個安全儀表系統(tǒng)監(jiān)測點(diǎn)、控制點(diǎn)或控制單元的維護(hù)，均需要制定詳細(xì)的處理

方案，需要對可能出現(xiàn)的各種可能性進(jìn)行詳盡的評估和分析，涉及到工藝或

設(shè)備的還需要與工藝工程師和設(shè)備工程師進(jìn)行較為詳細(xì)的研究探討，必要時(shí)

還需要對工藝的自動控制狀態(tài)改為手動調(diào)節(jié)、或?qū)に囋O(shè)備的運(yùn)行解除聯(lián)鎖

保護(hù)，再由自動控制專業(yè)人員按操作規(guī)程進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)和管理。任何疏

忽大意和缺漏，都有可能造成設(shè)備的停運(yùn)或工藝生產(chǎn)的波動，給企業(yè)造成損

失。為此形成安全儀表系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的聯(lián)審和聯(lián)動機(jī)制十分重要。

4.2.安全儀表系統(tǒng)對日常運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析的要求更高

由于安全儀表系統(tǒng)在正常的工藝生產(chǎn)中是處于“緘默”狀態(tài)的，因此當(dāng)系統(tǒng)

發(fā)生的一些趨勢性的變化和一些冗余配置的部分出現(xiàn)波動或失靈的狀態(tài)時(shí)，

不會有所表征而沒有進(jìn)行及時(shí)的處理，為此對安全儀表系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行及

時(shí)的巡檢和監(jiān)測、以及對數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的分析判斷，對安全儀衣系統(tǒng)的有效

性進(jìn)行評估是十分必要的，對提前避免有可能發(fā)生的安全保護(hù)動作是十分必

要的。

4.3,儀表安全系統(tǒng)的設(shè)置指標(biāo)應(yīng)滿足工藝生產(chǎn)安全的需要

在安全儀表系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，安全儀表系統(tǒng)的設(shè)置指標(biāo)應(yīng)以滿足工藝生

產(chǎn)的安全要求為目的，尤其在生產(chǎn)裝置的開工、停工、檢修吹掃、和生產(chǎn)波

動的情況下，簡單的解除安全儀表的做法和仍按正常生產(chǎn)的狀態(tài)執(zhí)行，都是

不妥的。應(yīng)該根據(jù)工藝的實(shí)際安全需要，及時(shí)的調(diào)整安全儀表的設(shè)置指標(biāo)，

來保證工藝生產(chǎn)的特殊狀態(tài)下，安全儀表系統(tǒng)仍然可以保證工藝生產(chǎn)安全的需

要。這需要工藝工程師及時(shí)正確的下達(dá)安全儀表系統(tǒng)設(shè)置指標(biāo)的指令，由相

應(yīng)具備修改指標(biāo)權(quán)限和能力的人員完成相應(yīng)的調(diào)整修改。

4.4.儀表安全系統(tǒng)的設(shè)置指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)備安全的需要

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某些設(shè)置了設(shè)備安全儀表系統(tǒng)的場所，由于設(shè)備和工藝運(yùn)行的復(fù)雜性，會

出現(xiàn)安全儀表系統(tǒng)在設(shè)備還沒有出現(xiàn)危險(xiǎn)狀態(tài)的情況下，多次或頻繁的發(fā)出

安全保護(hù)動作的情況，這種情況一方面可能是安全儀表系統(tǒng)應(yīng)對設(shè)備運(yùn)行的

抗擾性差，另一方面則是安全儀表系統(tǒng)設(shè)置的指標(biāo)過于“靈敏”所致，因此對安

全儀表系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)值濾波和減少擾動的設(shè)置是十分必要

的，必要時(shí)引入更多的判據(jù)進(jìn)行穩(wěn)定性的判斷，也是比較正確的一種做法，

這需要涉及的相關(guān)專業(yè)的專業(yè)人士的共同探討、形成“專家規(guī)則”后，進(jìn)行仿真

測試，再進(jìn)行實(shí)施為佳。如在一個大型煙機(jī)一鼓風(fēng)機(jī)一電動機(jī)、發(fā)電機(jī)組的聯(lián)

合機(jī)組的安全保護(hù)系統(tǒng)中，初期常因?yàn)橐恍﹤€別的軸位移、軸振動而導(dǎo)致機(jī)

組停機(jī)，通過一段時(shí)間的觀察，發(fā)現(xiàn)短暫的軸位移超限和軸振動過大并沒有

對機(jī)組產(chǎn)生危害，因此對軸位移和軸振動數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)值濾波，并同時(shí)

對?軸瓦溫度、油封溫度以及機(jī)組不同位置振動頻率作為輔助判據(jù)，有效的解

決了之前經(jīng)常誤停的狀態(tài)，使機(jī)組處于更加平穩(wěn)安全的運(yùn)行。

4.5.儀表安全系統(tǒng)的功能設(shè)置應(yīng)滿足使用人員工作習(xí)慣的需要

在一些儀表安全系統(tǒng)應(yīng)用的場景中，如可燃?xì)怏w、有毒氣體或火災(zāi)報(bào)警聯(lián)

動系統(tǒng)中，由于一些控制器在聲光報(bào)警裝置和控制輸出功能的設(shè)置上的缺

漏，造成聲光報(bào)警裝置頻繁的啟動報(bào)警和聯(lián)動設(shè)備的頻繁啟動，這樣造成對

操作人員正常操作一定程度的干擾。因此也出現(xiàn)了監(jiān)控人員有意關(guān)閉聲光報(bào)

警裝置，致使安全儀表系統(tǒng)出現(xiàn)功能缺失的情況。為此，對于要求具有聲光報(bào)

警功能的應(yīng)用場所，在儀表控制器的選型時(shí)，應(yīng)注重選取對聲光報(bào)警功能的消

聲判斷邏輯和報(bào)警暫緩確認(rèn)功能這樣更加智能的設(shè)備，如果能夠?qū)β暪鈭?bào)警裝

置的確認(rèn)具有一定的智慧判斷功能，這無疑將提高聲光報(bào)警裝置應(yīng)用價(jià)值。

5.十種引發(fā)儀表及控制系統(tǒng)故障的原因不容忽視

儀表及控制系統(tǒng)由現(xiàn)故障時(shí)，操作人員反饋給儀表維修工的可能就是“儀

表壞了””或“自控失靈了“。儀表故障的表現(xiàn)形式則是多種多樣的、比如沒

有顯示，調(diào)節(jié)閥不會動作，顯示有波動，顯示最大、最小等現(xiàn)象。

導(dǎo)致儀表及控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因歸納如下：

5.1.失效

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失效包括早期失效和正常失效。早期失效是指儀表在投入使用之后不久就

出現(xiàn)故障，大多是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過程中隱臧有缺陷，電子元件雖然經(jīng)過了老

化處理或檢測，可能仍會有漏網(wǎng)情況發(fā)生，這些元件就是發(fā)生故障的元兇。電

子元器件及機(jī)械零部件都有使用壽命，隨著使用時(shí)間的推移，都會老化和磨

損，使用年限已到或過期才損壞的則稱為正常失效，儀表維修工作很多時(shí)候就

是在檢查和修理失效的電子元器件及機(jī)械零部件。

5.2.接觸不良

接觸不良直接與連接有關(guān)，該故障大多由接點(diǎn)氧化、腐蝕引起，開關(guān)和繼

電器觸點(diǎn)接觸不良大多由電火花引起，插頭氧化、插座簧片變形也易產(chǎn)生接觸

不良及發(fā)熱。多層印制電路板的連線、電路板的過孔工藝處理得不好，也會產(chǎn)

生接觸不良故障。

5.3.腐蝕、泄漏及堵塞

儀表測量元件大多與高溫、高壓、有腐蝕、易結(jié)晶的工藝介質(zhì)接觸，導(dǎo)壓

管、閥門、法蘭、管接頭易產(chǎn)生泄漏或堵塞故障；溫度計(jì)保護(hù)套管、傳感器、

變送器又都安裝在現(xiàn)場的惡劣環(huán)境中，易受到腐蝕而損壞。

5.4.焊接點(diǎn)

理論上講，焊接點(diǎn)很可靠，但錫焊點(diǎn)也會損壞，焊點(diǎn)電阻的增大阻礙了電

流的流動,焊點(diǎn)虛焊或脫焊都會引發(fā)故障，焊點(diǎn)故障通常是生產(chǎn)有缺陷造成的。

焊點(diǎn)故障比較隱蔽、過了很長時(shí)間或數(shù)年才會暴露出來。大功率元器件的工作

電流大，會發(fā)熱、發(fā)熱也會逐漸降低焊接點(diǎn)的特性而出現(xiàn)故障。

5.5.連接點(diǎn)泄漏

儀表固定件與工藝設(shè)備、管道的連接都是用電、氣焊接，使用時(shí)間長所引

起的應(yīng)力變化、工藝介質(zhì)的腐蝕都有可能出現(xiàn)裂紋而產(chǎn)生泄漏。

5.6.機(jī)械磨損

執(zhí)行器及調(diào)節(jié)閥、有紙記錄儀等都有機(jī)械部件。活動的零部件比電子元器

件更容易損壞。軸承磨損、潤滑油變干、齒輪損壞、塑料部件斷裂都會引發(fā)故

5.7.發(fā)熱

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電子元件受不了高溫，只要過熱就有可能出現(xiàn)故障。短路現(xiàn)象造成過大的

電流所引起的過熱可以迅速損壞電子元件，就是正常的熱量，也會逐漸降低濾

波電解電容器的性能，發(fā)熱會使絕緣材料的性能下降而引發(fā)故障，過流發(fā)熱也

常導(dǎo)致發(fā)生故障。

5.8.電源電壓及浪涌

電源電壓過高或過低對儀表或系統(tǒng)也會造成影響，至?xí)p壞儀表及系統(tǒng)。

太高的電壓會使穩(wěn)壓器過熱，電解電容器由于接近或超過其電壓極限而損壞。

有固定電壓要求的電子元件如果過壓也會損壞。

雷擊串入電源，輕者造成儀表或控制系統(tǒng)局部電路的損壞，嚴(yán)重時(shí)可能是

大面積的損壞。電源浪涌會使市電電壓在瞬間升高，會對儀表或控制系統(tǒng)造成

損壞，電源浪涌有時(shí)可能是供電的原因，但大多數(shù)可能是雷電引入的浪涌，后

果是使儀表的電子元件損壞。

5.9.人為故障

不慎將儀表從高史跌落；安裝、維修的接線錯誤，信號線極性接反，補(bǔ)償

導(dǎo)線用錯，變送器、顯示儀表信號線被混接；液位變送器排污時(shí)造成冷凝液沖

跑；無目的亂調(diào)變送器或儀表的可調(diào)部件；對某儀表的結(jié)構(gòu)不熟悉而亂拆卸導(dǎo)

致?lián)p壞：手動、自動開關(guān)的位置放錯。實(shí)踐證明，人為故障時(shí)有發(fā)生，誤操作

會引發(fā)系統(tǒng)故障，這是很危險(xiǎn)的。

5.10.干擾

很多儀表的故障都是干擾引起的，維修中要高度重視干擾問題，尤其是有

變頻器使用的場合。克服或消除干擾又比較棘手，可能要花很多的精力和時(shí)間

來解決干擾問題。

6.儀表控制系統(tǒng)中，常被忽略的問題匯總

工廠任何一個測量儀表出現(xiàn)故障，都將會對整個生產(chǎn)工藝帶來麻煩，甚至

造成生產(chǎn)工藝的中斷或引起安全問題。那么，龐大的生產(chǎn)系統(tǒng)如何有效地進(jìn)行

維護(hù)，避免儀表控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障呢？一起看看儀表控制系統(tǒng)中的這些

“坑”!

L切勿把信號電纜與供電電纜混用一根多心電纜！

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2.氧管線儀表設(shè)備維護(hù)切勿粘油，禁油變送器及壓力表切勿與普通表混

裝。

3.維修儀表拆線時(shí)，一定得注意把線頭包好，防止短路！

4.電纜不應(yīng)有中間接頭。

5.點(diǎn)的屏蔽接地，一般在控制室側(cè)屏蔽接地c

6.防護(hù)軟管一定要低于儀表進(jìn)線口防止儀表進(jìn)水

7.漏天儀表應(yīng)該增設(shè)儀表保護(hù)箱或用尼龍塑料袋包裹。

8.電纜在槽架中敷設(shè)時(shí)，本安電纜、電源電纜、信號電纜要用隔板分開。

9.在接線時(shí)，補(bǔ)償導(dǎo)線不能用接線鼻子（片），避免兩種不同導(dǎo)體接觸，引

起測量誤差。

10.生產(chǎn)時(shí)，如果儀表要處理問題，包括室內(nèi)和室外，一定要按手續(xù)或規(guī)程

辦理，尤其要通知到操作人員，有時(shí)還必須要有書面簽字。

11.遇有防雷地區(qū)現(xiàn)場儀表經(jīng)浪涌保護(hù)器后接入安全柵再接入DCS、SIS等

控制系統(tǒng)，為避免多余的柜間接線，現(xiàn)場機(jī)柜室內(nèi)的浪涌保護(hù)器與相應(yīng)回路的

安全柵在機(jī)柜內(nèi)盡可能同側(cè)安裝。

12.控制室一定要做好防小動物的措施，就因?yàn)槔鲜笤贓SD卡件上面撒尿

引起整個裝置停車，損失可謂大。

1,儀表安裝前一定要完成單體調(diào)試，安裝完成后一定要完成叵I路調(diào)試才能

聯(lián)調(diào)。

14.在裝置運(yùn)行時(shí)，對儀表的維修，工藝人員一定要在場。此點(diǎn)切記，出了

問題就不是小事了。

15.儀表現(xiàn)場維護(hù)一定要和工藝人員聯(lián)系，問明工藝狀況帶電源的儀表亦卸

時(shí)一定要先關(guān)閉電源，再用萬用表確實(shí)電源是否關(guān)閉，要知道生命是自己的。

16.流量儀表設(shè)計(jì)時(shí)，一定要根據(jù)測量介質(zhì)、溫度、壓力選用合適的流量計(jì)

類型，做好流量補(bǔ)償。安裝時(shí)應(yīng)注意流量儀表的各種特殊要求。

17.儀表設(shè)計(jì)進(jìn)控制室的槽板時(shí)，為了防止雨水進(jìn)入控制室，必須考慮上下

彎，且做好密封處理。

18.儀表風(fēng)從總管引進(jìn)時(shí)，閥門必須在管線正中心以上，最好在管線上方

90度的位置，避免風(fēng)線中的贓物：進(jìn)入儀表閥門中。

19.屏蔽層不得兩頭均接地；室外電纜保護(hù)管口應(yīng)有防雨措施；防爆環(huán)境注

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意管口的密封。

20.報(bào)警儀器、音響設(shè)備一定要維護(hù)好并正常投用，否則一旦工藝出現(xiàn)事

故，儀表專業(yè)不死也得脫層皮，原因就是因?yàn)閳?bào)警器壞了，操作人員沒有發(fā)

現(xiàn)。

21.涉及氨的場合，禁用銅及銅合金；DCS系統(tǒng)供電，應(yīng)設(shè)計(jì)雙路電源進(jìn)

入！

22.熱電阻測溫，遠(yuǎn)距離傳輸不能采用兩線制。

23.電纜的絕緣電阻應(yīng)大于5MC；電纜轉(zhuǎn)彎半徑一般應(yīng)大于10倍電纜

直，光纜為15倍；儀表電纜與電氣電纜平行敷設(shè)應(yīng)保持一定間距（大于0.8

米），與設(shè)備和管道的間距大于150mm。

24.儀表管道液壓試驗(yàn)，對于奧氏體不銹鋼管道進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，水中氯離子含

量不得超過25ppM儀表工作接地應(yīng)小于1。，其他接地小于4Qo

25.儀表的保護(hù)應(yīng)該用防火布“石棉布”才對。不該用塑料袋。

26.在氫氣單元的使用的儀表必須達(dá)到防爆等級，和防護(hù)等級的要求，缺一

不可。本安信號（電纜〕和隔爆信號（電纜）不可以進(jìn)同一個現(xiàn)場中間接線箱。

27.電纜的絕緣電阻應(yīng)大于5MQ；電纜轉(zhuǎn)彎半徑一般應(yīng)大于10倍電纜直

徑，光纜為15倍；儀表電纜與電氣電纜平行敷設(shè)應(yīng)保持一定間距（大于

O.Hm）,與設(shè)備和管道的間距大于IKOmrric

28.儀表管道液壓試驗(yàn)，對于奧氏體不銹鋼管道進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，水中氯離子含

量不得超過25ppM儀表工作接地應(yīng)小于1Q,其他接地小于4Qo

29.在氫氣單元的使用的儀表必須達(dá)到防爆等級，和防護(hù)等級的要求，缺一

不可。本安信號（電纜）和隔爆信號（電纜）不可以進(jìn)同一個現(xiàn)場中間接線箱。

30.FF總線設(shè)計(jì)時(shí)，要在電源調(diào)節(jié)器和現(xiàn)場總線接線箱的終端加裝終端器

（電阻和電容串聯(lián)連接〕。

31.連鎖用的電磁閥應(yīng)采用故障安全型的，正常情況下帶電，聯(lián)鎖時(shí)斷電。

32.儀表設(shè)計(jì)和安裝時(shí)，如果溫度儀表安裝的管線在DN80以下，要采用

溫度計(jì)擴(kuò)大管使管線擴(kuò)至80以上。

33.流量測量元件不參加電廠水壓試驗(yàn)。

34.測量蒸汽流量，正負(fù)導(dǎo)壓管線使用冷凝器時(shí)，兩個冷凝罐的安裝高度

要保持一致。