自动化仪表的可靠性及发展

发表时间:2021/5/7   来源:《当代电力文化》2021年1月第3期   作者:梁星
[导读] 随着我国社会的飞速发展,我国的自动化仪表行业也日新月异
        梁星
        中核二三建设有限公司,福建 宁德 352100
        摘要:随着我国社会的飞速发展,我国的自动化仪表行业也日新月异。通过对电气自动化技术的应用,能够实现对整个生产工艺系统的自动化管理,还可以提高其工作效率以及运行可靠性,因此在电气领域中也得到了非常广泛的应用。但是我国电气行业自动化应用的时间比较短,电气仪表控制技术还不能完全满足我国电气行业的实际发展需求,与发达国家相比也还有一定的差异。由于电气行业与仪表控制技术本身联系就很紧密,因此电气行业还需要加强对电气自动化仪表以及自动化控制技术的研究力度,这对于社会经济的发展也有着非常重要的意义。
        关键词:自动化;仪表;可靠性及发展
        引言
        如今各行各业建设都离不开稳定安全的电力,这就对发电、输送电的安全性和电力质量提出了更高要求。在自动化科技推动下,电力系统发电等工作开始将热工仪表和相关技术融入电厂自动化生产控制系统,以实现对电厂设备运行压力、温度等参数进行自动化监测和控制,为电厂的安全生产提供技术保证。而当前电力系统应用自动化仪表尚存在一些技术性问题,导致自动化仪表在安装和运行等过程中出现一些故障,不利于自动化仪表可靠发挥其监测、预警等作用,给电厂生产运行埋下了一些安全隐患。
        1 电气自动化仪表与自动化控制系统的功能概述
        1.1 智能监控功能
        在电气自动化仪表系统中,主要由仪表传感器来进行检测工作,并且将电气系统的运行状态以及运行数据反馈到相应的显示器上。仪表的检测系统主要是由红外线发光模块构成的,一般采用红外线二极管作为信号的收发器。在具体工作过程中,由红外线发射管发出红外线,随后由红外线接收器来进行信号的接收与处理,随后将运行信号传输到单片机上面。在该过程中如果出现了警戒线遮挡的情况时,就会导致检测工作无法正常完成,信号传送过程也会随之停止。在这一情况下,警报信号会直接传递到各个基站之中,来达到智能化监控的效果。
        1.2 自动保护功能
        电气设备在使用过程中会受到多种外界因素的影响,因此很容易导致一系列电气故障的发生,直接影响到电气系统的运行质量。通过智能化电气技术的应用,一般可以选用与电气自动化仪表相应的高压设备来实现电气系统的自我保护。因为高压与电流开关的体积比较大,系统总闸与分闸、合流以及分流效率也会得到一定程度的提高,从而能够满足更多任务分配的需求,确保电气系统处于正常运行状态下。如果电气设备出现了运行故障,会有多种服务措施来进行控制处理,避免大型电气故障的出现,保障电气系统的运行稳定性与安全性。
        1.3 自动控制与保护功能
        一般情况下,电气自动化仪表中的高压设备体积都比较大,这样可以满足控制系统中合闸以及分闸功能的实现。但是如果电气自动化仪表在运行过程中出现故障,在完成自动化控制系统的安装工作之后,就不能够借助于自动化控制技术来实现仪表的自动化控制与操作,从而影响对整个电气系统进行自动控制处理。因此要提前排除自动化仪表的故障。目前我国使用电气自动化仪表的工程数量非常多,对于自动化控制技术水平也有着非常高的要求。只有积极运用各种先进的自动化技术以及手段,才能够达到预期的主动监测以及控制效果,从而起到良好的电力系统运行保护效果。
        2 提升电力自动化仪表可靠性技术探析
        2.1 仪表安装技术要点
        在安装之前,技术人员应全面了解控制系统结构及所需要安装仪器、仪表的类型、量程等参数,并应对所仪器、仪表进行功能测试,确定其功能符合设计要求。
        安装前应对热工仪表的性能进行校验和调节,控制设备操控范围,建立相应技术体系,根据安装施工的重点制定合理、可行的安装计划。
        选择安装位置,例如测温元件应选择能代表被测温度且不受强烈振动及物理冲击位置(如在二次风温或出烟口等位置安装温度测点)。安装泵、风机、电机轴承等设备温度、电阻测点仪器时,应通过安装压簧、套管等进行紧贴安装,在保证仪器不受环境因素出现故障时,保障测量准确度、可靠性。


        进行设备及仪表盘安装。安装施工时应首先清理现场,合理把控安装设备进场数量、时间和暂放位置,避免影响现场施工作业或造成设备损坏。
        在仪表监测合理后应严格按相应的技术规范进行具体操作,例如在安装温度、压力等取源元件时,应在安装结束后再次进行有效定值测试,对其运行功能和规范性进行测验。仪表电源盘、控制盘等是其表盘安装重点。
        此外,据仪器的安装位置,应采取安装保护套管等措施,例如在高温、高压、高速流体冲击等为主的安装位置,必须安装强度合适的保护套管;考录到保护套管对测温、测压等元件正常工作的影响,应选用合适的厚度、材质及装配方式,避免引起测量数据滞后。
        管线铺设、配线安装,也是自动化仪表安装关键环节。管线铺设时需管理好信号、电源、测量等内容,确保仪器安装工作及管线等资源调度工作高效、合理开展,避免安装返工。管线铺设应充分考虑施工可操作性,合理选择铺设地点,避免周围存在磁场等干扰源,从而保证仪表运行可靠性。
        2.2 电力自动化仪表调试要点
        自动化仪器安装完成后,应该对变送器、传感器、调节阀等进行单独校验和测试,并建立周期性校验工作制度,保障仪表在后续使用中测量的准确性,避免在联合调试过程中因单个仪表故障而导致其他设备出现故障。
        进行单体调校时,首先查看装置外观是否完好,并利用测量工具进一步检测功能是否正常,其次进行调试工作,观察仪表的读数变化,反复调校直至其测量范围、精度与系统运行要求相一致,待读数变化平稳后结束调试工作。
        进行设备的联合校验,目的在于进一步检查自动化仪器及系统的可靠性、精准度。以电控阀门联合校验、调节过程为例,需对各仪器的强度、灵敏度及气密性、泄漏量等参数进行严格测量和检查,并应通过中控平台发送指令,观察各仪器执行情况,不断反复以上操作直至仪器各项参数符合要求、功能良好。
        进行系统调试。开展系统工作调试设备前,应确保单独调试、联合调试均已顺利完成。系统校验应先从输入、输出信号的差异检测开始,接着模拟分析自动化仪表各项参数变化,全面、合理的调整报警阈值,构件合理监测与报警系统,最终通过试运行进行精度测试,保证自动化仪表监测、报警功能均能到达设计精度要求。
        2.3 仪器及系统的可靠性分析
        为保障自动化仪器及系统可靠性,需进行相应的可靠性分析,分析的内容包括:影响其可靠性的因素、综合效应及系统故障模式、概率等,分析的工具可采用可靠性决策表。
        影响仪器可靠性的因素可能是多重的,因此需分析各部件失效机理,从而分析出引起仪器故障的综合效应,对故障因素、模式进行定性描述,再根据部件失效率算出系统故障概率,为仪器运行及维修等阶段提供有用技术参考。
        首先,据系统构成编制详细决策表,描述部件可靠性与各影响因素及影响结果具体关系;
        其次,利用符号算法处理决策表赘化部分,归并冗余数据,使决策表更简明、清晰、全面的描述系统可靠性状态;
        最后,合成决策表,描述系统各部件详细、准确关联性,阐明各故障综合作用原理,并进行故障定性和定量化表述,描述故障发生形式及相关仪器的状态信息,并计算出各仪器故障率,从而为维护工作提供理论依据,对高频故障进行更严密的检修维护。
        3 结语
        越来越多的企业正在增加对自动化仪表的使用,但是仪表在正常运行期间不可避免的会发生故障,因此所有维护人员必须谨慎操作,以确保正常使用仪表。这就要求维修人员必须具备基本的理论知识,熟悉相关的自动化操作方法,熟悉仪表的类型和使用原则,在日常维护工作中应从降本增效的角度出发,及时修理仪表故障,延长仪表的使用寿命。
        参考文献:
        [1]彭双光.电气自动化矿用仪器仪表的选型安装及故障分析[J].自动化应用,2019(1):43-44.
        [2]谷军闪,李超.电子仪器仪表计量管理及维修探讨[J].无线互联科技,2019,16(2):119-120.
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