现场仪表常出现的故障和解决办法有哪些？
想和大家讨论一下天然气生产装置中现场仪表经常出现的故障及排除方法 常用仪表维护一、温度仪表检测与调试
1、 热电偶检测方法：
在控制室检测热电偶时，必须考虑到环境温度的影响，即冷端温度，具体计算方法如下：实际温度毫伏值=控制室端热电偶毫伏值+控制室环境温度毫伏值，然后查热电偶分度表，得出实际温度值。其中控制室环境温度可以通过把补偿导线（或短接块）短接来测得。
冷端温度校正法：因各种热电偶的分度关系是在冷端温度为0℃时得到的，如果测温热电偶的热端为t℃，冷端温度为t0℃（t0>0℃），就不能用测得的E(t，t0）去查分度表得t，必须根据下式进行修正：
E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)
式中：E(t,0) —冷端为0℃而热端为t℃时的热电势；
E(t,t0) —冷端为t0℃而热端为t℃时的热电势；
E(t0,0) —冷端为t0℃时应加的校正值。
热电偶主要有断线、接触不良等故障，具体判别办法是测量热电偶的电阻，正常时是导通的，电阻值只有几欧姆，另外可以测量热电偶的毫伏值，与正常值进行比较，可以判断是否接触不良。
补偿导线的作用是将热电偶冷端（参比端）延伸到温度恒定的地方与显示仪表相连接的一种导线，不是进行冷端补偿。不同分度号的热电偶必须采用不同的补偿导线，而且极性不能接错。
常用热电偶补偿导线
热电偶分度号 100℃时毫伏值 热电偶材质 补偿导线材质（颜色）（型号）
K型（WRKK） 4.095 mv 镍锘—镍硅 铜—康铜（红—蓝）（SC）
S型（WRSK） 0.645 mv 铂铑10—铂 铜—铜镍（红—绿）（KC）
2、 热电阻检测方法：
在控制室检测热电阻时，简单方法如下：热电阻电阻值=A、B端电阻值 – B、C端电阻
值，然后查热电阻分度号。
准确方法如下： Rt=R0(1+At+Bt2) （0 - 850℃)
Rt=R0 (-200 - 0℃)
其中：A=3.90802×10-3℃-1 B=-5.802×10-7℃-2 C=-4.27350×10-12℃-4
Rt、R0 ：为温度在t℃和温度在0℃时的电阻值。
在控制室测量热电阻的电阻时计算方法是：R＝R12－R23。
为了消除热电阻引出线等各种导体的影响，一般采用三线制或四线制。
主要故障是短线和短路，可以通过测量电阻值来判断故障。
我厂常用的热电阻是铂电阻（PT100，0℃时电阻值为100欧姆，100℃时电阻值为138.5欧姆。
3、 一体化温度变送器
一体化温度变送器安装在接线盒内，它把毫伏信号或电阻值转换成4-20mA的电流信号，送到控制室，温度变送器可以校零点和量程，通过信号发生器给出信号，用万用表测电流值。
二、智能变送器检测与调试
我厂主要采用HoneyWell的ST-3000系列智能变送器，它不断可以传输模拟信号（4-20mA），也可以传输数字信号，通过手操器修改参数，也可以通过在DCS操作站上直接修改参数（组态在STIM卡的点），在进行STIM卡点组态时，必须指定变送器的型号，
在GUS和现场通过手操器修改了变送器参数后，必须在GUS上进行下装和上载操作，否则将显示坏点。具体型号如下：
ST-3000系列变送器参数表
型号 测量范围 备注
STD924 0-2.5-100Kpa 差压变送器
STD930 0-35-700Kpa 差压变送器
STD974 0-0.7-21Kpa 差压变送器
STA922 0-6.7-10Kpa 绝压变送器
STA940 0-140-3500Kpa 绝压变送器
STG944 0-140-3500Kpa 表压变送器
STG974 0-2.1-21Kpa 表压变送器
STG94L 0-140-3500Kpa 压力变送器
STG97L 0-2.1-21Mpa 压力变送器
STG98L 0-3.5-41.5Mpa 压力变送器
STR93D 0-6.2-688.5Kpa 单法兰液位变送器
STR94G 0-140-3500Kpa 单法兰液位变送器
STF924 0-6.22-100Kpa 单法兰液位变送器
STF932 0-35-700Kpa 单法兰液位变送器
STF92F 0-6.22-100Kpa 单法兰液位变送器
STF93F 0-35-700Kpa 单法兰液位变送器
单位换算：1 PSI（磅/英寸2） = 6.895 KPa（牛顿/米2）
主要故障是零点偏移，可以在现场校零；另外就是引压管堵等故障。
三、流量仪表检测与调试
流量计分为两大类：
（1） 速度式流量计：以测量流体在管道中的流速作为测量依据来计算流量的仪表，如差压式流量计、电磁流量计、漩涡流量计等；
（2） 容积式流量计：它以单位时间内所排出的流体固定容积的数目作为测量依据，如椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板流量计等。
1、 差压流量计
计算公式：
体积流量：Q=αεF0
质量流量：M=αεF0
具体如下：流量与差压的平方根成正比，而差压与输出电流成正比。因此，一个很小的差压误差，将产生很大的流量误差，因此，在组态差压流量计时，应该作小信号切除。
在流量累计组态时计算公式如下：
模拟信号：
PVCALC(i) = PVCALC(i-1) + C*(TIME-SCALE)*Pn
其中C＝为工程单位转换参数，默认值为1 .0；
（TIME-SCALE）＝为时间单位，TS*60是时间单位为秒，
TS是时间单位为分，
TS/60是时间单位为小时。
TS=为时间间隔为分钟
Pn＝输入流量。
2、 涡轮流量计
计算公式：Q=F / K
Q—流经变送器的流量，L/s，
F－电脉冲频率，Hz，
K－仪表系数，次/升。
仪表常数K表示每立方米流量有几个脉冲，或表示每升流量有几个脉冲。是用洁净的水标定的，每个涡轮流量计的仪表常数不完全一样。
DCS组态时计算公式：PVCALC=C1/C2*TIMEBASE*PVRAW
其中：C1:为工程单位
C2:为1/K
TIMEBASE：为时间基准,时、分、秒。
涡轮、腰轮、椭圆齿轮、刮板流量计都采集的脉冲信号，采用三线制引入DCS的PI卡。
接线图：
涡轮流量计检测办法：首先检测传感部分是否有问题，可以测电阻的大小，是否断路，然后用万用表交流档测频率信号，通过计算可以得出流量值。
四、液位计仪表检测与调试
我厂的液位测量仪表有：外浮筒、双法兰、钢带、雷达、导波雷达等液位计。
1、外浮筒液位计：
外浮筒液位计校验方法是灌液法，把被测液体通过密度换算成水的高度，测量界位时，通过计算两种介质密度的高度，来作为零点和量程，在智能液位计校验时由于我们的手操器不能进行界位的校验，必须转换成液位方法校验，具体方法如下：把两种介质的密度相加再除2，作为液体的密度。
液位计算公式：P液体×H液体 = P水×H水————可以求出水的高度可作为液位计的量程。
2、双法兰液位计：
双法兰液位计，主要存在一个零点迁移的问题，零点迁移方法：把一次阀关死，打开放空筏，此时显示一个值这个值就是需要迁移的值，通过手操器把此值清零即可。
测量原理：P=P×G×H ————可以求出H。
仪表信号分为有源和无源之分，现场变送器，如压力、流量、液位等本安仪表，是需要DCS供电的，应该接DCS端子的有源信号，但由于经过了安全栅供电，所以接DCS端子的无源信号，而隔爆的仪表是可以直接DCS的。
关于模拟量信号进HLAI或SITM卡，这两种卡的FTA 是一样的，只是I/O卡不一样，模拟量输入卡可以接受4-20mA的信号，为了接受1－5V的信号，可以采取两种方法，第一种是把HLAI卡的250欧姆电阻去掉，第二种是使用LLAI卡。
变送器类型 PVRAW含义 PVRAW说明
Voltage or Current Percent 百分比
TC Microvolts（微伏） 百万分之一伏（千分之一毫伏）
RTD Milliohms（毫欧） 千分之一欧姆
0-100 mV Millivolts（毫伏） 毫伏
五、PID控制回路调试
1、PID调节回路：
在PID控制回路组态时，要考虑回路连接时PUSH与PULL的关系，当要初始化时使用PUSH，而它们的关系决定了点组态在哪个回路。
PID回路中的调节参数K：指放大倍数，T1：指积分时间常数，单位为分，T2：指微分时间常数，单位为分。
比例调节依据“偏差的大小”来动作，它的输出与输入偏差的大小成比例。比例调节及时、有力，但有余差。它用比例度δ来表示其作用的强弱，δ愈小，调节作用愈强，比例作用太强时，会引起震荡。
积分调节依据“偏差是否存在”来动作，它的输出与偏差对时间的积分成比例，只有当余差消失时，积分作用才停止，其作用是消除余差。但积分作用使最大动偏差增大，延长了调节时间。它用积分时间Ti来表示其作用的强弱，Ti愈小，积分作用愈强，但积分作用太强时，也会引起震荡。
微分调节依据“偏差变化速度”来动作。它的输出与输入偏差变化的速度成比例，其效果是阻止被调参数的一切变化，有超前调节的作用，对滞后大的对象有很好的效果。它使调节过程偏差减小，时间缩短，余差也减小（但不能消除）。它用微分时间Td来表示其作用的强弱，Td大，作用强，但Td太大，也会引起震荡。
2、单回路PID参数整定过程：
1、 将Ti置于最大，Td＝0，δ取经验参数中的某一项，投闭环控制，若过渡时间过长，曲线漂浮波动大，则减少δ，若振荡过于剧烈，则加大δ，直到记录曲线两个波4：1衰减为止；
2、 在引入积分作用时，应将调好的δ值适当放大10％－20％，然后将积分时间常数由大到小不断凑试，直到取得满意的过渡曲线。若过程过于缓慢，即曲线偏离设定值回复很慢，则减少Ti ，相反记录曲线振荡比较厉害，则加大Ti ；
3、 如引入微分作用，δ可取得比纯比例作用时更小些，Ti 也相应减少，Td一般先取（1/3－1/4）Ti ，由小至大加入。
经验凑试法（经验参数）
被调参数 K (1/δ) δ（%） Ti（min） Td（min）
流量 2.5~1 40~100 0.1~1
温度 5~1.67 20~60 3~10 0.5~3
压力 3.33-1.43 30~70 0.4~3
液位 5~1.25 20~80
4、串极控制回路：
串极控制回路中主回路一般为PI或PID调节，副回路为纯比例P调节。
串极回路一步整定法：
根据经验先确定副调节器参数，然后按简单调节系统得整定方法整定主调节器得参数；观察过渡过程，根据主副回路放大倍数KC1，KC2在一定范围内任意匹配的原理（KC1与KC2得乘数为定值），产生4：1的过渡过程曲线。
副回路 比例度δ（％） 放大倍数KC2
温度 20－60 5－1.7
压力 30－70 3－1.4
流量 40－80 2.5－1.25
液位 20－80 5－1.25
六、FTA类型表
FTA名 称 FTA型 号
高电平模拟量输入（不冗余 HLAI/STI） MU-TAIH02
高电平模拟量输入（冗余 HLAI/STI） MU-TAIH12
高电平模拟量输入（冗余 HLAI/STI） MC-TAIH52
模拟量输出（冗余 AO-16) MU-TAOY22
模拟量输出（冗余 AO-16) MC-TAOY52
脉冲量输入（PI) MU-TPIX12
低电平模拟量输入（LLAI) MU-TAIL02
热电偶输入（TC LLMUX) MU-TAMT03
热电阻输入（RTD LLMUX) MU-TAMR03
串行输入卡（SI) MU-TSIM12
开关量输入（DI) MU-TDID12
开关量输出（DO) MU-TDOY23
LLMUX 电源 MU-TLPA02
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