本钢炼钢厂现共有八座转炉，其自动化装备水平属国内一流，控制系统建立了一级机和二级机系统。现场检测仪表是安装在生产现场中的工业介质管道卜的一次仪表，它能够为PLC 控制系统提供可靠的测量信号，为转炉自动化一级控制系统提供精确检测数据和工艺参数，直按参与各控制系统的运行控制、调节和运算，是炼钢控制系统中最基础也最重要的组成部分。在转炉炼钢生产过程中，经常出现仪表测量系统故障的现象。由于检测和控制过程中出现的故障现象比较复杂，能否正确判断、及时处理仪表故障，直按关系到炼钢生产的安全与稳定，而检测仪表技术的吃速发展，也对仪表维护人员提出了史高的要求。在这里，根据笔者近年来的工作经验，对仪表的故障分析和维护技巧进行了详细的分析和讨论。
1 转炉炼钢中一级控制系统及流程及检测仪表的分类
1.1 一级控制系统的分类及工程流程
我厂转炉控制系统根据其生产工艺流程共分为氧枪倾动、复吹、汽化、公用、副枪、辅原料上料和投料八大控制系统。在主控制室内操作站上有各控制系统的操作画面供操作人员使用，各操作站都采用WINCC 编程软件，通过网卜配置连按在厂巡业以太网上，各控制系统都由SIMATlC S7 的可编程控制器(PLC)组成，通过以太网模板连按在厂同一以太网上 。PLC 控制系统与操作站配置在同一以太网上，可以完成PLC 与PLC 、PLC 与操作站之间的数据通讯，确保控制程序的执行。
在一级控制系统中首先要完成的就是一级数据采集工作，在复吹、汽化、公用、副枪等控制系统中，就需要进行多种工业介质如水、氧气、氮气、蒸汽的版力、流量等工艺参数的检测，在一级控制系统中是通过模拟量输入模板检测这些数据的。一级控制系统采集到现场仪表输入信号后，根据程序检查数据的合理性，再经过相应的分析和计算，把检测数据输出到WINCC 操作站的操作画面上上进行显示，供操作人员随时掌握现场状况。
除完成操作画面的显示功能外，一些重要的检测数据还要参与程序控制和运算。例如氧气流量调节阀的调节就要根据实际氧气流量的大小进行，PLC中的PID 调节控制程序要根据实际检测的氧量对调节阀的开度进行调节。氧枪冷却水温度流量、汽包液位、除氧器水位等参数史是直按参与吹炼和提枪联锁控制的重要参数。控制系统的工作流程如图1 所示。
1.2 检测仪表的分类
在我厂现场使用的各类检测仪表中，大部分都采用智能仪表，它们都具有与一级控制系统相匹配的标准4 -20mA 电流输出信号。
根据现场仪表测量参数的不同，检测仪表可分为温度、压力、流量、液位四大类。
根据现场仪表按入一级控制系统的按线方式不同可分为二线制仪表和四线制仪表。二线制仪表就是仪表的电源线与输出信号线为同一组线，按入仪表的为一组线。而四线制仪表是仪表的电源线为一组线，而输出信号线为另一组线，按在仪表上的是两组线。在我厂现场所使用的温度变送器、抓力变送器、差压变送器等多属于二线制仪表，而电磁流量计、水位表、液位计等则大多属于四线制仪表。
2 现场仪表系统故障的分析
要提高仪表故障判断能力，除了要熟知仪表的工作原理、结构、性能特点外，还要熟知相关仪表系统的生产过程、生产工艺情况及条件，对工艺介质的特性也应有所了解。
检测仪表出现异常现象(指示偏高、偏低、不变化、不稳定等)，通常包含两种因素。一是工艺因素，这时仪表真实地反映出工艺异常情况，如氧枪高月、水温度过高或流量过低时，可能是氧枪有堵塞现象，氧枪进、出水流量差过高，可能是氧枪漏水。二是测量仪表系统的因素，可能是仪表测量系统的某一个环节故障分致指示错误，如变送器故障、电源故障等原因。在实际生产过程中，这两种情况总是混淆在一起，很难马上判断出来。因此要求仪表维护人员首先要判断出来是否是工艺原因导致的异常现象，再进行分析处理。在分析检查现场仪表系统故障之前，要向现场操作工人了解生产状况和参数变化情况，以进一步确定仪表故障原因所在。
2.1 仪表连接线路故障分析
在各自动控制系统中，现场检测仪表的信号线都是按入到各PLC 控制系统中的模拟量输入模板上，它为PLC 模板提供标准的4 一20mA 电流信号，以供PLC 程序计算输出标准工程量值到操作画面上显示并参与相关程序控制。
下面就按线方式的不同对仪表系统故障进行分析。
2.1.1仪表的接线
现场仪表直按按入模拟量模板时的按线如图2 所示。
当变送器为二线制仪表时，这时仪表不需要外按电源UH ，而是通过模拟量输入模板为变送器提供24VDC工作电压(此时Al 模板设定为二线制)，二线变送器将测量变量转换为4 一20mA 电流通过这组线再送回至PLC 端子，这时的电流信号为有源的电流信号。
当变送器为四线制仪表时，变送器的供电电源为外加电源UH ，此时AI模板应设定为四线制，测量的4 一20mA 电流送入到模板，这时的电流信号为无源电流信号。
在实际的PLC 系统中，为防止信号干扰，通常在仪表和模板之间增加隔离配电装置。二线仪表需要隔离配电器为仪表提供工作电源，而四线制仪表因为有外供电源，只需要隔离器对电流信号进行隔离即可。通过隔离配电装置，送入模板的是无源电流信号。在我厂4 #、5 #转炉PLC 系统中的模拟量检测均采用这种方式，对防止号干扰起到了很好的作用，但对于仪表维护来说是增加了一个故障点。
2 . 1 . 2 仪表连接线路故障分析的基本步骤
( l )检查仪表工作电源是否正常。
二线制仪表检查AI模板输出电源是否正常，若不正常检查模板供电线路，模板供电线路正常时，检查模板到仪表电缆是否正常。四线制仪表检查供电源是否正常。若不正常检查供电电源，电源的正常则需检查供电电源到仪表的连按电缆。带隔离配电装置要检查配电器输出是否正常，不正常时史换隔离配电装置。
(2 )检查仪表输出4 一20mA 电流信号是否正常。
不带隔离器的仪表，要用万用表测量到模板的电流信号是否正常，若电流信号不正常有可能是仪表故障，若电流信号正常有可能是PLC 模板故障。
带隔离器的仪表，先要用万用表测量仪表到隔离器的电流信号是否正常，若电流信号不正常有可能是仪表故障，若电流信号正常，再用万用表测量隔离器到AI 模板的电流信号是否正常，此时若电流信号不正常，有可能是隔离器故障，检查隔离器。若电流信号正常，有可能是AI 模板故障，检查模板。
(3)检测仪表和PLC端子的按线端子是否有松动现象，防止虚按。
( 4 )检查仪表的按地、绝缘，防止信号干扰。
2 . 2 现场检测仪表系统的故障分析
大多数检测仪表都参与程序控制和调节，在控制仪表系统的故障要综合分析，按检测参数不同，对各检测仪表系统的故障分析如下。
2 . 2 . 1 温度检测系统的故障分析
( l )温度仪表系统的指示值突然变到最大或最小，一般为仪表系统故障。此时的故障原因多是热电偶、转炉炼钢检测仪表的故障分析及维护技巧探讨
热电阻、补偿导线断线或变送器放大器失灵造成。
( 2 )温度控制仪表系统指示出现大幅缓慢的波动，很可能是由于工艺操作变化引起的，如当时工艺操作没有变化，则很可能是仪表控制系统本身的故障。
2 . 2 . 2 压力检测系统的故障分析
( l )抓力仪表指示出现快速振荡波动时，首先检查工艺操作有无变化，这种变化多半是工艺操作和调节器PID 参数整定不好造成的。
( 2 )压力控制系统仪表指示出现死线(一点儿变化也没有)，工艺操作变化了抓力指示还是不变化，一般故障出现在压力测量系统中，首先要检查测量引压导管系统是否有堵的现象，其次检查压力变送器输出系统有无变化，有变化，故障出在PLC 系统。
2 . 2 . 3 流量检测系统的故障分析
( l )流量控制仪表系统指示值达到最小时，首先检查现场管路安装的弹簧点压力仪表，如果正常，则故障在检测仪表，原因可能有：孔板差压流量计可能是正压引压导管堵;差压变送器正压室漏;机械式流量计是齿轮卡死或过滤网堵等。若现场仪表指示也为最小，且管路卜的阀门已打开时，故障原因很可能是系统压力不够、系统管路堵塞、泵不上量、介质结品、操作不当等原因造成。
( 2 )流量控制仪表系统指示值达到最大时，可手动控制调节阀的大小，如果流量能随调节阀门变化则一般为工艺操作原因造成。若流量值降不下来，则是仪表系统的原因造成，检查流量控制系统的调节阀、切断阀是否动作;检查仪表测量引压系统是否正常;检查仪表信号传送系统是否正常。
( 3 )流量控制仪表系统指示值波动较频繁，可将控制改到手动，如果波动减小，则是仪表方面的原因或是仪表控制参数PID 不合适，如果波动仍频繁，则可能是工艺操作方面原因造成。
2 . 2 . 4 液位检测系统的故障分析
(1)液位控制仪表系统指示值变化到最大或最小时，可以先检查检测仪表是否正常，如指示正常，将液位控制改为手动，看液位变化情况。如液位可以稳定在一定的范围，则故障在液位控制系统;如稳不住液位，一般为工艺系统造成的故障，要从工艺方面查找原因。
(2)差压式液位控制仪表指示和现场直读式指示仪表指示对不上时，首先检查现场直读式指示仪表是否正常，如指示正常，检查差版式液位仪表的负月、份月、管封液是否有渗漏;若有渗漏，重新灌封液，调零点;无渗漏，可能是仪表的负迁移量不对，重新调整迁移量使仪表指示正常。
(3)液位控制仪表系统指示值变化波动频繁时，首先要分析液面控制对象的容量大小，来分析故障的原因，容量大的一般是仪表故障造成。容量小的首先要分析工艺操作情况是否有变化，如有变化很可能是工艺造成的波动频繁。如没有变化可能是仪表故障造成。
3 转炉检测仪表的维护技巧
过程检测与控制仪表的日常维护是一件十分重要的工作，它是保证PLC 控制系统平稳运行和安全生产的重要环节。做好仪表的日常维护，可以减少仪表的故障率，提高仪表的使用寿命，因此维护技术也就相当重要。
3 . 1 做好日常的巡检工作
巡检时，可在WINCC 画面上观察各主要检测仪表的参数，针对有问题的仪表可检查WINCC 操作画面上的仪表趋势图，仪表的趋势图也就是该仪表的记录曲线，趋势图的信号来自PLC 系统，灵敏度非常高，参数的变化能非常精确地反映出来。此外，对重点设备还要定期检查仪表本体和连按件的损坏、腐蚀情况，必要时进行更换处理。
3 . 2 定期排污
因为工业介质中含有的粉尘、油垢、微小颗粒等在导压管或取压阀内沉积，长时间不清理可造成堵塞，直按或间按地影响测量精度。因此，定期排污是非常重要的。排污主要针对的是检测介质内杂质较多，容易造成堵塞现象的差压变送器、压力变送器等仪表。
3.3保温伴热
由于冬季时间长，保温伴热就显得十分很重要。它能防长仪表冻坏，保证仪表测量系统正常运行，是仪表维护工作中不可忽视的一项工作。冬季时，要把仪表的保温伴热检查纳入到日常巡检的工作中，发现问题及时解决。
4 结束语
本文只是针对我厂现场四大参数检测仪表的现场故障和仪表维护进行了分析，实际上现场还有一些复杂的控制回路，如PID 调节、连锁控制等，这些故障的分析就更加复杂，要具体分析。
从多年的工作经验来看，自动化仪表专业人员在具备一定的专业知识的前提卜，有必要在仪表的正确安装、使用和维护方面掌握一定的技巧和方法，只有不断的学习丰富自己的业务技能，理论指导实践，实践再进一步上升为理论，举一反三不断地总结，才能使自己的各方面知识不断加强，跟上科技进步的步伐。
参考文献
1 乐嘉谦主编.仪表工手册.北京：化学工业版社，1 998
2 吴永生，方可人主编.热工测量及仪表.北京：水利电力出版社，1 995
3 王绍纯主编.自动检测技术.第二版.北京：冶金工业出版社，1995
