故障诊断仪精选(九篇)

第1篇：故障诊断仪范文

B型超声诊断仪是集电子学，声学于一体的电子医疗设备，由于其电路结构复杂，一般很难正确判断其故障所在部位。为了方便医院的医学工程人员对其进行维修，本文通过解释B超仪的工作原理，详细分析了B超仪系统的基本结构和常见故障产生的原因，并总结了故障排除的方法。

1 B型超声诊断仪的基本工作原理

超声波是一种超出人耳听力范围的声波，发射频率在2万赫兹以上，通过人体组织后反射回来显示在荧光屏上，形成很多亮暗不一的光点，构成一幅切面图像来诊断疾病。

B型超声诊断设备一般都是由探头、超声收发单元、数字扫描转换器（DSC）、面板及面板接口板、电源、放大电路及显像系统等组成。面板接口板对来自面板的开关信息进行译码并送至超声收发单元及DSC；该板同时产生灵敏度时间控制（STC）信号及增益（Gain）控制信号，均送至超声收发单元。超声收发单元实现超声的发射与接收、声束扫描、电子聚焦、动态聚焦。超声收发单元将经过放大检波的回波信号以及DSC同步所需的信号送到数字扫描转换单元。DSC对来自超声收发单元的超声回波信号进行A/D转换后存入存储器，然后进行各种处理，并以电视扫描体制读出，再与需要显示的图形信号、字符信号符合成视频信号后，再经D/A转换，送至显示器进行显示。超声探头产生高频驱动脉冲根据键盘输入的信号在激励输出级产生相应的激励电压经换能器产生超声束射向人体，同时换能器接受由人体反射回来的声波信号，经过放大、滤波、整形后送到数字扫描控制器DSC，完成超声信号的处理，然后，经显示电路传到显示器。字符、灰阶信号由主存储器中读出经D/A转换放大直接输出到显示器。

2 B型超声仪常见故障及排除方法

2.1 死机现象：开机有光栅，但干扰多，按面板一直有死机现象。原因诊断：经初步分析，故障原因可能出自面板控制键及键控转换电路以及传输线或接插头等部分，但检查均未发现问题。打开机器后板，测得缓单元供电电压为4.7V，疑电路有短路，仔细检查主板各块电路板，亦未发现故障元件，但每块电路板上均积有大量灰尘，加之南方湿度大，从而引起元件插脚局部短路，这是造成此故障的原因。排除方法;关闭电源，吹去或刷去电路板正反面零部件及电路上的灰尘，必要时用高纯度乙醇刷洗，后吹干。一般即可排除。

2.2 探头问题：B超探头出现故障是很常见的。一些故障是由于操作及工作负荷大引起的，还有如探头线有扭曲、断路，信号线晶振受潮，探头中开关二极管损坏、电容漏电或损坏等都可造成图像异常或无图像。更换探头，随即正常。

2.3 无反射波和图像灵敏度低：扫描线有部分无反射波，图像灵敏度也较低，其原因是超声探头不良和发射电路工作不正常。

如换用备用探头后，亦出现同样的情况，再考虑发射脉冲产生电路工作是否正常。检测接线头后发现电压输出正常，然后再用示波器逐一检查发射激励脉冲波形，发现没有脉冲输出，进一步检测发现场效应晶体管已烧毁。经及时更换参数相同的场效应管后，再进行通电，发现扫描完整，灵敏度提高，故障被排除。 转贴于

2.4 图像常出现复影像干扰其图像：有时常出现一些不同程度的复影像干扰，但主机的其他部分正常。此故障大多出现与B超成像相关的发收电路、数字扫描变换器和图像处理的控制信号发生器电路部分。

排除方法：检查发放电路及相关控制电路中。先用示波器检查该部分电路，懂得相关控制信号，重点检测主板场效管的脉冲输出信号及工作电压，以及电路上的高压扫描控制信号发生器电路，再断开这两个信号的输出端，然后开启主机观察，发现复影现象消失，说明该部分电路中集成片已损坏。更换上同型号的配件后，整个B超图像清晰完整，各项技术指标正常。

3 故障检查的基本原则

3.1 先外后内　有些故障是人为造成的，不是机器本身有故障，所以首先检查操作者是否按正确的操作程序进行操作，再检查各开关和旋钮位置是否正确或适当。有些故障通过面板上的旋钮或控制键便能判断故障的大致位置。

3.2 先电源后负载接通电源后，首先测量电源各组输出电压是否正常，只有电源输出电压正常，才能再考虑其他问题。相当数量的故障都是由于电源电压不正常造成的。

3.3 先电路板后单元电路　B超仪一般是几个功能单元电路装在一块电路板上，由几块电路板构成整机电路，一般采用拔插法和代换法确定故障所在电路板。拔下某一电路板插件检查插头锈蚀、尘土，将其擦净，再将电路板插回判断故障在哪一插件及是否接触不良的方法。代换法仍是采用同型号B超仪的相同且工作的电路板，代换故障机上怀疑有故障的电路板，代换后若故障排除，则说明该机原电路板确实有故障。

3.4 单元电路检修方法　根据电路板的检测，确定故障所在单元电路后，采用下述方法确定变质或损坏的元器件。①测量有关测试点电压的高低，判断单元电路工作状态，确定变质、损坏的元器件。这种方法最为方便，应用最广。②电阻测量法:根据测量有关节点的对地电阻，分析判断单元电路的故障范围，找出变质、损坏的元器件。③波形观测法:用示波器测量有关测试点的信号波形，判断单元电路的工作状态，分析找出变质、损坏的元器件。④代换法:怀疑某个元器件有问题时，试用同规格的正常元器件代换，以确定变质、损坏的元器件。

第2篇：故障诊断仪范文

关键词：超声诊断仪；主板；电容； CPU主板；电源

1 故障一

1.1故障现象 开机显示屏无显示。

1.2故障分析 显示屏无显示有3种原因：①显示屏自身故障；②主机故障；③三维成像系统故障。

1.3故障检修 由于开机后主机风扇工作正常。说明主电源正常。此时我们可以将主机图像输出连接线与三维成像系统断开，将图像输出线与显示屏连接，开机，显示屏有开机画面并且能正常进入超声检查界面，也可看到超声探头噪点。说明超声主机及显示器工作正常。此时我们应重点检查三维成像系统。三维成像系统有独特的优点：①采样时间短，患者一次屏气期间即可完成，避免脏器移动造成的误差；②无需静脉注射造影剂可显示血管结构，无电离辐射及创口；③经济方便，减少了对操作者技术水平的依赖，增强了可重复性。由于此设备的三维成像系统是由在计算机上加装的模拟成像接口卡通过计算机软件来实现的，如果计算机系统出现故障，也可能造成图像无法显示的故障。断开B超主机电源，将三维成像系统的显示器接口与显示器相连。开机发现计算机电源指示灯亮，但是显示屏无显示。说明故障在三维成像系统主机，打开主机，电源风扇及CPU风扇运转正常，测量主机供电电压+12v、-12v、-5v、-5v、3.3v电压均正常。说明电源正常，仔细观察发现主板CPU周围几个电容有鼓包和漏液现象，怀疑是主板滤波电容电解质变质引起的故障，更换电容，开机恢复正常。

1.4小结 电容在主板中主要用于保证电压和电流的稳定（起滤波作用），由于电容长期在高温下工作会造成电解质变质，从而改变电容容量，使CPU得供电不正常，从而导致计算机无法正常工作。

2 故障二

2.1故障现象 开机显示器有启动界面，彩色指示条在第二条时死机无法进入进入系统，报错。有时能正常进入操作界面也能正常工作。

2.2故障分析 按报警提示有3种情况：①系统软件故障；②硬盘故障；③CPU主板故障。

2.3故障检修 根据开机提示首先怀疑硬盘或软件故障，重装系统开机故障依旧[1]。拆机取出硬盘发现此硬盘为普通IDE接口硬盘加装SCSI接口后与设备主板连接。SCSI接口是同IDE（ATA）完全不同的接口，IDE接口是普通PC的标准接口，而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口，是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。在系统中应用SCSI必须要有专门的SCSI控制器，也就是一块SCSI控制卡，才能支持SCSI设备，这与IDE硬盘不同。在SCSI控制器上有一个相当于CPU的芯片，它对SCSI设备进行控制，能处理大部分的工作，减少了中央处理器的负担（CPU占用率），SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点，所以GE LOGIQ PRO 400设备的硬盘及数据存储设备都采用此类接口。由于重装软件后故障依旧，我们怀疑硬盘或SCSI接口板故障。找一块容量相同的IDE接口硬盘，重装系统后开机故障依旧。说明硬盘正常。由于GE LOGIQ PRO 400设备使用的SCSI接口板为专用板，寻找较困难，与GE公司售后取的联系。GE公司售后同意发一块SCSI接口板，进行故障确定。将GE公司发来的新的SCSI接口板安装到位后开机故障依旧，说明硬盘及SCSI接口板正常。故障应该在CPU主板。 B超主机的CPU板与我们电脑主机使用的主板不一样，一般都为工控机主板，购置一块新的CPU主板后更换，开机设备运行正常。

2.4小结 设备提示硬件故障信息时可能涉及到多个硬件，我们应依次排除故障可能产生的硬件，才能准确的判断故障点。

3 故障三

3.1故障现象 开机后，系统提示"WARNING： HV Abnormal. PCONT232"， 没有超声扫描图像。

3.2故障分析 根据故障提示，可能是设备高压部分出现故障。应重点检查电源部分。

3.3故障检修 GE LOGIQ PRO 400超机电源为开关电源分高压部分与低压部分，分别在位于机器右侧底部与左侧底部，GE LOGIQ PRO 400的低压和高压电源之间是相互关联的，低压不正常也可能导致高压的输出异常，首先测量低压部分，+5v， +12v， +15v，+48v；-5v，-12v电压均正常，-15v电源输出端电压输出为2.75v，说明-15v电源存在问题，由于GE LOGIQ PRO 400的低电压输出采用了7个独立的DC-DC电压输出模块， DC-DC是用开关电源的思想实现的。DC-DC有降压和升压两种，DC-DC电源转换模块具有小体积、高可靠性；输出稳压，精度可达±3%；高性能价格比；多种输入、输出电压；内置输入滤波器，低电磁兼容特性；应用比较广泛。-15v输出电压由模块PM205（PP15-12-15）提供，属于升压模块。用万用表测量此模块输入端电压为12v。断开此路负载测量电压输出为3.2v。说明此模块故障，更换模块后开机系统提示消失，设备运行正常。

3.4小结 设备长时间使用，很多问题是由电源故障引起的。所以我们在维修时应重点检查，设备的电源。由于设备对电源的要求高，许多电源为了减小体积，都采用了DC-DC电源转换模块， 在日常维修中只要我们掌握电源的基本原理，我们就能及时准确的找出故障点解决问题。降低维修费用。

参考文献：

[1]李秀忠.常用医疗器械与维修[M].北京：机械工业出版社，2002：214.

[2]郝云生.GE LOGIQ PRO400超声诊断仪维修1例[J].医疗卫生装备，2011， 32（5）：136.

[3]袁树烽.GE LOGIQ PRO400超声诊断仪故障维修二例分析[J]. 中国医学装备，2011，08（7）：89.

[4]赵武.阿洛卡ssdd-2000超声仪故障检修分析[J].中国医学装备，2008， 5（5）：64.

第3篇：故障诊断仪范文

关键词：测井仪器；故障；检修

在油气勘探和开发行业，测井是通过使用测井仪器测量、记录、分析井下流体或岩石物理特性的一种储集层进行油气评价技术，对于发现油气藏、评估油气储量及其产量有重要意义。而在测井作业的过程中，常常会遇到仪器故障的问题，做好测井仪器故障排除和检修工作，维护技术水平的高低对测井工作的顺利开展起到关键作用，直接影响着测井系统的使用效率。测井维护技术的关键就是当正在运行的测井系统在钻井现场发生故障后，如何迅速诊断、检测系统的故障。尽管测井仪维修书对一些典型的故障原理都进行了相关说明，但这些故障通常都是比较直观，容易排除的故障，对于一些实际工作中遇到的复杂的、隐蔽性强的一些仪器疑难故障，无法安照常规检修方法找出故障点，并且有些故障现象还难于判断，一些用在不同仪器的相同位置上的同类测井仪同一故障元件出现的不一定是相同故障现象。

1测井仪器故障检修流程

1.1了解故障发生时的详细情况并仔细观察故障仪器

测井现场，测井仪器发生故障的第一时间，应首先向有关人员询问发生故障仪器的具体情况，及时掌握仪器操作人员的所见所闻，尤其要询问清楚故障发生前后的一些细节，并对现场设备进行静态和动态观察。静态观察主要查看仪器各个接插件、各种元器件、可调旋钮、电路板、焊点、紧固螺钉、连接导线和印制导线等有无松动、缺损、变色、变形、烧坏、裂缝、断线、脱焊、掉落和破损等情况，是仪器在不通电情况下的外观观察；而动态观察主要是观察发现通电情况下仪器冒烟、打火、电流突然增大、异常气味和声响等，并立即断电，进行处理，是仪器在通电情况下对故障现象变化的观察。根据动静态观察，依据故障的外部表现，发现故障的内在原因，从而与仪器的某一电路联系起来做出初步分析与判断。当然这需要相关工作人员要有丰富的现场经验和对设备有足够的了解。

1.2分析判断，划分部位

仪器故障错综复杂，检修时容易引起错判或者误判情况发生。因此，在检修前，首先需要掌握要检修仪器的工作原理，并能够从仪器工作原理基础上分析故障产生的原因，再结合仪器自身特点和结构，综合考虑具体故障细节，从繁到简，逐渐接近故障发生的核心部位，并进行重点研究分析，找到合理的解决办法。

1.3更换元器件，恢复功能

根据以上步骤如果能够判断出故障发生的原因，那么接下来，就需要对故障元器

件进行彻底更换，重新使仪器得相关功能恢复。如果是由于仪器元器件参数变化引起的故障，可通过改变参数或调节参数值就能恢复仪器功能；如果元器件性能变差或者硬件受损，就要及时、彻底进行更换。仪器功能恢复后，还需要留段观察期，确保设备正常工作。这对于有些疑难故障可能是由元器件的参数发生变化而引起的情况比较实用。

2测井仪器检修方法

2.1原理分析法

原理分析法就是根据测井仪器的基本工作原理，从逻辑上分析各点基本特征的一种故障检修方法。通过测试到的故障现象分析和判断故障原因的可能性，再缩小范围观察、分析、判断，直至找出故障原因。此类方法也是测井仪器调试、检修人员都应掌握的一种常用方法。但是，此种检修方法也存在一定缺点，就是在排除故障时，往往需要的时间比较长，尤其是对经验不足的检修维护人员来说，所需时间会更多。如果要使用原理分析的方法对测井仪器进行检修，那么就要求在检修时抓住仪器各个部位的下作原理和主要特点。当仪器一旦发生故障，要通过故障现象，依据仪器工作原理分析故障发生的本质，从而找到故障发生的位置以及恰当的解决方案。

2.2局部温度升降法

有一种测井仪器故障就是在地面检测以及通电工作全都正常，但当测井时，随井深、温度增加或减少后仪器就出现故障，针对这类故障，通常使用局部温度升降法是很有效的。局部温度升降法则主要用于当环境温度升高后仪器就不正常工作的故障。如果发生此类故障，根据具体情况，我们可以用20-30瓦的电烙铁将可疑的电器元件进行升温处理或者是用棉球蘸纯酒精对电器元件进行降温处理，来模拟地层温度和地面温度，如果故障好转或者消失的话，就说明该电器元件存在热稳定行差的问题，可对此元件进行替换。

2.3短路法

如果当测井仪发生杂波千扰、自激等故障时，将信号直接对地短路，常用的方法就

是把电容跨接在集成块输入端、输出端与地之间或者是一只电容跨接在可疑电路的输入端、输出端与地之间，如果故障消失，就说明该级电路有问题。

2.4分区处理方法

分区处理方法主要是采取把测井仪器整机电路分成若千部分进行的检测的一种方法。应用于测井仪因负载过重而引起疑难故障或负载电流过重的情况下导致短路时，把仪器整机电路分成若千部分的方法进行检测。尤其是对于部分负荷电流大，涉及面广的电源电路，出现短路现象时，加电时间受限的情况下，通过采用分区处理法进行检修的方法找到故障点，且避免损坏更多电路。此时，可以将各部分电路分别依次从整体电路中断开，若发现断开某部分电路后，电流恢复正常短路现象消失时，说明被分部分电路存有故障；若整体电路都被分开后电流仍然很大，说明直流供电电源本身存在故障。这样就为排除故障锁定了范围。

3 结 论

总之，测井现场，经常遇到的测井仪器故障，要么是容易检测发现、容易维修的故障的常规故障；否则就是需要复杂的辅助设备才能检查、维修的复杂故障。要尽快的排除故障，首先就需要设法查出产生故障的原囚。要正确且迅速地查出产生故障原因，最主要的是要掌握测井仪器基本原理，在方法上应从一些简单检查方法入手，逐步运用复杂的方法进行检查。一般来说，开始总是判断故障的大致部位，接着压缩故障范围，最后查明故障点。

参考文献

第4篇：故障诊断仪范文

汽车减震弹簧故障诊断仪的基本原理是基于非线性频谱分析技术的。这种技术的基本思想是：根据采样得到的减震弹簧的输入和输出数据，利用有效的非线性系统辨识方法得到弹簧的振动方程，再利用多维傅里叶变换得到减震弹簧的非线性传递函数的频域表示形式—广义频率响应函数GFRFGeneralized Frequency Response Functions。GFRF是描述系统非线性传递:请记住我站域名特性的一种非参数模型它能够唯一地刻画系统传递特性的频域特征因而系统故障前后传递特性的非线性变化就能够通过GFRF被准确地反映。弹簧处于正常工作状态时，仅具有一阶GFRF；弹簧在疲劳失效后最明显的变化是三阶GFRF大量出现1。分析弹簧系统的GFRF就可判断出弹簧的工作状态。目前国内对汽车减震弹簧的故障诊断还缺乏有效的手段，而且基于这一原理的实际应用在国内外尚处于起步阶段，因此该仪器具有很好的应用前景。

1 系统总体方案

非线性系统辨识算法庞大、复杂，对系统的计算能力要求很高。DSP是专门用于数字信号处理的芯片，计算能力强大、运算速度快，能够满足系统的要求。DSP 的计算能力虽然很强，但其事件管理能力较弱，而且直接支持的I／O口很少。为了方便地实现人机交互，采用DSP与单片机协同工作的方式：以单片机为主机，通过通讯接口对DSP实现控制；同时利用单片机较强的设备管理能力实现人机接口、显示等功能。主要工作流程是：弹簧的输入输出信号经过滤波电路进行调理后，由A／D转换器转换为数字信号，再进入DSP进行运算，得到的诊断结果通过通讯接口电路送入单片机，单片机将结果显示在液晶显示器上，并经过串口送入到PC机。单片机通过通讯接口控制DSP的工作状态。系统原理框图如图1所示。

2 硬件电路设计

2．1 信号调理电路

采用集成开关电容滤波器MAX280组成抗混叠滤波电路。MAX280是一个五阶低通滤波器，截止频率可调。当它的时钟管脚接内部时钟时，最大截止频率为1．4kHz；而汽车减震弹簧稳定工作时，信号的频率不超过500Hz，故设定滤波器的截止频率为700Hz。

2．2 DSP电路

DSP电路完成数据采集及数字滤波，利用内置的算法完成故障诊断等任务。

本系统中的DSP采用美国德州仪器公司(TI)生产的TMS320VC5409，它是TMS320C54xx系列的一个高速、高性价比、低功耗的16位定点通用DSP芯片。其主要特点包括：改进的哈佛结构（1条程序存储器总线、3条数据存储器总线和4条地址总线），带有专用硬件逻辑CPU，片内存储器，6级流水线结构，片内外设专用的指令集。TMS320VC5409含16K字的片内ROM和32K字的片内DARAM，程序空间的寻址范围达到8M数据和I／O空间寻址范围分别为64K。单周期指令执行时间为10ns，双电源（1．8V和3．3V）供电，带有符合IEEE1149．1标准的JTAG边界扫描仿真逻辑。

DSP电路采用16位并行自引导模式，对于TMS320VC5409，用户程序存储在外部数据空间（8000H～FFFFH）中，因此外扩了一片FLASH ROM作为数据存储空间。FLASH ROM采用INTEL公司的TE28F400B3T90（256K×16），它共分为15块（8块4K字，7块32K字），可单独擦写其中的一块。编程电压只需3．3V，最快的读取速度达到90ns。系统外扩了一片SRAM作为外部程序空间。SRAM采用CYPRESS公司的CY7C1041BV33（256K×16），存取速度达到10ns。

2．3 A／D转换电路

信号的采集和转换是由AD7874完成的。AD7874是AD公司生产的12位A／D转换器。系统要求输入输出信号相位要同步，AD7874内置采样保持器，能够实现四路信号的同步采样。同步采样能使系统的输入输出信号相位匹配的误差降到最小。A／D转换的启动由上升沿触发，四路信号转换完成后，产生中断信号。每一路的采样频率可达29kHz。由于A／D转换后输出的是TTL电平，而DSP工作在3．3V的信号环境，因此在A／D的输出与DSP的输入之间需要加入电平转换电路。在本系统中采用SN74LVC245实现电平转换。DSP系统的供电由TI公司的电压转换模块TPS767D318PWP完成，能够输出3．3V和1．8V两路电压。

2．4 单片机电路

单片机电路实现键盘输入响应和液晶显示以及与PC机交互功能。

本系统中所用的单片机为ATMEL公司的AT89C51。键盘管理通过键盘控制器8279完成。液晶模块选用信利公司的VPG12864T（128×64点阵），它内置T6963C控制器，能够工作在文本或图形模式下。液晶显示界面程序比较大，所以外扩了一片AT28C256作为外部程序存储器。PC机的RS－232串口的电平和单片机串口的TTL电平不兼容，使用MAX232完成两种电平之间的转换。

2．5 通信电路

通信电路实现单片机与DSP的通信。由于单片机与DSP间的数据通信量不大，因此采用了一片8位双向锁存器实现数据交换。双向锁存器采用TI的SN74LVC543。当DSP向AT89C51发送数据时，首先将数据锁存在SN74LVC543中，然后向AT89C51发中断，AT89C51响应中断，从锁存器中取走数据。反之亦然。

3 软件设计

软件的设计主要包括DSP编程和单片机编程。DSP程序的主要任务是初始化、管理DSP电路和完成故障诊断的算法。单片机程序包括键盘控制程序、液晶驱动显示程序、与DSP及PC机通信的程序。

3．1 DSP主程序

DSP主程序流程图见图2。

3．2 DSP程序的下载和引导

在本系统中，FLASH ROM是TSOP封装，焊接在电路板上，无法通过烧录器烧写，只能自己编写擦写程序。按照16位并行引导模式自举表（见表1）的格式写好程序代码，编译链接后通过JTAG口下载到DSP中；编写TE28F

400B3的擦写程序，将程序下载到DSP中不同的位置。运行擦写程序，程序代码就被写入到FLASH中。要注意的是，由于FLASH的写速度与DSP相比很慢，因此在每次写完一个字后，要延时足够的时间，否则就不能正常地写入下一个字。写完后，需要将FLASH ROM重新设置为读模式，这样才能在开发环境CCS中看到正确的结果。TE28F400B3的最大读取速度为90ns，而TMS320VC5409最大只能设置7个等待状态，因此设置DSP的CLKMD1、CLKMD2、CLKMD3管脚，使DSP在上电复位时的系统时钟为50MHz。这样就能保证可靠地读取FLASH的数据。在完成引导过程后，必须首先将CLKMD寄存器清零，然后重新设置CLKMD寄存器，使系统时钟为100MHz。TE28F400B3的主要操作命令如表2所示。

表1 16位并行引导模式的代码结构10AASWWSR寄存器的初始值BSCR寄存器的初始值程序入口地址XPC值程序入口地址PC值程序代码的长度程序起始地址XPC值程序起始地址PC值程序代码...0000（表示自举有结束）

表2 TE28F400B3的主要操作命令

命 令第一总线周期第二总线周期操作地址数据操作地址数据读写XXXFFH

读状态寄存器写XXX70H读XXX寄存器数据擦除写XXX20H写块地址DOH写写XXX40H写程序地址程序数据4 实验系统

减震弹簧振动实验系统如图3所示。平台使用真实的桑塔纳2000的悬挂系统和减震弹簧。电机的转动由变频器控制，通过传动轴带动车轮转动。车轮的下端与一个装在固定支架上的可旋转的表面带有凸出挡条的铁棍相接触。车轮转动到与挡条碰撞，悬挂系统使减震弹簧发生相应的振动。

第5篇：故障诊断仪范文

关键词自动化仪表污水处理厂异常数据 综合故障诊断

中图分类号：[R123.3] 文献标识码：A 文章编号：

1引言

根据污水处理工艺在线仪表检测的参数，为污水处理自动控制工艺提供依据，在生产管理方面起到关键作用。如曝气量、药剂投加量，水泵机组均衡合理运行等，使管理科学化，精细化、经济化。所以在先进的水处理系统中，自动化仪表具有非常重要的作用。由于仪表具有连续检测、越限报警的功能和响应及时等特点，便于及时发现事故和故障分析。利用数据正常范围与异常情况对比的细节特征，结合水力模型和工艺状况故障情况分类进行故障诊断，以提高查找和排除故障的能力，提高工艺运行稳定水平。为此提出了基于现场数据及化验分析数据监控污水处理的运行异常状态，如何利用多种仪表异常数据综合判断生产工艺故障检测的方法，供相互借鉴。

2污水处理厂自动化在线仪表配置情况

2.1 水处理系统常用仪表的分类及监测参数

污水处理工程所用仪表大致可分为两大类：一类属于监测生产过程物理参数的仪表，如检测温度、压力、液位、流量等。另一类属于检测水质的分析仪表，如检测水的浊度、pH值、溶氧含量、COD、氨氮、总氮、总磷等。

对于城市污水厂来说，污水自动化在线仪表配备的设计、选型等已经非常成熟，因此无需再进行详细讨论。但是，针对污水处理工艺过程所产生的数据异常、工艺设施、设备故障诊断等方面是值得进一步进行探讨和分析。现就实际运行过程中在仪表正常工作状态下异常数据的问题分析。

2.2 污水处理厂监控系统的构成模式

1. 污水处理厂监控系统的构成模式

污水处理厂的监控系统一般由水厂管理层和现场监控层两级系统构成，按集中管理、分散控制的原则进行监控。在工程设计中，将厂级计算机系统(即主站)设在水厂中心控制室，各现场监控站(即分站)的数量和位置按工艺流程及构筑物的位置、分散程度来定。各监测仪表的数据均送到计算机系统，可在监控站的工控机上显示、控制并打印、记录、报警。

3污水处理厂自动化在线仪表故障诊断应用

3.1 水处理系统常用仪表的故障诊断情况

一、工艺异常情况判断依据。

重庆大学文敏、王波详细介绍了SVM用于污水处理工艺过程故障检测的实例[1]，这是一个实际的污水处理过程运行故障检测的例子，数据来源是城市污水处理厂的日常监控数据，检测要求通过传感器收集的样本对污水处理过程的正常和各种意外情况做出判断。实际生产中对仪表正常工作情况条件下异常数据进行关注，同时对多种仪表数据进行综合判断，便可以较高程度的进行判断问题故障。

生物池污泥浓度偏高、底部严重积泥情况的判断分析

鼓风机是城市污水处理工艺的关键设备，鼓风曝气系统电耗一般占全厂电耗的40％～50％，是全厂节能的关键，使用中注意其适用的范围和调节能力[2]。实际运行中，发现风机出口管道压力由605Kpa上升至645Kpa；在风机风量固定情况下，溶氧值波动变化较大、MLSS数值波动异常，鼓风机电流能耗升高20A，潜水推进器电流表摆动幅度增大。考虑生物池运行实际情况对生物池进行彻底放空检修，发现生物池缺氧段四组廊道内存在严重断流区域，污泥堆积情况严重。四组廊道堆积情况基本类似，选取其中一条绘制淤泥淤积趋势图，具体污泥堆积情况如图

在缺氧段与厌氧段潜水推进器均存在污泥沉积现象，在廊道底部过水口处，污泥堆积情况严重，在潜水推进器近端较少、远端污泥堆积曲线厚度陡增，最高接近2.5米，占池有效水深近一半。

分析原因可能有：

进水SS高于设计值也会使得生物池的产泥量增加，从而导致生物池内积泥。

生物池内潜水推进器功率不足无法保证生物池池底流速＞0.3m/s。考虑污泥浓度存在较高情况，结合现场实际情况，暂时不考虑改变潜水推进器功率措施。

生物池水工构筑物设计存在缺陷，造成水力损失较大，导致污泥在管廊底部过水口处堆积。

针对此情况改进措施：更换老化曝气头、清理生物池沉淀污泥、定期改变鼓风机曝气量大小，防止曝气死角。对生物池进行清理和改造后，出风口压力、风量、电流、溶氧浓度、MLSS值均明显回落，趋势图相对稳定。

仪表正常工作情况下数据异常的联合诊断

1、外回流流量异常、配水井水位异常，出水SS升高、发现刮泥机底部吸泥管堵塞。

本工程所采用污泥外回流流量计为多普勒流量计[3]，被测流体介质应是含有一定数量能反射声波的固体粒子或气泡等的两相介质，即这种流量测量方法适宜于对两相流的测量，这是其它流量计难以解决的问题。

运行中，发现多普勒流量计正常工作状况流量值仅为正常的三分之一，出水SS浓度异常波动，配水井液位计指示数据比以往数值相差12CM。同时脱水机发现贮泥池内剩余污泥浓度的下降，污泥处理能耗、药耗上升30%左右。

检查相应工艺运行记录与进水水质情况,未见异常。及时采集配水井内剩余污泥浓度，发现较低。初步判断污泥排泥故障。对沉淀池进行彻底放空检修，发现5块挡泥板脱落，吸泥管内因放空停用时间长，导致淤泥干化后堵住部分吸泥管口。采取的措施有:

(1)对沉淀池脱落的挡泥板进行加固, 不使污泥外溢;(2)检修刮泥机，消除沉淀池底部的死角，疏通吸泥管，对管内淤泥进行清理。处理后问题得到解决。仪表数据恢复正常范围值。

2、针对外回流流量计判断设备故障异常诊断

发现生物池DO值停水运行后偏高，外回流流量累计值负向增加，ORP数值异常，因生物池设计为连续运行，池上未设计液位计，检查各种趋势图后，结合水力断面图与工艺图纸，分析只有污泥配水井止回阀故障会导致该情况发生，拆检止回阀后检修发现止回阀扭力弹簧断裂，更换检修后无此类故障发生。此外发现剩余污泥泵电磁流量计正常工作情况下污泥流量指示不正常，波动情况严重，经检查检查原因为污泥止回阀内累积纤维等杂物。导致流体不稳所致，清理后仪表正常。

结论：

根据工艺设计的水力模型及仪表相互关联性，通过对多种检测仪表数据异常进行故障综合诊断、以提高检查和排除相关故障的能力，判别效果优于两种仪表参数独立使用的情况。结合工艺预案进行有序的快速响应，能够提高整个生物系统的抵抗冲击负荷能力，提高生物系统的稳定性。

参考文献

[1] 文敏;智能故障诊断技术在污水处理工艺故障诊断中的应用[D];重庆大学;2006年

[2] 张建丰 编《活性污泥法工艺控制》 出版社：中国电力出版社 出版日期：2011-3 P181-P183

[3] 陈兆波，任月明 编《 污水处理厂测量、自动控制与故障诊断》 出版社：化学工业出版社 出版日期：2009-01-01 P345-P348

作者简介

第6篇：故障诊断仪范文

1故障诊断仪系统结构与功能

1.1结构

图1示出电动汽车用手持式故障诊断仪的系统架构图。由图1可以看出，该诊断仪的系统架构及工作方式为：手持式故障诊断仪通过CAN总线读取电动汽车ECU单元中的故障码，现场维修人员可以选择是否将该故障码通过无线网络发送给远程故障诊断服务器。如果选择不发送，现场人员则根据故障码对现场的故障进行诊断排查，故障排除后清除ECU单元中的故障码，如果选择远程故障诊断，现场维修人员需等待远程故障诊断服务器返回给现场维修人员的维修意见，从而指导现场人员的工作。

1.2功能

1.2.1本地和远程诊断功能

该诊断仪读取电动汽车ECU单元中的故障码，现场维修人员通过故障诊断仪的显示屏幕读取故障码，通过该故障码确定故障的部位或故障级别，对故障进行检查排除。同时将该故障码及故障处理方式通过无线网络远程发送给远程故障诊断服务器，用于指导其它远程故障诊断，同时清除ECU单元中的故障码。如果现场维修人员读取的故障码不能进行故障排除，可将该故障码上传至远程故障诊断服务器，远程故障诊断服务器将诊断数据库中对应于该故障码的诊断信息反馈给现场人员，现场人员通过该信息进行故障诊断。

1.2.2本地和远程标定功能

本地和远程标定功能类似于本地和远程故障诊断功能，当现场维修人员对一些参数进行标定时，可以通过手持式故障诊断仪的标定功能对电动汽车进行现场标定，如果对一些标定参数不能确定，可以请求远程故障诊断服务器进行远程标定协助。

2硬件系统架构

可以看出，该诊断仪的硬件电路设计，主要包括CPU控制与电路设计、CAN网络接口电路设计、可靠性保障电路设计及电源电路设计等。

手持式故障诊断仪通过电源电路给整车设备供电，并通过CAN网络接口读取ECU单元的故障码，该故障码可以通过USB接口进行存储，也可以通过无线通信模块发送给故障诊断服务器。

3软件系统架构

基于无线通信的电动汽车用手持式故障诊断仪的软件系统架构，包括手持式故障诊断仪与远程故障诊断服务器软件架构两部分。

可以看出，该诊断仪软件架构包括：读取和清除故障码、诊断数据库和软件升级等。其中软件和诊断数据库升级以及请求远程标定功能均需在无线通信功能使用的情况下才可以使用，否则该手持式故障诊断仪仅仅是由现场使用人员操作的一款诊断设备。

远程故障诊断服务器的软件系统为了配合手持式故障诊断仪的使用，主要包括：远程故障诊断、远程标定、手持式故障诊断仪诊断数据库升级、软件升级以及自身的数据库升级与更新。

软件系统的总流程，如图4所示。通过图4可以看出，该软件有诊断、升级及标定模式3种。这3种模式是互斥的关系，现场人员需根据具体情况对功能进行选择。

4结论

第7篇：故障诊断仪范文

关键词：现代汽车维修 传统故障诊断 应用

现代汽车诊断的定义为对汽车不进行拆解或者仅拆解少量小部件的前提下，检查并确定故障以及其原因的过程。才能更好的解决汽车出现的故障和问题。基于此，以下笔者结合自身工作实践，从传统汽车维修诊断概念入手，做出以下几点分析。

1、传统汽车维修诊断概念

传统诊断故障法属于汽车诊断方法中的一种，也可以叫直观诊断法。传统诊断法主要是根据汽修人员对汽车的观察来判断汽车现状与故障原因的方法，其主要特点是成本低、灵活机动，但也存在着不足，如仅依靠维修人员经验因此无法给出准确数据、速度慢[1]。

2、传统故障诊断法在现代汽车维修中的应用分析

2.1通过“观察”诊断故障

例 1：一辆奥迪A6开动时动力供给不足，速度很慢且有间断性的异声从排气管出发出，时常还会有发动机突然熄火的情况。

用车辆故障阅读仪检测该汽车发动机的电控系统，该仪器假显示16486的故障码，其该仪器的含义说明发动机内部的空气质量流量低电平输入。根据以上的数据对其进行分析，空气的质量流量比规定的值要小，表示可能进气管出现了漏气的情况。经过对各个部位的接头进行认真检查后发现并没有出现漏气的情况。然而分析判断常见导致这种现象的原因有四类，第一该仪器已损坏，第二出现线路故障，第三进气管出现漏气，第四空气过滤器被堵塞。通过之前的检查，后面两种原因可排除，推测故障应该在元件上。将流量计拆卸后在格栅处发现了一小块塑料。将其去掉后再装好流量计，用检测仪检测，故障码消失，数据读取正常。经过试车检测后，也无之前出现故障。

如果该故障按照传统的故障诊断，从该现象就可以确定病症为混合气浓度超标，首先会检测是否有异物堵塞进气系统，然后再检测供油系统正常与否。其实这种方法在第一步检测的时候就可以确定故障原因，也不用浪费时间、人力用汽车故障阅读仪进行检测读码、分析调取数据等才确定原因。

例 2：一辆上汽通用汽车出现右前轮不能自如升降，另外三个正常。检测发现右前的减震器的排气阀线是断开的，将其接通恢复正常。如果我们观察仅走马观花的看是很难发现其问题故障的，所以应该细心认真的观察。

2.2 利用“气味”诊断

例：一台奔驰300SEL轿车，出现了怠速不稳定且急加速时抖动严重状况。传统诊断方法方式为对排放废弃气味进行分析判断，发现有明显的生油味，可以判定为高压线出现断火情况。对高压线进行更换后，恢复正常。

闻“气味”虽然在维修过程中运用较少的方式，但是并不意味着不重要。如果运用合适，可以快速判断故障，减少时间精力的浪费。发动机排放废气的味道可以了解发动机情况是否正常，离合器以及制动器附近分味道，可以了解离合打滑情况以及制动拖滞与否[2]。

2.3 利用“声音”诊断

例：宝马E34，运转发动机时踩下离合，听见发出沙沙声，声音随着转速的加快而越来越大。

针对故障，第一步进行检查并将离合分离轴承更换，随后将曲轴后面的小轴承添加油，再对轴承指针的摆动情况进行检测，情况正常。将变速器安装好后听声响并无变化，故障仍未消失。仔细听发出的声音，感觉离合的分泵活塞杆发出的声响特别大。担心是配件质量出现问题导致此故障，又更换了不同牌子的分离轴承，故障仍未消失。进行几次试车后，发现离合刚踩下时声音立刻消失，然后慢慢变大。根据这种情况分析，离合踩下时，因为一轴同飞轮的转速相近，其前轴承变成了相对静止，因此没有声响。待一轴的转速完全静止的时候轴承转速随着发动机的转速提升，于是声音不断增大。最后将该处的轴承进行更换，故障解除。

在机械故障出现的时候，通过“声音”诊断非常必要与实惠。比如对发动机发出异响进行诊断采用异响诊断设备仪器，将要付出巨大的成本代价。“声音”诊断的步骤为，第一了解出现故障的位置，如故障位置不准确，就会在维修过程中浪费大量人、财、物成本；第二步弄清声响的类别，最后根据经验进行判断。现在的汽车维修中，最常见的故障就属机械故障，因此汽修人员的听力成为了其基本的素质与要求。

2.4 通过“询问”诊断

例 1：一台奔驰 S320 轿车，不能发动。通过询问车主，了解到该故障是出现在更换火花塞之后。拆下火花塞检测，其间隙不同于原件，更换后消除故障。

例 2：一台劳斯莱斯轿车，很难提速，通过询问车主了解到该故障出现在换火花塞之后。检测其火花塞型号以及功能均符合要求，于是判断为车主点火顺序错误，纠正后故障消除。

驾驶者对自己驾驶车辆最为了解，能为故障提供最相关资料。把握好询问技巧，能够高效、低成本完成维修任务。

2.5 通过“触摸”诊断

例 1：一台宝马E34轿车驾驶方向偏左。报修后检修工作人员通过用手触摸发现左后的轮毂比其他的温度要高，于是诊断为左后轮的制动器出现拖滞现象。然后对左后轮的制动器进行检测，查出根本原因为活塞不能回位。“触摸”方法在检修车内空调、冷却、点火等系统故障时，能够高效熟练完成检修任务。

2.6 通过“测试” 判断

“测试”常见用途为：第一通过模仿故障发生的条件判断；第二利用新配件更换疑似故障配件进行测试，检测该部件是否出现故障；第三根据多次试车结果排除故障出现原因；第四通过测试检测故障是否排除。

例如汽车汽油警告灯行驶中亮了，表示汽油压力太低。然后将汽油的压力传感器进行更换，进行测试后排除故障，这就表示之前是传感器损坏造成的故障。通过测试节省了大量检测其他部分的时间与精力。

2.7 通过“测量”判断

“测量”诊断法就是运用传统的仪表、仪器来测量电器线路与元器件情况的方法。例如，电器的线路、线圈出现短路、断路等状况时通过简单的“测量”就可以了解。这种方法在现代汽修中也是非常重要和常用的方法[3]。

3.结语

总之，仪器诊断法在现代汽修中是最常见的方法，但是也存在着许多缺陷，而传统汽修诊断法在现代汽修中也发挥着重要作用，弥补这仪器诊断中的不足。这也告诫着所有的汽修工作人员，除了掌握高科技的仪器诊断技术之外，还必须很好的学习与运用传统诊断方法。科学合理的将二者结合使用，可以高效的完成汽修任务，大量的节约人力成本、资金成本以及时间成本。

参考文献：

[1]魏立英.传统诊断技术在现代汽车维修中应用[J].今日科苑，2008，04：48.

第8篇：故障诊断仪范文

传统诊断方法也称为人工直观诊断法,是通过原地或道路试验,凭借维修人员的经验(有时也借助简单工具),通过观察来确定汽车的技术状况和故障点的方法。该方法的优点是机动灵活、投资少,缺点是速度慢、准确性差(这主要取决于维修人员的经验),不能给出定量数据。其主要具体操作方法有:“闻”“听”“试”“摸”“测”“问”。

仪器诊断方法是用专用的仪器设备(解码器、示波器、发动机综合分析仪等),通过原地或道路试验,由仪器输出的数据来确定汽车的技术状况和故障点的方法。该方法的优点是速度快、准确度高,有些仪器还可打印存储数据、自动分析判断,缺点是投资大、对维修人员的素质要求高。

以下举例说明传统故障诊断法在现代汽车故障诊断中的应用。

一、通过“看”诊断故障

实例1:一辆捷达GTX在行驶过程中动力不足,加速缓慢,排气管有“突、突”声,发动机偶尔会熄火。

用V.A.G1552对发动机电控系统进行检测,读出故障码16486,其含义表示空气流量计信号太弱。通过读取数据,对空气流量计数据进行分析发现进气量较规定值小,说明进气管某处可能存在漏气。然而仔细检查各接头部位,没有漏气现象。一般导致空气流量计信号太弱的原因主要有空气流量计损坏、线路有故障、进气管漏气及空气滤清器堵塞等。通过前面的检查后两项没有问题,故障还是在元件本身上。于是,拆下空气流量计检查,发现有一小片塑料挡住了格栅,维修工将其取掉后装复空气流量计,用V.A.G1552查询,无故障码,读取进气量数据也正常。试车检查,故障消失。

若按传统故障诊断方法,由故障现象即可判断是混合气过浓,则应先检查进气系统是否堵塞,再检查供油系统是否正常。那么在检查进气系统时就已能确定故障,而无须费时费力地用V.A.G1552读码,调取数据。

实例2:一辆雪铁龙轿车左前轮不升也不降,而其他三轮均正常。检查发现该车左前空气弹簧减振器排气阀线断开,接通线路后左前轮恢复正常。

在“看”的过程应该仔细地看,认真地看,分析地看,而不是走马观花,这样才能起到“看”的效果。

二、利用“闻”诊断故障

实例:一辆桑塔纳2000GSi轿车,怠速不稳,且急加速抖动严重。通过对排放气体气味(有生油味)的分析,判断是高压线有时断火,更换后故障排除。

“闻”在维修中比其他手段用得相对较少,但并不是说它不重要,运用得恰当,在故障判断时可以少走许多弯路。对发动机的排放气体的“闻”,可以判断发动机的工作情况;对离合器、制动器处的“闻”,可以判断离合器是否打滑、制动器是否拖滞。

三、利用“听”来诊断故障

实例:桑塔纳2000GSi,发动机运转时踩离合器踏板有“沙沙”声,并随发动机转速升高而加大。

根据故障现象首先检查并更换了离合器分离轴承,然后将曲轴后端支承变速器一轴的小轴承加脂,并检查了轴承滚针运动状况,均未见到异常现象。装好变速器后响声没有变化。进一步听,发现离合器分泵活塞杆处声音较大。考虑可能是配件质量问题,又连续更换了两个品牌的分离轴承,效果还是不明显。再次试车中发现刚踩下离合器踏板时响声瞬间没有,渐渐地声音越来越大。经认真分析,在刚踩下离合器踏板时,由于一轴与飞轮转速接近,一轴前轴承相对静止所以响声不明显。随着一轴转速下降到完全静止,此时轴承随发动机转速上升,所以响声越来越大。将此处轴承更换后响声消失。

“听”,对机械故障的诊断尤其重要,且无须成本。如果采用发动机异响诊断仪,检修成本就会十分昂贵。

“听”,首先要弄清故障的部位,分清响声的类型,况且现在的故障中,最多的就是机械故障,所以说“听”是维修人员的基本功。如果找不准故障部位,维修中就会走许多弯路,浪费人力、物力和财力。

四、通过“问”判断故障

实例1:一辆奔驰560ES轿车,不易起动。经询问得知是在更换火花塞后才出现的故障。拆检火花塞,发现其间隙与原火花塞的不同,更正后,故障排除。

实例2:一辆林肯大陆轿车,加速性能很差,经询问得知是在更换火花塞后出现的。拆下火花塞查其型号也符合要求,断定是点火顺序搞错,更正后故障排除。

驾驶员对自己驾驶的车辆情况最了解,是判断故障的第一手资料。此方法掌握得好可以极大地提高维修效率,节约费用。

五、通过“摸”判断故障

实例1:一辆桑塔纳2000 GSi轿车行驶向左跑偏。到厂报修后,维修人员即通过手摸感觉左后轮毂温度明显较其它轮毂高,判断是左后轮制动器拖滞。经对左后轮制动器进一步检查发现,是活塞不回位造成的。将活塞调整为可以正常归位后故障排除。

实例2:一辆宝来1.6轿车,动力明显下降。到厂报修后,维修人员即通过手摸,感觉三缸火花塞温度明显较其它的低,判断是三缸火花塞不工作。经检查发现三缸火花塞绝缘损坏。更换后故障排除。

在空调系统、冷却系统、点火系统等的检修中,利用“摸”来判断故障可起到事半功倍的效果。

六、通过“试” 诊断故障

“试”有一下几个含义:一是模拟故障(一般为隐形故障)发生的条件来判断故障;二是用完好的新件或备件替换怀疑有故障的零部件,确认原先的判断;三是通过反复试车,用排除法来判断故障;四是通过试车确认故障排除。

如,一辆车的机油警示灯在正常行驶中点亮,反映机油压力过低。如果用手头现有的机油压力传感器替换原传感器后故障消失,则证明故障是由传感器损坏引起的。这样,就节约了大量的用来检测机油泵、机油滤清器、油道、线路甚至电脑的时间和精力。

七、通过“测”诊断故障

“测” 是指用简单的仪表、仪器(如万用表、正时灯、试灯等)来检测电气系统的线路、元器件的技术状况的方法。如,线路、线圈是否搭铁、短路、断路等均可非常简便地通过“测”得知。它是汽车故障诊断中不可或缺的诊断手段。

第9篇：故障诊断仪范文

关键词：自诊断；测量仪表；执行器；仪表电源；控制系统

引言

大型炼油化工企业仪表自动化程度很高，绝大多数工艺参数都是由仪表自动控制，重要安全指标都设有仪表安全联锁系统，一旦超出安全上限，联锁自动启动，对装置紧急停工。如果仪表故障就会导致安全联锁系统误动作，中石化金陵分公司因联锁误动停工每年有十多次，多的有二十多次，直接经济损失要好几千万。如何在正常操作状态下，对仪表自行进行连续监测，解决仪表误动作，确保设备长周期运行，成为研究的方向，因此引入新的方式———自诊断技术。把一套生产装置的仪表、自动化系统及其全部附件（包括线路、接线柜、电源等）作为一个研究对象，根据各自在生产运行中的作用进行故障诊断，通过技术改进和寻找新技术的仪表，建立对仪表供电系统、DCS、SIS、重要联锁测量仪表、重要控制仪表等的故障诊断信息，避免仪表误测量或误动作引起生产装置非计划停车事故或安全环境事故。目前该公司在仪表自诊断技术方面已经取得一些成果，或者已有清晰的研究方向。把测量仪表、执行器以及调节器作为诊断对象，把测量仪表、执行器以及DCS的诊断信息以报警的形式在DCS画面中体现，可以让24h工作的操作人员及时发现，并联系专业维护处理。

1测量变送单元的诊断

1.1偏差报警功能

对于关键联锁回路，都有多台变送器，实现三取二或者二取二的联锁逻辑，可以采用偏差报警的形式予以检测诊断。对于三取二的模拟量信号，设定三个量之间的偏差值———MAX（|A-B|，|A-C|，|B-C|）/量程，当偏差值大于设定值时，产生偏差报警，并提示。如果一台仪表发生故障或已有故障的先兆，与另外两台仪表的测量值偏差越来越大，那么就会触发该报警，可以在单台仪表完全故障前，得以提示维修人员处理。这可以运用于流量、温度、液位、压力、压缩机轴检测仪表等各种测量场合。以流量测量为例，差压变送器采用三取二联锁逻辑保证可靠性：（1）在同一管线上的三台仪表，引压线、孔板是共用的，测量信号应该一致，即便是变送器系统误差，也在精度范围内，报警偏差值是远大于误差值，如发生偏差报警，需对变送器进行检查，检查零点、膜盒或引压线漏点等问题。（2）多路分支流量采用三取二或二取二联锁逻辑，那么在进入加热炉的分支流量应该是均等的，这样不会发生偏烧，危害炉管。如发生偏差报警，可能是分支流量有偏流，需要关注调节阀开度、加热炉出口温度，也可能时变送器回路故障或取压管路存在隐患需要检查，提醒维护检查。报警设定值是公用的，所以它的选取也很重要，定位要准。现在设定在5%，主要因为流量信号换算为体积量时，数字都较大，有的甚至在几万立方每小时或几百吨每小时，过程测量不像贸易交接的仪表测量，对精度要求并不高，偏差值设定值在5%~6%。

1.2阶跃报警功能

在机组瓦温度信号联锁逻辑中，引入导数模块，基于热阻原理诊断测量仪表。以某一推力瓦温度为例，为防止Pt100故障开路引起温度高高联锁触发，通常在组态时，在报警设定器上设置当Pt100开路时，报警设定器的输出为最小，以避免因为仪表设备故障引起的停机，保证了可用性。如果存在Pt100在没有完全断路，而其已经存在故障风险，其测量阻值不稳定，无规则波动的情况，运用导数模块做一个信号的处理。以ICS控制系统为例，当在系统经过一个扫描周期，温度值上升了30℃，那么认定这个温度测量仪表存在故障的风险。根据温度测量仪表的原理，测量元件和被测介质要充分的热交换，需要一定的时间到达热平衡，测温是存在滞后现象的，压缩机组轴瓦温度在油不中断的情况下，温度即便升高也是有一个过程，斜率不会很高，不可能瞬时有巨幅波动，即便油有问题，也可以通过振动联锁、油压反应出来。所以温度值在瞬时上升30°C是不可能的，利用温度上升的斜率通过导数功能块的输出与导数设定值（DEV_SET）作比较后，将这个点的联锁功能通过SR触发器锁住，切除此点的联锁，防止联锁误动作，并且输出一个报警信号，以提示维护人员处理，并在上位机的操作画面中报警显示，提示操作人员温度测量可能发生故障，需处理。2011年7月25日，操作人员发现SIS操作画面上机组温度报警灯亮，立即通知仪表维护来处理，检查循环氢压缩机的推力瓦温度值开路，查询趋势发现：温度测量值的高高联锁功能在被锁住之前，测量值已经开始小幅震荡并慢慢爬升，而其附近的振动、轴温测量值没有明显变化，因此判断这支热阻已经损坏。在后来现场测量电阻值时，也验证了这一点，如果没有此项功能，那么在热阻完全开路前，测量值可能会慢慢爬升而到联锁值，造成机组停车，该功能的应用避免了一次因为仪表故障引起的非计划停车。

2执行器的诊断

目前国内许多智能的阀门定位器都具备了诊断功能，并配合专用的软件，对阀门动作过程中的信息进行采集和诊断，有助于分析和预防性维护。但是针对电磁阀，很少有很好的办法进行诊断，通常的方案是在保证可靠性的同时，采用双电磁阀并联的方式，来提高电磁阀环节的可用性，对电磁阀诊断的手段不多，诊断电信号或风压信号，目前都没有权威的方式。分析电磁阀的结构原理，通过判断阀杆的位移就可以判断出电磁阀的实际运行情况，无论是信号回路，还是阀芯机械部分的，最重要的是能够通过阀杆位置进行判断。电磁阀的控制部分有供电和驱动介质，无论是DC24V（AC220V）或风压（液压）信号，发生异常，最后体现在电磁阀阀杆动作。借鉴海隆V82系列电磁阀，其具有“二取一”、“二取二”、“三取二”三种模块化电磁阀可选，如图1所示，根据安全性、可用性、可靠性，自行选择响应的结构。V82系列电磁阀在每个模块化的电磁阀上，都有位置反馈输出，如图2所示。图2中，“6”是标准的M12*1接口提供电磁阀阀位反馈信号，可远传至控制系统显示。可以看出，这种型号的电磁阀具有干接点的阀位反馈信号，在日常运行期间，可以连续监测电磁阀状态。结合阀位反馈和控制系统输出信号进行对比，可以诊断电磁阀自身的运行情况，当反馈信号动作时，清晰地判断是控制系统发出指令，还是电磁阀误动作。模块化的设计可以让其在线更换电磁阀本体，而不影响工艺过程的使用。在部分装置或装置的不同场合，如加热炉常明灯联锁切断阀或鼓引风机出入口手操阀等，尝试这种新的技术，待运用成熟后，再逐步推广至更重要的场合。这种形式的电磁阀拓宽了思路，采用“二取二”配置，既有冗余的功能，又有诊断的功能，理论上能解决了现场实际问题，可以通过技术交流，清晰其工作原理后可以大胆的尝试。

3控制系统的诊断

目前大多数生产装置的DCS系统，对系统结构没有做状态监测，待到系统报警时才查找原因，待到报警时再处理，很可能由于处理的不及时，有一定的几率会造成生产的波动。目前现在大多数DCS都提供内部的变量，可以读出控制站、操作站、通讯网络等的状态信息，根据DCS提供的地址，可以轻松地提取这些变量为监控使用。如霍尼韦尔TPS系统可以读出：操作站状态lcn.［MYMprsts11］.nodestat(01)；HM状态lcn.［MYMprsts11］.nodestat(31)；AM状态lcn.［MYMprsts11］.nodestat(41)；NIM状态lcn.MYMnm01N11.nodests，lcn.MYMnm01N12.nodests；HPM状态lcn.MYMnm01b09.nodests；LCN缆状态lcn.MYMPRSTS11.CABLESTS；UCN缆状态lcn.MYMNTWRK01.CLPZMXC。当其值为1、2、3、4时分别代表：正常；A缆故障；B缆故障；AB缆故障。可以通过脚本的编辑，对控制系统的状态进行判断，在DCS画面中进行报警提示，如图3所示。DCS各重要节点都是冗余设置，也有自诊断的功能提供，剩下的就是读出各节点的状态，DCS画面中汇总监控，也可以通过OPC服务器上传这些状态点至信息管理网，管理人员可以从办公室电脑随时检查系统状态，故障点的位置，在有条件的情况下，可以从手机APP等软件实时在家中检查控制系统状态。随时监控控制系统主要组成部件的运行情况，在单个节点发生异常时，准确的指出故障节点，引领维护人员及时处理，少绕弯路；通过信息的共享，可以全员参与控制系统的管理。

4电源的自诊断

传统的稳压电源，如菲尼克斯和魏德米勒稳压电源，都具有故障报警输出功能，但仅仅是诊断稳压电源自身的故障，而现场实际需求的是对仪表供电回路的整个过程的诊断，即便是N+1型的供电模式，也无法诊断更多的信息。因此采用龙飞LLF系列冗余自诊断电源分配器诊断仪表供电系统的故障，包括：（1）电源供电诊断，接入电源分配器的两路电源一路发生故障报警。（2）电源供电负荷不平衡报警。两台电源同时供电负荷平衡是关键，如果一台负荷过高，易造成发热，影响电源寿命。一旦两电源负荷不平衡超限发出报警。（3）熔断丝断路报警。目前仪表直流24V分支供电故障报警常见的做法是用带LED的熔断丝端子，在熔断丝断路时LED灯亮报警，但在同一组负载有两路冗余供电时，当一路电源熔断丝断路，另一路电源供电正常，短路熔断丝的LED不亮，报警功能也失去作用。采用冗余电源分配器方案可以用于冗余供电的设备，替代以往保险端子，熔断丝任意一路断路，都产生报警。（4）机柜内环境温度过高，会影响设备使用寿命，当机柜内温度超过65℃时产生报警。（5）报警显示和输出。两个电源故障报警、16个熔断丝断路报警和机柜间温度高报警在面板上设有LED显示，全部故障设一个报警输出，无论哪一故障报警输出继电器触点断开，当接到DCS时，则在DCS上报警提示。最理想的安全栅冗余供电方式如图4所示。交流220V来自不同的电气回路，分别给直流稳压电源供电。两台直流稳压电源的输出分别接到电源分配器的输入端PSA、PSB，从A、B组各引一路24V经电源分配器内的熔断丝、隔离二极管隔离后，给安全栅组上下端供电，同一安全栅组24V电源端并接，24V电源形成环路。当发生两个电源有一台故障、分配器中两组对应通道熔断丝有一个断路故障、安全栅电源端接线处有一处开路故障时，可确保安全栅供电不中断。这可用于重要的、需要冗余供电的仪表设备使用。当故障发生时，通过电源分配器的公用报警输出端发出报警信号，该信号接到DCS后，提示仪表维护工维修。仪表维护人员可以根据电源分配器上报警指示灯提供的报警信息判断仪表供电系统的故障部位，从而采取相应的措施，保证不间断供电。

5自诊断画面的建立

对测量仪表、执行器、控制系统、电源都诊断完毕后，可以建立诊断画面，收录全部的报警信息，做在流程图画面（如图5所示）中，由维护人员周期性查看，并且由24h作业的操作人员连续监测，为预防性维修提供保障。管理上可以采用巡检按钮记录的形式，每当维护人员巡检检查诊断画面，可以通过按下“巡检确认”按钮，记录备查。

6结语

仪表的冗余配置需要和自诊断配合在一起使用，现在提倡仪表的预防性维修，自诊断功能也属于预防性维修的一个课题，以减少仪表误动作引起的非计划停车是自诊断系统的作用所在。仪表的自诊断技术还在发展阶段，相对于各家仪表厂商开发了各自仪表本身的自诊断功能，企业在实际使用中，可以根据工艺原理、仪表设备提供的功能，加以整合，形成各装置特色的自诊断方案，无论是投入成本还是诊断效果，都是经济有效的。

参考文献

[1]戴克中.测量仪表的自检自诊断系统[J].武汉工程大学学报，2000，22(2):61-63.

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