浅谈冷轧酸洗线自动化仪表系统及日常维护
（河钢邯钢冷轧厂）
摘 要：自动化仪表属于精密的电子设备，而且多布置于生产线与各种介质直接接触。在恶劣的运行工况下，很容易受到粉尘、污垢、电磁干扰、酸碱腐蚀等因素的影响，不仅使测量和控制精度下降，还容易导致仪表设备的损坏，严重制约自动化控制以及生产线的生产运行。因此，在工业自动化仪表的使用过程中的日常维护也是十分重要的。
关键词：冷轧酸洗；自动化仪表；日常维护
随着工业自动化控制技术的不断发展，各种工业自动化仪表的应用也越来越广泛。自动化仪表是自动化控制系统的重要组成部分，主要是利用各种传感器对温度、流量、时间、液位等工业生产中经常涉及到的工艺参数进行采集，并以电子信号的方式传输至控制系统，帮助控制系统共同完成对这些工艺参数的自动控制和调节。冷轧酸洗生产线中配备了大量工业自动化仪表，主要对酸洗环节的酸液温度、酸液浓度、漂洗槽液位、漂洗水导电率等参数进行采集和控制，以保证酸洗线各项工艺指标和酸洗质量的稳定。自动化仪表属于精密的电子设备，而且多布置于生产线与各种介质直接接触。在恶劣的运行工况下，很容易受到粉尘、污垢、电磁干扰、酸碱腐蚀等因素的影响，不仅使测量和控制精度下降，还容易导致仪表设备的损坏，严重制约自动化控制以及生产线的生产运行。因此，在工业自动化仪表的使用过程中的日常维护也是十分重要的。本文结合工作实践，对冷轧酸洗线仪表维护工作措施进行了探讨。
一、冷轧酸洗线自动化仪表系统的构成
酸洗是冷轧生产中的重要工序环节，主要是采用机械和化学除锈的方式，将热轧带钢表面的氧化铁皮及其它杂质物予以清除。从而为后续的冷轧和热镀锌等生产工序提供表面质量清洁良好的板带。连续酸洗线包括开卷、拉矫、酸洗、剪切、卷曲等一整套的工艺流程，其中酸洗是最为核心的单元，也是自动化仪表最为集中的环节，主要由酸洗、漂洗、烘干三道工序组成。邯钢冷轧酸洗线为推拉式设计，采用 WinCC 过程监控系统对生产线进行自动化监控。仪表采用德国西门子公司的 PCS7 系列软件包，主要由处理器、存储器、远程 IO、通讯、电源等模块、现场仪表组等部分组成。DCS 系统采用主从式通讯方式，由工业以太网负责网络通讯，现场仪表全部采用串级 PID 控制。现场传感器采集到现场工艺参数数据后，会将该数据以电信号的方式传输至控制系统，然后再由控制系统根据设定程序和采集的数据，向现场的执行机构发出控制指令，完成对位置、温度、流量等工艺指标的调节。HMI 监控系统除了监控酸洗线工艺参数变化外，还提供了对程序进行在线修改的功能，为修改控制参数和满足不同酸洗要求下工艺指标的自动化调整提供了便利。
二、酸洗线仪表的常见故障问题
仪表的各类故障问题主要与仪表类型，以及所处的工况环境有关。
酸洗线仪表控制回路主要包括：盐酸温度控制、酸洗时间控制、漂洗水温度控制、盐酸密度控制器、漂洗水液位控制、漂洗水电导率控制等。常见的故障类型为接触不良、数据失真、损坏腐蚀等，表现为数值变化异常、零点漂移、反馈滞后和反馈无信号等。出现上述故障现象时，在通过工艺调节和模拟虚假电信号检查排除技术操作原因后，即可基本判断为仪表系统问题。其故障原因很多都与 PID 参数设置不当、放大器失灵、传感器失效、电磁干扰、通讯断路等有关。通过重新设置 PID 参数、检修通讯线路、更换传感器等措施，即可消除故障。
三、工业自动化仪表的日常维护措施
1、坚持日常巡检
仪表维护应以制度化保证日常巡检到位，各处仪表每天最少巡检一次。明确每个仪表工的巡查区域和每个仪表的检查内容。日常巡查内容主要包括：查看仪表指示数据是否正常，现场一次仪表显示与 DCS系统界面显示是否一致；查看仪表输出电源、仪表现场温度、气源压力等是否正常，现场降温、防尘设施和防电磁干扰设施是否正常运行；查看仪表本体、工艺接口、连接件有无损坏、紧固松动、泄露或腐蚀等问题；打扫设备及环境卫生，保持仪表本体、显示屏的清洁，仪表管线均要铺设整齐、安装固定牢靠。
2、坚持定期维护
酸洗段仪表测量与控制的介质主要为液体，执行机构主要为液压和气动。针对张力控制、液位控制等容易沉积油垢、粉尘、结晶、冷凝和异物堵塞的仪表，应制定专门的排污计划，并定期更换过滤器。
二是要定期润滑，主要是一些电子阀门、仪表箱门轴、固定变送器等部件的润滑。如酸液流量调节器、漂洗水蒸汽流量阀等。保证电子阀门等电动执行机构能够灵活有效运转。三是要做好仪表防腐。酸洗段主要工作介质为具有腐蚀性的盐酸溶液，很多现场传感器长期处于酸腐蚀环境下，容易出现腐蚀。除了选择具有防腐蚀性能的专用仪表之外，还要做好隔离防腐措施。
3、合理利用仪表检修技术方法
仪表故障的检测和维护主要有现场观察法、仪器检测法、替换法等几类。现场观察法主要是观察仪表及其工作现场有无异响、焦糊味、接线松动和进水、老化的问题。对于一些难以观察发现的仪表故障，可通过输入模拟信号的方式，结合 DCS 显示判断仪表回路是否存在问题；使用万用表通过对回路电压、电流的测量也可判断回路和元件的通断故障；对于可能存在故障问题的元件，可通过替换性能良好的元件来排除故障。对于存在现场与 DCS 反馈数据不符的，可采用热电偶检测、热电阻检测、PID 调节等方法进行检测和校准。
四、结语
在现代冷轧酸洗生产线中，自动化仪表的重要性是不言而喻的，直接关系到自动化控制系统和相关机电设备的运行，与生产工艺和产品质量密切相关。但是自动化仪表作为精密的电气设备，在复杂恶劣的工业生产环境下，各种故障问题也是比较常见的。这就需要加强对仪表设备的日常检测与维护措施，以保证其稳定运行。
参考文献：
[1]尹青.冷轧酸洗线自动化仪表系统[J].《数字化用户》2013(9)[2]张鑫.西门子自动化控制系统在冷轧厂酸洗线中的应用[J].《科学与信息化》2017(9)
