儀表AI、AO、DI、DO回路接線及故障判斷

1、2015.111義馬氣化廠 電儀分廠 李幫軍2021-9-222l定義l信號(hào)類型l回路接線l故障判斷2021-9-2231、定義2021-9-224定義DCS是集散控制系統(tǒng)的英文縮寫(Distributed Control System)，簡(jiǎn)而言之是：集中管理，分散控制。AI AO DI AO其中字母的含義:A代表模擬量，D代表開關(guān)量，I代表輸入信號(hào)，O代表輸出信號(hào)。2021-9-225組合起來AI=analog in 模擬量輸入AO=analog out 模擬量輸出 DI=digital in 數(shù)字量輸入 DO=digital out 數(shù)字量輸出PI =pluse in 脈沖輸入PO =pl

2、use out 脈沖量輸入 注：相對(duì)于DCS而言2021-9-2262、各種信號(hào)類型2021-9-227AI1、420MA 020MA 420MA+HART2、 0-10V,0-5V, 15V，-10-10V4、RTD 熱電阻5、TC 熱電偶 進(jìn)入DCS系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)變送器（壓力P，溫度T，流量F，液位L，位移X）信號(hào)。信號(hào)數(shù)值有大小，且各自的變化不一，連續(xù)變化。分有源、無源信號(hào)。接收現(xiàn)場(chǎng)儀表來的信號(hào) ，經(jīng)過I/O卡或模塊處理后，轉(zhuǎn)換成溫度（）、壓力（MPa）、液位（m、%）、流量（kg/h或Nm3/h）、濃度（%或ppm）等信號(hào)，再經(jīng)通訊卡或模塊、通訊電纜在DCS上指示工藝要求監(jiān)視的數(shù)據(jù)；按精度

3、分，有12bit，14bit，16bit等2021-9-228AO1、420MA 020MA2、420MA+HART DCS發(fā)出到現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥、風(fēng)門執(zhí)行器、變頻調(diào)速）信號(hào)。信號(hào)數(shù)值有大小，且各自的變化不一，連續(xù)變化。 將現(xiàn)場(chǎng)變送器傳送來的輸入信號(hào)，經(jīng)I/O卡轉(zhuǎn)換信號(hào)給控制器，再經(jīng)控制器運(yùn)算后轉(zhuǎn)換成420mADC信號(hào)，控制執(zhí)行器動(dòng)作。2021-9-229DI干觸點(diǎn) 現(xiàn)場(chǎng)不供電，需DCS或?qū)Ψ焦╇姖裼|點(diǎn) 現(xiàn)場(chǎng)供電電接點(diǎn)、壓差開關(guān)、開關(guān)狀態(tài)狀態(tài)（到位），只有通、斷兩種狀態(tài)。電氣上常用1表示接通，0表示斷開。供電電源有220VAC/24VDC/48VDC,考慮現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾。按隔離方式分，有繼電器

4、隔離和固態(tài)繼電器隔離。2021-9-2210DO干觸點(diǎn) DCS不配電濕觸點(diǎn) DCS配電，需在DO卡接入電源。啟停命令命令、開關(guān)命令，只有通、斷兩種狀態(tài)。電氣上常用1表示接通，0表示斷開。DCS端與設(shè)備端協(xié)調(diào)一致。按隔離方式分，有繼電器隔離和固態(tài)繼電器隔離。2021-9-2211PI POPI ：脈沖量輸入 對(duì)脈沖進(jìn)行累計(jì)PO：脈沖量輸出腰輪流量計(jì)、伺服電機(jī)等脈沖輸入信號(hào)（頻率范圍：06kHz），經(jīng)過I/O卡或模塊處理后，轉(zhuǎn)換成流量信號(hào)或工藝要求的信號(hào)，再經(jīng)通訊卡或模塊、通訊電纜在DCS上指示工藝要求監(jiān)視的數(shù)據(jù)2021-9-22123、回路接線2021-9-22132021-9-22142021

5、-9-22152021-9-22162021-9-22172021-9-22182021-9-22192021-9-22202021-9-22212021-9-22222021-9-22234、故障判斷2021-9-2224自控儀表回路故障檢查思路 當(dāng)一個(gè)回路由正常工作狀態(tài)突然變成故障狀態(tài)（非工藝參數(shù)波動(dòng)引起） 時(shí)，按以下思路及方法進(jìn)行檢查排除：2021-9-2225l第一步：確認(rèn)卡件通道是否工作正常。具體的方法為：用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器從卡件通道(非DE 通訊)直接給信號(hào)，看組態(tài)程序是否有正常的數(shù)據(jù)顯示。如果有正常數(shù)據(jù)，則說明卡件通道是工作正常的，否則卡件通道損壞需要進(jìn)行更換到新的通道上。 l第二

6、步：確認(rèn)線路有無問題。在第一步的檢查中確認(rèn)卡件通道正常后，從現(xiàn)場(chǎng)儀表表頭把信號(hào)線拆下，用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器從現(xiàn)場(chǎng)直接給卡件通道標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，看組態(tài)程序是否有正常的數(shù)據(jù)顯示。如果有正常數(shù)據(jù)，則說明從現(xiàn)場(chǎng)儀表電纜到卡件通道都是工作正常的，故障應(yīng)該在儀表本身(99%的可能性)，否則說明信號(hào)電纜有問題(斷點(diǎn)，接地，短路，正負(fù)極接反等)，對(duì)信號(hào)電纜進(jìn)行分段檢查排除故障(端子柜到卡件，端子柜到現(xiàn)場(chǎng)接線箱或表頭)。l第三步：經(jīng)過以上兩步的檢查判斷已經(jīng)基本可以確認(rèn)故障所在，在進(jìn)行第二步的檢查過程可以順便測(cè)試一下儀表，如果儀表有問題就可以直接換表來解決問題了。AI2021-9-2226l一般通過以上檢查步驟可以找出問題

7、所在，如果還未查出問題所在請(qǐng)參考以下檢查步驟 1.1、 首先檢查確認(rèn)故障處于那一個(gè)回路區(qū)段（整個(gè)回路可以分為兩個(gè)大區(qū)段： 儀表段，從中控室端子接線排到現(xiàn)場(chǎng)儀表；自控段，從中控室端子排到控制柜）。檢查方法為：將該儀表信號(hào)線從端子柜拆下（一般只拆正極即可），用FLUCK或其它測(cè)試工具，檢查現(xiàn)場(chǎng)儀表有無信號(hào)反饋以及反饋數(shù)值是否正常。如果無信號(hào)反饋或反饋信號(hào)不正常（偏高、偏低、跳躍波動(dòng)等）則說明，故障點(diǎn)處在儀表段。如果信號(hào)正常則說明故障點(diǎn)處在自控段。 1.1.1、當(dāng)確定故障點(diǎn)處在儀表段時(shí)，按下面步驟進(jìn)行檢查確定故障點(diǎn)的具體位置 和排除故障： A、檢查儀表本身有無問題，用FLUCK及其它標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試儀器直接

8、測(cè)試變送器的輸出信號(hào)，如果輸出不正常則說明儀表本身有問題，需要維修或更換；如果輸出一切正常則進(jìn)行一下步檢查。AI2021-9-2227B、檢查從現(xiàn)場(chǎng)表頭到端子柜之間的儀表電纜有無問題，通過短接測(cè)電阻法或測(cè)電壓法確定電纜通斷情況，如果電纜不通則確定為電纜問題，用相同的方法逐段測(cè)試確定斷點(diǎn)進(jìn)行恢復(fù)，檢查儀表回路接線有無松動(dòng)或斷裂，依次檢查緊固端子柜接線排、表頭、中間接線盒內(nèi)接線柱。如果電纜通斷正常則進(jìn)行下一步檢查。 C、檢查儀表電纜的正極有無接地現(xiàn)象，用萬用表測(cè)試正極電纜對(duì)地電阻，正常時(shí)應(yīng)該是無窮大或在200M歐以上。如果發(fā)現(xiàn)正極接地，可以通過調(diào)換正負(fù)極電纜來解決，如果有備用電纜最好更換一條電纜。

9、 AI2021-9-22281.1.2、當(dāng)確定故障點(diǎn)處在自控段時(shí)，按下面步驟進(jìn)行檢查確定故障點(diǎn)的具體位置 和排除故障：A、 用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器（FLUCK743等工具）從卡件通道直接給信號(hào)，看組態(tài)程序是否有正常的數(shù)據(jù)顯示。如果有正常數(shù)據(jù)，則說明問題在端子柜和卡件之間的接線上，測(cè)試電纜是否暢通，接線是否牢固，正極電纜有無接地，并排除故障。如果無正常數(shù)據(jù)顯示，則說明自控柜有問題，進(jìn)行下一步檢查。 B、 檢查組態(tài)程序和卡件、通道是否處于激活狀態(tài)。如果沒有激活，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行激活。如果卡件激活失敗，進(jìn)行下一步檢查。 C、 檢查卡件是否有電，確認(rèn)電源指示和工作指示燈正常。如果不正常則說明卡件故障或供電有問題，

10、檢查恢復(fù)供電或更換卡件。重新激活卡件。AI2021-9-22292.1、 首先檢查確認(rèn)故障處于那一個(gè)回路區(qū)段（整個(gè)回路可以分為兩個(gè)大區(qū)段： 儀表段，從中控室端子接線排到現(xiàn)場(chǎng)儀表等設(shè)備；自控段，從中控室端子排到控制柜）。檢查方法為：將該儀表信號(hào)線從端子柜拆下（一般只拆正極即可），用萬用表或其它測(cè)試工具，檢查從卡件送到端子柜接線排上有無24VDC電壓，并檢查輸出的4-20mA電流值與控制回路的輸出值一致。如果輸出正常則說明，故障點(diǎn)處在儀表段。如果輸出信號(hào)不正常則說明故障點(diǎn)處在自控段。2.1.1、 當(dāng)確定故障點(diǎn)處在儀表段時(shí)，按下面步驟進(jìn)行檢查確定故障點(diǎn)的具體位置和排除故障： A、檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身有無

11、問題，用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作不正常，則說明執(zhí)行機(jī)構(gòu)有問題，需要維修或更換。如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作正常，則說明信號(hào)電纜有問題，進(jìn)行下一步檢查。B、檢查確認(rèn)信號(hào)電纜有無問題，用萬用表直接測(cè)試回路的輸出電壓值和電流信號(hào)，如果輸出正常則說明接線有問題；如果輸出不正常則進(jìn)行一下步檢查。 AO2021-9-2230C、檢查從現(xiàn)場(chǎng)表頭到端子柜之間的儀表電纜斷點(diǎn)所在，通過短接測(cè)電阻法或測(cè)電壓法確定電纜通斷情況，逐段測(cè)試確定斷點(diǎn)進(jìn)行恢復(fù)，檢查儀表回路接線有無松動(dòng)或斷裂，依次檢查緊固端子柜接線排、執(zhí)行機(jī)構(gòu)接線柱、中間接線盒內(nèi)接線柱。 D、檢查儀表電纜的正極有無接地現(xiàn)象，用萬用表測(cè)試正極電纜對(duì)

12、地電阻，正常時(shí)應(yīng)該是無窮大或在200M歐以上。如果發(fā)現(xiàn)正極接地，可以通過調(diào)換正負(fù)極電纜來解決，如果有備用電纜最好更換一條電纜。2.1.2、 當(dāng)確定故障點(diǎn)處在自控段時(shí)，按下面步驟進(jìn)行檢查確定故障點(diǎn)的具體位置和排除故障：A、 檢查在端子柜和卡件之間的接線，測(cè)試電纜是否暢通，接線是否牢固，正極電纜有無接地，并排除故障。如果一切正常，則說明自控柜有問題，進(jìn)行下一步檢查。 B、 用萬用表直接測(cè)試通道輸出的電流信號(hào)是否正常，在程序中給定標(biāo)準(zhǔn)的輸出值，測(cè)試電流輸出是否正常。如果不正常進(jìn)行下一步檢查。 2021-9-22312.1、 首先檢查確認(rèn)故障處于那一個(gè)回路區(qū)段（整個(gè)回路可以分為兩個(gè)大區(qū)段： 儀表段，從

13、中控室端子接線排到現(xiàn)場(chǎng)儀表等設(shè)備；自控段，從中控室端子排到控制柜）。檢查方法為：將該儀表信號(hào)線從端子柜拆下（一般只拆正極即可），用萬用表或其它測(cè)試工具，檢查從卡件送到端子柜接線排上有無24VDC電壓，并檢查輸出的4-20mA電流值與控制回路的輸出值一致。如果輸出正常則說明，故障點(diǎn)處在儀表段。如果輸出信號(hào)不正常則說明故障點(diǎn)處在自控段。2.1.1、 當(dāng)確定故障點(diǎn)處在儀表段時(shí)，按下面步驟進(jìn)行檢查確定故障點(diǎn)的具體位置和排除故障： A、檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身有無問題，用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作不正常，則說明執(zhí)行機(jī)構(gòu)有問題，需要維修或更換。如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作正常，則說明信號(hào)電纜有問題，進(jìn)行

14、下一步檢查。B、檢查確認(rèn)信號(hào)電纜有無問題，用萬用表直接測(cè)試回路的輸出電壓值和電流信號(hào)，如果輸出正常則說明接線有問題；如果輸出不正常則進(jìn)行一下步檢查。 AO2021-9-2232C、 檢查組態(tài)程序和卡件、通道是否處于激活狀態(tài)。如果沒有激活，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行激活。如果卡件激活失敗，進(jìn)行下一步檢查。 D、 檢查卡件是否有電，確認(rèn)電源指示和工作指示燈正常。如果不正常則說明卡件故障或供電有問題，檢查恢復(fù)供電或更換卡件。重新激活卡件。2021-9-22332.1、 首先檢查確認(rèn)故障處于那一個(gè)回路區(qū)段（整個(gè)回路可以分為兩個(gè)大區(qū)段： 儀表段，從中控室端子接線排到現(xiàn)場(chǎng)儀表等設(shè)備；自控段，從中控室端子排到控制柜）。檢查方法為：將該儀表信號(hào)線從端子柜拆下（一般只拆正極即可），用萬用表或其它測(cè)試工具，檢查從卡件送到端子柜接線排上有無24VDC電壓，并檢查輸出的4-20mA電流值與控制回路的輸出值一致。如果輸出正常則說明，故障點(diǎn)處在儀表段。如果輸出信號(hào)不正常則說明故障點(diǎn)處在自控段。2.1.1、 當(dāng)確定故障點(diǎn)處在儀表段時(shí)，按下面步驟進(jìn)行檢查確定故障點(diǎn)的具體位置和排除故障： A、檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)本