從冗餘儀表交叉比較說說儀表的預測性維護

從冗餘儀表交叉比較說說儀表的預測性維護

在電廠中，尤其是核電站中冗餘儀表的交叉比較是一個常規的預防性維護手段，在不介入過程通道的前提下，將被驗證傳感器的測量值與參考值進行比較，旨在發現傳感器特性漂移造成的測量偏差。實施驗證時，傳感器的工作條件應盡可能接近名義工作條件，將被驗證傳感器的測量值與參考值之間的偏差與驗證準則進行比較，以判斷傳感器是否降級或失效。

驗證準則根據驗證的方式、功能允許誤差以及傳感器、通道的精度而確定。某核電站傳感器普遍采用交叉比較的驗證方法，例如一回路溫度探頭交叉比較、一回路壓力變送器交叉比較、汽輪機高壓缸入口壓力變送器交叉比較等。這些測點通常有三個及以上的傳感器。

交叉比較驗證使用冗餘儀表的輸出平均值作為參考值，或使用外部試驗結果作為參考值。對於n個冗餘儀表間的交叉比較驗證，當被驗證儀表為第i個儀表時（其輸出值為Vi），參考值為除第i個儀表外的其他n-1個儀表輸出的算術平均值Ri。將偏差Di（Di = Vi-Ri）與預先設定的驗證準則C（v）進行比較，若偏差Di大於準則C（v），則表明傳感器測量存在偏差異常。

需要注意的是：傳統的交叉比較驗證存在一個明顯的不足，不能發現傳感器的同向漂移。例如兩個相互進行交叉比較的傳感器同時上漂相當的幅度，則交叉比較結果是合格的，無法發現傳感器降級或失效。解決這種共模的同向漂移可以通過趨勢跟蹤，如與曆次的交叉比較數據進行比較，新老傳感器的交叉比較，相同測點不同傳感器之間的交叉比較來進一步對儀表可能的漂移進行故障診斷。

下麵是一種典型的交叉比較方法，來自福建福清核電的專利《一種穩壓器冗餘液位監測儀表在線實時交叉比較的方法與流程》，其專利聲明：本發明提供了一種穩壓器冗餘液位監測儀表在線實時交叉比較的方法，利用DCS實時數據，設計交叉比較自動計算規則，通過對數據和程序的實時調用，實現在線交叉比較，及時發現冗餘儀表偏差並提醒人員及時幹預。

無需在人工讀取采集數據輸入PFU中進行交叉比較，省時省力。

儀表的交叉比較和儀表的數據巡檢是為數不多的預測性狀態檢測手段，相比固定的校驗周期和更換周期，盡量較少不必要的過度維修，來降低運維的成本。

當前部分國外廠家對智能化儀表引入了更加係統的預測性維修顯示，甚至以紅、綠、黃等狀態燈來顯示儀表的運行狀態，當黃燈亮起時，表示儀表狀態不佳，需要關注了。例如霍尼韋爾(Honeywell)公司的APT400係列pH計，在他的LCD顯示麵板上，除了主顯示器和輔助顯示器是數字顯示外(比如主顯示器顯示pH值、輔助顯示器顯示溶液溫度值)，其餘采用的是象形符號，如圖中的1，包含的3個帶麵部表情的人臉可以分別表示電極的好、中、差三種狀態。當進行電極不對稱電位、斜率校驗時，如顯示上麵的笑臉，則說明電極狀況好(OK)；如顯示中間的無表情麵孔，則說明電極狀況尚可；如顯示下麵的哭臉，則說明電極狀況差，達不到校驗的精確度，需要更換電極了。

當前智能型的儀表往往針對儀表本身，更加係統化的工業大數據來推斷整個係統或者設備的狀態也慢慢運用到工業中來。但乐鱼官网往往忽略了其中的經濟性，智能儀表和大數據診斷意味著更加多的設備投入，而對穩定狀態的電廠的產出不一定有特別明顯的意義，再者需要考慮的是智能診斷的應用推廣要推翻之前的係統化過度維護，這其中改變的檢修周期有可能違反設備廠家維修手冊中的檢修推薦周期，（雖然某些檢修周期和更換周期僅僅是廠家為了出售更多的服務和備件），這就需要管理者下決心，承擔責任來推廣新鮮事務，這往往考驗著管理者的勇氣和智慧。因此儀表的預測性維護預計短期內仍然會以智能化儀表為主，同時工業大數據仍然具有廣闊的前景。