Etapas de análise de falhas comuns no sistema de instrumentos em campo

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　　Atualmente, com o contínuo aprimoramento do nível de automação nas indústrias de petróquímica, siderurgia, papel e celulose, alimentos e medicamentos, são exigidos padrões técnicos cada vez mais elevados dos profissionais responsáveis pela manutenção dos instrumentos de medição em campo. Para reduzir o tempo de reparo de falhas nos instrumentos e garantir a produção segura, além de aumentar a eficiência econômica, apresentamos a seguir algumas experiências de manutenção em campo de instrumentos, para servirem de referência aos profissionais responsáveis pela sua manutenção. 　　I. Passos básicos para a análise de falhas no sistema de instrumentos de campo: Os parâmetros medidos pelos instrumentos de campo geralmente se dividem em quatro categorias: temperatura, pressão, vazão e nível do líquido. 　　Agora, com base nos diferentes parâmetros de medição, analisamos onde estão as falhas nos instrumentos de campo. 　　Primeiramente, antes de analisar os defeitos dos instrumentos de medição no local, é necessário compreender de forma detalhada o processo de produção do sistema de instrumentos em questão, as condições e procedimentos de fabricação, bem como o projeto do sistema, suas intenções de design, sua estrutura, características, desempenho e requisitos técnicos. 　　2. Antes de analisar e verificar os problemas no sistema de instrumentos no local, é necessário obter informações dos operários sobre a carga de produção e as variações nos parâmetros das matérias-primas. Além disso, devem-se examinar as curvas de registro dos instrumentos com defeito, a fim de realizar uma análise abrangente e determinar a causa do problema nos instrumentos. 　　3. Se a curva de registro do instrumento for uma linha reta (uma linha sem nenhuma variação é chamada de linha reta), ou se a curva de registro, que antes era ondulada, agora se tornar repentinamente uma linha reta, é muito provável que haja um problema no sistema do instrumento. Isso porque, atualmente, a maioria dos instrumentos de medição é composta por sistemas computacionais DCS, que possuem sensibilidade muito alta, permitindo que as mudanças nos parâmetros sejam detectadas com grande precisão. Nesse momento, é possível alterar artificialmente os parâmetros do processo, para observar como a curva se modifica. Se não houver mudanças, pode-se concluir que há algum problema no sistema de instrumentos; se houver mudanças normais, então pode-se concluir que não há problemas graves no sistema de instrumentos. 　　4. Ao alterar os parâmetros do processo, observa-se que a curva de registro sofre mudanças bruscas ou salta para o valor máximo ou mínimo; nesses casos, o problema geralmente está no sistema de instrumentação. 　　5. Antes do surgimento da falha, a curva de registro dos instrumentos mostrava um comportamento normal. Após o surgimento das flutuações, a curva de registro torna-se irregular ou faz com que seja difícil controlar o sistema; até mesmo as operações manuais perdem sua eficácia. Nesse caso, a falha pode ser causada pelo sistema de operação do processo. 　　6. Quando se perceber que os instrumentos mostrados pelo DCS não estão funcionando corretamente, é possível ir ao local para verificar os valores indicados pelos mesmos instrumentos visuais. Se houver uma grande diferença entre esses valores, é provável que haja algum problema no sistema de instrumentação. 　　Em resumo, ao analisar as causas de falhas nos instrumentos de medição em campo, é necessário prestar atenção especial às mudanças nas características do objeto de controle e das válvulas de controle, pois esses fatores podem ser responsáveis por falhas no sistema de instrumentos de medição. Portanto, precisamos considerar e analisar cuidadosamente os dois aspectos: o sistema de instrumentação no local e o sistema operacional do processo, a fim de identificar a causa. 　　II. Passos para a análise de falhas no sistema de controle de instrumentos para os quatro principais parâmetros de medição:
1. Passos para a análise de falhas no sistema de instrumentos de controle de temperatura
Ao analisar as falhas no sistema de instrumentos de controle de temperatura, é necessário prestar atenção em dois pontos: primeiro, os instrumentos desse sistema costumam ser elétricos, sendo usados para medir, indicar e controlar; segundo, a medição feita por esses instrumentos geralmente apresenta um grande atraso. 　　(1) Quando o valor indicado pelo sistema de medidores de temperatura muda de repente para o máximo ou mínimo, geralmente é um defeito no sistema de medidores. Como o sistema de medidores de temperatura apresenta um grande atraso na leitura, não ocorrem mudanças abruptas. Nesse caso, as causas dos problemas são, na maioria das vezes, o rompimento dos termopares, das resistências térmicas ou dos fios de compensação, ou ainda o mau funcionamento do amplificador do transmissor. 　　(2) O sistema de instrumentos de controle de temperatura indica oscilações rápidas, o que geralmente é causado por ajustes inadequados dos parâmetros PID de controle. 　　(3) O sistema de instrumentos de controle de temperatura indica flutuações lentas e significativas, o que provavelmente se deve a mudanças nas condições de operação do processo. Se não houver mudanças nas condições de operação, é bem possível que haja um problema no próprio sistema de controle dos instrumentos. 　　(4) Etapas de análise de falhas no próprio sistema de controle de temperatura: Verifique se o sinal de entrada do válvula reguladora está mudando. Se o sinal de entrada não mudar, a válvula reguladora ainda funciona, mas pode haver vazamento na membrana da válvula. Verifique também se o sinal de entrada do localizador da válvula reguladora está mudando. Se o sinal de entrada não mudar, mas o sinal de saída mudar, então há algum problema no localizador. Se o sinal de entrada do localizador mudar, verifique se o sinal de saída do regulador também muda. Se o sinal de entrada do regulador não mudar, mas o sinal de saída mudar, então há um problema no próprio regulador. 　　2. Etapas de análise de falhas no sistema de instrumentos de controle de pressão 　　(1) Quando ocorrem flutuações rápidas nos indicadores do sistema de controle de pressão, deve-se primeiro verificar se há alguma mudança nas condições de operação do processo. Essas mudanças geralmente são causadas por problemas na operação do processo ou pela configuração inadequada dos parâmetros PID do regulador. 　　(2) Se os indicadores do sistema de controle de pressão não funcionarem, ou se a pressão não mudar apesar das alterações nas operações do processo, o problema geralmente está no sistema de medição de pressão. Primeiro, verifique se há obstruções no sistema de tubulações de medição da pressão. Se não houver obstruções, verifique se há alguma alteração no sistema de saída do transmissor de pressão. Se houver alterações, o problema está no sistema de indicação de medição do controlador. 　　3. Etapas de análise de falhas no sistema de instrumentos de controle de vazão 　　(1) Quando o valor indicado pelo sistema de instrumentos de controle de vazão atinge seu mínimo, primeiro verifique os instrumentos de medição no local. Se estiverem funcionando normalmente, a falha está nos instrumentos de display. Quando as indicações dos instrumentos de medição no local também estão no mínimo, verifique a abertura da válvula de regulação. Se a abertura da válvula for zero, geralmente há um problema entre a válvula de regulação e o regulador. Quando os instrumentos de medição no local indicam um valor mínimo e a abertura da válvula de regulação está normal, as causas do problema provavelmente são pressão insuficiente no sistema, obstrução nas tubulações do sistema, incapacidade da bomba de bombear o fluido, cristalização do meio utilizado ou operação inadequada. Se for um problema relacionado aos instrumentos de medição, as causas podem ser: no caso do medidor de vazão por diferença de pressão com placa orificial, pode haver obstrução no tubo de medição de pressão positiva; no transmissor de diferença de pressão, pode haver vazamento na câmara de pressão positiva; no caso dos medidores de vazão mecânicos, pode haver travamento das engrenagens ou obstrução nas redes de filtragem. 　　(2) Quando o valor indicado pelo sistema de instrumentos de controle de vazão atinge o máximo, os instrumentos de medição também costumam indicar o valor máximo. Nesse momento, é possível ajustar manualmente a válvula de controle para abri-la ou fechá-la. Se o fluxo conseguir ser reduzido, geralmente isso se deve a motivos relacionados às operações do processo. Se o valor do fluxo não diminuir, a causa está no sistema de instrumentação. Verifique se as válvulas de controle do sistema de instrumentação estão funcionando corretamente; verifique se o sistema de medição de pressão do instrumento está funcionando normalmente; verifique também se o sistema de transmissão de sinais do instrumento está em bom estado. 　　(3) Se os valores indicados pelo sistema de instrumentos de controle de vazão variarem com frequência, é possível alterar o controle para modo manual. Se as variações diminuírem, a causa pode estar nos próprios instrumentos ou nos parâmetros de controle PID, que não estão adequados. Se as variações continuarem frequentes, a causa provavelmente está relacionada às operações do processo. 　　4. Etapas de análise de falhas no sistema de instrumentos de controle de nível 　　(1) Quando o valor indicado pelo sistema de instrumentos de controle de nível atinge seu valor máximo ou mínimo, pode-se primeiro verificar se os instrumentos de medição estão funcionando corretamente. Se o funcionamento dos instrumentos estiver normal, então o controle do nível pode ser alterado para modo manual, a fim de observar como o nível se altera. Se o nível do líquido puder ser mantido dentro de uma certa faixa, então o problema está no sistema de controle do nível do líquido. Se o nível não consegue ser mantido estável, geralmente é um problema causado pelo sistema de processo; portanto, é preciso investigar as causas do ponto de vista do processo. 　　(2) Quando as indicações do instrumento de controle de nível por diferença de pressão não correspondem às indicações do instrumento de leitura direta no local, primeiro verifique se o instrumento de leitura direta está funcionando corretamente. Se as indicações estiverem normais, verifique se há vazamentos no tubo de transmissão de pressão negativa do instrumento de controle de nível. Se houver vazamentos, reponha o líquido no tubo e ajuste o ponto zero. Se não houver vazamentos, é possível que o valor de deslocamento negativo do instrumento esteja incorreto; nesse caso, ajuste esse valor para que as indicações do instrumento fiquem corretas. 　　(3) Quando os valores indicados pelo sistema de instrumentos de controle do nível do líquido variam com frequência, é necessário primeiro analisar o tamanho da capacidade do elemento que controla o nível do líquido, a fim de identificar a causa do problema. Geralmente, um grande tamanho de capacidade é causado por falhas nos instrumentos. Nos casos de capacidade reduzida, é preciso primeiro analisar se houve mudanças nas condições de operação do processo. Se houver mudanças, é provável que se trate de flutuações causadas pelo próprio processo. Se não houver mudanças, pode ser um problema no instrumento.