仪表AI、AO、DI、DO回路接线及故障判断课件

2015.111仪表AI、AO、DI、DO

回路接线及故障判断义马气化厂电仪分厂李帮军2015.111仪表AI、AO、DI、DO

回路接线及故障2023/7/312定义信号类型回路接线故障判断2023/7/312定义2023/7/3131、定义2023/7/3131、定义2023/7/314定义DCS是集散控制系统的英文缩写(DistributedControlSystem)，简而言之是：集中管理，分散控制。AIAODIAO其中字母的含义:A代表模拟量，D代表开关量，I代表输入信号，O代表输出信号。2023/7/314定义DCS是集散控制系统的英文缩写(Di2023/7/315组合起来AI=analogin模拟量输入AO=analogout模拟量输出

DI=digitalin数字量输入

DO=digitalout数字量输出PI=plusein脉冲输入PO=pluseout脉冲量输入注：相对于DCS而言2023/7/315组合起来AI=analogin2023/7/3162、各种信号类型2023/7/3162、各种信号类型2023/7/317AI1、4~20MA0~20MA4~20MA+HART2、

0-10V,0-5V,1~5V，-10-10V4、RTD热电阻5、TC热电偶进入DCS系统的现场变送器（压力P，温度T，流量F，液位L，位移X）信号。信号数值有大小，且各自的变化不一，连续变化。分有源、无源信号。接收现场仪表来的信号

，经过I/O卡或模块处理后，转换成温度（℃）、压力（MPa）、液位（m、%）、流量（kg/h或Nm3/h）、浓度（%或ppm）等信号，再经通讯卡或模块、通讯电缆在DCS上指示工艺要求监视的数据；按精度分，有12bit，14bit，16bit等

2023/7/317AI1、4~20MA0~20MA2023/7/318AO1、4~20MA0~20MA2、4~20MA+HARTDCS发出到现场执行器（调节阀、风门执行器、变频调速）信号。信号数值有大小，且各自的变化不一，连续变化。将现场变送器传送来的输入信号，经I/O卡转换信号给控制器，再经控制器运算后转换成4~20mADC信号，控制执行器动作。2023/7/318AO1、4~20MA0~20MA2023/7/319DI干触点

现场不供电，需DCS或对方供电湿触点

现场供电电接点、压差开关、开关状态（到位），只有通、断两种状态。电气上常用1表示接通，0表示断开。供电电源有220VAC/24VDC/48VDC,考虑现场电磁干扰。按隔离方式分，有继电器隔离和固态继电器隔离。2023/7/319DI干触点现场不供电，需DCS2023/7/3110DO干触点

DCS不配电湿触点

DCS配电，需在DO卡接入电源。启停命令、开关命令，只有通、断两种状态。电气上常用1表示接通，0表示断开。DCS端与设备端协调一致。按隔离方式分，有继电器隔离和固态继电器隔离。2023/7/3110DO干触点DCS不配电启停命2023/7/3111PIPOPI：脉冲量输入对脉冲进行累计PO：脉冲量输出腰轮流量计、伺服电机等脉冲输入信号（频率范围：0~6kHz），经过I/O卡或模块处理后，转换成流量信号或工艺要求的信号，再经通讯卡或模块、通讯电缆在DCS上指示工艺要求监视的数据2023/7/3111PIPOPI：脉冲量输入2023/7/31123、回路接线2023/7/31122023/7/3113AI:净化一期PT-51CP0072023/7/3113AI:净化一期PT-51CP0072023/7/3114AI：净化二期PT-53CP0462023/7/3114AI：净化二期PT-53CP0462023/7/3115AI：净化二期LT-53CL0012023/7/3115AI：净化二期LT-53CL0012023/7/3116AI：净化二期II-53CI0012023/7/3116AI：净化二期II-53CI0012023/7/3117AO：净化一期V-51C0072023/7/3117AO：净化一期V-51C0072023/7/3118AO：净化二期LV-53CL0012023/7/3118AO：净化二期LV-53CL0012023/7/3119DI：净化二期SBA53-P001A2023/7/3119DI：净化二期SBA53-P001A2023/7/3120DI：净化二期SBA53-P001A2023/7/3120DI：净化二期SBA53-P001A2023/7/3121DO：净化二期HS53-P001A2023/7/3121DO：净化二期HS53-P001A2023/7/3122DO：净化二期LSV-43CL0012023/7/3122DO：净化二期LSV-43CL0012023/7/31234、故障判断2023/7/31232023/7/3124自控仪表回路故障检查思路

当一个回路由正常工作状态突然变成故障状态（非工艺参数波动引起）时，按以下思路及方法进行检查排除：2023/7/3124自控仪表回路故障检查思路2023/7/3125第一步：确认卡件通道是否工作正常。具体的方法为：用标准信号发生器从卡件通道(非DE通讯)直接给信号，看组态程序是否有正常的数据显示。如果有正常数据，则说明卡件通道是工作正常的，否则卡件通道损坏需要进行更换到新的通道上。第二步：确认线路有无问题。在第一步的检查中确认卡件通道正常后，从现场仪表表头把信号线拆下，用标准信号发生器从现场直接给卡件通道标准信号，看组态程序是否有正常的数据显示。如果有正常数据，则说明从现场仪表电缆到卡件通道都是工作正常的，故障应该在仪表本身(99%的可能性)，否则说明信号电缆有问题(断点，接地，短路，正负极接反等)，对信号电缆进行分段检查排除故障(端子柜到卡件，端子柜到现场接线箱或表头)。第三步：经过以上两步的检查判断已经基本可以确认故障所在，在进行第二步的检查过程可以顺便测试一下仪表，如果仪表有问题就可以直接换表来解决问题了。AI2023/7/3125第一步：确认卡件通道是否工作正常。具体2023/7/3126一般通过以上检查步骤可以找出问题所在，如果还未查出问题所在请参考以下检查步骤

1.1、首先检查确认故障处于那一个回路区段（整个回路可以分为两个大区段：仪表段，从中控室端子接线排到现场仪表；自控段，从中控室端子排到控制柜）。检查方法为：将该仪表信号线从端子柜拆下（一般只拆正极即可），用FLUCK或其它测试工具，检查现场仪表有无信号反馈以及反馈数值是否正常。如果无信号反馈或反馈信号不正常（偏高、偏低、跳跃波动等）则说明，故障点处在仪表段。如果信号正常则说明故障点处在自控段。1.1.1、当确定故障点处在仪表段时，按下面步骤进行检查确定故障点的具体位置和排除故障：A、检查仪表本身有无问题，用FLUCK及其它标准测试仪器直接测试变送器的输出信号，如果输出不正常则说明仪表本身有问题，需要维修或更换；如果输出一切正常则进行一下步检查。AI2023/7/3126一般通过以上检查步骤可以找出问题所在，2023/7/3127B、检查从现场表头到端子柜之间的仪表电缆有无问题，通过短接测电阻法或测电压法确定电缆通断情况，如果电缆不通则确定为电缆问题，用相同的方法逐段测试确定断点进行恢复，检查仪表回路接线有无松动或断裂，依次检查紧固端子柜接线排、表头、中间接线盒内接线柱。如果电缆通断正常则进行下一步检查。C、检查仪表电缆的正极有无接地现象，用万用表测试正极电缆对地电阻，正常时应该是无穷大或在200M欧以上。如果发现正极接地，可以通过调换正负极电缆来解决，如果有备用电缆最好更换一条电缆。AI2023/7/3127B、检查从现场表头到端子柜之间的仪表电2023/7/31281.1.2、当确定故障点处在自控段时，按下面步骤进行检查确定故障点的具体位置和排除故障：A、

用标准信号发生器（FLUCK743等工具）从卡件通道直接给信号，看组态程序是否有正常的数据显示。如果有正常数据，则说明问题在端子柜和卡件之间的接线上，测试电缆是否畅通，接线是否牢固，正极电缆有无接地，并排除故障。如果无正常数据显示，则说明自控柜有问题，进行下一步检查。B、

检查组态程序和卡件、通道是否处于激活状态。如果没有激活，应对其进行激活。如果卡件激活失败，进行下一步检查。C、

检查卡件是否有电，确认电源指示和工作指示灯正常。如果不正常则说明卡件故障或供电有问题，检查恢复供电或更换卡件。重新激活卡件。AI2023/7/31281.1.2、当确定故障点处在自控段时，2023/7/31292.1、首先检查确认故障处于那一个回路区段（整个回路可以分为两个大区段：仪表段，从中控室端子接线排到现场仪表等设备；自控段，从中控室端子排到控制柜）。检查方法为：将该仪表信号线从端子柜拆下（一般只拆正极即可），用万用表或其它测试工具，检查从卡件送到端子柜接线排上有无24VDC电压，并检查输出的4-20mA电流值与控制回路的输出值一致。如果输出正常则说明，故障点处在仪表段。如果输出信号不正常则说明故障点处在自控段。2.1.1、

当确定故障点处在仪表段时，按下面步骤进行检查确定故障点的具体位置和排除故障：

A、检查执行机构本身有无问题，用标准信号发生器直接驱动执行机构，如果执行机构工作不正常，则说明执行机构有问题，需要维修或更换。如果执行机构工作正常，则说明信号电缆有问题，进行下一步检查。B、检查确认信号电缆有无问题，用万用表直接测试回路的输出电压值和电流信号，如果输出正常则说明接线有问题；如果输出不正常则进行一下步检查。AO2023/7/31292.1、首先检查确认故障处于那一个回2023/7/3130C、检查从现场表头到端子柜之间的仪表电缆断点所在，通过短接测电阻法或测电压法确定电缆通断情况，逐段测试确定断点进行恢复，检查仪表回路接线有无松动或断裂，依次检查紧固端子柜接线排、执行机构接线柱、中间接线盒内接线柱。

D、检查仪表电缆的正极有无接地现象，用万用表测试正极电缆对地电阻，正常时应该是无穷大或在200M欧以上。如果发现正极接地，可以通过调换正负极电缆来解决，如果有备用电缆最好更换一条电缆。2.1.2、

当确定故障点处在自控段时，按下面步骤进行检查确定故障点的具体位置和排除故障：A、

检查在端子柜和卡件之间的接线，测试电缆是否畅通，接线是否牢固，正极电缆有无接地，并排除故障。如果一切正常，则说明自控柜有问题，进行下一步检查。B、

用万用表直接测试通道输出的电流信号是否正常，在程序中给定标准的输出值，测试电流输出是否正常。如果不正常进行下一步检查。2023/7/3130C、检查从现场表头到端子柜之间的仪表电2023/7/31312.1、首先检查确认故障处于那一个回路区段（整个回路可以分为两个大区段：仪表段，从中控室端子接线排到现场仪表等设备；自控段，从中控室端子排到控制柜）。检查方法为：将该仪表信号线从端子柜拆下（一般只拆正极即可），用万用表或其它测试工具，检查从卡件送到端子柜接线排上有无24VDC电压，并检查输出的4-20mA电流值与控制回路的输出值一致。如果输出正常则说明，故障点处在仪表段。如果输出信号不正常则说明故障点处在自控段。2.1.1、

当确定故障点处在仪表段时，按下面步骤进行检查确定故障点的具体位置和排除故障：

A、检查执行机构本身有无问题，用标准信号发生器直接驱动执行机构，如果执行机构工作不正常，则说明执行机构有问题，需要维修或更换。如果执行机构工作正常，则说明信号电缆有问题，进行下一步检查。B、检查确认信号电缆有无问题，用万用表直接测试回路的输出电压值和电流信号，如果输出正常则说明接线有问题；如果输出不正常则进行一下步检查。AO2023/7/31312.1、首先检查确认故障处于那一个回2023/7/3132C、

检查组态程序和卡件、通道是否处于激活状态。如果没有激活，应对其进行激活。如果卡件激活失败，进行下一步检查。D、

检查卡件是否有电，确认电源指示和工作指示灯正常。如果不正常则说明卡件故障或供电有问题，检查恢复供电或更换卡件。重新激活卡件。2023/7/3132C、检查组态程序和卡件、通道是否处2023/7/31332.1、首