儀表自控方案

1、自控儀表工程一工程簡述灣里凈水廠二期擴(kuò)建工程，要求較高的自動化控制，本工程的控制系統(tǒng)是基于工業(yè)以太網(wǎng)的分布式控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的最底層是設(shè)備層，主要完成工藝設(shè)備的現(xiàn)場控制與監(jiān)測；第二層是控制層，主要完成對 分控站控制范圍內(nèi)的設(shè)備控制及數(shù)據(jù)采集；第三層為監(jiān)控管理層，主要完成對全水廠水處理過程的在線監(jiān) 測，并對設(shè)備控制層下達(dá)控制指令。本期工程的控制層分四個(gè)分控站，見（圖1），即凈化間、投藥間、污渣脫水間分站、加氯間分控站。一期系統(tǒng)設(shè)有投藥間分控站、凈化間分控站及加壓泵房分控站；監(jiān)控管 理層設(shè)在綜合辦公樓中控制室內(nèi)的中心操作站。中心操作站與現(xiàn)場分控站之間通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊。圖1過程檢測控制儀表分散設(shè)置

2、于各個(gè)工藝處理的構(gòu)筑物及工藝管道上，所需要檢測的主要參數(shù)有： 液位、流量、溫度、壓力、PH濁度、污泥界面、余氯等，這些被檢測的儀表信號均以4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號或開關(guān)信號送入自動控制系統(tǒng)。現(xiàn)場使用了大量的儀表具體有：超聲波液位儀、濁度儀、壓力變送器、液位儀、余氯儀、電磁流量計(jì) 等。二.儀表設(shè)備安裝施工程序：施工準(zhǔn)備T復(fù)檢預(yù)留、預(yù)埋T盤柜基礎(chǔ)、支架制安T保護(hù)管敷設(shè)T計(jì)算機(jī)控制/PLC柜安裝-終端設(shè)備單校T現(xiàn)場終端設(shè)備安裝T電纜、光纜敷設(shè)T校接線T系統(tǒng)調(diào)試。1. 主要施工工序與方法1.1施工前的準(zhǔn)備包括技術(shù)準(zhǔn)備和物資準(zhǔn)備。技術(shù)準(zhǔn)備，熟悉圖紙，掌握設(shè)計(jì)意圖及全部技術(shù)要求，進(jìn)行圖紙會審，發(fā) 現(xiàn)圖紙中的問

3、題，及時(shí)向業(yè)主、設(shè)計(jì)單位提出疑問及合理化建議。物資準(zhǔn)備，根據(jù)施工圖編制物資材料計(jì) 劃書，及施工需要準(zhǔn)好的材料、機(jī)具設(shè)備，安排好進(jìn)廠時(shí)間。1.2終端設(shè)備設(shè)備的開箱檢驗(yàn)終端設(shè)備在搬運(yùn)、開箱入庫時(shí)要小心謹(jǐn)慎。設(shè)備的現(xiàn)場開箱檢驗(yàn)，由我方技術(shù)人員會同業(yè)主及有關(guān)人 員一起進(jìn)行，并嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖紙及有關(guān)合同認(rèn)真核對產(chǎn)品的型號、規(guī)格、銘牌參數(shù)、數(shù)量及產(chǎn)品的 合格證，作好檢查記錄。如果發(fā)現(xiàn)問題后，及時(shí)配合業(yè)主做好更換工作，最后由我方技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計(jì)要 求及產(chǎn)品說明書對每臺儀表進(jìn)行單體檢查，單體檢查合格后的儀表方可交付安裝。1.3 配管及橋架安裝 指派技術(shù)人員勘察施工現(xiàn)場，配合土建和其他有關(guān)施工單位，檢查確認(rèn)

4、及作好電纜保護(hù)管的預(yù)留預(yù)埋 工作；保護(hù)管與檢測元件或就地儀表之間，采用金屬軟管連接，并有防水彎；其他配管及橋架的安裝工作 與相應(yīng)電氣施工方法基本相同。1.4 現(xiàn)場終端設(shè)備的安裝 因?yàn)楸竟こ淌┕I(yè)多，人員復(fù)雜，而儀表屬于精密貴重的測量設(shè)備，所以應(yīng)注意儀表設(shè)備的安全、 保護(hù)工作，選擇適當(dāng)?shù)陌惭b時(shí)間。在工藝設(shè)備、土建專業(yè)的施工工作基本結(jié)束后，現(xiàn)場施工人員比較有序 的情況下，進(jìn)行終端設(shè)備設(shè)備的安裝。1.4.1. 取源部件的安裝 安裝取源部件的開孔與焊接工作，必須在工藝管道或設(shè)備的防腐、襯里、吹掃和壓力實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行；開 孔時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械加工方法，且取源部件不在焊縫及其邊緣上開孔。(1) 溫度取源部件的安

5、裝A. 位置選在介質(zhì)溫度變化靈敏和具有代表性的地方；B. 當(dāng)溫度取源部件與工藝管道垂直安裝時(shí)，取源部件的軸線應(yīng)與工藝管道軸線垂直相交；當(dāng)在工藝管 道的拐彎處安裝時(shí)，逆著介質(zhì)流向，取源部件軸線應(yīng)與工藝管道軸線相重合；在工藝管道傾斜安裝時(shí)，宜 逆著介質(zhì)流向，取源部件軸線應(yīng)與工藝管道軸線相交。(2) 壓力取源部件安裝A. 位置選在介質(zhì)流速穩(wěn)定的地方；B. 當(dāng)測量溫度高于60C時(shí)的液體壓力時(shí)，就地安裝的壓力表的取源部件應(yīng)帶有環(huán)形或U型冷凝彎；C. 測量氣體壓力時(shí)，取源部件應(yīng)安裝在工藝管道的上半部；測量液體壓力時(shí)，取源部件安裝在工藝管 道的下半部與工藝管道的水平中心線成 0-450 夾角的范圍內(nèi)。(3)

6、 物位取源部件的安裝 位置選在物位變化靈敏且不使檢測元件受到物料沖擊的地方。1.4.2 儀表設(shè)備的安裝a. 設(shè)備在安裝前必須進(jìn)行詳細(xì)清點(diǎn)并實(shí)驗(yàn)。b. 現(xiàn)場儀表應(yīng)按施工說明及隨機(jī)說明書，安裝在合適的框架、 支柱、或執(zhí)掌物上 但準(zhǔn)確的位置安裝高 度和方向?qū)⒂晒さ丶夹g(shù)員最后確定。測量管線、儀表空氣管路的施工也按照上述原則進(jìn)行。測量管線的施 工也按照上述原則進(jìn)行。c. 變送器的固定支架應(yīng)安裝在建筑物或容器的可供安裝的鋼座上，如果支架必須安裝在混凝土地面上 那么地面上必須有底座。d. 在地面上安裝支柱，支撐必須在地面上鋪設(shè)工作結(jié)束之后進(jìn)行，當(dāng)?shù)孛驿佋O(shè)工作，如沙石粉碎，地 腳螺栓的安裝以及研磨水泥地面等工

7、作結(jié)束之后，再進(jìn)行儀表安裝工作。e. 所有設(shè)備基礎(chǔ)和支撐物的地腳螺栓，柱墩等都必須是防腐的，以適應(yīng)周圍環(huán)境。f. 現(xiàn)場儀表工作結(jié)束之后，現(xiàn)場儀表應(yīng)加以精心的保護(hù)和覆蓋，以防止受熱、油漆濺污、以及防止進(jìn) 行其他工作，如土木建筑安裝、配管、和實(shí)施焊接時(shí)由于疏忽大意，對儀表設(shè)備造成損壞。g. 玻璃或朔料制成的元件應(yīng)用薄板保護(hù)起來。h. 現(xiàn)場儀表不能安裝在高溫、濕度大、及空氣污染很大的地方，也不能安裝在容易震動的地方。i. 就地安裝儀表的位置，選在光線充足，操作維修方便的地方，不宜安裝在振動、潮濕宜受機(jī)械損傷，有強(qiáng)磁場干擾、高溫、溫度變化劇烈的地方；儀表的中心距地面高度宜為1.2-1.5 米(或按照設(shè)

8、計(jì)要求)。直接安裝在工藝管道上的儀表，則在工藝管道吹掃后、壓力實(shí)驗(yàn)前安裝，且儀表外殼上的箭頭指向與被測 介質(zhì)的流向一致。壓力儀表：測量低壓的壓力儀表或變送器的安裝高度與取壓點(diǎn)高度一致。 物位儀表：施工時(shí)必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)高及儀表安裝說明書進(jìn)行安裝，同時(shí)固定牢固。分析儀表：預(yù)處理裝置單獨(dú)安裝，且宜靠近傳送器，在安裝分析儀表前仔細(xì)閱讀儀表配套說明書及 設(shè)計(jì)要求后，再進(jìn)行安裝，又因大多數(shù)分析儀表的測量探頭容易受損，所以安裝時(shí)注意小心輕放。j. 應(yīng)避開大電流的沖擊， 或者是暴露在噪音很大的場所， 這樣一來可以保證儀表的精確度和響應(yīng)速度。 所有儀表都要有標(biāo)示牌，打上永久性的記號，標(biāo)牌上至少要有儀表位號。

9、1.4.3 特殊儀表的安裝1.4.3.1. 電磁流量計(jì) 安裝方法： 首先根據(jù)儀表安裝說明書、施工圖及施工規(guī)范，測量確定流量計(jì)安裝位置，保證前后直管段前 5D 后 3D(D為工藝管道的直徑)。流量計(jì)節(jié)流裝置，隨管道安裝，安裝時(shí)注意方向和同心度在流量計(jì)安裝位置處，截下短管，其長度就為流量計(jì)本體長度、柔口、短管、法蘭尺寸及調(diào)整尺寸之 和。將上游工藝管口排圓，套上法蘭 (該法蘭依據(jù)流量計(jì)法蘭尺寸配套定做 )焊接、內(nèi)外滿焊，注意焊接中 變形作用，由點(diǎn)及面，同時(shí)焊好下游柔口護(hù)筋。用汽車和吊車將流量計(jì)運(yùn)到流量計(jì)井邊， 先在井底流量計(jì)位置鋪好枕木， 枕木標(biāo)高與工藝管底部平齊， 安裝時(shí)起支撐作用，再用吊車將流量

10、計(jì)吊進(jìn)井內(nèi)，緩緩落在枕木上，靠近上游法蘭并套上螺栓，初步裝定 好。安裝流量計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意介質(zhì)流向與流量計(jì)方向。再將帶法蘭短管吊到流量計(jì)井內(nèi)，先與流量計(jì)法蘭連接好，然后調(diào)整好流量計(jì)、短管與工藝管道，使 其基本在同一軸線，再初步收緊接口。從上游到下游依次收緊法蘭墊片和接口，使流量計(jì)與管道同軸度達(dá)到最佳。 在水平和傾斜的工藝管道上安裝時(shí)，兩個(gè)測量電極不在工藝管道的正上方和正下方位置；在垂直工藝 管道上安裝時(shí)，實(shí)測介質(zhì)的流向應(yīng)自下而上；口徑大于 300 毫米時(shí)，采有專用的支架支撐；1.4.3.2. 水質(zhì)分析儀表(1) 儀表傳感器要盡可能靠近取樣點(diǎn)或最能靈敏反應(yīng)介質(zhì)真實(shí)成分的地方，取樣管采用小口徑管，

11、盡量縮短從取樣點(diǎn)流到傳感器的滯后時(shí)間。采樣管是檢測儀表專用管，盡量不分叉和轉(zhuǎn)彎，以保證水壓穩(wěn)定， 有利檢測儀表顯示值穩(wěn)定；(2) 儀表安裝環(huán)境要保證良好的采光、通風(fēng)，避免陽光的直接照射，不受異常震動和沖擊，要排除受到 水、油、化學(xué)物資油射或熱源輻射垢的可能性；(3) 水質(zhì)儀表傳感器的進(jìn)水口、 出水口要用軟管連接， 采用柔性連接， 以免損壞探頭且不利與日常維護(hù)；(4) 安裝過程要輕拿輕放，嚴(yán)禁碰撞探頭；(5) 傳感器至變送器應(yīng)用與儀表配套的專用電纜連接，中間不能有接頭；(6) 安裝前應(yīng)仔細(xì)閱讀設(shè)計(jì)要求、儀表說明書或接受廠方的指導(dǎo)；1.4.3.3. 電動閥： 安裝前必須連接閥門定位器試驗(yàn)，做行程實(shí)

12、驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵必須使閥可靠的關(guān)斷。儀表專業(yè)編號后交工藝安裝，并做好安全保護(hù)。調(diào)節(jié)閥安裝隨工藝管道安裝 .從工藝安全操作的目的出發(fā)，每臺調(diào)節(jié)裝置都要做嚴(yán)密實(shí)驗(yàn)，可關(guān)斷實(shí)驗(yàn)，和可操作性試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)工 作必須與流程工藝密切配合，記錄各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并有唯一的可追朔性。儀表專業(yè)檢查后交工藝進(jìn)行管道 安裝。安裝時(shí)注意成品保護(hù)。 注意： 工藝吹掃試壓時(shí)拆下保存，吹掃后正式安裝。1.4.3.4. 壓力工作原理范圍的儀表： 包含取壓部件、脈沖管路 . 測量管線使用設(shè)計(jì)制定的材質(zhì)注意： 打壓試驗(yàn)是為了儀表線路的需要，有些時(shí)候儀表要預(yù)裝，預(yù)裝后要拆下，待試壓吹掃工作完成后再 進(jìn)行安裝。 儀表不能參加試壓吹掃工作。1.

13、5 電纜敷設(shè)及接地電纜敷設(shè)前做外觀及導(dǎo)通檢查，做絕緣電阻測試并將測試結(jié)果記錄保存。按施工圖紙及規(guī)范要求將動 力和信號電纜分離敷設(shè)，保持安全距離，防止電磁干擾。屏蔽電纜的屏蔽層應(yīng)單端接地(儀表專用接地 ) 。線路敷設(shè)完畢，進(jìn)行校線及標(biāo)號，并測量絕緣電阻。接地：自動化儀表、 信號回路與屏蔽回路的接地裝置應(yīng)采用單獨(dú)為自控系統(tǒng)安裝的接地極， 不能與動力接地共用。 同一信號回路或同一線路的屏蔽層只能有一個(gè)接地點(diǎn)，接地電阻符合設(shè)計(jì)規(guī)定。信號回路的接地點(diǎn)在顯示 儀表側(cè)；當(dāng)有防干擾需求時(shí)，屏蔽電纜的備用芯線與電纜屏蔽層在同一側(cè)接地。1.6 接線及校線 接線前首先進(jìn)行校線工作，根據(jù)施工圖，在線芯上套上相應(yīng)的號碼

14、管，多股線芯端頭宜燙錫后壓接。 線芯與端子的連接處應(yīng)固定牢固，并留適當(dāng)?shù)挠喽?，接線應(yīng)正確排列整齊、美觀。三儀表及自控系統(tǒng)的調(diào)試1. 儀表調(diào)試1.1 儀表的單體調(diào)校儀表調(diào)校工序是工程施工的關(guān)鍵工序。 儀表調(diào)校工作不受現(xiàn)場條件的限制 , 儀表統(tǒng)一調(diào)試。 儀表調(diào)校主 要為使用國際標(biāo)準(zhǔn)信號的變送送器和各種閥門以及邏輯控制的調(diào)試 .儀表的單體調(diào)校應(yīng)按下述程序和要求進(jìn)行：(1) 準(zhǔn)備一間面積，光線，溫濕度都能滿足要求的調(diào)校間；(2) 準(zhǔn)備好穩(wěn)定、可靠的交流、直流電源及清潔、穩(wěn)定的儀表氣源。(3) 參加調(diào)校的人員必須持有儀調(diào)人員上崗資格證。(4) 儀調(diào)人員依據(jù)國家 工業(yè)自動化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 ，在充分

15、熟悉儀表生產(chǎn)廠家提供的儀表 安裝使用說明書和設(shè)計(jì)部門提供的儀表規(guī)格數(shù)據(jù)表等技術(shù)文件的基礎(chǔ)上，確定各種儀表的調(diào)校項(xiàng)目和 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。(5) 對部分隨機(jī)設(shè)備一起來的且不便拆卸的隨機(jī)儀表，可在設(shè)備現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)校。(6) 準(zhǔn)備好調(diào)校所需的各種標(biāo)準(zhǔn)儀器和設(shè)備。 儀器、設(shè)備的精度和量程必須滿足技術(shù)規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定， 且都在檢定合格的有效期內(nèi)。(7) 儀表的基本誤差校驗(yàn)一般應(yīng)檢查0%、25%、50%、75%、 100%五個(gè)點(diǎn)。(8) 調(diào)校過程中調(diào)校人員應(yīng)認(rèn)真做好原始記錄。 發(fā)現(xiàn)不合格的儀表， 要及時(shí)反饋給建設(shè)單位和儀表生產(chǎn) 廠家駐現(xiàn)場代表，確保無一臺不合格儀表流入安裝工序。1.2. 儀表的系統(tǒng)聯(lián)校儀表的系統(tǒng)聯(lián)校

16、須在全部儀表系統(tǒng) ( 包括儀表線路和管路 ) 都安裝結(jié)束且確認(rèn)無誤，儀表所需的電源和 氣源都已供應(yīng)正常的前提下進(jìn)行。由于該工程采用現(xiàn)場控制器和PLC控制，故現(xiàn)場儀表的聯(lián)校應(yīng)和自控系統(tǒng)的動態(tài)系統(tǒng)調(diào)試階段結(jié)合起來進(jìn)行。(1) 聯(lián)校開始前，參加調(diào)校的人員進(jìn)一步熟悉各種儀表回路圖、儀表接線圖，熟悉生產(chǎn)工藝流程，掌握 每一塊儀表的安裝位置及在生產(chǎn)流程中的作用。(2) 準(zhǔn)備好聯(lián)校所需的儀器設(shè)備和對講機(jī)等通訊聯(lián)絡(luò)工具。(3) 逐一在檢測儀表的一次端施加各種模擬信號， 利用現(xiàn)場控制器的鍵盤操作， 在顯示器上逐一調(diào)出相 關(guān)儀表的畫面，觀察畫面上儀表的顯示值是否符合要求。(4) 利用現(xiàn)場控制器的手動輸出功能， 通

17、過鍵盤操作， 逐一輸出各路控制信號，觀察現(xiàn)場相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 的動作情況是否符合要求。(5) 對濁度計(jì)等儀表， 在現(xiàn)場安裝就緒后， 應(yīng)用事先準(zhǔn)備好的標(biāo)準(zhǔn)樣液或樣氣， 對儀表的零點(diǎn)和量程進(jìn) 行標(biāo)定。(6) 在儀表系統(tǒng)聯(lián)校過程中， 儀調(diào)人員要與設(shè)計(jì)人員、 工藝技術(shù)人員密切配合， 對儀表的有關(guān)整定數(shù)據(jù) 共同予以檢查確認(rèn)。2. 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)調(diào)試 對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)調(diào)試，在安裝調(diào)試階段主要是通過對操作站的各項(xiàng)功能的檢查、組態(tài)檢查等來進(jìn)行的。(1) 操作站功能測試 ( 可按操作手冊的說明進(jìn)行 )。(2) 組態(tài)測試方法是按照組態(tài)設(shè)計(jì) ( 數(shù)據(jù))表，從操作站上通過各種鍵盤操作， 從顯示器上調(diào)出組態(tài)的有 關(guān)顯示畫面，與組態(tài)設(shè)計(jì)

18、表進(jìn)行對照檢查。(3) 現(xiàn)場控制器的冗余，故障診斷等功能測試。3. 普通自控系統(tǒng)調(diào)試(1) 模擬量、脈沖量回路的調(diào)試 此兩種回路的調(diào)試，按照儀表調(diào)校部分的“儀表系統(tǒng)聯(lián)?！敝械囊筮M(jìn)行。(2) 開關(guān)量回路的調(diào)試 生產(chǎn)過程中的各種按鈕、行程開關(guān)、限位開關(guān)、電磁閥、繼電器、接觸器、信號燈等構(gòu)成了可編程控 制系統(tǒng)的外部設(shè)備。在對此類系統(tǒng)進(jìn)行模擬調(diào)試時(shí)，注意以下幾點(diǎn)：A. 要切斷電動機(jī)主回路電源，并切斷液壓供給回路，以確保設(shè)備和人身的安全；B. 充分熟悉控制系統(tǒng)所控制的生產(chǎn)過程的工藝特點(diǎn)，技術(shù)要求，搞清楚控制系統(tǒng)中每一個(gè)外部設(shè)備的 動作程序和動作規(guī)律，編寫出各控制系統(tǒng)中每一個(gè)開關(guān)、按鈕、電磁閥、繼電器、指示燈等的動作順序表；C .按照動作順序表， 對相應(yīng)的輸入 / 輸出單元進(jìn)行模擬參數(shù)控制， 檢查有關(guān)的繼電器、 按觸器、電磁伐、 信號燈及外部聯(lián)鎖設(shè)備的動作