DCS安裝調(diào)試規(guī)范

1、DCS安裝調(diào)試規(guī)范0 引言DCS 系統(tǒng)將若干臺微機(jī)分散應(yīng)用于過程控制， 全部信息通過通信網(wǎng)絡(luò)由上位管理計(jì)算機(jī)監(jiān)控， 實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化控制， 整個裝置繼承了常規(guī)儀表分散控制和計(jì)算機(jī)集中控制的優(yōu)點(diǎn)，克服了常規(guī)儀表功能單一、人-機(jī)聯(lián)系差以及單臺微機(jī)控制系統(tǒng)危險(xiǎn)性高度集中的缺點(diǎn)。1 DCS 接地規(guī)范DCS接地能保證集散控制系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信暢通。正確的接地既能抑制外來干擾，又能減少設(shè)備對外界的干擾影響。而錯誤的接地反而會引入干擾，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致控制系統(tǒng)無法正常工作。 因此接地問題不僅在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時要周密考慮，在工程投運(yùn)時也必須以最合理的方式加以實(shí)現(xiàn)。1.1 接地的目的集散控制系統(tǒng)接地有兩個目的

2、：安全；抑制干擾。安全包括人身安全和設(shè)備安全， 與一般用電設(shè)備一樣，根據(jù)安全用電法規(guī)，電子設(shè)備的金屬外殼必須接大地， 以防在事故狀態(tài)時金屬外殼出現(xiàn)過高的對地電壓而危及操作人員安全和導(dǎo)致設(shè)備損壞。 抑制干擾包括兩部分：提高系統(tǒng)本身的抗干擾能力；減小對外界的影響。1.2 接地分類1.2.1 保護(hù)接地凡控制系統(tǒng)的機(jī)柜、操作臺、儀表柜、配電柜、繼電器柜等用電設(shè)備的金屬外殼及控制設(shè)備正常不帶電的金屬部分，由于各種原因（如絕緣破壞等）而有可能帶危險(xiǎn)電壓者，均應(yīng)作保護(hù)接地。 低于36V 供電的設(shè)備，如無特殊要求可不作保護(hù)接地。1.2.2 工作接地控制系統(tǒng)的工作接地包括： 信號回路接地、 屏蔽接地和本質(zhì)安全儀

3、表接地。隔離信號可以不接地。非隔離信號通常以直流電源負(fù)極為參考點(diǎn)，并接地。凡用以降低電磁干擾的部件如電纜的屏蔽層、 排擾線、 控制設(shè)備上的屏蔽接地端子，均應(yīng)作單點(diǎn)（或一端）的屏蔽接地。采用齊納式安全柵的本質(zhì)安全系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置接地連接系統(tǒng)。 采用隔離式安全柵的本質(zhì)安全系統(tǒng)，不需要專門接地。控制系統(tǒng)工作接地的原則為單點(diǎn)接地。1.2.3 防靜電接地安裝控制系統(tǒng)的控制室、機(jī)柜室室內(nèi)的導(dǎo)靜電地面、活動地板、工作臺等應(yīng)進(jìn)行防靜電接地。已經(jīng)做了保護(hù)接地和工作接地的設(shè)備，不必再另做防靜電接地。1.2.4 防雷接地當(dāng)控制系統(tǒng)的信號、 通信和電源等線路在室外敷設(shè)或從室外進(jìn)入室內(nèi)的浪涌吸收器SPD雙層屏蔽接地等時，應(yīng)實(shí)

4、施防雷接地?？刂葡到y(tǒng)的防雷接地不得與獨(dú)立的防直擊雷裝置共用接地系統(tǒng)。1.3 接地系統(tǒng)和接地原則接地系統(tǒng)由接地聯(lián)接和接地裝置兩部分組成。 接地聯(lián)接包括接地連線、接地匯流排、接地分干線、接地匯部板、接地干線。接地裝置包括總接地板、接地總干線、接地極?？刂葡到y(tǒng)的接地聯(lián)結(jié)采用分類匯總，最終與總接地板聯(lián)結(jié)的方式。應(yīng)將建筑物 （或裝置） 的金屬結(jié)構(gòu)、 基地鋼筋、 金屬設(shè)備、 管道、進(jìn)線配電箱的PE （保護(hù)接地線）母排、接閃器引下線形成等電位聯(lián)結(jié)，控制系統(tǒng)接地應(yīng)匯總到該總接地板，實(shí)現(xiàn)等電位聯(lián)結(jié)，與電氣裝置合用接地裝置，并與大地連接。 但控制系統(tǒng)在接地網(wǎng)上的接入點(diǎn)應(yīng)和防雷地、大電流或高電壓設(shè)備的接地點(diǎn)保持不小

5、于 5m 的距離。如現(xiàn)場條件所限， 確實(shí)無法形成等電位聯(lián)結(jié)，控制系統(tǒng)可以采用單獨(dú)接地， 但與電氣專業(yè)接地體須相距5m 以上， 和獨(dú)立的防直擊雷接地體須相距20m 以上。 在采用單獨(dú)接地時， 仍采用分類匯總的聯(lián)結(jié)方式。在各類接地聯(lián)結(jié)中嚴(yán)禁接入開關(guān)或熔斷器。1.4 接地連接方法1.4 1 現(xiàn)場儀表的接地連接方法金屬電纜槽、 電纜的金屬保護(hù)管應(yīng)做保護(hù)接地，其兩端或每隔30m 可與就近已接地的金屬構(gòu)件相連， 并應(yīng)保證其接地的可靠性及電氣的連續(xù)性。嚴(yán)禁利用儲存、 輸送可燃性介質(zhì)的金屬設(shè)備、管道以及與之相關(guān)的金屬構(gòu)件進(jìn)行接地。現(xiàn)場儀表的工作接地一般應(yīng)在控制室側(cè)接地。 對于要求或必須在現(xiàn)場接地的現(xiàn)場儀表，如

6、接地型熱電偶、 pH 計(jì)、電磁流量計(jì)等應(yīng)在現(xiàn)場側(cè)接地。對于現(xiàn)場儀表要求或必須在現(xiàn)場接地，同時又要求將控制室接受端的控制系統(tǒng)在控制室側(cè)接地的， 應(yīng)將信號的收發(fā)端之間作電氣隔離?，F(xiàn)場儀表線箱兩側(cè)的電纜的屏蔽層應(yīng)在箱內(nèi)跨接。1.4.2 盤、臺、柜的接地連接方法在控制室內(nèi)的盤、臺、柜內(nèi)應(yīng)分類設(shè)置保護(hù)接匯流排、信號及屏蔽接地匯流（工作接地匯流排） ，如有本安設(shè)備還應(yīng)單獨(dú)設(shè)置本安接地匯流條。 控制系統(tǒng)的保護(hù)接地端子及屏蔽接線端子通過各自的接地連線分別接至保護(hù)接地匯流排和工作接地匯流排。 各類接地匯流排經(jīng)各自接地分干線接至保護(hù)接地匯總板和工作接地匯總板。如果系統(tǒng)的通信線路上無電氣隔離裝置（電氣中繼和光中繼）

7、 ，遠(yuǎn)程站 （控制站或操作站） 的工作接地匯流應(yīng)匯總到控制系統(tǒng)的工作接地匯總板；保護(hù)接地匯流排可匯總到就近的電氣保護(hù)地上。 如果系統(tǒng)的通信線路上設(shè)有電氣隔離裝置， 遠(yuǎn)程站的工作接地匯流排和保護(hù)接地匯流排宜匯總到就近的總接地板。齊納式安全柵的每個匯流條 （安裝軌道） 可分別用兩根接地分干線接到工作接地匯總板， 也可由接地分干線于兩端串接、 再分別接至工作接地匯總板。用接地總干線連接總接地板和接地極。在控制室內(nèi)， 可設(shè)置接地匯總箱， 箱內(nèi)設(shè)置工作接地匯總板和保護(hù)接地匯總板。 接地匯總箱通過接地分干線聯(lián)結(jié)各盤、臺、柜的工作接地匯流排、本安匯流條、保護(hù)接地匯流排。 接地匯總箱通過各接地干線聯(lián)結(jié)總接地板

8、。1.4.3 接地干線、槽鋼接地接地干線長度如超過10m 或周圍有強(qiáng)磁場設(shè)備，應(yīng)采取屏蔽措施，將接地干線穿鋼管保護(hù)（鋼管連為一體） ，或采用屏蔽電纜，鋼管或屏蔽電纜的屏蔽層應(yīng)單端接地。 如接地干線在室外走線且距離超過10m,應(yīng)采用雙層屏蔽，內(nèi)層單點(diǎn)接地，外層兩端接地，以防雷擊電磁脈沖的干擾。固定控制柜的安裝槽鋼等應(yīng)作等電位聯(lián)接。1.5 接地注意事項(xiàng)（ 1） 當(dāng)采用等電位接地時，要求將建筑物（ 或裝置）的金屬構(gòu)架、基礎(chǔ)鋼筋、金屬設(shè)備、管道、進(jìn)線配電箱的PE （保護(hù)接地線）母排形成等電位聯(lián)結(jié)， 控制系統(tǒng)保護(hù)接地和工作接地應(yīng)分類匯總到該總接地板， 實(shí)現(xiàn)等電位聯(lián)結(jié)， 與電氣裝置合用接地裝置并與大地連接

9、。但控制系統(tǒng)在接地網(wǎng)上的接入點(diǎn)和防雷地、 大電流或高電壓設(shè)備的接入點(diǎn)保持不小于 5m 的距離。（ 2）當(dāng)采用單獨(dú)接地時，應(yīng)保證接地電阻小于4Q,且單獨(dú)接地體與其他電氣專業(yè)接地體應(yīng)保持5m 以上的距離， 與獨(dú)立和防擊雷接地體須相距20m 以上。（3）在一般情況下，推薦采用4根2m長的50 X50的角鋼，呈邊長為 2m 的正方形打入地下，再用鍍鋅扁鐵焊接起來，用大于16mm2 的導(dǎo)線引到控制室接地銅排，基本上都能滿足接地電阻小于4Q的要求，特殊的地理情況下，需采用降阻劑來降低接地電阻。（ 4）在沒有條件單獨(dú)打地樁的情況下，可以采用電氣地作為系統(tǒng)的接地， 此時工作接地和保護(hù)接地都連接到電氣地， 但要

10、注意選取接入點(diǎn)時應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離大電機(jī)的接入點(diǎn)， 同時與避雷地的距離也應(yīng)大于20m。（ 5）系統(tǒng)的操作臺、外配柜等低壓電氣柜應(yīng)視為保護(hù)接地，接地線統(tǒng)一連接到保護(hù)接地銅條上，若外配柜中安裝有安全柵， 安全柵接地應(yīng)視為工作接地，接地線連接到工作接地銅條，然后根據(jù)具本情況連接接地體。（ 6）對于兩個控制站之間或控制站與操作臺之間距離較遠(yuǎn)的情況，可以采取分別接地的原則。（ 7）若遠(yuǎn)程機(jī)籠與主控機(jī)籠之間采用了電氣隔離裝置或光電隔離裝置，則遠(yuǎn)程機(jī)籠可以就地進(jìn)行接地。（ 8） UPS 的接地一般應(yīng)選擇廠方的電氣地。1.6 接地聯(lián)結(jié)和規(guī)格及結(jié)構(gòu)要求1.6.1 接地連線規(guī)格接地系統(tǒng)的導(dǎo)線應(yīng)采用多股絞合銅芯絕緣電線或

11、電纜。接地系統(tǒng)的導(dǎo)線線徑應(yīng)根據(jù)連接設(shè)備的數(shù)量和長度按下列數(shù)值范圍選用：接地連線，2.54mm接地分干線，416mm接地干線，1025mm 接地總線，1650mm1.6.2 接地匯流排、聯(lián)接板規(guī)格接地匯流排宜采用25mm< 6 mm的銅條制作。接地匯總板和總接 地板應(yīng)采用銅板制作，銅板厚度不應(yīng)小于 6 mm,長寬尺寸按需要確 定。1.6.3 接地連接結(jié)構(gòu)要求所有接地連線在接到接地匯流排前均應(yīng)良好絕緣， 所有接地分干 線在接到接地匯總板前均應(yīng)良好絕緣。接地匯流排（匯流條） 、接地匯總板、總接地板應(yīng)用絕緣支架固定。接地系統(tǒng)的各種連接應(yīng)保證良好的導(dǎo)電性能。 接地連線、 接地分干線、接地干線、 接

12、地總干線與接地匯流排、接地匯總板的連接應(yīng)采用銅接線片和鍍鋅鋼質(zhì)螺栓， 并采用防松和防滑脫件， 以保證連接的 牢固可靠，或采用焊接。接地總干線或接地極的連接部分應(yīng)分別進(jìn)行熱鍍鋅或熱鍍錫。2 系統(tǒng)調(diào)試2.1 上電步驟在系統(tǒng)上電前，必須保證系統(tǒng)地、安全地、屏蔽地已經(jīng)連接好。UPS 電源、控制站 220V 交流電源、 控制站 5V 和 24V 直流電源、 操作站 220V 交流電源等均已連接好， 并符合設(shè)計(jì)要求， 然后按下列步 驟上電：打開總電源開關(guān)；打開UPS 的電源開關(guān)；打開各個支路電源開關(guān)；打開操作站顯示器電源開關(guān)；打開操作站主機(jī)電源開關(guān)； 最后逐個打開控制站電源開關(guān)。 這樣可以避免不正確的上電

13、順序?qū)ο到y(tǒng)部件產(chǎn)生的沖擊， 系統(tǒng)全部上電后， UPS 的實(shí)際功率不應(yīng)超過其額定功率的60%。2.2 上電檢查( I/O 通道測試)通信、電源、接地等按要求布置完畢后，在接入現(xiàn)場儀表信號之前應(yīng)先進(jìn)行上電檢查。 通過 I/O 通道測試， 確認(rèn)系統(tǒng)在現(xiàn)場能否正常運(yùn)行，確認(rèn)系統(tǒng)組態(tài)配置正確與否，確認(rèn)I/O 通道輸入輸出正常與否。 一般在組態(tài)下載結(jié)束后就可以進(jìn)行I/O 檢查。 如果有互相冗余的卡件，應(yīng)注意兩塊卡都要進(jìn)行測試。工作卡測量完了以后，再切換到冗余卡，按照測試程序重新測試。2.2.1 模擬信號測試根據(jù)組態(tài)信息， 針對不同的信號類型、量程，利用不同的信號源(如電阻箱、電位差計(jì)、毫伏信號發(fā)生器等)對

14、I/O 通道逐一進(jìn)行測試并記錄測試數(shù)據(jù)。 常見的模擬信號有420mA 配電、 420mA 不配電、熱電阻、熱電偶、420mA輸出。(1)420mA配電。所需工具為電阻箱、電流表和若干導(dǎo)線。將配電卡件通道、 電阻箱和電流表構(gòu)成一回路， 調(diào)節(jié)電阻值使電流表分別指示在8 mA (25%、12 mA (50% 和16 mA (75%,記錄實(shí)時監(jiān) 控中相應(yīng)位號的值。(2) 420mA不配電。所需工具為電流信號發(fā)生器、電流表和若干導(dǎo)線。 將卡件通道、電流信號發(fā)生器和電流表構(gòu)成一回路，調(diào)節(jié)電流信號發(fā)生器使電流表分別指示在8mA (25%、12mA(50%和16mA( 75%) ，記錄實(shí)時監(jiān)控中相應(yīng)位號的值。

15、3)熱電阻。所需工具為電阻箱、分度表和若干導(dǎo)線。根據(jù)組態(tài)量程，確定所需測量的 3 點(diǎn)溫度點(diǎn)，查分度表得出相應(yīng)的電阻 值， 通過電阻箱引入對應(yīng)卡件的接線端子， 記錄實(shí)時監(jiān)控中相對應(yīng)位號的值。（ 4）熱電偶。 所需工具為毫伏信號發(fā)生器 、溫度計(jì)、分度表和若干導(dǎo)線。 根據(jù)組態(tài)量程，確定所需測量的 3 點(diǎn)溫度點(diǎn)， 根據(jù)分度表查出相應(yīng)的毫伏電壓值， 通過毫伏發(fā)生器引入對應(yīng)卡件的接線端子，記錄實(shí)時監(jiān)控中相對應(yīng)位號的值。（5）420mA輸出。所需工具為電流表。AO信號不能直接輸出，只能通過相應(yīng)的控制回路給出閥位值（MV） 。 根據(jù)組態(tài)，通過相應(yīng)的回路找到相應(yīng)的輸出位號的端子， 使回路輸出分別在25%、 50

16、%和 75%，用電流表在端子后測出相應(yīng)的電流，并記錄。2.2.2 開關(guān)量信號測試（ 1） 開入 （DI） 信號測試。 根據(jù)組態(tài)信息對信號一一測試， 用一短路線將對應(yīng)信號端子短接和斷開， 同時觀察操作站實(shí)時監(jiān)控畫面中對應(yīng)開關(guān)量是否正常，并記錄測試數(shù)據(jù)。（2）開出（D。信號測試。根據(jù)組態(tài)信息選擇相應(yīng)的內(nèi)部控制儀表， 改變開關(guān)量輸出的狀態(tài)， 同時用萬用表在信號端子側(cè)測量其電阻值或電壓值，并記錄開關(guān)閉合和斷開時端子間的測試值。2.2.3 其他信號根據(jù)信號量程及信號類型，選取有效的信號發(fā)生器（精度較高，應(yīng)高于 0.5 級） ， 在端子側(cè)改變輸入信號值， 同時觀察操作站實(shí)時監(jiān)控畫面顯示的信號值是否與輸入信

17、號正確對應(yīng)，并記錄。2.3 系統(tǒng)模擬聯(lián)調(diào)當(dāng)現(xiàn)場儀表安裝完畢、 信號電纜已經(jīng)按照接線端子圖連接完畢并已經(jīng)通過上電檢查等各步驟后，可以進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。 現(xiàn)場聯(lián)調(diào)應(yīng)解決3個問題：信號錯誤，包括接線、跳線及組態(tài)問題；DCS與現(xiàn)場儀表匹配問題；現(xiàn)場儀表是否完好。進(jìn)入實(shí)時監(jiān)控畫面。 在監(jiān)控畫 面上逐一核對現(xiàn)場信號與顯示數(shù)據(jù)是否一一對應(yīng)。2.3.1 模擬輸入據(jù)現(xiàn)場各種測量元件（溫度、壓力、流量、液位等）的選型，調(diào)試人員選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行測試， 同時在操作站顯示屏觀看實(shí)時監(jiān)控畫面上顯示的各種信號是否與現(xiàn)場符合，顯示是否有錯位。 對顯示不相符的信號，應(yīng)分別檢查現(xiàn)場儀表、接線、 I/O 卡件跳線、 I/O 卡 件、

18、組態(tài)等環(huán)節(jié)。2.3.2 開關(guān)量輸入根據(jù)現(xiàn)場開關(guān)量輸入傳感器的選擇 （如泵機(jī)接觸器的觸點(diǎn)、 閥門的接近開關(guān)等） ，調(diào)試人員選擇適當(dāng)方法進(jìn)行測試，同時在操作站實(shí)時監(jiān)控畫面上觀看各信號顯示是否與現(xiàn)場信號相符合， 顯示是否錯位。對顯示不相符的信號，應(yīng)分別檢查現(xiàn)場信號源、卡件或線路（包括接地） ，逐一加以糾正或更換。2.3.3 開關(guān)量輸出根據(jù)現(xiàn)場的選型， 調(diào)試人員選擇適當(dāng)方法進(jìn)行測試， 同時在操作站實(shí)時監(jiān)控畫面上觀看各信號顯示是否與現(xiàn)場信號相符合， 顯示是否錯位。 對顯示不相符的信號，應(yīng)分別檢查現(xiàn)場信號源、卡件或線路（包括接地） ，逐一加以糾正或更換。在測試開關(guān)量時，必須征得項(xiàng)目施工方的同意才可執(zhí)行。 在關(guān) DCS控制站電源或拔出卡件時，開關(guān)量輸出卡有可能輸出一個短暫的 脈沖，甚至?xí)訋в凶枣i觸點(diǎn)的現(xiàn)場設(shè)備，調(diào)試時務(wù)必注意。2.3.4 模擬量輸出根據(jù)現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原理， 現(xiàn)場人員選擇適當(dāng)方法進(jìn)行測試， 同時在操作站實(shí)時監(jiān)控畫面上利用內(nèi)部儀表進(jìn)行模擬量輸出測試。 把控制回路切成手動，手動輸出閥位于0%、 50%、 100%、 50%、