自动化仪表讲义.ppt

2020年1月14日星期二 1 自动化仪表工程施工及验收规范丁晓玲新奥集团河北华新技术有限公司 2020年1月14日星期二 2 讲座内容 引言1 总则2 取源部件的安装3 仪表设备的安装4 仪表线路的安装 2020年1月14日星期二 3 仪表管道的安装6 电气防爆和接地7 仪表试验8 工程验收9 仪表和计算机控制系统的调试 2020年1月14日星期二 4 一个好的工程必须要遵循以下几个方面 1 要有一个好的设计产品 主要体现在产品的性价比和适用性 2 选择供货商的产品应是国家有关部门认可的 特别是应用在危险场合的防爆产品 必须符合防爆质量标准的技术鉴定文件 防爆产品出场合格证 3 要有一支严格按照设计要求和规范施工的队伍 特别是一些隐蔽工程 如 接地系统 电缆敷设等 4 要有一个认真 负责 熟悉专业的监理人员 在自控设备安装 接线 接地 单机调试和整体调试过程监理到位 这四点做到为 该工程可以说在系统在试车和竣工验收应该非常顺利 同时在以后的运行中出现故障的几率很少 2020年1月14日星期二 5 引言 在工业生产中 为了正确地指导生产操作 保证生产安全 保证产品质量和实现生产过程自动化 一项必不可少的工作就是准确而及时地检测生产过程中各个参数 目前 在燃气行业中 实现了对压力 物位 流量和温度等四个参数自动测量 并与控制设备 执行机构相配合实现了对生产过程的自动控制 2020年1月14日星期二 6 施工总则 1 施工的依据是经过批准的设计文件和已会审的施工图纸 工程施工将设计意图转化为实际 但施工单位无权任意修改设计图纸 2 由于工程在工艺设计 操作 现场条件等方面出现的特殊问题 以及仪表设备材料新产品得出现 有可能使设计文件的要求与规范的规定不一致 须经设计单位确认后 施工单位应按设计文件的要求施工 3 在设备 管道上安装仪表和取源部件 由设计文件 2020年1月14日星期二 7 对专业分界作出明确规定 便于处理有关专业的分工和配合问题 4 仪表工程中的取源部件 仪表管道及直接与设备或管道连接的仪表等 都直接接触物料 与设备和管道要求一直 2020年1月14日星期二 8 2 取源部件的安装 2 1温度取源部件安装 2 1 1与管道相互垂直安装时 取源部件轴线应与管道垂直相交 2 1 2在管道的拐弯处安装时 宜逆着物料流向 取源部件轴线应与工艺管道轴线相重合 2 1 3与管道呈倾斜角度安装时 宜逆着物料流向 取源部件轴线应与工艺管道轴线相交 2020年1月14日星期二 9 注意 由于热电阻的感温点一般以绕线电阻棒的中点为准 电阻棒的长度 铂电阻为30 80mm由不同形式而定 双金属温度计的感温点具端头不小于50mm 因此为了以保证测量的准确性 凡在管道工程直径DN 65mm以下的管道上安装热电阻 双金属温度计时 均需采用带扩大管的安装看图图4 2 2压力取源部件的安装2 2 1压力取源部件的安装位置应选在被测物料流束稳定的地方 不要选在管路拐弯 分叉 死角或其他易形成漩涡的地方 2020年1月14日星期二 10 2 2 2压力取源部件与温度取源部件在同一管段上时 应安装在温度取源部件的上方 被测物流束脉动时 会造成测量压力不稳和不准 同时容易损坏仪表 2 2 3压力取源部件的端部不应超出设备或管道的内壁 2 2 4在水平和倾斜的管道上安装压力取源部件时取压点的方位应符合下列规定 1 测量气体压力时 取压点应在管道上半部 使导压管内不积存液体 2 测量液体压力时 取压点应在管道下半部与管道水平中心线成0 45 夹角的范围内 使导管内不积存气体 2020年1月14日星期二 11 2 3流量取源部件安装流量取源部件上 下游直管段的最小长度 应按设计文件规定 并符合产品技术文件的有关要求 2 3 1在规定的直管段最小长度范围内 不得设置其它取源部件或检测元件 直管段管子内表应清洁 无凹坑和凸出物 2 3 2涡轮流量计传感器安装方位应是水平 上游直管段长度要求范围5 20D 下游直管段长度要求范围3 10D D 公称直径 或按产品说明书要求安装 2 3 3在节流件的下游安装温度计时 温度计与节流件间的直管距离不应小于5倍管道内径 2020年1月14日星期二 12 2 4物位取源部件和检测仪表的安装 2 4 1物位取源部件的安装位置 应选在物位变化灵敏 且不使检测元件受到物料冲击的地方 2 4 2在实际生产中用差压仪表测量密闭容器的液位 应用最多的是电动或气动差压变送器 LNG储罐内液位检测就是采用差压仪表来测量液位的变化 2 4 3用差压计或差压变送器测量液位时 仪表的安装高度不应高于下部取压口 2020年1月14日星期二 13 3 仪表设备的安装 危险区 3 1温度检测仪表安装 3 1 1接触式温度检测仪表 水银温度计 双金属温度计 压力式温度计 热电阻 热电偶等 的测量元件应安装在能准确反映被测对象温度的地方 设计选型考虑 3 1 2测温元件安装在易受被测物料强烈冲击的位置 以及当水平安装时其插入深度大于1米或被测温度大于700 C时 应采用防弯曲措施 测量高温元件的安装应先考虑垂直安装 水平安装较长的测温元件或在高温区安装测温元件易发生弯曲现象 应采用固定等防弯曲措施 2020年1月14日星期二 14 3 1 3几种连接方式1 螺纹连接固定一般用于在无腐蚀性介质的管道上安装温度计 具有体积小 安装较为紧凑的优点 高压 PN22MP PN32MP 管道上安装温度计采用焊接式温度计套管 属于螺纹连接安装形式 有固定套管和可换套管两种形式 前者用于一般介质 后者用于易腐蚀 易磨损而需要更换的场合 螺纹连接固定中的螺纹有六种 英制的有1 3 4 和1 2 公制有M33 2 M20 1 5和M27 2 2020年1月14日星期二 15 3 2压力检测仪表安装3 2 1就地安装的压力表不应固定在有强烈振动的设备或管道上 强烈振动会影响压力仪表的正常检测功能 造成损坏和失灵 可将表适当移远或采取减振措施 3 2 2测量低压的压力表或变送器的安装高度 宜与取压点的高度一致 否则高度差所造成的测量管道内的液柱压力对测量数值的影响 3 2 2安装时压力仪表的导压管应尽可能的短 并且弯头尽可能的少 要求导压管具有一定的强度和密封性 在中低压介质中 常用的导压管为 14 2无缝钢管 有时也用 18 3或 18 2 压力超过10MPa的高压介质时 多采用 14 4 15 4无缝钢管 2020年1月14日星期二 16 3 3差压变送器的安装3 3 1差压变送器正负压室与工艺引压管的连接 必须正确 即储罐底部引压管接表正压室 储罐顶部引压管接表负压室 绝对不允许接错 引压管倾斜方向和坡度的安装均要设计文件的规定 看图图53 4涡轮流量计的安装3 4 1涡轮流量计的安装方式应严格按设备说明书要求安装 信号线应使用屏蔽线 看图图63 4 2涡轮流量计应安装在水平管道上 使液体充满整个管道 并设上 下游截止阀和旁路阀 以及上游设过滤器 下游设排放阀 直管段长度 上游不少于5 20D 下游不少于3 10D 2020年1月14日星期二 17 3 5成分分析和物性检测仪表 3 5 1可燃气体和有毒气体检测报警是为防止爆炸和保证人身安全而设置的 其可靠性应受到高度重视 系统宜为相对独立的仪表系 检测报警系统相对独立是保证其可靠性的有效措施之一 所谓相对独立 即该检测报警系统的检测发出报警信号的功能不受其它仪表或仪表系统故障的影响 SH3063 1999 3 5 2可燃气体检测器和有毒气体检测器的安装位置应根据所检测的气体密度确定 其密度大于气体时 检测器应安装在距地面200 300mm的位置 其密度小于气体时 检测器应安装在泄漏域的上方位置 2020年1月14日星期二 18 3 6执行器的安装3 6 1控制阀的安装位置应便于观察 操作和维护 3 6 2执行机构应固定牢固 操作手轮应在便于操作的位置 3 6 3执行机构的机械传动部分应灵活 无松动和卡涩现象 3 6 3阀连杆的长度应能调节 并应保证调节机构在全开到全关的范围内动作灵活 平稳 看图图73 6 4气动及液动执行机构的信号管应有足够的伸缩余度 不应妨碍执行机构的动作 2020年1月14日星期二 19 3 7电磁阀的安装3 7 1电磁阀的进口方位应安装正确 安装前应按说明书的规定检查线圈与阀体间的绝缘电阻是否正常 看图图83 8仪表电源设备3 8 1盘柜内安装的电源设备及配电线路 两带电导体间 导电体与裸露的不带电导体间 电气间隙和爬电距离应符合下列要求 1 对额定电压不大于60V 电气间隙为3mm 2020年1月14日星期二 20 2 对额定电压不大于60V且不大于300V的线路 电气间隙为5mm 爬电间距为6mm 3 对额定电压大于300V且不大于500V的线路 电气间隙为8mm 爬电间距为10mm 3 8 2强 弱电的端子应分开布置 3 8 3金属供电箱应有明显的接地标志 接地线连接应牢固可靠 2020年1月14日星期二 21 3 8 4供电系统送电前 系统内所有的开关均应置于断开位置 并检查熔断器的容量 在仪表工程安装和试验期间 所有供电开关和仪表的通电断电状态都应有显示或警示标识 2020年1月14日星期二 22 4 仪表线路的安装 危险区 4 1安装在爆炸危险环境的仪表线路及材料 其规格型号必须符合设计文件规定 必须符合防爆质量标准的技术鉴定文件 防爆产品出场合格证 并且外部没有损伤和裂纹 4 2保护管之间 保护管与接线盒 分线箱 拉线盒之间的连接 采用圆柱管螺纹连接 螺纹有效啮合部分应在6扣以上 4 3全部保护管必须密封 不允许有沙眼或裂纹 2020年1月14日星期二 23 4 4仪表线路在现场接线和分线时 应采用防爆型分线箱和接线箱 接线必须牢固可靠 接线良好 并应加防松和防拔脱装置 接线箱和分线盒的接线口必须密封 4 5在爆炸和火灾危险场合安装的仪表箱以及仪表 电气设备 必须挂牌操作 也就是应该有 电源未切断 不得打开 的标志 4 6本质安全线路和非本质安全线路不能共用一根电缆 也不能合穿一根保护管 电压小于30VDC 电流0 5A 4 7保护管要采用镀锌水煤气管 不能用电气管和塑料管 螺纹连接 不能焊接 2020年1月14日星期二 24 4 线路从室外进入事内时 应有防水和封堵措施 4 线路的终端接线处以及经过建筑物的伸缩缝和沉降缝处 应留有余度 4 10电缆不应有中间接头 当无法避免时 应在接线盒或拉线盒内接线 接头宜采用压接 当采用焊接时应用无腐蚀性的焊药 补偿导线应采用压接 同轴电缆和高频电缆应采用专用接头 4 11线路敷设完毕 应进行校线和标号 4 12测量电缆电线的绝缘电阻时 必须将已接上的仪表设备及部件断开 2020年1月14日星期二 25 4 13在线路的终端处 应加标志牌 地下埋设的线路 应有明显标识 仪表电缆与电力电缆平行敷设的最小允许距离 mm 2020年1月14日星期二 26 仪表管道有四种 即电气保护管 气动管路 测量管路和伴热管 5 1电气保护管的安装保护管有三种 一种是专用的电气保护管 一种是薄壁镀锌有缝钢管 一种是普通镀锌水煤气管 又称镀锌焊接管 这三种管都可以作为仪表电缆的保护管 在防爆危险现场使用最多是镀锌水煤气管 敷设在多尘和潮湿场合的电气保护管 它的管口与管子间连接处 管子与接线盒 穿线盒的连接处都应密封 仪表管道的安装 2020年1月14日星期二 27 保护管不能用焊接方法连接 只能用螺纹连接 保护管与设备 仪表的连接 应采用防爆挠性管 即金属软管 并要用防爆金属软管的连接头连接 如果挠性性管与保护管的接口螺纹不相配时要用转换连接头进行转换 仪表用电缆保护管一般不埋地 实在要埋地敷设时要征得设计同意 并做好防腐工作 仪表用电缆保护管不能埋在墙和柱内 过墙过楼板的仪表保护管必须要有保护套管 2020年1月14日星期二 28 仪表用的保护管用的最多的是 1 2 和 3 4 其次是 1 和 2 管也要用到 大于 2 的很少用 电气管由于壁薄一般不能煨弯 煨弯仅对镀锌水煤气管而言 电气管由于壁薄一般不能煨弯 煨弯仅对镀锌水煤气管而言 保护管的弯曲要大于90 否则要影响穿线 1 管以下的弯制可用弯管器 市场供应 手工弯制 90 2020年1月14日星期二 29 煨管的尺寸控制同导压管的弯曲 有时也要煨套弯 其弯曲方法也同导压管 1 以上的管子弯曲通常用油压弯管器或电动弯管器 仪表用的保护管采用冷弯 一般不采用热弯 保护管在使用前要去毛刺 特别在套丝以后 一定要把管口毛刺去干净 管子的切割可用切管机 钢锯据等办法 目前使用最多最普遍最方便的是砂轮切割机 切割后的管口要打磨 保护管不能气焊切割 2020年1月14日星期二 30 管子套丝方法有两种 即用手工套丝机及自动或半自动用电动套丝机 煨弯的弯曲半径不小于保护管外径的4倍 保护管敷设应横平竖直 整齐美观 不能交叉 间距要相等 5 2气动管路的敷设气动管路也称气源管道和气动信号管道 它同常的介质是压缩空气和氮气 它的工作压力为0 7 0 8MPa 2020年1月14日星期二 31 气源总管通常由工艺管道专业作为外管的一种 安装到每个装置的入口 进装置由仪表专业负责 通常工艺外管为DN100即4 和DN50即2 管道 一般为无缝钢管 而进装置的仪表专业敷设的气动主管路则多为DN25 1 以下的镀锌焊接钢管 支管为DN20 3 4 和DN15 1 2 镀锌焊接钢管 与每个气动仪表和气动调节阀相连接的是紫铜管 通常采用 6 1 7 1 8 1和尼龙1010 6 1管 气动管路必须保证管内干净 不生锈 因此有时也使用不锈钢的无缝钢管 一般不用碳钢管 2020年1月14日星期二 32 气动信号管路应采用紫铜管 不锈钢管或聚乙烯 尼龙管缆 管道安装时应避免中间接头 当无法避免时应采用卡套式中间接头连接 管道终端应配装可拆卸的活动连接件 气动信号管道宜汇集成排敷设 管缆的敷设应符合下列规定 外观不应有明显的变形和损伤 敷设管缆时的环境温度不应低于产品技术文件所规定的最低环境温度 2020年1月14日星期二 33 敷设时 应防止管缆受机械损伤及交叉磨擦 敷设后的管缆应留有余度 气动信号管道宜汇集成排敷设 5 3测量管路的敷设测量管路在满足测量要求的前提下 应按最短路径敷设 测量管路水平敷设时 应根据不同的物料及测量要求 有1 10 1 100的坡度 其倾斜方向应保证能排放气体或冷凝液 测量差压的正压管和负压管 应安装在环境温度相同的地方 2020年1月14日星期二 34 6 电气防爆和接地 6 1防爆和火灾危险环境的仪表装置施工6 1 1安装在危险环境的仪表 仪表线路 电气设备及材料 其规格型号必须符合设计文件规定 防爆设备应有铭牌和防爆标志 并在铭牌上标明国家授权的部门所发给的防爆合格证编号 6 1 2防爆仪表和电气设备引入电缆时 应采用防爆密封圈挤紧或密封填料进行封固 外壳上多余的孔应做防爆密封 弹簧密封圈的一个孔应密封一根电缆 2020年1月14日星期二 35 6 1 3仪表柜 盘 箱内的本质安全电路与关联电路或其它电路的接线端子之间的间距不应小于50mm 当间距不能满足要求时 应采用高于端子的绝缘板隔离 6 1 4本质安全电路中安全栅 隔离器等相关设备的安装位置 应在安全区域一侧或置于另一与环境相适应的防爆设备防护内 需接地的相关设备 应可靠接地 6 1 5采用屏蔽电缆电线时 屏蔽层不应接到安全栅的接地端子上 2020年1月14日星期二 36 6 1 6当电缆槽或电缆沟道通过不同等级的爆炸危险区域的分隔壁时 在分隔壁处必须做充填密封 6 2接地6 2 1仪表系统接地分两种 即保护接地和工作接地 保护接地通常指用电仪表的外壳 仪表盘 柜 箱 盒 和电缆槽 保护管 支架 底座等正常不带电的金属部分 由于绝缘破坏而有可能带危险电压者 均应做保护接地 6 2 2仪表保护接地系统应接到电气工程低压电气设备的保护接地网上 连接应牢固可靠 不应串联接地 保护接地的接地电阻值 应符合设计文件规定 2020年1月14日星期二 37 6 2 3工作接地 即包括信号回路接地 屏蔽接地以及特殊要求的本质安全电路接地 接地系统的连接方式和接地电阻值应符合设计文件规定 6 2 4仪表及控制系统的信号回路接地 屏蔽接地应共用接地装置 6 2 5各仪表回路只应有一个信号回路接地点 除非使用隔离器将两个接地点之间的直流信号回路隔离开 2020年1月14日星期二 38 6 6信号回路的接地点应在显示仪表侧 当检测元件已接地的仪表时 不应再在显示仪表侧接地 6 7仪表电缆电线的屏蔽层 应在控制室仪表盘柜侧接地 同一回路的屏蔽应具有可靠的电气连续性 不应浮空或重复接地 6 8当有防干扰要求时 多芯电缆中的备用芯线应在一点接地 屏蔽电缆的备用芯线与电缆屏蔽层 应在同一侧接地 2020年1月14日星期二 39 6 9当电气专业已经把装置的金属结构 基础钢筋 金属设备 管道 进线配电箱PE母排 接闪器引下线形成等电位联结时 仪表系统各类接地也应汇接到该总结地板 实现等电位联结 与电气装置合用接地装置与大地连接 6 10接地线的着色应符合设计文件规定 并设置绿 黄色标志 6 11防静电接地应符合设计文件规定 可与设备 管道和电气等的防静电工程同时进行 2020年1月14日星期二 40 6 12仪表盘 柜 箱内各回路的各类接地 应分别由各自的接地支线引至接地汇流排或接地端子板 由接地汇流排或接地端子板引出的接地干线 再与接地总干线和接地极相连 各接地支线 汇流排或端子板之间在非连接处应彼此绝缘 6 13接地系统的连线应使用铜芯绝缘电线或电缆 采用镀锌螺栓紧固 仪表盘 柜 箱内接地汇流排应使用铜材 并有绝缘支架固定 接地干线与接地体之间应采用焊接 图例看图 2020年1月14日星期二 41 7 仪表试验 7 1一般规定 7 1 1仪表在安装和使用前 应进行检查 校准和试验 确认符合设计文件要求及产品技术文件所规定的技术性能 7 1 2仪表试验的电源电压应稳定 交流电源及60V以上的直流电源电压波动不应超过 10 60V以下直流电源电压波动不应超过 5 7 1 3仪表试验的气源应清洁 干燥 露点比最低环境温度低10 C以上 气源压力稳定 2020年1月14日星期二 42 7 1 4仪表工程在系统投用前应进行回路试验 且试验的电源和气源宜由正式电源和气源供给 7 1 5仪表校准和试验用的标准仪器仪表应具备有效的计量检定合格证明 其基本误差的绝对值不宜超过被校准仪表基本误差绝对值的1 3 7 1 6对于施工现场不具备校准条件的仪表 可对检定合格证明的有效性进行验证 7 2单台仪表的校准和试验7 2 1指针式显示仪表校准和试验 应符合下列要求 2020年1月14日星期二 43 7 2 1指针在全刻度范围内移动平稳 灵活 其示值误差 回程误差应符合仪表准确度的规定 7 2 2数字式显示仪表的示值应清晰 稳定 在测量范围内其示值误差应符合仪表准确度的规定 7 2 3控制阀和执行机构的试验应符合下列要求 1 阀体压力试验和阀座试验可对制造厂出具的产品合格证明和试验报告进行验证 对事故切断阀应进行阀座密封试验 其结果应符合产品技术文件的规定 2 膜头 缸体泄漏性试验合格 行程试验合格 2020年1月14日星期二 44 3 事故切断阀和设计规定了全程时间的阀门 必须进行全程时间试验 4 执行机构在实验室应调整到设计文件规定的工作状态 7 2 4仪表电源设备的试验 1 电源设备的带电部分与金属外壳之间的绝缘电阻 用500V兆欧表测量时不应小于5兆欧 当产品说明书另有规定时 应符合其规定 2 不间断电源应进行自动切换性能试验 切换时间和切换电压应符合产品技术文件规定 2020年1月14日星期二 45 7 2 5综合控制系统的试验 综合控制系统的验收应在本系统安装完毕 供电 照明 空调等有关设施均已投入运行的条件下进行 7 2 5 1综合控制系统的硬件试验项目应包括 1 盘柜和仪表装置的绝缘电阻测试 2 接地系统检测和接地电阻测试 3 电源设备和电源插卡各种输出电压的测量和调整 4 系统中全部设备和全部插卡的通电状态检测 5 系统中单独的显示 记录 控制 报警等仪表设备的单台校准和试验 2020年1月14日星期二 46 6 通过直接信号显示和软件诊断程序对装置内的插件 控制和通讯设备 操作站 计算机及其外部设备等进行状态检查 7 输入 输出插卡的校准和试验 7 2 5 2综合系统软件试验项目应包括 1 系统显示 处理 操作 控制 报警 诊断 通讯 冗余 打印 拷贝等基本功能的检测试验 2 控制方案 控制和联锁程序的检测 2020年1月14日星期二 47 7 2 5 3回路试验和系统试验1 回路试验应在系统投运前进行 试验前应具备下列条件 1 回路中的仪表设备 装置和仪表线路 仪表管道安装完毕 2 组成回路的各仪表的单台试验和校准已经完成 3 仪表配线和配管经检测确认正确 配件附件齐全 4 回路的电源 气源已能正常供给并符合仪表运行的要求 2 综合控制系统可先在控制室内与就地线路相连的输入输出端为界进行回路试验 然后再与就地仪表连接进行整个回路的试验 3 温度检测回路可在检测元件的输出端向回路输入电阻值或mV值信号 2020年1月14日星期二 48 7 2 5 4检测回路的试验应符合下列要求 1 温度检测回路可在检测元件的输出端向回路输入电阻值或mV值信号 2 在检测回路的信号输入端输入模拟量标准信号 回路的显示仪表部分得示值误差 不应超过回路内各单台仪表允许基本误差平方和的平方根值 7 2 5 5控制回路的试验应符合下列要求 1 控制器和执行器的作用方向应符合设计规定 2 通过控制器和操作站的输出向执行器发送控制信号 2020年1月14日星期二 49 检测执行机构的全行程动作方向和位置应正确 执行器带有定位器时应同时试验 3 当控制器或操作站上有执行器的开度和起点 终点信号显示时 应同时进行检测和试验 7 2 5 6报警系统的试验应符合下列要求 1 系统中有报警信号的仪表设备 如各种检测报警开关 仪表的报警输出部件和接点 应按设计文件规定的设定值进行整定 2 在报警回路的信号发生端模拟输入信号 检测报警灯光 音响和屏幕显示应正确 2020年1月14日星期二 50 3 报警的消音 复位和记录功能应正确 7 2 5 7计算机控制系统的调试应符合下列规定 1 首先应检查系统硬件 应用软件 冗余能力 输人输出模块功能及精度试验 2 对于大系统 可以用制造厂提供的诊断程序做各种诊断检查7 2 5 8总系统调试应符合下列要求 l 在显示器上调出各种应显示的画面 确认无误 2 把检测回路逐个从CRT中调出 核对信号量程 2020年1月14日星期二 51 工程单位 报警点等 经确认后 在现场加模拟信号 模拟值应包括量程的始点和终点 不得少于5点 显示器的显示值 不得低于系统精度要求 3 对有报警要求的检测回路应作模拟试验 4 对调节回路 除完成上述第 2 3 条调试内容外 还应检查输出的正 反作用及执行机构的动作是否正确 在操作站进行手动输出 检查执行机构的动作值是否符合精度要求 2020年1月14日星期二 52 5 对联锁回路 应模拟联锁的工艺条件 检查联锁动作的正确性 6 对复