计算机集散控制系统

电气及自动化设备施工作业指导书 第十七册 工业计算机控制系统安装调试 江苏天目建设集团有限公司 二 年五月 第一版 工业计算机控制系统安装调试作业指导 江苏天目建设集团有限公司 1 一一 DCS系系统统在在安安装装前前必必须须具具备备下下述述条条件件 DCS在厂家已通过出厂测试验收并达到合同的要 求 施工现场已具备安装的条件 其内容包括 机房的 内外装修已经完毕 空调设施已装好 能够达到 DCS对机房的空间 温度 湿度的要求 供电系统 已安装测试完毕 对接地系统的要求 由于接地系统直接关系到DCS系统的安全性 及抗干扰能力的强弱和通讯系统的畅通 因此接 地能否满足要求 这对系统是十分重要的 对于DCS系统 接地一般有四种 它们对接地 电阻的要求也各不相同 必须严格区分开 对于 信号接地 接地电阻R 5 过程计算机接地 R 1 机柜接地R 5 通讯网络屏蔽接地 R 1 以上接地要求与防雷接地间距要求大于 40M 它们之间相互独立 每两接地间距要大于 5M 对抗干扰及其防范措施 一般干扰有静电感应产生的干扰 电磁感应产 生的干扰 多点接地或阻抗匹配产生的干扰等几 种 这些干扰一般都会对测量精度产生影响 严 重的会影响DCS的正常运行 为了尽可能地减小 这些干扰对系统的影响 在施工中常采用如下的 防范措施 a 信号线要采用屏蔽电缆 屏蔽层要求单端接地 工业计算机控制系统安装调试作业指导 江苏天目建设集团有限公司 2 接地点应在仪表信号接地端子 b 信号电缆 控制电缆 动力电缆要分别敷设 不 得同槽 同管或同支架敷设 不得已时可用金 属隔板将其分开 控制室要求要有良好的屏蔽 通讯网络应尽可能地单独敷设 当单独敷设有 困难时可采用对电源线加屏蔽的措施或通讯信 号线加屏蔽 通讯网络还要考虑到尽可能地远 离变频装置和线路 系统应有防雷击措施 直击雷采用避雷针 感应雷采用浪涌吸收器 冗余电源及其防范措施 DCS对电源的要求 DCS对供电的要求是非常严格的 一般要有冗 余的供电 同时要有UPS的冗余 UPS的功能就是 作为DCS的应急电源 当电网或控制系统电源故 障时 UPS要承担一段时间的供电 以便DCS对系 统的数据做保护性处理和使现场仪表 调节阀等 处于安全位置 同时还要确保工艺做紧急处理 防止故障发生 UPS的选择应根据DCS系统的耗电量来选择 一般DCS耗电量为UPS电源功率的60 70 切换时间越短越好 一般有10MS就足够了 UPS的使用在于日常维护好 正常情况下每月 至少切断一次供电电源 让UPS逆变工作 要求供 电时间为30分钟 如果长期不进行逆变工作 UPS 内的蓄电池必然会老化变质 或稳压不起作用 一旦电网故障而起不到应急作用 工业计算机控制系统安装调试作业指导 江苏天目建设集团有限公司 3 灰尘及其防范措施 目前DCS的发展为高度集成化 硬件都采用接 插式连接 各电子元件密集安装粉尘的侵入十分 有害 因此对DCS防尘应采取有效措施 如 控制 室应尽量采用封闭式进入时应有一个二道门的中 间缓冲间 窗户采用双层密封 进入控制室人员 应穿专门的拖鞋和防静电工作服 控制室内要有 强制通风空调 进风要高进低排以便将室内粉尘 带走 定期清洗空调 设备的空气过滤装置等 静电及其防范 静电的产生人们并不完全清楚 对他的危害和 严重性往往估计不足 静电产生的大小 不仅与 物质种类有关 而且与空气中的湿度也有关 静 电本身还有一特性 即一经产生便会自动积累 并等待时机向触物者放电 放电时的静电电压高 达几百到数千伏 这个电压对电子装置危害相当 大 因此应采取一定措施防止静电带来的危害 常用的措施有 DCS系统设备的控制室均采用防静电地板 控制室门口放置裸露的金属地板和采用金属 门把手 金属部分要有良好的接地 机房应保持一定的湿度 防止空气过于干燥 而产生静电 一般空气湿度应保持在 45 55 操作人员应穿防静电工作服 维护 检修时 应带静电释放腕套 手不要触及电子元件 工业计算机控制系统安装调试作业指导 江苏天目建设集团有限公司 4 鼠害及防治 这是一个经常被设计和施工疏忽的问题 进入 控制室的老鼠咬坏电缆及设备的情况经常存在 严重时会影响DCS的正常运行 其防范措施是密 封好 进入控制室的电缆桥架 槽盒 平时门窗要 紧闭 操作人员要在控制室吃饭 吃零食 更不能 把剩下的残食乱扔 必要时采用灭鼠器具或灭鼠 药 二二 设设备备开开箱箱验验收收 设备开箱验收是设备具备安装条件进行安装 的头道工序 目的有两个 是检查DCS厂商是否按要求将装箱单中的所有设 备都运到了 包括技术资料 是检查设备在运输过程中有无损坏 一般参加人员要有 生产厂家派来的人员或指 定代理人 用户接收负责人及其他有关部门人员 施工方有关人员 开箱完毕后三方要共同起草一个 开箱验收报 告 报告的内容应包括 参加人员开箱日期 验 收地点 开箱的设备 资料明细 是否与装箱单相 符 如有损坏则要标明检查结果 分析原因 提出 共同认可的修复方案和解决措施 如果设备的数 目或型号与 设备装箱清单 不符 则要写明原因 和处理意见 然后三方共同签字认可 三三 设设备备的的安安装装就就位位和和加加电电测测试试 在DCS就位前首先要检查安装位置是否符合要 工业计算机控制系统安装调试作业指导 江苏天目建设集团有限公司 5 求 空间是否充足 地面是否结实 能否承担机器的 重量 地下布线是否合理等 然后将DCS的各设备 操作员站 工程师站 控 制站 分别就位 在就位进程中要仔细阅读厂家提供 的有关技术资料 核实每个站的编号 标号 和其在 图中的位置 将每个站按要求的位置就位 就位之后 卸除设备中为运输所设的紧固装置 核实各站的接 地和接地点 核实各站的供电接线 然后将操作站 工程师站的外设单元按要求接口电源线 检查控制 站内各内部开关是否处于 OFF 位置 仔细检查上述 各电源 接地线是否连接正确 按要求联上网络通讯 电缆 对上述工作再进行核实无误后可进行下面的 工作 检查各操作站主机CRT 打印机等外设电源 开关和内部电源开关均处于 关 的位置 打开各站供电总开关 然后逐个打开设备电 源 对各设备 模板加电 检查是否正常 启动硬件测试程序系统自检 检查所有的硬 件是否正常 硬件检查正常后 启动系统软件 检查实时数 据库的下装 检查操作员站的所有功能 控制 站的运行 工程师站的运行是否正常 最后起草一份 加电测试报告 记录测试人员 时间 测试过程的详细记录及结论意见 双方签字 四四 系系统统接接线线 一套DCS常常需要连接几千甚至上万乃至来自 工业计算机控制系统安装调试作业指导 江苏天目建设集团有限公司 6 现场的信号线 这些信号线的种类性质有很大的差 别 而DCS的接线是系统在现场工作的工作量最大 最麻烦 也是最容易出错的工作 在进行正式接线之 前 接线人员一定要仔细阅读 系统控制采集测点清 单 和 信号端子接线图 仔细确认每一信号的性质 AI AO DI DO等 传感器或变送器的类型 开关 量的通断 负载的性质 仔细对照各机柜内端子板的 位置 确认各接线端子的位置 然后开始按下列程序 接线 确认各控制站的电源断开 确认各现场信号线 均处于断电状态 确认各端子上的开关均处于断开状态 或将与 端子相连的I O卡拨出 按照要求接好所有现场的信号线 仔细检查现场接线的正确性 具体包括 a 对照 端子接线图 和各信号线上的标签 检 查信号线的正确性 b 在与I O断开的情况下 对各现场信号的现场 仪表加电 在I O柜核实所接信号的电气正 确性 对于模拟信号要核实仪表输出最大 最小时的端子测量值 对于开关量信号要 测出 开 关 两种状态时端子上的电压 读数 将这些值与 系统控制采集测点清 单 对照检查每路信号的性质 量程和开 关负载是否正确 做好测试记录 全部无误后 才算结线工作已正确完成 在接线 工业计算机控制系统安装调试作业指导 江苏天目建设集团有限公司 7 工作中 除了一定要保证各信号正确之外 还要注意 合理布线 防止走线不规则等 要求做到柜内外走线 要工整 美观 每对端子的紧固力度大小合适 防止 过松造成接触不良 过紧拧坏端子螺丝的现象 五五 现现场场调调试试 现场调试工作是非常复杂且涉及人员又多的一 项现场工作 复杂是因为不仅涉及到系统的所有功 能调试 而且涉及到控制回路的调试 控制算法的整 定 各种对接关系的调试 涉及到的问题是方方面面 的 涉及到的人员有 控制人员 仪表人员 工艺人 员 操作人员 还有诸如电气 安全等方面的人员参 加 在进行现场调试之前 各方面的人员应该和DCS 专家一起仔细讨论 共同制定一个 现场调试计划 其中列出所要调试的内容 调试方法 调试步骤及每 一步的负责人等 现现场场信信号号与与实实时时数数据据组组态态正正确确性性的的调调试试 为了保证系统的各种功能 特别是控制调节功能 运行正确 输入 输出关系必须是正确无误的 因此 现场调试的第一步工作应该是确认所有的输入 输 出信号的接线与实时数据的组态是否正确 因为在 前面接线中已提到先对现场信号在I O模块断开的情 况下进行测试 其主要目的是检查接线的正确性 特 别是有无高压干扰 而现在的工作主要是检查测量 现场信号的信号源是否准确和测量实时数据组态 包括各种转换关系的设置 地址的分配等 是否正确 工业计算机控制系统安装调试作业指导 江苏天目建设集团有限公司 8 测试的方法和步骤如下 a 选用操作员站的测试画面 对各模板的各种信 号进行测试 因为测试画面显示的结果是经 过了所有的硬件输入 输出 信号的滤波处 理 物理量的转换之后 得到的最终结果 因 此它最能全面反映每点的各部分工作是否正 确 b 根据各处测试画面的测点 制定出各测点的精 度测试记录表格 c 按上表要求 用变送器或信号源逐点加入表 中的指定输入量 将CRT上显示的值填入表 中 同时检查各报警状态是否正确 d 测试结果分析 在这里要求系统中的各I O模块 的精度是符合厂家产品标准中的要求 也就 是说测试的精度是能够得到保证的 这样可 能会出现如下几种结果 所有显示正确 精度满足要求 报警状态也 正确 那么确认此结果 进入下模块 注意 确认之后就不要再动此模块 该板上的所有信号均不对 而且均显示在 最大或最小位置 改变输入信号 显示值 不随之按比例变化 这时要先测量信号输 入端的电压值是否正确 如不正确 可能 是变送器不对或接线有问题 如果是端子 上的信号正确 检查组态数据库的各转换 值和方式设置是否正确 如果数据库组态 工业计算机控制系统安装调试作业指导 江苏天目建设集团有限公司 9 没问题 可能是板子坏了 换上同样的备 用板继续测试 如仍不对 检查I O处理模 板和端子板的连接电缆是否有问题 如果 没问题 再检查与之有关的模块 如与之 有相同总线连接的模块 是否有问题 模块上的大部分信号精度没问题 只有个 别一路或两路信号不对 这时先用仪表测 量该路信号的端子输入是否正确 或是检 查该点数据库组态是否正确 该点的接线 是否有问题 检查该端子板与接口板的连 线或更换模块 板子上的信号基本上按给定的比例变化 但精度不对 而且漂移 那么检查柜内信 号电缆转接上是否受到大信号的干扰 检 查该板上的信号的各种接地是否正确 测 量端子上的信号是否准确稳定 否则更换 模板 信号反应正确 精度也能满足要求 但报警 不反应 这时应检查数据库组态中上 下 限报警值是否正确 报警级别和方式是否 正确 总之 在这一步一定要保证每一路都正确后 再 进行下一步工作 一般情况下大部分测试会一步通 过的 个别的多半是接线或组态的问题 对于开关量的测试和其他类型的信号测试参考 上述测试方法分别进行 这一步信号测试工作比较 工业计算机控制系统安装调试作业指导 江苏天目建设集团有限公司 10 费时 而且涉及的人也多 但此步工作非常重要 务 必耐心做好 做好此步工作也可以较大程序地减轻 控制调节和整定的工作 控控制制系系统统的的调调试试与与算算法法整整定定 DCS现场调试中难度最大的工作就是控制系统 的调试和算法整定由于不同的DCS系统控制要求 差别也很大 因此在这里只能根据大部分现场调试 的经验提一点参考建议 经过上面的调试 我们已经确认了系统的信号 下面要做的就是先将整个系统的所有控制组态 硬 考贝出夹 包括控制算法结构和各参数 检查这些 控制结构和参数的设置与现场相比是否合理 特别 是检查各控制算法的参数 并将这些参数设定出常 规控制经验参数 利用DCS提供的控制调节画面逐 个回路进行调试整定 由于在控制回路的调试整定过程中涉及到的人 员较多 因而在调试时一定要保证生产过程的安全 调试要稳定地 循序渐近地进行 在调试过程中如果达不到控制结果 这时要检 查控制算法是否正确 调整上下限的设置是否合理 PID的正反使用对不对 控制方式是否在正确的位 置 测量端子的实际输出值是否正确 检查调节阀 门是否失灵 检查调节回路是否阻塞等等 调节回路的调试顺序是先手动 后自动 最后 才切换到串级及其它复杂的回路 有的现场为了提高可靠性 在输出回路串入手 工业计算机控制系统安装调试作业指导 江苏天目建设集团有限公司 11 操器装置 在调试之前一定要首先检查手操器与 DCS是否配套 负载是否在要求的范围之内等 在调试过程中一定要做好记录 最后将最终结 果