仪表系统试验作业指导书

1、仪表系统试验作业指导书1总则为了加强企业的基础性技术管理工作，不断提高企业的技术质量管理水平，规范仪表系统试验的施工工艺、质量标准、安全注意事项等内容，特编制此作业指导书。本作业指导书适用于仪表集散控制系统（DCS）及紧急停车系统（ESD）的系统试验。1.3编制依据：自动化仪表工程施工及验收规范GB50093-2002石油化工仪表工程施工技术规程SH3521-1999石油建设工程质量验收评定标准 自动化仪表安装工程SY4031-93自动化仪表安装工程质量检验评定标准GBJ131-902材料要求主要仪器系统试验主要用的仪器有：直流电阻箱、标准信号发生器、数字压力校验仪、接地电阻校验仪、绝缘电阻测

2、试仪、万用表及对讲机。4作业条件空调系统安装调试完毕，已处于正常运转状态，室内温度、湿度均达到系统要求。不间断电源（UPS）及室内照明已全部施工完毕，投入正常运行。接地极及接地系统总线已施工完毕，接地电阻符合设计规定。DCS、ESD、PLC系统调试在其相关设备都已安装完毕，接地及电源系统检查测试合格，系统具备上电条件时进行。卫生清扫工具、吸尘器、灭火器、灭火器具及防鼠器具已准备就绪。5施工操作施工程序I/O卡件测试系统试验系统上电系统上电前检查5.2施工操作5.2.1上电检查准备上电检查应在设备安装、系统电源电缆接线、接地系统、供电系统按设计要求施工完毕并检查合格、盘内配线符合接线图要求、各路

3、电源正负极之间无短路现象、正负极对地电阻符合接地标准要求后进行。.上电前检查具体步骤：a.对ESD、DCS、PLC机柜组件及配线进行检查时，应确认盘内所有的接线符合设计及制造厂有关图纸的要求。确认随机电缆的型号、尺寸满足相关系统资料的技术参数要求；电缆的外部绝缘层无损坏，绝缘电阻符合制造厂标准；系统模块之间、节点之间及相关终端之间电缆连接正确，网络通讯电缆之间的连接符合制造厂及系统的设计要求。b. 对保护地和系统地进行检查,应按详细设计图与系统设备技术要求进行检查;接地电阻要符合设备技术要求;设备内部接地网不形成回路。c 根据电源接线图检查电源输入/输出回路至各系统设备电源控制开关安装及型号规

4、格是否正确,检查电源极性是否正确,电源电压等级是否符合设计和设备的要求。在进行系统硬件检查和地址设定完成后，对系统进行上电工作。.上电检查内容：系统检查内容包括：电源部分、CPU、通讯卡、存储器卡、I/O卡、编程器 。上电检查应符合下列要求：CPU卡件上电后，卡件上对应状态指示灯应正常；存储卡件上电后，电源指示灯、状态指示灯应正常；其它卡件上电后，电源指示灯、状态指示灯均应正常；将编程器与CPU连接，自诊断编程器应显示状态正常，使用编程器测试功能监测PLC的状态，调出程序进行检查核对。具体过程如下： a.CPU卡件、存贮卡件和其他卡件上电后，检查卡件上对应的状态指示灯是否正常；如不正常则重新检

5、查卡件安装是否有松动，接触不良等，或参照系统故障说明分析解决。b.对于双CPU的ESD系统要检查主从CPU间的切换。切断主CPU电源或按备用CPU请求“运行”开关，备用CPU要能自动切换成为主CPU，且系统运行正常。c.检查冗余电源的互备性能,分别切换各电源箱主、副回路开关,确认主、副CPU运行是否正常，I/O卡件状态指示灯是否保持不变。 d. 在进行通讯冗余试验时，要分别插拔互为冗余的通讯卡或除去冗余通道电缆，观察系统运行是否正常；硬件复位后，观察各相应卡件的状态指示灯是否正常。e. 检查备用电池的保护功能,断开CPU卡电源开关,再合上,检查程序是否丢失;取出备用电池,5分钟后，检查程序是否

6、丢失。DCS系统设备性能检查应符合下列规定：a.所有相关的DCS硬件设备、电源开关置于“ON”状态；从工程师站下装系统软件、应用软件及数据库；启动操作站，确认系统正常；向各站下装组态文件及数据库文件，启动局域控制网上的所有节点，确认各节点状态指示正常。确认所有通讯电缆的状态指示是否正常，检查A、B缆切换功能，当断开A缆时，观察B缆指示是否报警，而通讯仍正常；接通A缆，观察A、B电缆是否都指示正常，通讯正常；同样的步骤再对B缆操作一次。 b. 控制站冗余试验：在操作台上调出系统状态显示画面,确认控制站状态显示正常,在另一操作站上调出一组显示画面且含有同一位号,模拟加入信号,记录SP、PV、OP值

7、，将主控制站断电,观察冗余站是否切换成主站,测试点的SP、PV、OP值是否不变。对从站重复以上的操作步骤，确认从站的冗余功能是否正常。.串行接口调试a.检查并确认相关的通讯设备的开关及跳线设置正确,且能满足通讯协议要求;确认通讯电缆连接正确,螺丝已紧固;确认电缆长度是否符合技术要求;检查调制解调器的型号、规格与设计是否匹配，状态指示是否正常。b. 在DCS操作站上调出串行数据点的细目显示画面,在现场输入模拟信号或使用现场通讯设备的强制功能,强制输入模拟信号,检查相应点的指示是否正确。 I/O卡功能测试5.2.2.1 PLC、ESD系统的I/O检查在系统上电完毕后进行。对于模拟量输入卡,要按I/

8、O地址分配表,从端子加入相应的输入信号,同时根据软件内部设定的量程来检查输入精度是否符合要求,如有CRT,则按CRT上的示值来检查精度。对于开关量输入卡,根据I/O地址表,采取短断路方式在相应端子上加信号,检查DI卡上相应地址的状态灯变化,同时检查软件相应地址的0、1变化;对于开关量输出卡，根据I/O地址表，使用强制功能，观察相应输出地址的I/O卡件的状态变化，并从端子检查输出的0、1变化。5.2.2.2冗余I/O卡试验：选择互为冗余、地址对应的输入点、输出点，输入卡施加相同的状态输入信号，输出卡分别连接状态指示仪表；利用编程器在线检测功能，检查对应的I/O卡；分别插拔互为冗余的输入卡，检查输

9、出状态指示表及输出逻辑不变；分别插拔互为冗余的输出卡，检查对应的输出状态指示表及输出逻辑保持不变。5.2.2.3 DCS的I/O卡测试:输入、输出卡件功能测试： 对于AI卡,要从接线端子加入与0、25%、50%、75%、100%相应的4-20mA或1-5V信号，在点细目上观察输入指示的变化，根据量程计算误差值；输入超量程信号和切断输入信号，观察示值是否有“-”或“BAD”状态信息；如是流量指示，是否有小信号切除功能； 对于AO卡，可将控制点打到MAN状态，从控制点的MV输出0100%信号，在端子出输出值的毫安数，也要分0、25%、50%、75%、100%进行检测； 对于DI卡，可从端子处用短接

10、线进行短接，在点细目上观察输入状态指示变化； 对于DO卡，可从DCS软开关或硬开关或其他逻辑输出处进行状态变化输出操作，在端子处用万用表的欧姆档量通断,或用电压档量有无电压。5.2.2.4冗余控制站I/O卡试验： 在操作站上调出控制站细目显示画面，确认全部I/O卡件状态OK。在另一个操作站上调出一组画面且含有同一位号，输入420mA信号给该位号，记录PV、SP和OP值； 主控制站的I/O卡电源开关分别置于“OFF”状态，确认冗余控制站I/O卡自动投入控制运行，控制站细目显示画面状态正确，确认其PV、SP和OP值保持不变； 主控制站的I/O卡电源重新置于“ON”状态，再确认PV、SP和PV值保持

11、不变； 重复以上三步，对冗余控制站全部I/O卡作切换试验。5.2.3 仪表系统试验 仪表进入系统试验，标志装置仪表安装已基本结束，气、电、风均已到位，现场不受工艺等外部条件的干扰。 仪表系统试验是自控安装的重要环节，仪表系统试验的目的是确保回路接线正确并且仪表的精度符合要求，是对全装置仪表在中交前的又一次质量把关和检验。5.2.3.2 系统试验说明 系统试验是在现场仪表已经完成单体调试，控制室的DCSI/O卡和PLC也经过离线测试完毕，且所有信号传递都已畅通正确的条件下进行。 系统试验中，所有检测单元都在其检测的工艺参数取样处加模拟信号，DI类信号在考虑阻抗匹配的情况下，采取开路与短接的方法加

12、以模拟。所有控制回路输出都直接到控制阀上，即：系统试验覆盖了整个回路的始终。 系统试验应使系统测量的精度及输出信号的精度在允许的范围内，并对有报警要求的点检查该点报警的准确性。 对调节控制回路，除完成输入、输出的试验内容外，应检测其PID作用及输出的正反作用。 联锁回路：模拟其全部的联锁工艺条件并检查其全部的联锁输出。 复杂的调节回路：进行多输入或多输出的系统模拟试验，验证结果的正确性。 成套设备的随机仪表、分析仪表、PLC内部逻辑等根据合同要求，也可协同外商和厂商代表共同调试。根据回路图上点名，在操作画面上将点细目调出来，如果回路带有报警点,则应首先将报警点定在设计值上,然后到现场用标准仪表

13、送入全量程的0,50%,100%三点模拟信号,在控制室内观察显示,三点对应值应达到合格标准,若不合格分别检查并调整一次表精度直至合格。当一次表输出信号上升和下降到设定值时,DCS应发出报警,其报警精度不应超过规定值。 变送器的测试压力信号源+-DCSI/O卡柜输入安全栅mA变送器DCS系统柜操作站 注:带输入安全栅回路为本安回路。先调试好变送器的零点和量程，但零值误差不得超过基本误差的1/2，以缓慢的速度调整压力信号源，依次给出变送器测量范围的0、50、100、100、50、0，观察操作站CRT显示对应各点的输出值，计算各点的系统误差。系统误差的最大值应在允许范围之内。 热电阻、热电偶的测试安

14、全栅DCSI/O卡柜DCS系统柜操作站 电阻箱DCSI/O卡柜DCS系统柜操作站安全栅毫伏信号发生器在检测点，调整 电阻箱的电阻，依次给出热电阻测量范围的0、50、100时所对应的电阻值，观察操作站CRT的显示。在检测点调整毫伏信号发生器的毫伏值，依次给出量程范围的0、50、100时所对应的温度值，观察操作台CRT的显示。 浮筒的测试浮筒mADCSI/O卡机柜输入安全栅操作站DCS系统柜根据被测介质的比重计算出用水校验时的测量范围，根据计算出的测量范围，先调整好浮筒的零点和量程，但零值误差不得超过基本误差的1/2，再依次加水至测量范围的0、25、50、75、100、100、75、50、25、0

15、，用精密万用表测量与输入信号相对应的各点的输出值，同时观察操作站CRT显示。单回路调节回路试验 输入回路的调试可参照单参数检测回路的调试方式进行 在调试输出回路时，可首先将调节器手/自动切换开关打至“手动”位置,若回路中有报警设定则将报警点定在设计的规定值上,然后从中控室手动输出信号到调节阀,其信号值为输出全行程的0,50%,100%。观察调节阀的行程是否符合精度要求；对于行程时间有特殊要求的调节阀，要按调节阀规格书规定的时间检测阀的动作时间，如果动作时间超过规定要求，则要检查气源压力是否够，或考虑气源管是否太细等影响因素。输出回路试验图：DCS系统柜调节阀I/P转换器输出安全栅操作站mADC

16、SI/O卡机柜开关量输入、输出回路试验 开关量输入、输出回路试验时,在控制室通过手动开关、控制按钮、或满足联锁条件，改变输出状态ON/OFF,在现场观察输出状态变化包括电磁阀、切断阀、泵或电机的动作状态，并在控制室观察输入状态变化,包括回讯、报警灯等。如现场泵及电机等不具备联动条件，可在现场测试其接点状态变化，所有状态变化应符合设计动作要求。 对于没有输出回路,只有输入回路的开关量输入回路,在试验时将现场接点短路或断路,在控制室观察输入状态变化,其状态变化应符号设计要求。 开关球阀的测试操作站DCS系统柜DCSI/O卡机柜输入安全栅阀位开关开关球阀输出安全栅PLC端子柜PLC机柜PLC数字输出

17、信号使继电器接点闭合，电磁阀受电，气路畅通。开关球阀动作，观察操作站CRT显示，阀位指示是否正确。 压力开关的测试操作站DCS系统柜DCSI/O卡机柜输入安全栅压力开关压力信号源压力开关回路测试时，以缓慢的速度调整压力信号源，压力增至（减至）报警设定点时，观察操作站CRT显示，压力开关接点的动作情况，再缓慢减小（增加）压力，检查压力开关的复位情况。 液位开关的测试其报警设定点因无法改变，只需人为短接、断开其接点，观察操作台上的状态变化情况。操作站DCS系统柜DCSI/O卡机柜输入安全栅液位开关带联锁阀的单回路调节回路试验 对于联锁阀，可通过满足其动作条件，或使用强制功能，使其动作。 在联锁阀带

18、电的情况下，输入输出回路的试验可参考单回路调节回路的联校方式进行；在调节回路调校完后，使电磁阀处于不满足状态，观察调节阀是否处于事故状态。5.2.3.3.5 串级调节回路试验 首先将主调节器的自动/手动切换开关打至手动位置,付调节器切换到串级状态，从主调节器手动输出信号0，50%，100%。三点到付调节器的给定输入，此时给定指针指示值应达到合格标准。 将副调节器切到手动位置,手动输出0,50%,100%三点到调节阀,此时调节阀所对应的行程值应符合标准。 主调节回路的输入部分可按单参数指示回路进行试验；付调节回路可按单回路调节回路进行调试。如果付调节回路带联锁阀，则可按带联锁阀的单回路调节回路进

19、行试验。5.2.3.3.6 分程调节回路试验 分程调节回路的输入回路可按单参数指示回路进行调校； 将调节器的手/自动方式打到“手动”位置，在每个分程阀的行程的0、50%、100%的点上加输出信号，检查每个阀的行程是否符合动作要求，动作时间是否在调节阀规格书规定的时间之内。5.2.3.3.6 比值调节回路试验 比值调节的输入回路可参照检测回路的调试方式进行调试； 输出回路调试时，如果是单闭环比值调节，可将调节器的操作方式打到“手动”位置，参照5.3.3.2进行调试；如果是双闭环比值调节，可将输出分为两个输出调节回路，参照5.3.3.2分别进行调试； 对于比值调节的比值算法，可在主回路的输入回路加

20、模拟信号，再在付回路的输入加模拟信号，根据设定的比值，检查副回路的输出变化是否符合比值调节的动作要求。 其它复杂控制回路试验 其它的复杂控制回路，在调试时，可将输入输出回路拆开分别进行调试，再根据各控制回路的不同控制要求，分别调试其控制功能；如有联锁阀控制，则应先满足其联锁条件，使调节阀可以动作，再使联锁阀处于事故状态，检查调节阀是否处于事故状态。 机电联调是装置开车前，设计、施工、建设单位对仪表试验工作的全面检查与确认，尤其是对联锁系统，要组织电气及工艺等专业人员共同确认。 组织联合检查。电气专业检查合格后，动力、二次回路投电，工艺设备专业检查合格后，机电设备达到准运行条件，自控试验工作完成

21、，检查合格，控制系统投电，在现场变送器、发讯开关处加模拟工艺信号或者通过调试软件初始化联锁保护系统后进行机电联调，确认动作正确、可靠，机电设备运转各参数符合设计或产品技术要求。调试过程中，对检测系统要进一步核对信号的量程、工程单位、报警上下限等，对调节系统要检查设定值、比例积分微分时间预设定、输出正反作用及调节阀气开气闭是否正确，对联锁报警系统应模拟联锁的工艺条件，检查动作的正确与可靠性。5.3.2 DCS、PLC I/O卡基本功能测试记录 表9225.3.3 DCS、PLC I/O卡模拟量测试记录 表9235.3.4 报警、联锁系统试验记录 表9255.3.5 仪表回路联校记录 表9266质

22、量标准61检测系统调试的质量要求及其检验方法质量要求线路补偿电阻配制误差要求仪表零点正确检测系统误差（指示、记录、积算）不大于系统内各单元仪表允许基本误差平方和的平方根值）调试记录字迹清楚，数据准确，项目齐全，责任明确检验方法用电桥测量观察核对调校记录，必要时在检测端用信号发生器输入信号检验观察质量要求调节器、执行器、调节阀的动作方向符合设计要求检测基本误差不大于系统内各单元仪表允许基本误差平方和的平方根值手动、自动双向转换性能和软手动输出特性符合产品说明比例、积分、微分设定值基本符合要求控制点偏差值符合产品说明执行器全行程动作（包括阀门定位器）灵活、无卡涩现象手动操作机构输出符号与执行器动作和形成匹配调校记录字迹清楚、数据准确、项目齐全、责任明确检验方法观察核对调校记录，必要时在检测端用信号输入信号检验核对调校记录观察核对调校记录观察观察，核对