内蒙古商都县民宇水泥有限责任公司 2500t/d新型干法水泥熟料生产线二期工程
水泥厂自动化仪表调试 技术总结
作者：张玉成
山西省工业设备安装有限公司 内蒙商都民宇水泥项目部 2015年5月
一、工程概述
1、工程说明
1.1 工程名称：内蒙古商都县民宇水泥有限责任公司2500吨/日新型干法水泥熟料生产线二期建筑安装工程
1.2 工程地点：内蒙古商都县商都县七台镇工业园区 1.3建设单位：内蒙古商都县民宇水泥有限责任公司 1.4监理单位：乌兰察布市业峰建设监理有限责任公司 1.5设计单位：内蒙古自治区建筑材料工业科学研究设计院 1.6施工单位：山西省工业设备安装有限公司
2、工程的主要实物量有： （1）热电偶
（2）耐磨耐高温热电偶 （3）智能温度变送器 （4）智能压力变送器 （5）电动执行器 （6）雷达物位计
3、中控室部分自动化仪表：
本系统采用的是DCS系统，DCS是整个系统的核心部分，负责采集现场的所有信号，并通过运行控制器中的程序，最后输出接点来控制电气设备，使其按照一定的工艺要求运行起来，从而实现整条系统的自动控制。
二、编制的依据及适用范围：
1、中华人民共和国国家标准《自动化仪表工程施工及验收规范》 （GB 50093-2002）；
1、内蒙古自治区建筑材料工业科学研究设计院提供的仪表施工图、DCS 输入输出I/O接口表；
3、设备制造厂带来的有关设备资料及技术说明书等；
三、调试的外部条件要求
1、中央控制室内整洁无杂物，所有的盘柜已全部安装到位，电缆接线已完毕，盘柜标牌明确。
2、现场各点位设备已全部安装到位，电缆接线已完毕。
3、控制室内照明已亮灯，应设专人值班,建立了进/出制度。
四、自动化仪表调试
1、自动化仪表施工顺序
1.1 施工准备：熟悉仪表施工图纸和相关技术资料，准备调试所需的仪器、仪表和工具，准备调试所需的试验电源。
1.2 以设计施工图为准，对设备的电缆接线进行校对确认。 1.3 单体仪表调试 1.4 DCS系统受送电检查 1.5 现场仪表调试 1.6 DCS系统模拟试验， 1.7 DCS系统单试及联试
2、仪表调试方法及安排
在设备安装之前，在可能的情况下进行现场常规仪表的先期预调试，对智能仪表可进行参数整定及系统需要数据的设定及预调试，对部分特殊仪表进行功能及性能检验，然后与仪表安装专业办理中间交接，由仪表安装专业人员进行仪表设备的安装。
对本工程的仪表调试系统的操作要领、信号种类、接口等进行培训及检查确认，并对专业技术调试人员进行合理有效技术培训及资料转化工作，因此在现场进行安装施工的同时，仪表调试技术人员有较多的技术深化工作，须进行合理的安排布置方能保证调试任务的完成。
调试作业人员与安装专业人员同步进行线路测试，在达到受电条件时开通仪表控制系统，对仪表系统进行二次调试及特殊仪表的检查调试，然后进行系统模拟试验。
本工程的仪表系统与电气系统关联接口多，调试时要注意专业协调与配合工作，在时间及工作计划的分配上有主有次，确保全系统的正常运行。
最后进行系统的单试与无负荷联试，检查仪表系统的工作状态是否满足生产工艺需要，能否达到设计要求。 自动化仪表调试的工期进度必须与整个工程的进度网络协调配合，按期保质保量完成调试任务。
3、仪表调试项目与内容
现场常规仪表预调试、仪表的二次调试、特殊仪表系统的独立调试、自动控制系统受电及运行、控制系统的模拟试验、单试与无负荷联试等。并完成与电气及其它专业的联锁控制。
特殊仪表还需进行专门的检验及测试、开通运行、单联试等。 完成系统所需的报表、物流跟踪及紧停顺序控制等综合调试。
4、仪表调试方法 4.1仪表的调试要领
⑴ 消化并熟悉仪表的专用资料，掌握各仪表的性能及调试技巧、要领。 ⑵ 正确选择校准用标准仪器仪表，提供适合被调仪表检验工况的试验条件。
⑶ 根据仪表使用说明书的要求对被调试仪表进行调试项目试验，包括功能试验、示值刻度试验、输出信号试验、报警功能试验、辅助特性试验、附加功能试验等，并进行状态调试，所有试验数据应达到规范要求的试验点及设计要求的精度及品质功能要求。
⑷ 单体仪表设备必须按规范要求作五点以上刻度的正、逆程校验，线性刻度通常取量程的0%、25%、50%、75%、100%（或0%、20%、40%、60%、80%、100%），非线性刻度视实际情况取有代表性的刻度点。
⑸ 根据工艺系统的自动控制设计要求进行系统的整定，运行仪表系统。 4.2 现场压力指示表
⑴ 对被校现场压力指示表进行开箱验收，单证齐全。
⑵ 进行表面刻度的精度试验及稳定性试验，试验的点数符合规范要求。 ⑶ 全数进行报警刻度精度试验，并按设计要求进行报警点整定。 ⑷ 校验检测完毕的仪表应编上工程图位号，重新进行包装并适于运输及存放，以备现场安装。
4.3流量、物位仪表
⑴ 对被校流量、物位仪表进行开箱验收，单证齐全。随流量、物位仪表成套的法兰、接地环及安装件、密封件认真清点并妥善保管。
⑵ 通常情况下仪表的检测部分不进行精度检测试验，仅作常规目视检查，但检测变送器应进行精度及功能检测试验，根据产品说明书的提供的数据进行参数及各项调整，使流量检测变送器满足本工程的设计使用要求。
⑶ 对仪表附带的特殊功能进行检查调整，并整定到本系统要求的状态。 ⑷仪表投入运行前应按设计对安装状态按说明书进行检查，满足相应的安装位置要求，保证安装准确，接地完整且良好可靠。 4.4 智能型压力/差压变送器
⑴ 对被校智能压力/差压变送器进行开箱验收，单证齐全。随智能仪表的安装件、消耗件、备件认真清点并妥善保管。
⑵ 用厂家配套的专用手持终端通讯器对智能压力/差压变送器进行各种参数的组态。组态的主要内容包括变送器的图位号、阻尼参数、单位、量程、分度、传输信号类型、数据处理模式等。
⑶ 在对变送器进行校验时，视压力/差压信号范围分别对压力、差压变送器进行模拟加压试验，并用相关标准仪表检测变送器的输出信号，调校变送器使其满足精度要求。
⑷ 对被校智能压力/差压变送器的其它附加功能及特性进行检验调试。 4.5 盘柜仪表
⑴ 根据设计要求确认仪表的规格、型号及量程范围。
⑵ 对盘柜仪表进行精度及功能试验，校验状态应与工程设计的应用状态完全一致。 ⑶ 调试合格后应对外置的调节点进行标记或锁紧，防止他人误动而改变设置。
⑷ 对仪表的报警功能、超限防护功能等进行检查、确认，并按设计值进行设定、动作。
4.6 气动及电动调节阀
⑴ 调节阀除进行品质鉴定外，通常不在室内作模拟预调试。
⑵ 现场安装完成的调节阀应无表面机械损伤，电线管、气源管走向合理，调节阀的进出口方向符合工艺介质流向。
⑶ 当现场气源具备时即可对气动调节阀进行单体试验。电动调节阀动作前通常需要与机械专业配合确认阀的动作状态及关闭状态，若是一体式的，动作前须作好防超范围转动的措施，分体式的运动角度确定后，单独调整执行机构，最后再联接上阀整体动作检查。
⑷ 先手动全行程检查阀芯运动有无卡滞，完全正常后即可用电信号模拟试验检查阀的动作行程和线性精度，特别注意检查电/气阀门定位器的转换精度及稳定性。
⑸ 对气动切断阀，应检查切断阀在切断状态时的关断严密性、全行程动作响应时间、动作方式及到位极限的动作可靠性。
⑹ 调试时应核对调节阀的正反动作特性，应符合设计要求，满足调节需要。 ⑺ 动作满足精度和设计要求后，需对执行机构的止挡进行锁定，力矩开关进行整定，并反复试验，确保可靠、有效。
4.7液位仪表
⑴ 根据设计要求确认液位仪表的型号、规格及相适应的量程范围，配套变送器应与检测头的量程规格相符。
⑵ 根据液位仪表的选型调整仪表设备的功能参数。超声波液位计需要在安装位置确定后实际设定各相关测量参数，再检查确认测量结果是否满足误差要求；压力传感式液位变送器在完成参数设置后还需要对测量传感线的实际长度进行精确定位以满足测量精度要求；采用导压管取压、智能变送器进行压力变换的液位仪表参照智能变送器调试要点。
⑶ 对变送器的输出信号及附加功能进行设定并确认。 ⑷ 使用智能通讯器对变送器进行远方通讯试验。 4.8 气体分析仪 ⑴ a 安装检查: ★ 气体分析装置的采样管路、吹扫气体管路、标准气体校验管路、电气管路、信号接口、设备选型规格、取样点位置、取样探头等是否符合图纸或设计要求。 ★ 各阀门的关闭/开启是否良好,各切换开关阀的动作情况及相应气体通路的通断是否正确。
b 线路检查: 包括电源、信号线路系统接线检查及绝缘电阻测定。
⑵ 准备足够用量的零点校准气和量程校准气，条件允许时还可准备检查用标准气体。
⑶ 校验前，给气体分析仪供电并预热足够长时间。 ⑷ 标定
零气体标定：接入零量程气体，读取分析仪指示，测量输出应为对应零量程气体的毫安值。
量程气体标定：接入量程浓度的气体，测量、调整至分析仪输出应为对应量程气体的毫安值。
重复上面两个步骤，直至气体分析仪的测量误差符合精度要求。
⑸ 通入检查用标准气体，检查分析仪的中间点校正精度，应准确测量出检查气的成分含量供参考。
⑹ 对取样系统的吹扫回路及吹扫程序、切断阀的动作进行检查确认，同时对气体分析装置的自动标定及补偿等程序进行调试。
⑺ 调试分析仪的远传模拟量输出精度，检查系统远方操作控制切换功能及接口信号交换。
4.9 DCS组件检测调试 4.9.1 模拟输入 (AI) 组件
根据系统配置的卡件种类，用标准信号发生器，在系统机柜相应端子上加入标准模拟信号，模拟现场检测信号，通过操作站屏幕观察相应信号显示值。通常要求作最小值、中间值、最大值三点输入检测（有的要求作10%、50%、90%三点）。
对不同的AI输入组件要求有不同的输入信号，分清无源、有源、热电偶（K型、R型）、热电阻的AI组件，输入不同的信号并进行校验，确保模拟输入组件满足厂家的保证精度要求。
所有的模拟信号通常要求与本系统的对应的设计使用信号完全相同，以保证外部信号进入后的显示正确性。
4.9.2 模拟输出 (AO) 组件
在操作站上通过改变回路的工作状态发出AO信号（如阀门的开度指令），同时在控制机柜的相应端子上检查组件的输出电流。要求作最小值、中间值、最大值三点检测输出（有的要求作10%、50%、90%三点），确保AO输出组件满足厂家的保证精度要求。 在系统设计有多负载的回路还须作输出的负载特性，确保输出信号的准确及可靠性，输出组件负载能力应满足厂家的保证要求。
4.9.3 数字输入 (DI) 组件
在端子柜上通过用短接线或电压信号模拟触点作开、关信号试验，检查组件的输入灯是否正常点亮，同时在操作站上观察相应点位的信号接收状态并记录相应的动作状态。
在数字输入信号是电压信号时，还应进行高低电平的动作值抽检，保证系统输入信号在最坏的情况下动作的可靠性，电压切换点的滞环特性必须符合厂家的技术保证要求。
对于频率脉冲输入，需考虑脉冲的幅值及频率的可适用范围，设置相关转换参数，确保数据转换的真实和准确性。
4.9.4 数字输出 (DO) 组件
在操作站上设定开、关状态并进行切换，在端子柜检查相应输出端子的通断或对应继电器的动作情况。
在数字输出信号是电压信号时，还应进行高电平动作时的负载能力抽检，卡件的负载能力必须符合厂家的技术保证要求。
对于频率输出，应使用标准频率测试仪进行精度、脉冲形状及幅值测试，保证输出信号的正确性。
4.9.5 其它通讯组件
根据系统内配置情况，确认设备的通讯模式及适用的通讯规程，进行模拟传送试验，检查传送数据的正确性，设置相关参数，确保数据传输准确，可靠，符合系统的要求。
5、仪表系统模拟试验 5.1 系统模拟试验目的
本工程的仪表控制系统均需要与生产线上电气控制系统进行接口，在系统模拟试验时需要完成，要求调试人员具备相关系统调试经验和调试技术，充分发挥系统的潜能，确保系统运行效果优良。
在所有单体仪表及设备已调试完成，现场具备模拟试验要求时，可将现场单体仪表与室内显示控制仪表组成单个的系统进行静态模拟试验。
要使设计系统完全满足生产工艺要求，必须进行系统模拟试验 5.2 系统模拟试验条件
要使系统模拟试验符合生产工艺要求，试验前现场应具备下列条件：
⑴ 模拟试验范围内的现场检测仪表和执行机构的安装状态、调试精度及功能合格；
⑵ 仪表电缆已全部敷设，接线、导通、绝缘试验合格； ⑶ 相关专业已调试完成，系统间已具备接口试验条件； ⑷ 各种工艺参数的整定均已确认。
⑸ 模拟试验可以分区、分片、分装置进行，主要从检验系统功能、保证施工进度、安全、有序的角度出发，但所有的仪表系统、回路都必须进行。
5.3 检测指示回路的系统模拟试验
⑴ 用回路校验仪等信号发生器在现场模拟温度、压力、流量等仪表的现场信号，检查室内相关联的指示值是否完全正确，系统误差应符合设计要求。
⑵ 模拟值应包括量程的起点和终点，不得少于3点。 ⑶ 对现场信号点的信号应区别有源、无源及信号种类。
⑷ 对有报警联锁要求的监视点，要作模拟报警试验，检查报警记录和报警打印功能。
5.4 操作控制回路的系统模拟试验
在室内的操作控制设备上手动输出控制指令（模拟或数字信号），同时对现场电动阀门、调节阀、指示仪、电磁阀等的开关特性、开度情况进行检查，动作误差值应符合精度及设计要求。
5.5 信号联锁回路检查的系统模拟试验
在各回路系统中，需在系统里进行报警及连锁的信号，通过在现场模拟仪表信号达到设定值，检查相关的联锁程序、紧急切断、保护功能及报警点是否正常动作并进行确认。
通过在现场或操作控制设备上模拟某个仪表信号达到设定值，在控制系统经过功能演算、顺序控制等进行数据处理后，检查相关设备的动作过程、顺序、延时等参数是否满足设计要求，并最终满足工艺线工艺要求。
5.6 其它试验
根据设计及系统要求，完善相关功能，对通讯、数据采集、抗干扰、断电支持、数据保持、传送数据格式、备份、恢复等进行测试。
6、系统单试 在仪表单体已校验完毕，系统模拟试验包括单元仪表检测系统、控制调节系统、联锁信号系统已完成，电气调试业已完成控制装置的空操作，就可以进行机电一体的设备的单体试运转。
在单试过程中，需要完成包括现场压力表、温度计、压力及差压变送器、流量计、流量积算仪、液位计、特殊成套仪表装置、各种检测器等的投运。根据设计和工艺要求，使仪表设备满足工艺的测量要求，为工艺服务。
单试时应使仪表系统完全处于正常测量控制工况下并完成自动检测控制，反映的示值及报警完全代表现场的工艺状态，并能准确提供现场工艺流程的具体参数。 对于普通的单元回路仪表，能进行实际状态信号的静态显示，如流量、压力、温度、料位等的常态工艺值测量，应准确测量。
对于超声波液位仪表，因介质的状态特殊性，单体调试只能作校准及接口、通讯调试，部分功能视运行情况逐步进行功能测试。
7、系统无负荷联试
在设备单体试运转结束并检测正常的情况下，可进行无负荷联动试车。
在无负荷联试中，仪表专业应与机、电各专业密切配合，按照工艺流程的顺序逐台设备进行检测、控制并自动运行，对设备的运转次序、延时时间、仪表显示信号、相关设备的联锁状态等一一进行确认。
通常情况下，进入无负荷状态联试时，仪表系统逐步完全进入自动运转模式，配合电气及机械专业完成监控任务。
