内蒙古神州硅业年产吨多晶硅项目工业仪表安装施工方案含DCS系统.docx
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内蒙古神州硅业年产吨多晶硅项目工业仪表安装施工方案含DCS系统
仪表施工方案
目录：
第一章工程概述
第二章编制依据
第三章仪表分部分项工程的划分
第四章施工人员准备
第五章施工程序
第六章施工方法
第七章质量保证体系和质量保证措施
第八章施工安全保证措施
第九章形象进度计划
第十章施工机具、标准仪表计划
第一章工程概述
一、概况：
内蒙古神州硅业3000吨/年多晶硅项目，位于内蒙古自治区呼和浩特市金桥开发区，工程合同范围包括：
110KV总变、车间变电所、主控楼、还原、氢化、氯化氢合成、三氯氢硅合成、粗馏、CDI、空分制氮、脱盐水、综合泵房等单位工程，主要工作范围包括非标设备钢结构制作、设备、工艺管道、电气、仪表、防腐保温等各分部工程。
本工程自控仪表中控室设在综合楼，控制系统采用DCS系统进行控制，对全厂的温度、压力、流量、液位、分析仪表进行监视和调节。
现场设过渡接线箱，现场仪表通过接线箱和多芯屏蔽电缆与主控室DCS机柜相连，尤其是对于热电偶MV信号采用了多路温度采集系统通信电缆RS485连接，大大降低了用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到控制室内的仪表端子上的缺点，更为业主节省了建设成本。
现场多数为防爆场所，现场仪表和相应的接线箱也都设置了相应的防爆等级，另现场设置了有毒气体和可燃气体检测报警器，更加保证了现场人员和设备的安全，现场仪表的选型为国内外比较先进的仪器仪表，技术先进、性能可靠、兼容性强、自动化水平高。
二、主要实物量：
第二章编制依据
2.1成达设计院提供的《内蒙神州硅业3000吨/年多晶硅项目》设计图纸。
2.2《工业自动化仪表施工及验收规范》GBJ50093-。
2.3国家电气标准规范汇编。
2.4《石油建设工程质量检验评定标准，自动化仪表安装工程》（SY4031-93）。
2.5《自控安装标准图册》。
2.6化工建设工程交工文件技术规定。
2.7企业标准
⑴质量手册
⑵质量控制手册
⑶其它有关企业标准
2.8我公司编制的国家级工法《总体分散综合控制TDCS-3000工法》。
第三章仪表分部分项工程的划分
以各工号为仪表分部工程
分部工程
分项工程
仪
表
安
装
分
部
工
程
1、仪表操作台安装
2、桥架安装
3、穿线管敷设
4、电缆敷设
5、导压管线敷设
6、气源管线敷设
7、压力仪表安装
8、液位仪表安装
9、流量仪表安装
10、调节阀安装
11、检测仪表回路调校
12、调节仪表回路调校
13、报警联锁调试
第四章施工人员准备
4.1施工任务划分
主要分成以下几个作业系统（区）。
DCS集散控制系统、控制室、现场仪表、桥架电缆。
各作业系统（区）配备相应施工人员，同时依据各系统进展情况，随时进行调整。
4.2施工人员选择
⑴配备仪表施工队队长一名、高级工程师一名、工程师一名。
⑵施工班长由现任仪表班长担任。
⑶施工人员中仪表工选择技术素质较高，有施工经验的人员。
⑷DCS集散控制系统、以及仪表调试主要由仪表高级工程师、工程师负责。
4.3施工人员的培训
4.3.1施工前设计人员需向施工管理人员进行技术交底，施工技术人员向施工班组进行技术交底。
尤其是DCS的安装及调试要求进行交底，内容包括：
图纸要求、规范标准、施工步骤、技术措施和检验方法等。
4.3.2组织施工人员熟悉图纸及有关资料规程规范，专门针对性训练和技术培训（如PLC系统安装调试等）。
4.4劳动力计划
工种
人数
仪表工
20
焊工
5
临时电电工
2
辅助工
8
起重工
2
架子工
3
第五章施工程序
根据自控仪表专业及本工程自动化程度高，工期要求紧的特点，因此，必须运用网络管理技术，对整个系统结构进行科学地分工，尽可能与其它专业并行施工，穿插作业，提高工作效率，加快施工进度。
结合本公司在山东济宁凯模特化工有限公司、山东中氟化工有限公司，山东盛隆煤焦化项目等工程中的施工经验，合理组织、安全调试，做好土建、电气、设备工艺管道等专业的协调工作。
具体施工顺序见下图：
施工顺序图
┌─────────────┐
│设计图纸技术交底、专业培训│
│熟悉施工图、技术资料│
│编制详细的施工方案│
│提供设备、材料计划│
│施工现场条件检查│
└──────┬──────┘
┌──────────┬─────────┬──┴────────┬───────────┬
↓↓↓││
┌────────┐┌──────┐┌────────┐│┌───┴───┐
│控制室预埋件确认││仪表开箱检查││仪表加工件确认│││电缆桥架确认│
└────────┘│确认││确认││└───┬───┘
↓└──┬───┘└───┬────┘│↓
┌────────┐├────────→↓│┌───────┐
│盘、机柜开箱检查│↓┌────────┐││桥架敷设路径│
│确认│┌──────┐│配合工艺设备专业│↓│规划│
└────────┘│仪表单体校验││安装取压样部件及│┌────────┐└───┬───┘
↓│和组态││一次检测元件附件││现场仪表支架预制├┐│
┌────────┐└──┬───┘└───┬────┘└───┬────┘││
│接地系统安装││││││
└────────┘││││↓
↓┌───┤│││┌───────┐
┌────────┐││││││桥架敷设│
│硬件安装││↓↓↓│└───┬───┘
└───┬────┘│┌──────┐┌──────────┐┌────────┐│↓
↓││现场检测仪表││导压管、气源管材质│←┤现场仪表支架安装││┌───────┐
┌────────┐││定位││确认及敷设路径规划│└───┬────┘││电缆保护管敷设│
│盘上仪表安装│←┘└──┬───┘└────┬─────┘│││路径确认│
└───┬────┘│↓↓│└───┬───┘
↓│┌────────┐┌────────┐│↓
┌────────┐└────→│导压管、气源管│←─┤导压管气源管││┌───────┐
│电源配线、通信││支架安装││支架预制│└→│电缆保护管敷设│
│网络│└───┬────┘└────────┘└───┬───┘
└───┬────┘↓↓↓
↓┌────────┐┌────────┐┌───────┐
┌────────┐│导压管、气源管│←──┤现场组焊││电缆确认│
│软件调试││敷设│││││
││└───┬────┘└────────┘└───┬───┘
└───┬────┘↓↓
↓┌────────┐┌───────┐
┌────────┐│仪表安装环境检查││电缆敷设│
│离线回路调试│└───┬────┘└───┬───┘
└───┬────┘↓↓
↓┌────────┐┌───────┐
┌────────┐│现场仪表安装││电缆绝缘检查│
│AOAII/O配线│└───┬────┘└───┬───┘
└───┬────┘↓───────────┐↓
↓┌────────┐┌────┴────┐┌───────┐
┌────────┐│导压管、气源管道││与管道连接的流量计││检查接线├
│机柜外部接线││工艺一起吹扫试压││控制阀拆除，恢复。
│└───┬───┘
└───┬────┘└───┬────┘└────┬────┘│
││←──────────┘│
└─────────────────→│←──────────────────────┘
↓
┌──────────┐
│检测回路信号校接线│
└────┬─────┘
↓
┌──────────┐
│单回路调试│
└──────────┘
↓
┌──────────┐
│PLC应用软件调试│
└────┬─────┘
│
│
↓
┌────────┐
│联动试车│
└────────┘
第六章施工方法
我们在山东济宁凯模特化工有限公司、山东中氟化工有限公司，山东盛隆煤焦化项目等工程中都施工过相应的控制系统，并都取得了圆满成功，积累了丰富的施工经验。
针对本工程的DCS系统如何科学合理、高效地进行安装调试，可参照我公司编制的国家级工法《总体分散综合控制TDCS--3000工法》，所以在本装置施工中，我们将根据设计图纸的要求及DCS系统安装特点，围绕该工法，科学、系统、高效地进行本装置仪表安装工程的施工。
为了搞好本装置仪表施工，保质保量，提高效率，加快进度，特制定以下注意事项：
总则：
（1）施工前，工程技术人员必须根据设计图纸对施工班组进行详细的技术交底，讲清重点，明确任务，使班组彻底理解设计意图、要求。
（2）在施工中应严格遵照《工业自动化仪表施工及验收规范》GBJ93-86、施工图纸及业主提供的有关技术文件和随机资料组织施工、验收。
（3）组织全体人员学习我公司编制的国家工法《总体分散集中综合控制TDCS-3000工法》，利用工法来指导我们进行施工。
6.1DCS控制系统施工方法
硬件安装程序:
安装方案及工具准备
DCS设备开箱检验
土建验收、安装尺寸核对基础安装
接地装置预埋安装
汇线槽
安装
控制室空调安装投用
编制电缆敷设表、汇线槽管沟及活动地板下的电缆通道布置准备
↓
接地系统连接和检查测试
↓
DCS机柜、操作台辅助设备安装
↓
机柜内插卡、部件安装检查
↓
↓
UPS电源系统安装调试
网络通信电缆连接和检查
↓
↓
DCS硬件软件
调试及离线调试
汇线槽及主控室
的电缆敷设
↓
DCS系统接线
DCS系统现场安装和调试工作是从DCS设备运到现场，在开始这项工作之前，下述工作必须已经完成。
⑴DCS在厂家已通过出厂测试验收，并达到了合同要求。
⑵现场准备已完成包括：
a.机房已按要求装修好。
b.空调设施已装好，达到了DCS对机房空间、温度、湿度等环境的要求。
c.供电系统已按DCS的要求设好，如UPS已安装调试完毕。
d.接地系统已按要求做好，并将接地板已安装到指定地点。
e.接地电阻已达到了要求。
f.具有良好的防盗安全保护措施。
g.安装的施工方案经业主会签认可。
h.人员配备固定齐全，有专业工程师负责，专家指导。
6.2设备开箱验收。
开箱验收的目的
一是检查DCS厂家是否按要求将装箱单中的所有设备（包括资料）都运到了；二是检查运输过程中有无损坏。
⑴参加人员：
业主方代表、质监单位、施工单位代表。
⑵开箱验收步骤：
a.仔细阅读《设备装箱清单》，先检查箱子个数是否与《设备箱清单》说明一致，标记是否正确，即装车时是否发生误差。
b.检查包装箱的外表是否有压挤碰撞过的损伤，主要检查运输或装卸过程中是否按要求进行操作，如果有用照相机拍下，并做好记录。
c.依次打开各包装箱，检查各箱内容是否与《设备装箱单》上一致，并检查各设备部件有无损伤，做好记录。
d.三方（业主方代表、质监、施工单位）代表联合起草一个《开箱验收报告》报告应详细记录参加人员，开箱日期、验收地点、开箱过程，如有损坏则要标明检查结果，分析说明是由于运输装卸造成的，还是厂家运输不合理造成的，提出三方认可的修复方案和解决措施。
如果设备数目及型号与《设备装箱清单》不符合，要写明原因和处理意见，最后各方代表签字。
6.3接地系统安装
仪表控制系统的交流接地，直流接地、机柜接地应完整独立，不得形成由接地回路形成的躁音和仪表控制系统不同接地点间引起的电位电平，因此接地系统应遵循以下原则。
a.接地系统应符合DCS制造商规定的标准要求。
b.在装置接地网上用一专用的接地点，采用单点连接，连接线应尽量选粗铜线。
以降低接地电阻。
c.DCS系统接地要求：
交流接地电阻小于4欧，直流接地电阻小于1欧。
为了消除干扰，提高系统的可靠性，输入、输出信号采取抗干扰措施，采用二芯、三芯多芯屏蔽电缆。
对于计算机输出信号，不论是模拟量，还是离散输出信号，其屏蔽接地均接在机柜接地母板上，再由母板接地。
对于带有中间接线箱柜（盒）的过渡接线方式，要求接线柜（盒）内屏蔽层用导线短连在一起。
6.4DCS机柜安装
在控制室环境，电源供电，接地系统符合要求后，就可以将各设备分别就位，在就位之前，要仔细阅读业主提供的《仪表控制室平面布置图》，核实每一设备的位号，按图就位。
（1）运输DCS机、柜、箱时，应首先检查路上有无障碍物，在运输过程中一定要绑扎牢固，以免倾倒，损坏内部器件。
在用吊车起吊柜时，钢丝绳栓在吊耳上，有专人指挥，防止碰撞、损坏油漆层。
（2）制作基础槽钢时，应先将有弯曲的型钢矫直，按盘的实际尺寸下料，预制加工好基础槽钢，并进行除锈，配合土建进行预埋。
（3）安装基础型钢时，应用水平尺找正找平，其不平行度及水平度每米误差应小于1mm，全长不大于5m时基础型钢的位置偏差及不平行度应小于每米1mm，全长偏差应小于5mm。
（4）型钢埋设及接地线焊接好后，外露部分应刷樟丹油并刷两道油漆。
（5）基础型钢的两端，一般用40×4镀锌扁钢，分别与接地网进行焊接，焊接面为扁钢宽度的2倍。
盘的接地应良好，每个盘箱从后面左下部的基础型钢侧面面焊上鼻子，用不小于16mm2的铜导线与柜上的接地端子连接牢固。
（6）盘安装时，应根据施工图要求顺序安装，可先把每个盘调整到大致的位置上，就位后再精细地调整第一块盘，再以第一面盘为标准，逐台进行调整，调整次序从左到右，也可以从右到左，还可以先调整好中间的一面，然后左右分开调整，在找正时，盘与槽钢之间采用0.5mm铁片进行调整，但每处垫片最多不能超过3片，找平找正后，应盘面一致，排列整齐，盘之间接缝处的缝隙，应小于1/2000mm，直线误差小于每米1毫米，水平方向倾斜度误差小于每米1mm，最后用底脚螺栓固定牢。
（7）所有的机柜就位完成后，卸除各操作台、机柜内为运输所设置的紧固件，衬垫物。
6.5在线调试
在线调试主要检查：
现场仪表的安装与接线，以及它与PLC控制系统的通讯；检查数据点组态、操作画面、过程控制、程序控制和紧急联锁。
在线调试过程中不允许放过任何错误与疏漏。
特别对于危险性极大的生产装置，任何差错都会带来意想不到的后果。
回路调试应具备的条件：
（1）成立以项目经理为组长的调试小组，调试方案经总承包方及监理批准确认。
（2）在DCS的应用软件中的各种参数已经确认。
（3）电源、气源符合仪表运行的要求，仪表管路吹扫及压力试验合格。
（4）系统内各仪表，执行机构和部件均已单体调试合格。
（5）现场智能仪表组态已完成，包括量程、单位、工作方式、位号、地址已组态完毕。
（6）针对不同的检测回路，准备好信号源，确定一次仪表检测仪表的输入输出信号或其模拟替代的方式，中间测试点选在何处，试验中通讯联络问题，在试验前必须作出妥善安排。
6.5.1模拟量调试
⑴选用操作员站的测试画面，对各模板的各种信号进行测试。
由于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，最能全面地反映每点的各部分工作是否正确。
⑵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，例如：
可以设计AI点的测试记录如表1所示。
模拟输入点测试记录
共页第页表1
输入点名
站号
槽号
通道
类型
转换方式
量程
单位
输入值
显示值
误差
%
备注
测试日期:
测试组长:
测试记录员:
测试组成员:
a.该表的设计以端子板为准，这样操作画面的显示和测试记录表可以对应起来，而且在测试操作中可以省去来回找端子的麻烦，可以从端子板上逐个进行测试，以提高效率。
b.由于此项现场测试与调试是系统投入运行之前的最后一次系统调试，因此，一定要进行彻底的测试与调试，所以要求每一路信号都要进行。
c.表中的转换方式一栏填信号的类型（如4-20mA等）。
d.输入值的选取：
对于一般的重要信号，选取6个值（量程下限、报警下下限LL、报警下限L、报警上限、报警上上限HH、量程上限），用变送器分别输入上述物理量值（或等价的电压值），列出操作站上显示的各量的物理值并记录下各次信号输入时报警状态是否正确。
为了确保每次报警状态能指示，可以在输入值时稍稍超过报警值一点，如上限报警+5％等。
这样进行测试，不仅可以测得物理量信号的正确性、精度、数据库组态的正确性，还可以检查报警限值设定是否正确。
⑶按照表１的要求，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。
⑷测试结果分析：
在这里，我们有一个基本的假设，系统中的各I/O处理模板的精度是符合厂家产品标准中提出的要求的，也就是说，只要现场信号接线正确，系统的接地条件符合要求，信号的组态如果正确，那么，测试的精度是可以保证的。
这样，一般结果可能出现以下几种情况：
a.所测模板的所有信号均显示正确，并满足精度要求，报警状态也正确，那么，确认此结果，进入下一模板。
注意，确认之后，就不要再动此板。
b.该板上的所有信号均不对，而且均显示在最大（或最小，或某个位置），改变输入信号，显示值不随之按比例变化，这时：
①用仪表测量信号输入端子两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，检查；
②如果端子上的信号正确，检查组态数据库的各转换值和方式设置是否正确，如不正确，改正之，继续测；
③如果数据库组态没问题，可能是板子坏了，换上同样的备用板，再进行测试，如果正确，则确认并结束此板的测试；
④如果换上备板之后仍不对，检查I/O处理模板和端子板的连接电缆（如果有）是否有问题，如果没问题，查与之有关的模板（如与之有相同的总线连接的板子）是否有问题。
c.板子上大部分信号精度没问题，只有一路（或两路）信号不对，用仪表测量该路信号的端子输入是否正确，如果仪表显示正确：
.检查该点的数据库组态是否正确
.检查该点的接线是否有问题
.检查该端子板与接口板的连线
.更换模板
d.板子上的信号基本上按信号变化的比例变化，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干扰，检查该板上信号的各种接地（如屏蔽线接地）是否正确，测量端子上的信号是否准确稳定，如都没问题，则更换板子。
e.信号反应正确，精度满足要求，但报警不反应，检查数据库组态中报警上、下限值是否正确，报警级别和方式是否正确。
在此步一定要保证每一路都正确之后，再进行下一步工作。
一般情况下，大部分测试会一步通过。
否则，该项目所选的PLC质量就成问题了。
⑸对于模拟信号的测试，我们可以参考表1制定出类似的测试记录表。
在进行模拟信号测试与调试时，注意，同样使用操作站测试画面，用人机会话的方式输入（或修改）输出的值，用测试仪表测试输出端子两端的值,同时,测量执行机构的动作（如果允许调整）。
这时，有一点一定要注意，就是在测量输出时一定要停止所有的控制算法的执行，即使所有的算法均处于离线方式。
否则，会出现很多意料不到的麻烦。
此外，对于冗余回路的模拟，还要测量在模出板切换时，模拟、逻辑信号是否有扰动，如果有问题，参照上面对AI信号的处理步骤分析可能出现的问题。
不过在检查模拟、逻辑信号的精度问题时，要测一下输出线路上的负载值是否在系统的要求之内，特别是那些选择了不很常规的执行机构，或者线路上有其它的设备（如安全栅等）时，负载的超值会引起精度的变化。
6.5.2数字量信号试验
非连续控制程序的调试.非连续控制程序是指顺序和批量控制程序，这些程序一般都有专门的操作界面，在操作过程中有提示信息。
非连续控制程序的调试比较复杂，调试时应准备好各种所需的现场条件，仔细考察运行结果后，才能启动程序。
一般复杂的顺序控制调试不会很顺利，出了问题应先检查程序逻辑，再看数据点组态和程序语句匹配。
无论调试怎么复杂，调试要求的现场条件必须从现场加入，这是顺控程序调试中必须遵守的，因为这样可以进一步检查数据点的调试结果和现场变送的情况，才能确保试车运行过程中不出差错。
对于数字量信号，可以设计如表2的测试记录表。
对开关量输出和其它类型的信号可参考上述两种信号的测量方法分别进行。
联锁系统、运行状态、在继电器柜端子处，用小型开关，信号进行模拟试验，在操作站按信号逐个调出、检查，其指示窗口是否有显示，状态颜色标态是否正确，逻辑顺序、计数、时间是否正确，在确认后与电气、工艺设备等相关专业一起带负载进行试验。
数字量输入信号测试记录表
共页第页表2
输入点名
站号
槽号
通道
报警显示
报警显示
输入状态
显示状态
备注
测试日期:
测试组长:
测试记录员:
测试组成员:
①表中的输入状态和显示状态分别表示该点输入开或关状态，表中的报警设定表示数据库生成时应设入的报警状态，即开报警还是关报警，报警显示表示在每一输入状态时，实际屏幕上显示的报警状态。
②有些开关量信号比较复杂，除了自己的逻辑状态外，还关联一些开关量，在组态这种测试画面时，将该点有关的开关量也一同组上。
③在测试过程中，可以参照以上介绍的AI信号的处理过程进行处理，有时开关量涉及的转换较多，有的信号进入输入端子后，经过一级继电器（固态继电器）之后，才进入计算机系统，这时再检查，先测一下端子输入，然后测一下继电器的输出状态是否正确。
6.5.3流程画面的测试
因为流程画面在出厂测试验收时已经全部测过，而软件问题不会因为运输和环境的改变而出问题。
特别是我们强调流程画面一定要在系统组态时确认并组态，到达现场之后，不应再改变。
在现场进行
升级会员 