自控系统安装工程施工组织设计.docx

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自控系统安装工程施工组织设计

8.1.工程概况

本工程自动化控制要求较高，整个工程仪表设备及控制系统包括：

生产过程的自动监测与控制、计算机管理网络系统、闭路电视监控系统等。

全厂中央控制室设在厂区综合楼，设备监控自动化系统由中央监控计算机、服务器、工业以太网、PLC控制站及远程I/O子站ECU组成。

中央监控计算机通过通讯适配器与工业以太网相连，配置实时监控软件，实现对生产现场设备状态的实时监测、远程控制、生产过程数据存储分析、报表报警打印等功能。

中控室计算机通过控制网络远程控制现场重要设备或机组的开、关、停和运行参数设定，监测设备及仪表的运行工况和运行参数。

现场使用了大量的仪表具体有：

超声波液位仪、浊度仪、压力变送器、温度变送器、电磁流量计等。

8.1.2施工程序

施工准备→复检预留、预埋→盘柜基础、支架制安→保护管敷设→PLC柜安装→仪表单校→现场仪表安装→电缆、光缆敷设→校接线→系统调试。

8.1.3主要施工法

8.1.3.1施工前的准备

包括技术准备和物资准备。

技术准备，熟悉图纸，掌握设计意图及全部技术要求，进行图纸会审，发现图纸中的问题，及时向业主、设计单位提出疑问及合理化建议。

物资准备，根据施工图编制物资材料计划书，及施工需要准好的材料、机具设备，安排好进厂时间。

8.1.3.2仪表设备的开箱检验

仪表设备在搬运、开箱入库时要小心谨慎。

设备的现场开箱检验，由我技术人员会同业主及有关人员一起进行，并格按照施工设计图纸及有关合同认真核对产品的型号、规格、铭牌参数、数量及产品的合格证，作好检查记录。

如果发现问题后，及时配合业主做好更换工作，最后由我技术人员根据设计要求及产品说明书对每台仪表进行单体检查，单体检查合格后的仪表可交付安装。

对开箱随机带来的产品资料可先交付业主和监理，在安装需要时再由我技术人员向业主和监理申请。

8.1.3.3配管及桥架安装

（1）电缆桥架安装

①桥架的订货，为便于尽量减少现场制作，施工人员详细阅读图纸，根据产品说明书，提出详细的桥架的配件、吊架、固定件的具体型号和数量。

②桥架到货后，为防止因堆放造成桥架变形和配件混乱，应把各种型号的桥架堆放整齐，配件分类堆放，做上标志。

③桥架支架的安装与制作符合下列要求：

a.制作支架时材料矫正、平直，切口不应有卷边和毛刺，制作好的支架应牢固、平整、尺寸准确，防腐齐全完好。

b.支架安装按设计要求，一般间距少于2m，支架固定牢固，间距均匀，整齐美观。

c.安装支架时，在金属结构上（征得业主同意）和砼的预埋件上，应采用焊接固定，在砼上，宜采用膨胀螺栓固定。

④桥架安装横平竖直，整齐美观，距离一致，固定牢固。

⑤桥架的所有断口、开实行冷加工，不得采用气焊。

⑥桥架连接

桥架连接件一般与桥架同时供货，采用半圆头颈螺栓连接，连接时，螺帽在桥架外侧见图11－1。

桥架

螺帽

图11-1桥架连接螺栓位置示意图

⑦桥架应可靠接地，并保证整个桥架的电气连续性。

⑧桥架在经过建筑物沉降缝，伸缩缝处，要求进行特殊处理。

⑨桥架切割采用机械切割，禁采用气焊，以免损坏镀锌层。

桥架变径采用变径接头平缓过渡，尽量采用成品，需要现场制作连接接头时，在焊接完成后，要及时进行防腐处理，并补刷油漆。

架电缆敷设完成后，及时盖板，并做好成品保护，防踩踏。

（2）电缆保护管安装

①根据图纸设计的要求，大部分构筑物电气的电缆保护管在土建施工时进行配合土建预埋。

②电缆进出构筑物、设备基础、过马路时要预埋电缆保护管。

对土建预埋电缆保护管的型号、尺寸、数量以及施工质量应及时、认真、仔细的复测。

电缆管在弯制后，不应有裂缝和显著的凹瘪现象，其弯曲半径不应小于所穿电缆最小允弯曲半径。

电缆管的连接可采用套管连接和螺纹连接两种，螺纹接头处，应用圆钢作跳线焊接。

在管口两端焊上接地镀锌螺栓，以便与接地系统进行连接。

电缆保护管口宜做成喇叭形，或装上电缆保护的护口。

对直接进入控制箱的电缆保护管，应锁上锁母；为防止降低电气设备的防护等级（如进口设备的电控箱）时，电缆保护管安装至离设备适当距离可不进入电控箱，但电缆保护管管口在穿完电缆后应作封堵。

镀锌水煤气管采用割管器或砂轮切割机切割，禁使用气割；管口刮铣光滑，管毛刺清除干净。

本工程所用钢管煨弯全部采用液压弯管器煨弯，弯曲半径应在6D以上，弯扁度允偏差小于或等于0.1倍管径。

镀锌钢管连接采用丝扣连接，采用电动套丝机或套丝板套丝，手动套丝时，¾”以下管分两次套丝，¾”以上的分三次套丝，确保丝扣有效啮合在6扣以上，连接时在丝扣上外涂导电防锈脂。

管路超过下列长度应加装接线盒，以便于穿线。

无弯时

一个弯

两个弯

三个弯

30m

20m

15m

8m

8.1.3.4电缆敷设

（1）控制电缆敷设时，应注意以下事项：

①控制电缆，尤其是直径较小的控制电缆，敷设时用力应适中，以防止拉伤电缆，破坏其绝缘层。

仪表电缆敷设前，应做外观及导通检查，并用直流500伏兆欧表测量绝缘电阻，其电阻不应小于5兆欧。

②在电缆桥架中敷设控制电缆时，应设置在信号电缆桥架的下层，以减少对信号电缆的电碰干扰。

③为减少摩擦力，避免电缆在敷设中受伤，在电缆桥架明敷设时，应在转弯处设置电动滚轮，穿保护管敷设时，应在管中加一些滑粉。

④仪表电缆敷设完毕，应进行线号校对，并测量绝缘电阻，测量时必须将已连接上的仪表设备及元件断开。

（2）信号电缆敷设时应注意的事项：

①信号电缆是传输弱信号的线路，在敷设时应远离动力线和强磁场。

而且不同信号种类和电压等级的信号电缆应分别设置，以确保信号的正常传送。

②信号电缆的线芯截面一般都很小，而且信号电缆都较多采用屏蔽电缆和专用电缆。

因此，在敷设过程中应特别小心，用力须适中，以防止拉伤电缆和破坏绝缘保护层。

③信号电缆中，特种电缆多，在其敷设过程中，应针对各自不同的特点，采取相应的特殊保护措施。

（3）光缆敷设时应注意的事项：

①光缆敷设前检查，光缆的规格，程式，形式应符合设计要求，所附标志、标签容应齐全，清晰，外表无损伤，封头良好。

②光缆的衰减及反射等特性测试应符合要求。

③光缆与电力电缆，信号电缆，热力管道等之间的最小间距应符合设计要求。

④光缆的布放应平直，不得产生钮绞，打圈等现象，不应受到外力的挤压和损伤，光缆盘转动应与光缆布放同步，光缆牵引的速度一般为15米/分，光缆出盘处要保持的弧度，并留有缓冲的量，又不宜过多，避免出现背扣。

光缆的弯曲半径至少为光缆外径的15倍，在施工过程中至少为20倍。

⑤光缆线在布放前两端应贴有标签，以表明始端和终端位置，

⑥光缆线布放时应有冗余，在设备端顶留长度一般为5-10m，在水平、垂直桥架敷设光缆时，应对缆线进行绑扎，绑扎间距为1.5m。

⑦-在管道中敷设时应注意：

首先应疏通管道；牵引时要有力极限；注意光缆的最小弯曲半径；上下或左右弯曲时要转弯滚筒，或者利用大口径硬塑波纹导管；中途的人井要放置直线滚筒。

⑧光缆与电缆同管敷设时，应在暗管预制塑料子管，将光缆敷设在子管，子管径应为光缆外径的1.5倍。

⑨在以牵引式设光缆时，主要牵引力应加在光缆的加强芯上。

⑩光缆敷设完后，应作如下测试：

光损耗的测试，传输带宽的测试等。

（4）直埋电缆敷设符合下列要求：

①电缆线路路径上可能使电缆受到机械损伤。

化学作用危害地段，应采取保护

措施。

②电缆敷设完毕后，直埋电缆做隐蔽工程记录，经验收合格后，可回填土夯实。

③电缆施工完成后，在土建预埋电缆、桥架以及保护管口及时用防火墙料封堵。

电缆沟及桥架垃圾、杂物清理干净，盖上盖板。

④地下电缆的标记，在下列位置，应每隔不超过20m，设立电缆标志牌。

（5）控制电缆头的制作：

①确定电缆末端尺寸，并留有一定余量，然后将其切断，再固定；

②剥除电缆护套和纸带，切除线芯中的黄麻，电缆剥切时，不得伤及线芯绝缘层。

③多芯控制电缆，将线芯编号套号箍。

编完线芯好后，用聚氯乙烯绝缘带包扎线芯根部小段，使其成橄榄形，以增加电缆头根部的绝缘性能和机械性能及机械强度。

④套上控制电缆终端套，将终端套上口芯线接合处和下口电缆护套接合处用聚氯乙烯绝缘带包缠3至4层。

⑤贴电缆铭牌。

⑥校接线。

要求线鼻子型号规格选择正确，电气连接可靠。

压接时，线鼻子的压接位置应正确。

⑦线芯整理，要求整齐、美观。

（6）信号电缆头的制作、安装

①信号电缆头的制作，安装法和步骤，与控制电缆头基本相同。

②屏蔽电缆头与控制电缆头不同的是，屏蔽电缆头制作时，要求将同一根电缆的一端（并且只能一端）屏蔽层作抗干扰接地，接至抗干扰接地系统。

（7）光缆电缆头的制作、安装

光纤的电缆头一般采取活动连接：

①确定光缆末端尺寸，开断后进行定位固定。

②剥切绝缘层和纸带。

剥切长度不宜过长，最好靠近光纤插口近处，以保持光缆机械性能，同时，其加强芯应留一段。

③缆芯编号，贴光缆铭牌。

④光纤连接器连接。

用专用工具将光纤穿入连接器固定。

⑤将连接好的光纤连接器插入设备光纤插口中。

1.3.5现场仪表的安装

因为本工程施工专业多，人员复杂，而仪表属于精密贵重的测量设备，所以应注意仪表设备的安全、保护工作，选择适当的安装时间。

在工艺设备、土建专业的施工工作基本结束后，现场施工人员比较有序的情况下，进行仪表设备的安装。

1、一般仪表的安装

1）取源部件的安装

安装取源部件的开与焊接工作，必须在工艺管道或设备的防腐、衬里、吹扫和压力实验前进行；开时，应采用机械加工法，且取源部件不在焊缝及其边缘上开。

2）压力取源部件安装

（1）位置选在介质流速稳定的地；

（2）当测量温度高于60℃时的液体压力时，就地安装的压力表的取源部件应带有环形或U型冷凝弯；

（3）测量气体压力时，取源部件应安装在工艺管道的上半部；测量液体压力时，取源部件安装在工艺管道的下半部与工艺管道的水平中心线成0-450夹角的围；

3）物位取源部件的安装

位置选在物位变化灵敏且不使检测元件受到物料冲击的地。

2、仪表设备的安装

1）就地安装仪表的位置，选在光线充足，操作维修便的地，不宜安装在振动、潮湿宜受机械损伤，有强磁场干扰、高温、温度变化剧烈的地；仪表的中心距地面高度宜为1.2-1.5米。

直接安装在工艺管道上的仪表，则在工艺管道吹扫后、压力实验前安装，且仪表外壳上的箭头指向与被测介质的流向一致。

2）物位仪表：

施工时必须格按照设计标高及仪表安装说明书进行安装，同时固定牢固。

3）分析仪表：

预处理装置单独安装，且宜靠近传送器，在安装分析仪表前仔细阅读仪表配套说明书及设计要求后，再进行安装，又因大多数分析仪表的测量探头容易受损，所以安装时注意小心轻放。

8.1.3.6特殊仪表的安装

1、电磁流量计

首先根据仪表安装说明书、施工图及施工规，测量确定流量计安装位置，保证前后直管段前5D后3D（D为工艺管道的直径）。

在流量计安装位置处，截下短管，其长度就为流量计本体长度、柔口、短管、法兰尺寸及调整尺寸之和。

将上游工艺管口排圆，套上法兰（该法兰依据流量计法兰尺寸配套定做）焊接、外满焊，注意焊接中变形作用，由点及面，同时焊好下游柔口护筋。

用汽车和吊车将流量计运到流量计井边，先在井底流量计位置铺好枕木，枕木标高与工艺管底部平齐，安装时起支撑作用，再用吊车将流量计吊进井，缓缓落在枕木上，靠近上游法兰并套上螺栓，初步装定好。

安装流量计时应特别注意介质流向与流量计向。

再将带法兰短管吊到流量计井，先与流量计法兰连接好，然后调整好流量计、短管与工艺管道，使其基本在同一轴线，再初步收紧接口。

从上游到下游依次收紧法兰垫片和接口，使流量计与管道同轴度达到最佳。

在水平和倾斜的工艺管道上安装时，两个测量电极不在工艺管道的正上和正下位置；在垂直工艺管道上安装时，实测介质的流向应自下而上；口径大于300毫米时，采有专用的支架支撑；

2、水质分析仪表

1）仪表传感器要尽可能靠近取样点或最能灵敏反应介质真实成分的地，取样管采用小口径管，尽量缩短从取样点流到传感器的滞后时间。

采样管是检测仪表专用管，尽量不分叉和转弯，以保证水压稳定，有利检测仪表显示值稳定；

2）仪表安装环境要保证良好的采光、通风，避免的直接照射，不受异常震动和冲击，要排除受到水、油、化学物资油射或热源辐射垢的可能性；

3）水质仪表传感器的进水口、出水口要用软管连接，采用柔性连接，以免损坏探头且不利于日常维护；

4）安装过程要轻拿轻放，禁碰撞探头；

5）传感器至变送器应用与仪表配套的专用电缆连接，中间不能有接头；

6）安装前应仔细阅读设计要求、仪表说明书或接受厂的指导；

8.1.3.7接地

自动化仪表、信号回路与屏蔽回路的接地装置应采用单独为自控系统安装的接地极，不能与动力接地共用。

同一信号回路或同一线路的屏蔽层只能有一个接地点，接地电阻符合设计规定。

信号回路的接地点在显示仪表侧；当有防干扰需求时，屏蔽电缆的备用芯线与电缆屏蔽层在同一侧接地。

（1）在接地线跨接建筑物、伸缩缝、沉降缝处时应作补偿处理。

（2）仪表设备、桥架、穿线管的接地线，应保证其全长为完好的电气通路，桥架以及电缆沟支架的接地干线应在不同的两点及以上与接地网连接。

（3）接地线及其紧固件应用镀锌防腐措施。

（4）接地线干线的连接应采用焊接，焊接必须牢固无虚焊。

连接至电气设备上的接地线，应采用镀锌螺栓连接。

采用搭接焊时，其搭接长度应为扁钢为其宽度的2倍，圆钢为直径的6倍。

（5）不得利用蛇皮管、管道保温层的金属外层及电缆金属护层作接地线。

8.1.3.8接线及校线

（1）接线前，应用万用表或其它检测仪表进行线号校对，核实每根控制电缆及线芯的两端线号是否一致。

（2）仪表接线时，为防止接线错误，应该由一人负责同一根电缆的两端接线。

（3）每根芯线的两端应按施工图纸的要求标签端子编号，端子编号采用机打印与线径匹配的管。

（4）每个接线端子上最多允接两根芯线。

（5）剥绝缘层时不应损伤线芯。

（6）多股线芯端头宜烫锅或采用接线片，采用接线片时，电线与接线片的连接应压接或焊接，连接处应均匀牢固，导电良好。

（7）接线应正确，排列整齐、美观，备用芯线应有足够长的余度。

8.1.4仪表及自控系统的调试

8.1.4.1仪表的单体调校

仪表的单体调校是指仪表运抵施工现场后，还未安装之前进行调校。

仪表的单体调校应按下述程序和要求进行：

1、准备一间面积和光线都能满足要求的调校间；

2、准备好稳定、可靠的交流、直流电源及清洁、稳定的仪表气源。

3、参加调校的人员必须持有仪调人员上岗资格证。

4、仪调人员依据《工业自动化仪表工程施工及验收规》，在充分熟悉仪表生产厂家提供的仪表安装使用说明书和设计部门提供的《仪表规格数据表》等技术文件的基础上，确定各种仪表的调校项目和验收标准。

5、对部分随机设备一起来的且不便拆卸的随机仪表，可在设备现场进行调校。

6、准备好调校所需的各种标准仪器和设备。

仪器、设备的精度和量程必须满足技术规中的有关规定，且都在检定合格的有效期。

7、仪表的基本误差校验一般应检查0%、25%、50%、75%、100%五个点。

8、调校过程中调校人员应认真做好原始记录。

发现不合格的仪表，要及时反馈给建设单位和仪表生产厂家驻现场代表，确保无一台不合格仪表流入安装工序。

8.1.4.2仪表的系统联校

仪表的系统联校须在全部仪表系统（包括仪表线路和管路）都安装结束且确认无误，仪表所需的电源和气源都已供应正常的前提下进行。

现场仪表的联校应和自控系统的动态系统调试阶段结合起来进行。

1、联校开始前，参加调校的人员进一步熟悉各种仪表回路图、仪表接线图，熟悉生产工艺流程，掌握每一块仪表的安装位置及在生产流程中的作用。

2、准备好联校所需的仪器设备和对讲机等通讯联络工具。

3、逐一在检测仪表的一次端施加各种模拟信号，利用现场控制器的键盘操作，在CRT上逐一调出相关仪表的画面，观察画面上仪表的显示值是否符合要求。

4、利用现场控制器的手动输出功能，通过键盘操作，逐一输出各路控制信号，观察现场相应执行机构的动作情况是否符合要求。

5、对浊度计等仪表，在现场安装就绪后，应用事先准备好的标准样液或样气，对仪表的零点和量程进行标定。

6、在仪表系统联校过程中，仪调人员要与设计人员、工艺技术人员密切配合，对仪表的有关整定数据共同予以检查确认。

8.1.4.3网络系统调试

对网络系统调试，在安装调试阶段主要是通过对操作站的各项功能的检查、组态检查等来进行的。

1、操作站功能测试（可按操作手册的说明进行）。

2、组态测试法是按照组态设计（数据）表，从操作站上通过各种键盘操作，从CRT上调出组态的有关显示画面，与组态设计表进行对照检查。

3、现场控制器的冗余，故障诊断等功能测试。

8.1.4.4普通自控系统调试

1、模拟量、脉冲量回路的调试

此两种回路的调试，按照仪表调校部分的“仪表系统联校”中的要求进行。

2、开关量回路的调试

生产过程中的各种按钮、行程开关、限位开关、电磁伐、继电器、接触器、信号灯等构成了可编程控制系统的外部设备。

在对此类系统进行模拟调试时，注意以下几点：

1）要切断电动机主回路电源，并切断液压供给回路，以确保设备和人身的安全；

2）充分熟悉控制系统所控制的生产过程的工艺特点，技术要求，搞清楚控制系统中每一个外部设备的动作程序和动作规律，编写出各控制系统中每一个开关、按钮、电磁阀、继电器、指示灯等的动作顺序表；

3）按照动作顺序表，对相应的输入/输出单元进行模拟参数控制，检查有关的继电器、按触器、电磁伐、信号灯及外部联锁设备的动作情况，看其是否与工艺控制的要求相符。

为尽量减少现场设备、仪表安装进度对系统调试工作的影响，加快调试进度，在进行上述调试工作之前，也可先进行系统的静态模拟调试工作。

即用若干组开关、按钮模拟现场的各种传感器、发生器，而用指示灯模拟输出端的各种执行元件，对各种开关量控制回路进行模拟调试。

合格后，再进行系统的动态模拟调试。

教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一无所能。

教育革命的对策是手脑联盟，结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。