DCS系统调试方案.docx
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DCS系统调试方案
RevisedbyLiuJingonJanuary12,2021
DCS系统调试方案
DCS系统调试方案
1.编制说明
本方案适合于常规DCS系统调试，为高效优质完成调校工作，确保工艺试车进度，并实现长期、安全稳定生产的目标，特编制本DCS系统调试方案。
2.编制依据
2.1施工合同及协议。
2.2工程施工图及相关设计文件。
2.3产品说明书。
2.4《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002。
2.5《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》GJB131-90。
2.6《化学工业大、中型装置试车工作规范》HGJ231-91。
3.工程概况：
3.1工程特点（包括：
工程名称、范围、地点、规模、特点、工期要求等）：
3.2主要工程量：
3.2.1系统结构
CENTUM-KL集散控制系统结构包括：
a、]操作站、操作台
b、工程师站（带19”彩色CRT和键盘）
c、彩色打印机
d、彩色拷贝机
e、大容量存储单元
f、记录仪
g、控制站及I/O单元
h、双冗余通讯系统（包括通讯总线及接口模件）
i、联锁停车操作台
j、超级用户（带打印机）
k、PLC（带编程单元及打印机）
4.施工程序流程、主要施工方法和关键操作方法：
4.1施工程序流程：
图一为仪表系统调试程序方框图。
本着分层隔离、平行作业的方法，本方案将系统调试分划为经下四个层次：
4.1.1第一层次：
DCS及辅助仪表盘仪表调试
在这一层次中，通过设置断点1、2，使DCS调试与辅助仪表盘仪表调试相对独立、互不干扰，从而便于实现对这两个工序的平行作业，并可避免因设备状态不正常或接线错误等原因造成设备的损坏。
4.1.2第二层次：
控制室内部系统调试
此层次在不连接控制至现场电缆情况下，对DCS机柜、压缩机盘、火警盘等的系统调试。
对于其中的联锁系统调试能否做早、做好、做扎实，对“消除隐患、掌握主动、赢得时间”意义重大。
4.1.3第三层次：
全装置仪表二次联校
根据现场施工及工艺试车进度要求，逐点连接控制室至现场电缆，通过在现场加信号进行回路试验，并陆续投用。
4.1.4第四层次：
应用软件参数的进一步调整
此为在单体试车、联动试车之前、之中、之后，对某些仪表参数如复杂调节系统的计算系数、偏置值、延迟时间、设定值及比例度、积分、微分时间等的试验调整，以获得最佳运行工况。
4.2主要施工方法和关键操作方法：
4.2.1通电前的检查
电缆绝缘电阻符合要求（大于5M欧），查看电缆绝缘电阻测试记录，必要时抽查实测。
核对所有电源线、信号线、通讯总线应连接无误。
控制站、操作台、工程师站等各机框内插卡、适配器及其接口的型号、位置正确无误。
各插卡予设定旋钮位置正确。
扣电源单元及插卡上电源开关均处于“OFF”位置，所有保险丝完好无损。
机柜内所有连接螺钉均应牢固、无松动。
4.2.2接地系统接地电阻测试：
从控制室接地板上拆除“MG”、“CG”接地母线，用接地电阻测试仪分别测量基接地电阻，应符合设计要求（小于10欧）。
用万用表检查各机柜接地汇流排是否分别与“MG”、“CG”接地板插通。
4.2.2.3测量“MG”、“CG”间绝缘电阻应符合要求（大于5M欧）。
4.2.3UPS电源测试：
检查电源盘内和电源开关均处于“OFF”位置。
由电气人员将UPS投运，测量送至仪表电源盘主电源开关前电压应为220VAC±10%，50Hz±2%。
由电气人员作UPS不间断试验。
（满负荷投用后，重复此项试验，蓄电池供电时间应不小于30分钟）
4.2.4通电试验
逐个地将各机柜、操作台进行以下通电试验：
将电源盘内去机柜电源开关置于“ON”位置用数字万用表检查机柜主电源开关前电压，应为220±22VAC。
确认机柜内各卡件（除电源卡件外）已拔离卡座，然后依次将机柜主电源开关、电源单元、电源卡件上电源开关置于“ON”，用数字电压表测量各直流电压输出，应符合厂商说明书要求（5.1±0.02V、-12±0.3V、12±0.3V、24VDC）。
若超过允许偏差范围，则进行调整。
进行双电源手动切换试验
将各嵌套扇、信号变换器风扇、硬盘驱动器风扇、柜顶、门风扇等电源接通，检查各风扇，应运行正常。
检查电源报警电路是否起作用。
4.2.5系统启动、装载
工程师站起动程序。
操作站起动程序。
控制站起动：
通电后，调出系统状态画面，确诊状态正常。
装载操作。
各站装载程序详见说明书。
4.2.6系统诊断及冗余试验
调出系统诊断画面，对各站、台等进行诊断检查。
对系统的各种冗余模件，人为地模拟故障（通过切断电源；拔掉电源插头、插卡等方法），观察备用模件能否在规定的时间内运行，并在操作台上观察切换过程，观察自动切换过程是否正常。
a、电源冗余试验
b、通讯冗余试验
c、双重化控制器冗余试验
d、操作站冗余试验
e、打印机热备用试验
4.2.7画面测试
流程图画面测试：
流程画面以P&I图形式显示，页数及画面内容应符合组态要求。
画面静态显示检查：
a、检查标题的位置、颜色、文字说明。
b、图形的形状、大小、位置、颜色。
c、工艺管线的宽度、位置、颜色及进出接头。
d、测量变量的符号、文字、大小、位置、颜色。
e、仪表信号的箭头、宽度、位置、内容。
f、页连接符号的形状、大小、位置、颜色、进出箭头。
g、工程测量单位符合设计要求。
画面动态显示检查：
a、测量变量的变化值应在系统可识别的精度范围内。
b、阀、泵运行状态的颜色变化。
c、报警状态变化，且应是正确的优先级别。
从流程画面选择回路，进行调整设定值、控制模式（自动/手动）和手动输出的试验。
总貌画面测试
a、确认总貌画面已按组态数据表组态。
b、检查总貌画面每个区内组和单元的正确组态。
组画面调试
a、确认组画面中回路，与总貌画面中描述的组一致。
b、各测量值、设定值、模拟和数字形式的输出均正确组态。
c、进行改变设定值、控制模式和输出试验。
d、对数字或程序回路的组画面，通过改变其状态，观察块的颜色或状态显示信息的变化应符合组态要求。
e、确认对可选择功能：
高低限报警、偏差报警、输出限制、调整参数、电源故障重新启动模式、串级或前馈回路信息、滤波器参数以及其它与回路或数字程序有关的信息的组态。
回路画面测试
a、键入位号，调出回路画面，确认回路类型组态正确。
b、确认测量值、设定值、输出等正确组态。
c、进行改变设定值、控制模式和输出的试验。
d、确认对e）中可选择的功能已按设计正确组态。
e、用工程师键盘在此画面上进行修改组态参数，如在线改变调整参数、组态信息的定义、算法选择等试验。
历史趋势画面测试
a、确认该画面已按组态数据表组态。
b、时间基准变更试验（可从30分钟到12小时变更）
c、通过输入信号，观察画面能按实时信息自动更新，对设计指定的变量进行历史趋势系统储存时间检查，应能保存20-30天。
报警汇总画面测试
a、检查报警画面应按各报警发生时间先后顺序排列，且报警画面一旦被调用，即在画面顶部显示最新的报警。
b、确认每个报警的操作组号、说明文字、优先级别等正确，且不同优先级别的报警的声光区分正确。
c、确认任一操作台上消声操作均能关闭所有的蜂鸣器。
系统状态画面测试
a、调出系统状态画面，检查连接在通讯系统上的各节点已正确组态。
b、当其中任一节点发生故障时，应能发出报警信号。
4.2.8操作键盘功能试验
确认由操作员直接操作的功能键操作正常，能调出各种显示，操作每个回路（包括控制模式、设定值、设定串级、输出信号调整等），报警确认，执行打印机的各种功能。
确认由键锁或口令启动的操作员键盘功能操作正常，能改变测量范围，报警值及输出信号限制等。
4.2.9打印机、拷贝机用报表测试
检查打印机能将操作站规定的信息进行打印。
确认报警打印自动发生，排列顺序与报警汇总画面一致。
检查“确认”或“恢复”时间的打印与实际发生时间相同。
检查如报警发生数量比打印速度快，报警打印不会丢失。
检查如打印机发生故障，修复后仍能将这段时间内的报警点正确打印。
确认由PLC来的联锁报警在规定的组（整个联锁被划分为组）中具有第一信号显示，并具有300ms的分辨率。
7确认拷贝机能对各台CRT屏幕显示的任何画面进行硬拷贝，测试时每台CRT至少各拷贝一个画面。
确认报表能按组态的格式打印。
检查小时报表、班报表、日报表、月报表的自动打印功能。
检查报表数据可是瞬时值、平均值、前30小时累计值（且含有小时平均值）
系统记录仪测试
确认记录仪已编程，功能符合设计要求。
给每台记录仪（3笔）至少加一个输入信号，检查能否经已组态的通道记录。
DCS通道测试
经上述对DCS组态及功能测试后，进行100%通道测试，即从I/O输入端加信号，在操作站CRT上观察指示值，从操作站输出信号，在I/O输出端测量输出值，其偏差应符合精度要求（0.2级）。
测试方法：
根据回路图，将输入输出信号按模拟量、数字量、热电偶、热电阻等类型分组调试。
调试过程中，注意回路的分支、指示、记录、报警等同时试验。
每完成一个回路（或其中一部分）调试后，用色笔在回路一作出标记，并及时填写调试记录。
对顺序及联锁回路试验：
根据逻辑图、输入信号检查顺序及联锁动作应符合设计要求。
若不符，检查顺序表组态。
其它层次调试
由于本方案主要述及DCS调试。
图3仪表系统调试程序方框图中的第一层次调试（工序2）及第二、三、四层次调试均为常规调试。
故本方案仅作简要叙述，其中有关PLC联锁系统调试方案另行编制。
辅助仪表盘仪表调试
对其中的压缩机盘主要是调速器、轴瓦温度监视器、机组PLC调试。
至于振动、位移监视器调试，需待现场电缆连接后作探头特性曲线测试后进行。
对火警和可燃气体检测系统，在不连接现场电缆的情况下，通过接模拟负载进行声光报警试验。
控制室内部系统调试
这一层次调试检查DCS与辅助仪表盘间的所有串行信号模拟及联锁报警信号等，它与第一层次一起，构成了装置调试的核心。
确认接口组态正确，检查串行信号符合设计要求。
各机柜间所有模拟、数字（报警联锁）信号传递正确，动作可靠，符合设计要求。
二次联校
二次联校是装置开车前，设计、施工、建设单位对仪表调试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专业人员共同确认。
首先要对回路电缆进行绝缘和导通试验，然后在现场变送器、发讯开关处加模拟工艺信号。
在二次联校过程中，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置、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，对联锁所警系统应拟联锁的工艺条件，检查动作的正确与可靠性。
5.进度计划：
（样表）：
试验系统名称
试验时间（年）
七月
八月
1～10
11～20
21～31
1～10
11～20
系统启动、装载
系统诊断及冗余试验
画面测试
操作键盘功能试验画面测试
打印机、拷贝机用报表测试
系统记录仪测试
DCS通道测试
其它层次调试
辅助仪表盘仪表调试
控制室内部系统调试
二次联校
6.劳动力计划：
（样表）：
序号
工种
人数
备注
1
调试工程师
1
2
调试负责人
1
3
调试工
3
4
仪表工
3
7.执行的技术规范、标准、规程和主要质量指标：
7.1执行的技术规范、标准、规程
执行国家《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002、《自动化仪表工程质量检验评定标准》GJB131-90。
7.2主要质量指标：
7.2.1仪表规格型号、安装位置方式应符合设计要求。
7.2.2仪表线路应牢固、正确、导电良好，绝缘电阻测试合格。
7.2.3检测系统误差符合规范要求。
7.2.4报警系统灯光、报警、消音、复位试验符合要求，给定值符合设计要求。
7.2.5联锁系统接点动作程序、给定值、给定值动作误差符合设计要求
7.2.6试验记录应字迹清楚、数据准确、项目齐全。
8.施工技术措施、质量保证措施：
8.1施工技术措施
8.1.1做检测系统试验时，试验点一般应按设计量程（或信号）的0%、50%、100%、100%、50%、0%三点上行、下行试验，确认显示单元显示范围符合设计要求，显示的最大误差值及回差值应小于该系统的系统误差值（系统误差为该系统参与试验的各单台仪表允许误差平方和的平方根值）。
8.1.2DCS调试及运行时应连续供电。
8.2质量保证措施
8.2.1每个系统试验完成后，应把如线路等在试验中改变过状态的设备及线路恢复到原始状态或合理的状态。
8.2.2通过对仪表系统调试程序的划分，实现层次及工序间的隔离，这样既能缩短工期，提高工作效率，又能保证人身与设备的安全。
8.2.3调试时一次完成每个回路及联锁分支的复盖，避免遗漏和人力物力的浪费，确保调试进度和质量。
8.2.4二次联校通过设置断点3，各回路逐点开通，调试合格后现场挂牌，避免造成现场短路而烧毁保险或损坏设备。
9.工机具计划：
（见校准器具配备一览表）
校准器具配备一览表
序号
设备名称
规格型号
数量
1
多功能信号发生器
2
标准电流表（mA）
3
标准频率表
4
数字万用表
5
精密电阻箱
6
对讲机
10.手段用料计划：
（见仪表校准试验手段用料计划）
仪表校准试验手段用料计划
序号
材料名称
规格
单位
数量
用途
1
塑料软线
RV1.0mm2
km
0.2
校准连线
2
橡胶板
δ=10mm
m2
10
绝缘工作台；
执行器试验用来做垫；
3
松焊锡丝
0.5kg/卷
卷
2
4
线夹
黑红各半
个
20
5
接线片
黑红各半
个
20
6
铅封球
个
500
7
聚四氟乙烯密封带
20cm/卷
卷
15
8
自粘塑料带
卷
5
11.职业环境健康安全、环境管理：
11.1职业健康安全主要控制措施
序号
作业活动
危险因素
主要控制措施
1
送电，施工临时用电
触电
弧光灼伤
1.严格执行电力设备安全操作规程；
2.正确使用设备安全操作规程；
3.施工用电有防止触电装置和防雷击措施；
4.按规定正确佩戴个人防护用品；
2
试验
高处坠落
触电
物体打击
1.高空作业应做好防高坠措施，正确佩挂安全带；
2.露天作业有防止触电装置和防雷击措施；
3.试验设备性能良好
4.作业人员应持证上岗；
5.加强安全监护措施；
3
联校过程中管道试压，进料
物料冲击伤害、
1.严格执行安全操作规程；
2.按规定正确佩戴个人防护用品；
11.2环境管理主要控制措施
施工现场环境因素及控制措施：
序号
环境因素
活动点/工序/部位
环境影响
预防措施
1
油品的泄露
试压用油
污染土地
按规定检查
2
有害有毒废弃物的排放
标准仪器电池丢弃
污染土地
按规定检查
严格执行环境保护方针，珍惜资源，预防污染，实施可持续发展战略；科学管理，依法治理，施工全过程保护环境。
对有害废弃物及时回收，分类堆放，对目前无力处理的废弃物分类存放容器内，以后处理。
与销售商/生产厂或其他有资格的机构联系，使废弃物再生或重新利用。
12.其它：
（包括特殊技术措施，冬雨季施工技术措施，降低成本及推广新技术措施等）。
12.1季节性施工技术措施
12.1.1按照作业条件针对季节性施工的特点，制定相应的安全技术措施。
12.1.2雨期施工应采取防潮、防雷措施，室外注意标准仪器和设备的防雨措施。
12.1.3冬期施工应采取防滑、防冻措施。
作业区附近应设置的休息处所和职工生活区休息处所，一切取暖设施应符合防火和防煤气中毒要求。
12.1.4夏季作业应有防止中暑措施。
12.1.5遇六级以上（含六级）强风、大雪、浓雾等恶劣气候，严禁露天作业和高处作业
附图见下页：
图一CENTUM-KLDCS系统调试程序方框图
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