自控工程技术人员工作手册.pdf
《自控工程技术人员工作手册.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《自控工程技术人员工作手册.pdf(54页珍藏版)》请在文库网上搜索。
1、 1 自控工程施工技术人员手册自控工程施工技术人员手册 中国石油天然气第一建设公司中国石油天然气第一建设公司 中国洛阳中国洛阳 2006.11 www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC 2目目 录录 1 范围范围 4 2 目的目的 4 3 标准和规范标准和规范 4 3.1 标准代号 4 3.2 施工验收 5 3.3 基础和通用 5 4 控制系统基础知识控制系统基础知识 6 4.1 仪表的分类 6 4.2 仪表主要品质指标 8 4.3 信号制及供电、供气 9 4.4 过程特点 11 4.5 控制方案 12 4.6 控制品质指标 13 5 施工
2、程序施工程序 13 5.1 工程特点 13 5.2 施工程序 14 5.3 一般要求 14 5.4 工序原则 15 5.5 技术准备 15 5.6 现场准备 15 6 设备安装设备安装 15 6.1 一般规定 15 6.2 盘箱柜和操作台安装 16 6.3 温度仪表安装 17 6.4 压力仪表安装 17 6.5 流量仪表安装 18 6.6 物位仪表安装 18 6.7 过程分析仪表安装 19 6.8 旋转机械状态监控仪表安装 19 6.9 调节阀及其辅助设备安装 20 7 电气线路敷设电气线路敷设 20 7.1 槽盒、桥架的安装 20 7.2 电缆(线)保护管敷设 20 7.3 电、光缆(导线)
3、敷设 21 7.4 防爆 22 7.5 接地 23 7.6 导电与绝缘试验 23 7.7 配线 23 8 导压管路敷设导压管路敷设 24 8.1 一般规定 24 8.2 中、低压导压管路 24 8.3 导压管路的焊接要求 26 8.4 高压导压管路 26 8.5 有毒、可燃介质导压管路 26 www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC 38.6 分析取样管路敷设 27 8.7 隔离与吹洗管路 27 8.8 导压管路固定 28 8.9 导压管路压力试验 28 9 气动管线敷设气动管线敷设 28 9.1 气源管线 28 9.2 气动信号管线 29
4、 9.3 气动管线的压力试验与吹扫 29 10 仪表管线伴热仪表管线伴热 29 10.1 蒸汽、热水伴热 29 10.2 蒸汽与回水系统安装 30 10.3 电伴热 30 11 校验与调整校验与调整 31 11.1 一般规定 31 11.2 温度仪表 31 11.3 压力仪表 31 11.4 流量仪表 31 11.5 物位仪表 32 11.6 气动仪表 32 11.7 电动仪表 32 11.8 调节阀 34 11.9 旋转机械状态监控仪表 35 11.10 过程分析仪表 36 11.11 智能仪表 37 12 系统调试系统调试 38 12.1 一般规定 38 12.2 系统精度 38 12.3
5、 系统离线测试 38 12.4 系统在线测试 40 12.5 在线测试注意事项 42 12.6 大型机组机电联调 43 13 交工验收交工验收 43 13.1 中间交工 43 13.2 交工技术文件 44 14 机具和校验设备机具和校验设备 44 14.1 常用工具 44 14.2 常用机具 45 14.3 常用校验设备 46 15 一般故障处理一般故障处理 46 15.1 仪表故障的一般规律 47 15.2 故障分析判断方法 48 15.3 常见故障判断处理 51 www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC 41 范围范围 本手册适用于从事
6、自控工程施工的工程技术人员,也可供项目管理人员以及仪表工参考。 2 目的目的 本手册的目的主要是指导新从事自控工程施工施工的工程技术人员,使他们尽快熟悉掌握本专业的技术工作,并使本专业的技术管理工作能够规范化。 3 标准和规范标准和规范 施工企业都要按施工标准规范要求进行施工。我国标准用 GB 表示,GB 表示强制性标准,GB/T 表示推荐性标准。 3.1 标准代号 3.1 标准代号 各国、各行业都有各自的标准规范,部分标准规范代号对照如下。 GB(GB/T) 中华人民共和国国家标准 JB(JB/T) 机械工业部行业标准 HG(HG/T) 化学工业部行业标准 HGJ 化学工业部工程建设标准 H
7、 原化学工业部标准 CD 原化学工业部基本建设局标准 TC(CADC) 化学工业部自动控制设计技术中心站标准 SH 中国石化总公司行业标准 SHJ(SYJ) 中国石化总公司工程建设标准 SHB- Z 中国石化总公司自动控制设计技术中心站标准 SYJ 中国石油天然气工业总公司工程建设标准 NDGJ 电力工业部工程建设标准 JGJ 建设部工程建设标准 FJJ 纺织总会工程建设标准 EJ 中国核工业总公司行业标准 JJG 国家计量总局标准 ZBY 仪器仪表专业标准 ZBN 仪器仪表行业标准 JB/YQ 仪器仪表行业内部标准 ISO 国际标准化组织 INTERNATIONAL ORGANIZITION
8、 FOR STANDARDIZATION IEC 国际电工委员会 INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISION ISA 美国仪表协会 INSTRUMENT SOCIETY OF AMERICA API 美国石油学会 AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE ANSI 美国国家标准协会 AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE ASME 美 国 机 械 工 程 师 协 会 AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS NEPA 美国国家防火协会、美国流体动力协会 NATION
9、AL FIRE PROTECTION ASSOCIATION www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC 5NEC 美国国家电气规程 NATIONAL ELECTRICAL CODE NEMA 美国电气制造商协会 NATIONAL ELECTRICAL MANUFACTURES ASSOCIATION DIN 德国国家标准 DEUTSCHE INDUSTRIE NORM BS 英国国家标准 BRITISH STANDARDS JIS 日本国家标准 JAPANESE INDUSTRIAL STANDARDS 3.2 施工验收 3.2 施工验收
10、工业自动化仪表工程施工及验收规范(GBJ500932002) 自动化仪表安装工程质量检验评定标准(GBJ 13190) 石油化工仪表工程施工技术规程(SH35211999) 长输管道仪表工程施工及验收规范(SYJ400584) 电气装置安装工程低压电器施工及验收规范(GB50254-96) 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范(GB 5016992) 化工建设项目进口设备、材料检大纲(HG2013493) 工业控制计算机系统验收大纲(JB/T 523491) 工业金属管道工程施工及验收规范(GB 5023597) 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范(GB 5023698) 石油化工有毒
11、、可燃介质管道施工及验收规范(SH3501-2002) 工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范(HGJ22991) 火灾自动报警系统施工及验收规范(GB50166-92) 安全防范工程技术规范(GB50348-2004) 洁净室施工及验收规范(HGJ 7190) 现场总线基金会系统工程指南(版本 2.0) 3.3 基础和通用 3.3 基础和通用 过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号(GB262581) 过程检测和控制系统用文字代号和图形符号(HG2050592) Instrumentation Symbols and Identification 仪表符号和标志(SHB-Z02-95 等同
12、于ISA S5.184) Binary Logic Diagrams for Process Operations 用 于 过 程 操 作 的 二 进 制 逻 辑 图 (SHB-Z03-95 等同于 ISA S5.281) Graphic Symbols for Distributed Control/Shared Display Instrumentation, Logic and Computer Systems 分散控制/共用显示仪表、 逻辑和计算机系统用图形符(SHB-Z04-95 等同于 ISA S5.3) Instrument Loop Diagrams 仪表回路图图形(SHB-Z
13、05-95 等同于 ISA S5.4) Graphic Symbols for Process Displays 过程显示图形符号(ISA S5.5) 分散型控制系统硬件设备的图形符号(JB/T553991) Process Measurement Control Function and Instrumentation Symbolic Representation过程测量控制功能及仪表符号说明(ISO3511) Recommended Graphical Symbols Part 15: Binary Logic Elements 推荐的图形符号:二进制逻辑元件(IEC 117-15) G
14、raphic Symbols for Logic Diagrams (two state devices) 逻辑图用图形符号(二状态元件) (ANSI Y32.14) Symbolic Representation for Process Measurement Control Functions and Instrumentat-ion 过程测量控制功能及仪表用符号说明 (BS 1646) www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC 6Bildzeichen fr messen, steuern, regeln: Allgemeine bi
15、ldzeichen. 自控图例:一般图形 (DIN 19228) 仪表符号 (JIS Z8204) 不间断电源设备(GB 726087) 国际单位制及其应用(GB10086) 工业自动化仪表电源、电压(GB336882) 工业过程测量和控制用检测仪表和显示仪表精度等级(GB/T1328391) 自控安装图册(HGJ51687) 仪表单元接线接管图册(TC50B184) 仪表回路接线图册(TC50B288) 化工企业电缆直埋和电缆沟敷设通用图(HGJ51791) 仪器仪表运输、储存基本环境条件及试验方法(ZBY00281) 仪器仪表包装运输技术条件(ZBY00384) 石油化工施工安全技术规程(
16、SH350599) 放射卫生防护基本标准 (GB479284) 4 控制系统基础知识控制系统基础知识 在自动化控制系统中、控制仪表是实现自动化控制理论,完成生产自动化的重要工具。检测仪表将生产工艺参数变为电信号或气压信号后,由控制仪表与装置进行显示、记录与控制,让人们了解生产过程情况的同时对生产过程实施自动控制,使工艺参数符合工艺设计安全生产和降低成本的预期要求。 4.1 仪表的分类 4.1 仪表的分类 过程是自动化系统实施控制的对象和存在的基础,没有过程就没有控制仪表和自动化控制系统。控制理论和实现控制理论的研发和使用均来自于对过程的认识和抽象、建模,在此基础上以有效控制为手段,以获得最佳结
17、果(产品和状态)为目的的过程状态指示和控制。 自动化控制仪表可简单的分为检测仪表、显示仪表、控制仪表、执行器四大类,如下图所示。 检测仪表 流量 压力 液位 温度 成分分析 显示仪表 指示仪 记录仪 信号报警器 屏幕显示器 控制仪表 基地式调节器单元组合仪器组件组装式仪器可编程控制器 PLC工业控制机计算机控制系统 分散控制系统 DCS 总线控制系统 FCS安全控制系统 SCS 执行器 调节阀 仪表分类示意图 按控制仪表依所用能源的不同,可以将其分为电动、气动、液动和混合式等几大www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC 7类。其中,气动和液
18、动控制仪表发展最早,但电动控制仪表发展异常迅速,现在已占绝对统治地位。 气动控制仪表性能稳定,可靠性高,具有本质安全防爆性能,不受电磁场干扰,结构简单,维护方便,但不适应远距离集中控制。在许多控制系统和复杂程度大的生产过程中已不能满足要求。 电动控制仪表有本安和非本安之分,从原理上分类,电动控制仪表可分为模拟式和数字式控制仪表两大类。 模拟式控制仪表与装置按结构形式可分为基地式、单元组合式、组件组装式三大类。 基地式控制仪表以指示仪表及记录仪表为中心,附加一些线路或器件来完成控制任务。一般结构比较简单,价格低廉。适用小型企业的单机和自动控制系统。 单元组合式控制仪表根据自动检测与控制系统中各组
19、成环节的不同功能和使用要求,将仪表划分为能独实现一定功能的若干单元。各单元之间联系采用统一标准信号。这些少量的单元经过不同的组合,可构成多种多样的、复杂程度不同的自动检测和控制系统。单元组合仪表应用灵活,通用性强,便于控制仪表生产,维护及备品库存。 组件组装式控制装置是在单元组合式仪表基础上发展起来的成套仪表装置,它的基本组成是一块块功能分离的组件,组件组装式控制装置在结构上可分为控制柜和显示操作盘两大部分。控制柜内插入若干个组件箱,若干块组件板又插入组件箱中。显示操作盘常常用一台电子显示屏幕集中显示操作,大大改善了人机联系。在控制柜中各个组件之间的信息联系,采用矩阵端子接线方式,接线工作都集
20、中在矩阵端子接线箱里进行。组件组装式装置可由仪表制造厂预先根据用户要求,组装好成套自控系统,再以成套装置形式提供给用户,从而使得自控系统的现场施工,系统安装和调试工作量减小,也使维护、检修和系统改组工作得以简化。 数字控制仪表装置可分为数字调节器、PLC、工业控制机、DCS 分散控制系统、FCS 总线控制系统等五大类。 数字调节器 有几个数据量采集及开关量输入/输出功能,主要用于实现一个或几个回路的连续控制。 数字调节器按控制回路数目分为: 单回路调节器:用于构成一个简单的控制回路,或一个串级控制回路,或一个比值控制回路等。 多回路调节器:可以对多个回路(2 个、4 个或 8 个)进行分时控制
21、。 数字调节器按控制规律分为:PID(比例、积分、微分)调节器;PID 参数自整定调节器;自适应调节器;模糊控制器;智能调节器等。 PLC 可编程控制器 控制器提供多种软件功能模块,由用户通过组态功能实现各种控制系统,具有大的应用灵活性,软件系统较复杂。 固定程序调节器:不用用户组态,但有的可通过简单的设定在控制器给定的几种控制结构中进行选择。 工业控制机 用于对多个(几个到几十个)回路进行闭环连续控制及断续控制。采用模块化结构,由主机板和系统支持板组成。支持板种很多,如 A/D 转换板、内存扩展板、开关量输入输出板、CRT 接口板、打印机接口板、串行通信板等等。这些模板通过标准总线相互连接进
22、行信息交换。总线包括电源线、数据线、地址线及控制线。实际使用时,所选用的功能模板都插在一个专用机架的总线插槽内,选择所需模板即可组成各种不同的数据处理及控制系统。这种总线结构的工业控制机具有模板种类多、组合灵活、www.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC 8使用方便、可靠性高、抗干扰能力强及价格低廉等特点,并有丰富的应用软件及良好的开发环境,在小规模的控制系统中得到广泛应用。 集散控制系统 DCS 将数字技术,微电子技术、通信技术 CRT 显示技术与控制技术紧密结合产生的一种综合控制系统,它采用控制分散、集中显示操作及管理的策略,具有控制算法
23、丰富,回路组态灵活、监控操作方便、系统安装简便、增扩修改容易,高可靠性及高可维护性等特点。近 20 多年来,DCS 日益得到广泛应用,已在工业控制中占主导地位。 现场总线控制系统 FCS 通用的或专用的微处理器置入传统的测量控制仪表中,使之具有数字计算和数字通信能力,采用一定介质(双绞线、同轴电缆、光纤、无线电、红外线等)作为通信总线,按照公开、规模的通信协议,在位于现场的多个设备之间以及现场设备与远程监控计算机之间,实现双向、串行、多点数据传输和信息交换,控制系统功能能够不依据控制室的计算机或控制仪表,直接在现场完成,实现了彻底的分散控制。无需按控制回路进行一对一的设备连线,但同时又为多个设
24、备提供电源,打破了传统控制系统的结构形式。 现已在各行业中逐步得到使用。 有望成为 21 世纪控制系统的主流产品。 4.2 仪表主要品质指标 4.2 仪表主要品质指标 精度和精度等级 精度是指测量结果和实际值的一致程度,是仪表基本误差的最大允许值,习惯上也简单地说为基本误差或允许误差。精度高意味着系统误差和随机误差都很小。 精度等级是仪表按精度高低分成的等级,它决定仪表在标准条件下的误差限。仪表的精度等级是根据引用误差来划分的,如某台仪表的最大基本允许引用误差为1.5%,则该仪表的精度等级为 1.5 级。 滞环、死区和回差 滞环是指由输入增大的上升段和减小的下降段构成的特性曲线所表征的现象。
25、死区是指输入量的变化不致引起输出量有任何可察觉变化的有限区间。死区用输入量程的百分数表示。 回差(也叫变差)是指输入量上升和下降时,同一输入的两相应输出值间(若无其它规定,指全范围行程)的最大差值。回差包括滞环和死区,并以输出量程的百分数表示。 重复性误差和再现性误差 重复性误差是指在同一工作条件下,对同一输入值按同一方向,连续多次测量的输出值之间的差值。一般用量程的百分数表示。 再现性误差是指在同一工作条件下,在规定时间内对同一输入值两个相反方向重复测量的输出值之间的最大差值。再现性误差是包括重复性误差、滞环、死区和漂移的综合性指标,一般用量程的百分数表示。 灵敏度和灵敏限 灵敏度是表达仪表
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 自控 工程 技术人员 工作手册