工程自动化仪表安装施工方案

自动化仪表安装施工技术方案

1工程概述

本工程自控系统采用先进的DCS、QCS计算机控制系统。

DCS为计算机集散型控制系统英文缩写，是本工程的控制核心。通过DCS系统控制，可

对纸机的主体设备及附属设施的各控制点（电机、阀门、流量、温度、压力等）进到自动控

制，并对纸机的各检测点的工作状态（电机速度、电流、压力、温度、流量及浓度等）在计

算机上显示。该系统由控制站、操作站、工程师站、I/O柜、PLC柜、UPS电源、显示器、

网络设备、及各种现场仪表组成，具有扩展灵活、系统可靠、操作简便等优点。

QCS为纸张质量控制系统，在纸机现场设有扫描设备，扫描检测纸张的水分、定量、厚

度等，所测参数反馈到QCS控制系统，系统通过运算输出信号控制调节蒸汽流量、上浆量放

料阀开度、网前箱堰板开度及配浆比例来确保以上指标达标，从而保证纸张质量。

DCS与QCS之间通过网络进行信息交换，QCS控制系统把当前检测的纸张质量（水分、

定量、厚度等）信息反馈到DCS，由DCS根据这些信息重新对纸机工作状态进行修正，实现

系统的自动控制，保证纸机工作在最佳工作方式。

现场仪表有：液位、压力、差压、浓度变送器，电磁流量计、轴封水流量计、温、湿度

计、和各类调节阀、开关阀等。

2施工工艺流程及质量控制点

注：△为质量控制点

质量控制点明细

表 盘

柜、现场仪表定基础槽钢制安

设备开箱检查 仪表单体调校 施工准备 预埋管、件、金属构件交接检查 △ 1

管路敷设

现场自控设备安装 电缆敷设 控制计算机及PLC安装

接线检查

交工验收 系统自检 校、接线

系统调试 △ 3 △ 2 盘柜安装 桥架安装

DCS系统单独加电自检 序号 工序类别 工序内容 检验标准 检验形式 检验方法 检验类型

1 特殊工序 管件预埋检查 GBJ93-86 交接检 现场检查 抽检

2 关键工序 控制计算机及PLC安装 YBJ217-89 自、专检 看记录 全检

3 关键工序 系统调试 GBJ93-86 交接检 看记录 全检

对于质量控制点，每道工序必须严格按规范、规程要求执行，在该控制点经过检查合

格后，才能进入下一道工序施工。质量控制点等级分类说明如下：

等级符号 内容

R 做检查记录

A 业主、监理、施工单位联检

B 监理、施工单位共检

C 施工单位自检

3施工工艺及措施

1.施工准备

DCS、QCS控制系统和各种现场仪表的安装在自己熟悉消化相关技术资料的基础上，严

格按照系统供应商和设备厂家的技术要求，在供应商及设备厂家指导下进行安装和调试，达

到设计和厂家的技术要求。

2.仪表电缆管敷设

仪表电缆管敷设参见电气配管。

3.仪表电缆桥架安装

仪表电缆桥架安装参见电气电缆桥架安装。安装时注意从电缆桥架到现场设备的电缆要

穿镀锌钢管，从钢管引至电动机仪表等要用金属软管保护，穿管不能对电缆造成损伤，电缆

桥架及钢管均应可靠接地。

4.仪表盘、柜、箱安装

⑴位置正确，型号、规格应与设计相符。

⑵固定牢靠，盘、柜、箱安装垂直度每米允许偏差1.5mm,相邻两盘顶部高度偏差2mm，

盘间接缝应小于1mm。

⑶接地可靠。

5.仪表的存放及保护 仪表设备应存放在干燥、清洁房间内，由专人保管，并根据设计图，标贴上正确的安

装位号，该标签上应还有检定后的标记，避免施工中错装或未经检定就安装。安装中严禁摔

打、碰撞。

6.仪表单体调校

由于运输过程中可能造成仪表失调，因此安装前应在试验室进行检查和校验，并进行

仪表的始点、终点和非线性等的调整，以使仪表达到规定的精度等级，仪表校验点应在全刻

度范围均匀选取，且不应少于5点，校验时，应按刻度“上升”和“下降”两个方向进行，

成套供应的变送器、流量计等和其显示仪表，应按设计规定的测量范围对其进行相应设置。

7.取源部件的安装

1).压力取源部件：

a.压力取源部件应选择到流速稳定的直管段上，与温度取源孔相邻时，应选择在温度

取源孔上游。

b.取源部件材质应符合设计或与工艺管道材质匹配，以便于焊接施工并保证质量。

c.压力取源短管不允许伸入超过管道或设备的内壁。

d.在水平或倾斜管道上安装取源部件时，当介质为液体时，取源部件应在管道中心线

以下45°夹角内安装。

2).流量取源部件

a.按设计及产品说明书要求，保证其上、下游直管段最小长度。其端面必须保证与管

道轴线垂直，且进出口方向正确。

3).液位及分析取源部件的安装

液位及分析仪表取样点应与业主、监理共同商定，并根据产品说明书及设计确定合理

的安装方式，其质量控制按AR等级执行。

4).取源部件安装的质量控制

序号 质 量 控 制 点 等 级

1 测量取源点的正确定位 AR

2 安装图与安装材料相符 AR

3 防腐管道上开孔焊接后补做防腐 BR

4 仪表取源阀门检验合格 BR

5 泄漏检查 AR 8.仪表管路敷设

⑴.材质、规格应符合设计要求。

⑵.为方便检修，仪表管路应装有一、二次阀门，一次阀门装于取源部件之后；二次

阀门装于测量仪表之前。

⑶.布局整齐美观，路径短，弯曲少，尽量避免交叉。

⑷.水平段应保持一定坡度，其坡度范围要求在1:10～1:100之间，其倾斜的方向必

须保证能排除气体或液体。

⑸.弯曲半径应大于３Ｄ.

⑹.仪表管路不能存在内部应力；安装有振动的管路时，应采取相应的防振措施。

⑺.管路内应清洁，无水、油等污物，保证清洁、畅通。

⑻.仪表管路、管件、阀门等检查和试压一般随工艺设备或管道一并进行，发现问题

应即时整改。

⑼.气管采用不锈钢管，供气支管应从供气母管上半部引出，母管应加装排水装置。

⑽.管路安装必须保证导管的严密性，不应有泄漏或阻塞现象。

⑾.按AＲ等级进行质量控制。

9.自控、仪表设备的安装

1)仪表安装：

a.现场一次仪表及盘装二次仪表安装前必须检查，型号、规格、位号应与设计相符合。

集中安装的仪表应排列整齐、美观、标高一致，便于观察和维修操作。

b.仪表与其取源部件及管路应连接紧密，无机械应力产生。

c.分析、采样类仪表应根据说明书要求，与厂家共同商定安装方式，以保证仪表使用

的准确性。仪表配有安装支架的严格按照使用说明书要求进行安装。

d.接线正确，接线标号清晰、齐全。

e.电磁流量计的接地一定要可靠并达到说明书要求的接地电阻，否则应在仪表周围布

置接地极并与仪表接地端相连，电磁流量计的屏蔽环应按照管道性质确定是否放置。

2)DCS、QCS设备安装：

a.DCS、QCS设备安装前，应满足以下条件，控制室装修完毕，不需要再做挖沟打洞的

工作，地面清洁，空调系统投用，照明施工完毕，UPS调试合格。

b.系统的安装工作包括：机柜、操作台、控制设备、网络设备、电源、各种附属设备

安装，管件安装，系统各种电缆连接，端子外部仪表信号线连接，系统电源接地连接

。 c.机柜的安装应按GBJ93-86有关要求进行。

d.安装好后的DCS控制设备，在通过检查确认连接无误的情况下，要经过业主（或指

定代表）的监督指导下，加电自检，以检测DCS系统自身设备是否正常。只有在DCS系统自

身正常工作后，才进行现场仪表信号和DCS之间的连接，把DCS系统自身故障和由于现场信

号引入DCS造成的其它故障隔离。

工业控制计算机系统应有专用接地线，设置防静电的屏蔽措施，接地应正确可靠。

10.电缆敷设

1)系统布线、接线除按GBJ93-86中有关要求外,还应注意:

⑴电缆敷设应参照电气施工规范相关规定进行。

⑵自控电缆敷设应同强电电缆分开，当与强电电缆交叉时，间距不小于150mm

⑶计算机电源不得与其它部分电源相串，以减少因电路情况变化而造成的影响。

⑷信号回路的屏蔽电缆，屏蔽层应按设计要求的接地方式正确接地。屏蔽电缆连接时，

应将端头屏蔽层拆散，捻成线状，连接在指定的接地端子上，如设计未说明，则采用控制室

一端接地的方式。

⑸线路敷设路径尽量避开热源，不能避开的建议选用耐热电缆。

⑹对集控系统的电缆敷设要特别注意干扰，包括防止电磁感应、静电感应、电磁波等

干扰。

⑺在电缆头处理方式、电缆标志牌、接线标志管、保护软管的材料选择等方面与电缆

敷设应与电气安装工程保持一致，以达到美观、协调的效果。

⑻多股软铜芯线结线端头必须搪锡或用接线端子压接。

⑼.I/O线与控制线、交流线与直流线、输入线与输出线应分开走线，并保持一定的距

离。

⑽各种自控仪表设备安装后应挂装按统一标准制造的设备牌，设备牌上标明设备名称和

设备编号。

11.DCS系统的接地

良好的接地是DCS系统安全可靠运行的重要条件。DCS系统应与其它设备分别使用自

己的接地装置（见图1(a)）。也可以采用公共接地方式（见图1(b)）。但是禁止使用图1(c)

所示的串联接地方式。因为这种接地方式会产生各设备之间的电位差。接地线的截面积应符

合设计要求，接地点应尽量靠近DCS系统，DCS系统接地端子的接地电阻应小于1Ω

。 12. DCS、QCS系统调试

1)接线检查

测量现场信号线的绝缘电阻，合格后方可接到DCS、QCS系统。

控制系统和现场仪表安装、接线完毕后，要对照安装图纸检查安装和接线的情况，

在确保无误后才能上电和通气。

按照设计接线图、控制原理图核对各仪表、端子及回路的信号、电源、控制线是否正

确牢固，端子标号是否齐全。特别要检查仪表的供电电源，严防错接，仪表电源、信号要接

线准确牢固。

2)自动控制系统调试

a．DCS单机调试和系统调试

首先，检测UPS电源输出的电压是否正常，确认无误后，对DCS加电运行。运行系统诊

断程序，检测DCS系统硬件各单元是否正常工作，检查系统的功能单元（通信、显示、打印

等）工作是否正常。

b．DCS与现场的联调

①现场输入信号的检测：对于数字型输入信号，可在现场模拟其导通/断开状态，通过

DCS系统进行显示。检测DCS显示状态和数字输入信号的状态是否一致来确定其正确性。

对于4~20mA模拟信号（或1~5V）可通过专用4~20mA信号发生器从现场输入一模拟信

号，通过DCS显示检测二者是否一致。

②DCS输出信号的检测：对于数字型输出信号，DCS一般输出为+24V电压信号，可从DCS

程序上输出+24V信号在现场检测此电压值。两者一致说明二者连接正常。

对于控制阀门等的4~20mA模拟输出信号，可在DCS上输出信号后在现场观测阀门的开

度来确定

其是否正常。 DCS 门框

(a) DCS 其它设备

(c) DCS 其它设备

(b)

图1 PLC的接地