化工新建项目中仪控专业的管理

李文胜，李国铸，李思远(.山东华鲁恒升化工股份有限公司，山东 德州 5304； .青岛科技大学，山东 青岛 6604)

0 引言

随着自动化技术水平的不断提高，化工仪控专业在化工流程行业的重要性日渐突出。在化工新项目的建设中，如何管理好仪控专业的施工质量和施工进度是保障整个项目能否正常开车、顺利达产的重要环节。

化工新建项目中仪控专业的管理开始于设计阶段，结束于开车达产阶段。只有贯彻好这一思想并在每一个环节做好管控才能确保整个项目有条不紊进行。

本文站在生产管理部门的视角，场景设置为有专业的设计单位和建设施工队伍，施工完毕后交由生产管理部门接收进行维护管理展开。

1 过程管理

整个过程按照项目的进展分为三个大的阶段。

1.1 设计阶段

根据整体项目的规模与性质的区别，项目设计一般有三种形式，一是由独立于集团公司之外的专业设计院进行，二是由本公司的设计院进行，三是由本公司的生产部门自行设计。无论是哪一种情形，应主动联系设计、施工单位，将类似项目之前在运行中总结的经验教训包括仪表的选型、施工材料的选择、仪表设备品牌的选择、仪表的安装方式等施工细节等各方面的意见反馈给设计单位，设计单位进行方案设计时应重视上述意见。

1.2 施工阶段

施工开始前应对进入施工现场的人员进行培训，培训包括安全培训和施工相关的专业知识培训。安全培训内容包括工艺介质特性，对现场危险的辨识及防范，作业注意事项等。施工知识培训主要包括施工及验收规范，生产工艺流程及详细的项目仪控专业资料等。

施工开始后监督施工情况是否合乎规范，应针对不同仪表类型编制出检查表格，明确技术标准及责任人，一方面使检查工作有章可循，再者利用追责的形式增强项目的严肃性，使项目整体施工质量可控，间接确保后续工作的顺利进行。检查过程中发现不符合要求的情况及时反馈给施工单位，责令整改。有不同意见进行友好协商，原则问题严格按照规范执行。

以涡街流量计为例，检查项应包括安装方式是否正确 (比如测量液体流量，流量计安装在竖直管道上时，介质流向只能自下而上)、前后直管段是否满足要求、流向、安装位置 (避开高温、腐蚀等环境)、垫片情况 (材质、压力等级)、紧固情况、接线等是否满足使用要求。

如果项目有隐蔽工程，如压缩机内部的温度、转速测量等，除正确进行仪表安装外，应对内部仪表线缆进行良好固定，并考虑到设备转动及充油后的情况，留好照片[1]。

施工过程中对与工艺介质直接接触的部分必须仔细核准，包括部件的选型、材质、公称压力与温度等，因为由于施工问题一旦发生泄漏将会直接影响开车顺利进行及装置长周期运行，甚至引发安全问题。

在施工阶段，控制系统 (包括DCS、SIS、GDS、PLC等)机柜固定、配线及组态工作同步展开。施工中应注意对接地电阻的测量并确保合格，并按照控制系统厂家技术要求进行接地施工。为确保控制系统侧的设备不被意外损坏，接线前应确认现场电缆线不会串进强电、不被短路，并且确认安全后再逐一送电。控制系统组态一般由厂家的工程师来完成，为了以后维护的顺利也可以由用户完成。控制系统组态中的流程图部分要充分征求工艺专业的意见，甚至让工艺人员来绘制。各控制系统中的联锁逻辑及联锁报警参数、复杂的控制方案要让工艺专业负责人进行确认。如果生产管理部门的工艺人员对初始设计中的内容不满意要求修改应该让他们与设计部门沟通并提供有效变更单。控制系统施工时应确认系统内主要设备的状态如直流电源模块、动力电源、机柜温度等都实现报警功能，这样对以后的设备维护会提供极大的便利。

1.3 调试阶段

施工到一定程度，就应该推动调试工作的进行。

调试包括分项调试与联校。分项调试指的是对局部的控制系统或仪表进行调试。分项调试包括控制系统 (包括DCS、SIS、GDS、PLC等) 校验、智能仪表参数的设置以及阀门的调试等等。联校指的是对控制系统及现场仪表、阀门整体模拟实际运行情况进行的调试。

控制系统校验是指在系统的信号输入端 (安全栅或卡件)输入信号，观察计算机屏幕上的显示，或者在控制系统画面上改变控制信号，测量系统输出电流、状态信号的变化等。一般来说控制系统出厂前都进行过出厂测试，单独进行控制系统的校验效率太低，可以合并到联校过程中。校验开始前，应对安全栅参数进行修改、核实，使一个通道中，变送器、安全栅、DCS卡件、PID回路的参数一致。另外，如果进行分项的控制系统校验，联校时可以只在现场通过导线的通断试验来确认测点位置是否正确。但是，鉴于相比分项校验，联校时引入了较长的线缆，对测量回路尤其是热电阻的测量回路带来了较大改变，建议这种情况务必自现场输入不同类型的信号对系统功能进行抽查，因为在实际施工中发现，有些厂家的DCS模块在独立调试和实际联校中显示是不同的，并且远超允许误差。所以，建议还是自现场输入信号联校来得保险些[2]。

阀门的调试指在阀门的信号输入端输入对应的信号(4～20 mA DC)，调整阀门定位器使阀位对应电流信号输入，如果有阀位反馈开关或阀位反馈变送器应同步进行校验。

按照项目提供的工艺条件对涡街流量计、压力变送器、双法兰液位变送器等智能仪表进行参数设置。

以上调试除了阀门调试有共性不需要单独列出表格外，其余均应该有特定的表格明确技术参数。

另外，对一些复杂的控制系统，比如流量补偿、防喘振控制等也可以在此阶段进行仿真调试。

联校是指控制系统与现场仪表阀门联合校验。

联校最大的目的在于核对现场与控制系统画面中的相同测控点是否完全对应，防止发生错乱。其二，核对现场仪表与控制系统的参数设置是否匹配。

校验开始前要根据测控点情况编制好校验表格，一般将测控范围分为5个点进行校验。根据不同点明确测量范围、测量单位、是否开方等，按照表格有条不紊地进行。通常情况下，一组联校小组至少包括5人，中控室需要仪控专业DCS人员一名，工艺人员一名，现场需要仪表人员一名，工艺人员一名，施工方人员一名，如果项目较大，或者工期很紧，可以分多组共同进行。联校时如果变送器为智能式，可以用HART手操器进行电流信号仿真，同时核对变送器的参数与设计是否吻合。

联校完成后进行联锁报警试验。联锁试验要最大程度地模仿实际情况，尽量自靠近信号的发生端进行。如做油压低停机试验，应采取真正的开油泵，逐渐降低油压的方法，记下停主机时油压的真实数值，这样更容易发现问题。为了节省时间，报警试验可以穿插在联校或联锁试验中进行 (联校完成的点才可以做报警试验)，报警试验可以采用最小报警系统内部仿真的方法。如果只是DCS内部的报警可以采用DCS仿真的方式进行，如果报警信号是由其他系统进行判断，而将报警信号送到DCS系统，则应该在其他报警系统进行信号试验对两个系统同时进行确认。

在调节阀的校验中，首先要根据阀门的铭牌对气源压力进行调整，检验过程中除了对阀位进行确认外，对调节阀的附件比如阀位开关、电磁阀等也要进行联校，并且如实记录阀门的气开气关特性，与工艺人员一同核对PID正反作用是否正确。

对控制系统本身进行冗余切换试验，包括主控器、模块、网络、电源，对UPS进行断电、切换试验，并应测试电池续电是否满足要求。

控制系统之间如果有通过串口通讯相连的情况，也应该进行联校，以免由于组态时数据类型选择不合适引起数据变化时显示错误。

调试阶段应同步检查仪表根部阀门是否处于合适位置，比如，塔顶的压力仪表如检查正常工艺不再进行酸洗、吹扫等处理时可以正常投运，而分析仪表则应该关闭根部阀门，以免工艺设备进介质后造成仪表的损坏。

在调试阶段，工艺专业会对工艺管道进行吹扫等工艺处理，这时应将已安装到位的流量计、调节阀等临时拆下，拆下的流量计、调节阀做良好保护，如果不拆线要保护好挠性管，拆线则要对导线进行绝缘防护或在DCS侧断开接线。也要防止放置状态异常造成对人员的伤害。工艺处理结束回装时应注意垫片全部更新，对垫片的形式、材质、尺寸大小、压力等级进行确认，对螺栓螺母的材质、形式、尺寸进行确认，回装紧固时应采取对角紧固的方式。如果项目中用到焊接式流量计，要在管道吹扫结束后才能安装[3]。

保温工作一般在调试阶段进行，要做好监督，防止将仪表电子部分包进导致仪表损坏。

1.4 开车阶段

系统进介质后的阶段统称为开车阶段。

正式开车前工艺一般来讲都要试运行，此时主要是用水、空气、氮气等无害介质代替正常的工艺介质打通工艺流程，蒸汽也会同步进入系统，要提前查看分析仪表的根部取样阀是否关闭，靠近蒸汽管道的仪表及附件是否有过热损坏的风险，如果是冬季，要将伴热及时投入。水运过程中应关注各测控点的显示控制情况，安排正常巡检，查看是否有泄漏等等。根据升温情况安排对流量计、阀门进行热紧。

正常投产后再次确认仪表显示控制状况，关注联锁投运情况，系统纳入正常生产管理。

2 结语

在实际的化工项目中不乏因为仪控专业施工质量问题造成开车延迟甚至引发事故的情况，开车时故障频发更是司空见惯。然而，如果真正把好施工质量与验收关，完全可以做到无仪控人员值守开车，并长周期稳定运行。