石化工程仪表专业试验管理实践

赵光华

中海油惠州石化有限公司 广东惠州 516086

合资工程项目对仪表的试验管理往往有特别的要求和管理程序。以某合资石化厂的仪表管理为例，其测试阶段牵涉单位较多，协调界面和难度较大，时间紧迫，且要求不影响生产。因此，需要理清管理程序和现场特点，督促编制施工调试方案，并要求具备相关经验和资格的人员参加，组成联合调试小组，确保仪表试验工作的顺利开展。

1 常用仪表及控制系统

1.1 仪表分类

仪表按原理分为测量仪表、在线分析仪表、显示仪表和执行器。其中测量仪表包括温度、压力、流量和物位测量等，分析仪表包括气体和色谱分析、电导仪和pH 计等，执行器包括电动和气动执行机构、调节阀等。随着仪表逐步向小型化、智能化发展，又可分为普通仪表、智能型仪表和总线型仪表。常用仪表的基本参数包括量程、精度、复现性，仪表适应的介质、温度和压力，以及防爆防护等级和接线方式等。

1.2 自控系统分类

过程控制系统（PCS）是工厂生产管理运行的基础自动化层，主要包括集散控制系统（DCS）、仪表安全系统（SIS）、可燃气体和有毒气体检测系统（GDS）、数据采集和远程监控系统（SCADA）、压缩机控制系统（CCS）、储运控制管理系统、工艺（设备）包专有控制系统和消防报警系统等。

2 仪表专业界面

根据项目矩阵管理模式及合同策略划分，明确仪表及自动化系统工程的设计、采办和施工界面，便于实施阶段协调管理。

2.1 安装界面

仪表及系统设备到达现场时，由建设单位采购部门组织联合验收，查验产品质量证明文件、校验记录及合格证明，并做好验收记录。

联校前确保现场到控制室（FAR）、控制室到中控室(CCR)之间通信电缆和光缆已经敷设完成，并经过测试检查确保通信正常。所有线缆的终端应用统一标识牌及接线鼻子，芯线编号要规范。线缆进入建筑物或不同的防爆等级区域时，要采取相应的隔离或密封措施。在线仪表安装时，必须完成工艺管道和设备吹洗，避免在线仪表拆除和二次安装接线的情况。

DCS 系统工程与装置单元的界面，以现场控制室的端子柜为界，现场电缆敷设及端子接线由装置承包商负责；DCS 系统设备的安装和机柜之间电缆敷设，以及机柜室与中控室之间通信光缆和电缆的敷设，由系统承包商负责；机柜内的设备布置及配线，由供货商负责；成套设备安装和调试过程中，其供应商技术人员必须到场配合。

2.2 调试界面

普通仪表单体调试由施工承包商完成，重要仪表的单体调试通常交由项目所在地政府部门认可的检验机构，计量交割和贸易仪表的检验由建设单位（或业主）认可的第三方专业计量检定机构实施。有毒、有害及可燃气体检测仪表的检测，由供应商及施工单位配合厂家完成，有时是市政消防验收部门或第三方鉴定机构安排现场配合检测鉴定。

仪表专业配合设备的单机试车，主要监测设备相关数据（例如电机转速、振动、位移和轴温等）的变化情况，确保信号正常显示和联动；专用设备厂家完成设备测试后，仪表专业配合完成DCS/ SIS 系统与其他专用控制系统（如CCS、自动投料装置和储运控制系统等）的联络通信。单机试运转严格按照提前编制的方案实施，大型机组等关键设备的单机试运转方案应经设计单位、监理单位、生产单位和制造单位等联合确认。

仪表的一次联调（回路测试）由建设单位组织，相应的施工和供货单位实施，监理监督、生产运行部门可以旁站，最后由参与见证的各方共同签字确认；仪表的二次联调（联锁调试和功能测试）由建设单位组织，生产运行部门主要参与，施工单位和设备供应商配合，完成消防系统（含FGS）的联动测试和报警功能，并配合消防检查验收等。

3 单体调试

3.1 基本要求

仪表设备安装和投用前应校准和试验；现场的仪表试验室应清洁、温度和湿度适中，附近没有震动和电磁干扰，提供的电源和气源应满足要求；实施单位和技术人员具备相应的资质和类似经验；准备相应的校验仪器和标准设备，其鉴定合格且在有效期内，标准表的精度要高于被校仪表；仪表的校验点一般在刻度范围内均匀选择5 个；所有的仪表都要进行外观检查，供电220V 和380V 的电动仪表必须先进行绝缘测试；校验过程要符合自动化仪表工程施工及验收规范GB50093的要求，即时填写校验记录和鉴定报告。

HART 协议的变送器用475 手操器进行精度校验即可。现场总线变送器应对A/ D 转换模块信号进行精度校验，并检查存储器及参数。

3.2 常用仪表校验

双金属温度计和就地显示压力仪表的校验在试验台上检查精度、量程、零点，及规格和外观是否合格，压力表校验合格后应加标识和铅封。重要的压力仪表应由业主认可的第三方检定机构校验。

3.2.1 温度仪表

温度仪表一般在常温下检测元件的精度、量程，也可以现场加热或采用热水检查，校准点不少于两个，可以不进行热电性能试验。

3.2.2 变送器

变送器的精度校验点应为5 点，压力和差压开关的精度校验要按照设计文件和说明书要求，校准报警输出值，进行零点、量程、精度等常规调整、修改和设定。

3.2.3 流量仪表

检查流量仪表的出厂合格证书、鉴定证书、说明书和出厂证明文件等；通电或通气检查各部件工作显示应正常；采用专用校验仪器475 或质量流量计转换器面板按键，调出参数，与数据表核对，并修改设定。

3.2.4 物位仪表

外浮筒式（界面式）液位指示或变送器现场调试可以水作为介质，输出和输入信号用密度换算即可。内浮球式变送器、液位（料位）开关采用现场模拟方法即可。现场通电检查雷达液位计和超声波液位计的显示和参数设置及指示状态是否正常，同时可采用现场模拟的方式试验，采用专用校验仪器475 或液位计转换器面板按键，调出参数，与数据表核对，并修改设定。

3.2.5 执行机构

阀门的试验首先要检查产品的合格证、试验报告文件是否完整有效，耐压强度试验和泄露性试验项目可以采用抽查的方式；调节阀、切断阀及总线阀门应做阀杆行程检查和灵敏度试验，紧急切断阀检查上下全行程完成时间，并检查输出和输入信号及相关参数设置，以及回讯开关位置接点动作等。

3.2.6 成套仪表

4 系统设备测试

自控系统设备的验收包括FAT、SAT、SIT 三个阶段，分别为出厂验收测试、现场验收测试和现场综合测试验收等工作。

4.1 系统设备验收

FAT 主要内容包括供货范围设备和材料核查、自控系统软件组态和功能实现，根据合同要求供货商提供相应的测试条件（资料、配件和工具等）。SAT 是在系统设备运到现场并安装完成后进行，主要是为了验证系统设备运输和安装后的功能是否正常。SIT 是在所有控制系统SAT 完成后进行，由建设单位牵头组织各供应商技术人员实施，施工单位和设计单位配合，其目的是为了确保独立系统或子系统之间通信正常，并能够有效实现工程项目控制方案所要求的功能，最后要按照规范要求的检查表和记录表填写，并形成检查测试报告。

4.2 系统设备上电

系统机柜和设备安装完成后，施工承包商发出受电申请，由监理组织受电前的检查工作，保证设备安装、柜间电缆、接地线（接地测试记录）、室内通风、空调、环境温度和湿度满足要求，供电电缆和UPS 安装试验完成等。系统设备之间及其内部的送电、检查和测试均由供货商自行实施。系统设备上电和和调试期间要24h 安保值守，并配备相应的消防设施和通信工具，直至移交生产部门为止。

5 回路试验

试验回路可分为检测回路、控制回路、报警系统、程序控制系统和联锁系统等。回路试验是对系统的硬件、软件、电缆及现场仪表做全面的检查和验收，同时，对参与的业主生产人员来说，也是熟悉流程的过程。试验前需要完成下述所有相关工作：所有仪表的校验或检查合格；所有电缆电线敷设完成并接线正确；所有仪表和系统设备接地符合设计要求，并有完整接的测试记录；系统设备安装完成并SAT 合格，各种工艺参数已确定且软件设置完成；电气专业设备调试合格，并且通信正常；经审核的仪表调试方案，施工调试组织机构，并准备相应的通信工具和测试工具。

5.1 现场仪表上电

在系统设备供应商技术人员的监督和同意下，根据调试计划对现场仪表送电。其中FF 仪表送电后需要完成程序下装后方可进行回路测试，部分重要显示或联动仪表设置有双路信号，同时分别到SIS 和DCS 系统，部分信号先进到SIS 系统后转接到DCS 系统。

5.2 仪表联校

5.2.1 组织管理

2.1 临床特征及病理诊断 3例病例均为双胎之一完全性葡萄胎。1例体外受精-胚胎移植(in vitro fertilization and embryo transfer, IVF-ET)受孕，1例为双子宫受孕。孕妇平均年龄27岁(22～31岁)，见表1。

组成联合调校和试验小组，成员包括设计、施工、监理、系统设备、建设单位和生产部门等相关人员，召开启动会并明确分工和计划。施工单位根据设计、采购和施工界面配合相关工作。回路试验可以在机柜室进行，操作站和工程师站可临时放置在机柜室，以便随时查找问题和处理故障。对于改造或扩建工程，这种情况较多。因为中控室内生产操作正在正常进行，调试过程中的检查或讨论交流、联络通信会影响到生产操作人员的工作。待联锁调试和功能测试的时候，再在中控室完成。

5.2.2 回路测试

对于一般的检测回路，从现场仪表输入端加模拟信号，用万用表监测控制室机柜内端子，同时观察操作站的显示值。对于调节回路，自现场仪表加模拟信号，查看操作站的显示值是否对应，也可以在操作站直接手动输入模拟信号，观察调节阀的动作情况；同时并入万用表查看模拟信号的输出和变化情况，观察执行器的行程位置和回讯变化过程是否符合设计要求。对于复杂的联锁回路，可以分别试验单个联锁回路合格后，再试验复杂回路即可。对于开关量试验，根据现场条件采用仿真或模拟的方式试验开关节电是否正常，根据操作站显示是否对应正常判断即可。

FF 总线仪表单校对仪表信号和地址确定，通常厂家出厂前已经校验，校验的信息资料储存在仪表内。对于特殊的仪表，如雷达液位计和质量流量计，由供货商售后技术人员配合整定设置参数，加模拟信号试验；对于成套设备供货的仪表，由成套设备技术人员现场调试检查其配套仪表和控制系统后，与DCS 系统联络通信，现场配合完成试验。系统功能测试时，控制器切换功能的时间不大于0.2s，不中断过程控制，同时故障内容会显示在CRT 上。

系统调试结束后，去除临时的短接线，恢复拆下的卡件、插头、接头、端子和盖板等，整理试验记录。全系统不停电考核，并准备联动试车工作。

火灾报警和消防联动试验完成后，由当地市政消防部门现场检查验收并颁发证书。接地防雷系统也是如此，这是办理工程机械竣工和生产投用的前提。

常见故障及处理方式见表1。

表1 仪器常见故障及处理方式

6 结语

仪表系统试验是仪表专业施工的最后一道工序，也是建设单位与施工单位进行中间交接的过程。根据项目管理模式，合理规划仪表和自动化专业管理策略及界面并组织实施；然后按照规范和设计技术文件要求，完成仪表设备和电缆线路的安装工作，为仪表的单校和系统的联合调试打好基础。DCS 系统控制设备安装在现场机柜室，仪表联调及装置联动试车可在现场机柜室操作；生产装置的正常生产操作设在中控室，通过自控系统和仪表实现远程监控功能。仪表及控制系统作为生产装置的“神经系统”，随时感知动设备运行情况及工艺参数变化并及时上传，由“神经中枢”（CCR）汇总和处理信息并发出报警、调节和联动等指令，确保合资扩建项目生产装置的平稳投产、运行和经济效益。