自动化仪表工程施工管理培训讲义.docx
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自动化仪表工程施工管理培训讲义
自动化仪表工程施工管理培训讲义
李占火
一、自动化仪表安装工程采用的标准
1、《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002。
2、《石油建设工程质量检验评定标准（自动化仪表安装工程）》SY4031-93。
3、《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97。
4、《石油化工仪表工程施工技术规程》SH3521-2007
5、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001
二、自动化仪表安装工程识图基本知识
1、自动化仪表分类
（1）按仪表使用的能源分：
气动仪表、电动仪表和液动仪表；
（2）按仪表组合形式分：
基地式仪表、单元组合仪表、综合控制装置；
（3）按仪表安装形式分：
现场仪表、盘状仪表和架装仪表；
（4）按仪表信号形式分：
模拟仪表和数字仪表。
（5）按仪表功能分：
检测仪表、显示仪表、调节（控制）仪表和执行器。
（6）按北侧变量分：
温度测量仪表、流量测量仪表、压力测量仪表、物位测量仪表和分析仪表。
2、仪表安装术语
（1）一次点：
检测系统或调节系统中直接与工艺介质接触的点。
例如，压力仪表的取压点，温度测量中热电偶安装点等。
（2）一次部件：
又称取源部件。
通常指安装在一次点的仪表加工件。
例如，压力测量中的取压短管，温度计的安装管接头，流量测量孔板等。
（3）一次阀门：
又称根部阀、取压阀。
指直接安装在一次部件上的阀门。
如，孔板法兰上安装的阀门。
（4）一次仪表：
指安装在现场直接与工艺介质相接触的仪表。
如，压力表、双金属温度计等。
（5）一次调校：
通常称单体调校（单校），指仪表安装前的校验。
如，差压变送器的校验。
（6）二次仪表：
是指仪表示值信号不直接来自工艺介质的各类仪表。
如，安装在仪表盘上的仪表。
（7）现场仪表：
是指安装在现场的仪表总称。
如，变送器、流量计等。
（8）二次调校：
又称联调、系统调校。
是指仪表安装结束后，对整个检测回路或调节系统的检验。
3、自动化系统的基本组成
（1）测量回路组成：
显示记录
（2）控制（调节）回路组成：
检测变送调节单元执行单元
4、自动化仪表的图形符号
测量点
（1）测量点
（2）信号线
a.电动信号线
b.气动信号线
c.液压信号线
d．内部系统链（软件或数据链）
e.毛细管
（3）仪表管路
a.可见管路
b.不可见管路
c.挠性管、软管
e.保温管
f．蒸汽伴热管
g.电伴热管
h.单管向下
i.单管向上
（4）表示仪表安装位置的图形符号
a.就地仪表
b.盘装仪表
c.架装仪表
d.就地盘面安装仪表
e.就地盘内安装仪表
f.复式仪表
g.DCS仪表符号
（5）被测变量和仪表功能字母代号
字母
第一字母
后继字母
被测变量或引发变量
修饰词
读出功能
输出功能
修饰词
A
分析Analysis
报警Alarm
B
烧嘴、火焰Burner
C
电导率Conductance
控制Control
D
密度Density
差Differential
E
电压（电动势）Electronic
检测元件Element
F
流量Flow
比（分数）Fraction
G
视镜，观察Glass
H
手动Hand
高High
I
电流Current
指示Indication
J
功率Joule
扫描Scan
K
时间、时间程序time
变化速率rate
L
物位Level
灯Lamp
低Low
M
水分或湿度Moisture
瞬动Moment
中间Middle
N
O
节流孔Orifice
P
压力、真空Pressure
测试点Point
Q
数量Quantity
积算、累积
R
核辐射Radiation
记录Recorder
S
速度、频率Speed
安全Safety
开关、联锁Switch
T
温度Temperature
传送Transmitter
U
多变量multi
多功能multi
多功能multi
多功能multi
V
振动、机械监视Vibration
阀、风门Valve
W
重量、力Weight
套管Well
X
未分类
X轴
未分类
未分类
未分类
Y
事件、状态
Y轴
继动器、计算器、转换器
Z
位置、尺寸
Z轴
驱动器、执行机构未分类的最终执行元件
（6）仪表位号表示方法
第一部分：
被测变量字母代号
P011-4〞
5．P＆I图（PipingandInstrument）
6．仪表平面布置图
1/2〞
7．仪表安装图
PI-1003
三、施工准备
1．施工程序
校接线
电缆导通、绝缘测试
主电缆敷设
接线箱、主穿线管安装
电缆桥架安装
电缆桥架支架预安
电缆导通、绝缘测试
仪表联调
盘柜基础预案
盘柜安装
盘间接线
盘柜间回路调试
编制材料设备计划
图纸会审（设计交底）
交工验收
开工保镖
单机试运
配合工艺吹扫气密
材料设备领取及检验
分支电缆敷设
分支穿线管安装
现场仪表安装
保温箱安装
仪表单校、检定
仪表风线安装及检验
保温
仪表管道试压
伴热线安装
导压管安装
检定（Veritication）：
由法定计量部门或法定授权组织按照检定规程，通过试验，提供证明来确认测量器具的示值误差满足规定要求的活动。
校准（校验）（Calibration）：
在规定条件下，为确定测量仪器仪表或测量系统的示值、实物量具或标准物质所代表的值与相对应的由参考标准确定的量值之间关系的一组操作。
2．图纸会审（设计交底）
由建设单位组织设计单位、建设单位、施工单位、监理和质量监督站等有关部门进行。
会审内容：
a、图纸是否完整、齐全；
b、与土建、设备、工艺专业之间有无衔接问题；
c、设计是否合理；
d、材料是否充足，稀有材料是否能代用。
尽量将材料问题在图纸会审是解决。
填写“图纸会审记录”，作为交工资料存档。
3、编制材料、设备计划
材料、设备计划应按图纸和设计变更单编制，并进行审批。
4、材料、设备领取和检验
（1）对仪表安装材料应进行数量、规格型号检查，材料应有出厂合格证和材质报告单。
（2）仪表设备应进行开箱检验，应由供货商、订货部门、建设单位代表、监理单位、设计院、施工单位等参加，并应填写开箱检验记录。
仪表应有出厂合格证、校验单和说明书。
（3）压力试验。
应对一次阀、温度计套管、液位计等直接与工艺介质接触的仪表管件进行强度试验和密封性试验。
5、预制
（1）仪表支架预制
（2）阀门、短接焊接
（3）仪表保温箱内配管预制
6、仪表校准和检定
（1）仪表校准:
变送器、液位计、调节阀、调节器、记录仪等二次仪表。
仪表安装前施工单位应进行校准。
（2）仪表检定：
流量仪表、压力表、双金属温度计、热电阻和热电偶。
仪表是否进行检定应由建设单位确定，施工单位协助搬运。
四、电缆桥架的安装
1．电缆桥架安装前应对支架进行验收。
2．电缆桥架严禁使用气焊切割，应采取机械切割方法进行切割。
3．仪表电缆桥架与电气桥架间距应大于800mm。
4．电缆桥架连接时应使用连接板连接，螺丝的圆头应朝里。
5．电缆桥架进入室内前应有一定坡度，防止雨水进入室内。
6．电缆桥架直线长度超过50米时应有热补偿措施。
7．在电缆桥架上开孔应采用机械开孔器进行。
穿线管应从侧面引出，严禁从底面引出穿线管。
六、电缆保护管的安装
1．保护管套丝时螺纹不宜太长或太深，管端螺纹有效长度应大于管接头长度的1/2。
2.保护管弯制时应采用弯管机进行，不应采用气焊弯管，单根保护管的直角弯不宜超过两个。
3.保护管与检测元件或就地仪表采用挠性管连接时，管口应低于仪表电气接口。
4.保护管低点处应安装排水三通，以防止仪表进水。
5.保护管引入接线箱或仪表保护（温）箱时宜从底部进出。
6．保护管应保持电器连续性，丝口连接处应涂导电防锈脂。
七、仪表保护（温）箱、接线箱的安装
1．仪表保护（温）箱底面距地面或平台600～800毫米,箱体中心距操作面的高度宜为1.2～1.5m。
2.仪表保护（温）箱垂直度允许偏差为3mm，当箱的高度大于1.2m时，垂直度允许偏差为4mm，水平度允许偏差为3mm。
3.接线箱的电缆入口应朝下或朝侧面，接线箱中心高度宜为1.2～1.5m。
八、电缆敷设
1．电缆敷设前应进行导通与绝缘测试。
用500V摇兆欧表测试绝缘电阻不应小于5MΩ。
2.编制电缆分配表。
电缆中间不应有接头，不可避免时应采用压接或通过接线箱连接，不得焊接。
3.本安电缆应与非本安电缆分开敷设。
4.信号电缆、补偿导线、供电电缆、联锁信号电缆不应穿同一保护管。
5.电缆敷设时的环境温度：
塑料绝缘电缆，不低于0℃；橡胶绝缘电缆：
不低于-15℃。
6．电缆敷设完应进行导通和绝缘测试，进行绝缘测试时应断开与仪表的连接。
7．主电缆屏蔽层只能在控制室侧一点接地，分支电缆的屏蔽层应在接线箱内与主电缆屏蔽层相连，应保持屏蔽层的电气连续性，并不得多点接地。
九、温度仪表的安装
1．侧温度元件应安装在温度变化敏感的地方，不能安装在阀门等阻力件附近和介质流束成死角及振动大的地方。
2.温度仪表和压力仪表在同一管线上并靠近安装时，温度仪表应位于压力仪表的下游，以防影响压力的测量。
3.温度仪表和流量仪表在同一管线上安装时，应位于流量仪表的直管段之外。
I
P
4.测温元件应垂直于管道轴线，当倾斜安装时宜逆着介质流向并与管道轴线相交，在管道拐弯处安装时宜逆着介质流向并与管道轴线重合。
5．当工艺管道小于DN50时，应加括大管，扩大管可用∮108×4×200的管自制。
十、压力仪表的安装
1.在安装测量低压的压力表时，应尽量使仪表与取压点处于同一高度，避免液柱高度引起的测量误差。
2．测量高压的压力表安装在操作岗位附近时，宜距地面1.8米以上。
3．压力取源部件应安装在介质流束稳定的地方，当与温度仪表安装在同一管线上时，应位于温度仪表的上游。
4．压力取源部件的端部不应超出工艺管道的内壁。
I
P
5．当测量高温介质（超过60℃的液体或蒸汽）的压力时，就地压力表的取源部件应加冷凝弯。
6.压力取压口方位应符合下列要求:
（1）介质为气体时，取压口位于管道上半部；
（2）介质为液体时，取压口位于管道水平中心线以下45°范围内；
（3）介质为蒸汽时，取压口位于管道水平中心线上下45°范围内。
180°（气体）
7.压力变送器安装位置应符合下列要求：
（1）介质为气体时，变送器应高于取压点安装，引压管的水平段应向取压点方向倾斜，坡度为1:
10～1:
100；
（2）介质为液体时，变送器应低于取压点安装，引压管的水平段应向变送器方向倾斜，坡度为1:
10～1:
100；
（3）介质为蒸汽时，变送器应低于取压点安装，引压管的水平段应向变送器方向倾斜，坡度为1:
10～1:
100；
（4）当不能满足上述要求时，应在引压管最低处安装集液罐或在最高处安装集气罐。
PI
十一、流量仪表的安装
1．流量仪表的流向应与流体流向一致。
前后直管段应符合设计文件、施工规范或仪表说明书的要求。
2．节流元件（孔板、喷嘴、文丘里管等）的轴线应与管道轴线重合，断面应垂直于管道轴线。
一吋法兰取压时，应保证上、下游取压孔的轴线相距孔板上、下游表面为25.4±0.8mm。
取压孔
3．流量仪表的垫片内径不应小于工艺管道内经。
4．节流式流量测量一次元件取压口方位如下:
（1）介质为气体时，取压口位于管道上半部；
（2）介质为液体时，取压口位于管道水平中心线以下0～45°范围内；
（3）介质为蒸汽时，取压口位于管道水平中心线以上0～45°范围内。
180°（气体）
5.差压流量变送器的安装位置和引压管应满足下列要求:
（1）介质为气体时，变送器应高于取压点安装，引压管的水平段应向取压点方向倾斜，坡度为1:
10～1:
100；
（2）介质为液体时，变送器应低于取压点安装，引压管的水平段应向变送器方向倾斜，坡度为1:
10～1:
100；
（3）介质为蒸汽时，变送器应低于取压点安装，引压管的水平段应向变送器方向倾斜，坡度为1:
10～1:
100；
（4）当不能满足上述要求时，应在引压管最低处安装集液罐或在最高处安装集气罐。
（5）两导压管应在同一高度，若有伴热，伴热量应相等。
PI
（6）测量蒸汽流量时，应安装两只冷凝容器。
安装冷凝容器时，应保持两个容器在同一水平线上，其高度差不得超过2mm。
十二、物位仪表安装
浮筒液面计安装图
1．浮筒液面计安装前应使浮子处于垂直状态，垂直度允许误差为2/1000。
安装前应检查设备上的安装法兰间距和垂直度，两法兰面应在同一垂直平面内。
2．差压液面变送器安装高度应不高于液面下部取压口；负压侧引压管应在最低点安装排放阀，以排除导压管内的积液；若负压侧引压管灌隔离液，隔离罐的入口应与容器的取压口在同一水平面上。
差压液面变送器安装图
双法兰式差压液位变送器安装图
3．双法兰式差压液位变送器的安装高度不宜高于上法兰口。
双法兰式差压变送器毛细管敷设时应加保护措施，弯曲半径应大于50毫米。
十三、仪表盘、柜的安装
1．型钢底座尺寸，应与仪表盘（柜、操作台）相符，其直线度和水平度允许偏差为1㎜/m，当型钢底座的总长超过5m时，全长允许偏差为5mm。
2．型钢底座水平方向的倾斜度允许偏差为1㎜/m，当型钢底座的总长超过5m时，全长允许偏差为5mm。
3．单独的仪表盘（操作台）的安装，应符合下列规定：
a.应垂直、平正、牢固；
b.垂直度允许偏差为1.5mm/m；
c.水平度允许偏差为1mm/m。
4．成排仪表盘、柜、台安装除应符合上述要求外，还应符合以下要求：
a.同一系列规格相邻两盘、柜、台顶部高度允许偏差为2mm；
b.同一系列规格盘、柜、台间的连接超过两处时，其顶部允许偏差为5mm；
c.相临两盘、柜、台接逢处正面的平面度允许偏差为1mm；
d.当盘、柜、台间的连接处超过5处时，正面的平面度允许偏差为5mm；
e.相邻两盘、柜、台间接逢的间隙，不大于2mm。
十五、仪表管路的安装
1．测量管路的安装
（1）金属管路应按GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》中的有关规定施工。
（2）用于检测的导压管在满足测量要求的条件下应尽量缩短，管路长度不宜大于15m。
（3）不锈钢管的弯制应采用冷弯，不得采用气焊加热方式煨弯。
（4）不锈钢管应采用电焊或氩弧焊进行焊接，不得采用气焊焊接。
（5）管路支架不应直接焊在工艺管道、容器以及设备上，严禁在合金钢和高温高压设备上焊接支架。
（6）导压管路的强度试验和气密性试验可随工艺设备一起进行，当单独进行时应按下述要求进行：
a.试验压力小于1.6MPa且介质为气体的管路可采用气压试验，其它管路宜采用液压试验；
b.气压试验宜用净化空气或其它惰性气体，试验压力为设计压力的1.15倍，试验时应逐渐缓慢升压，达到试验压力后，停压10分钟，再将试验压力降至设计压力，停压5分钟，以发泡剂检查不泄漏为合格；
c.液压试验应采用清洁水，试验压力为设计压力1.5倍。
当达到试验压力后，停压10分钟，再将试验压力降至设计压力，停压10分钟，以压力不降、无泄漏为合格；
d.试压用的压力表精度不应低于1.5级、刻度上限宜为试验压力的1.5～2倍，并应有检定合格证书；
e.试压过程中，发现泄漏现象，不得带压处理，应先泄压再作处理。
修理后，应重新试压。
（7）导压管路进行压力试验时，应关闭靠近变送器的截止阀。
2．气动管路的安装
（1）仪表供气管采用镀锌管时，应用螺纹连接，且连接处必须密封。
缠绕密封带或涂抹密封胶时，不应使其进入管内，采用无缝钢管时可以焊接，但严禁焊渣进入管内。
（2）分支管应从总管顶部引出，总管上应留有备用接头。
（3）仪表气源管线进入仪表前，必须加过滤减压装置。
（4）气动信号管线应采用紫铜管、不锈钢管或尼龙塑料管，不得用碳钢管。
（5）金属气动信号管线必须用弯管器冷弯，且弯曲半径不得小于管子外径的3倍。
（6）气源管路投用前应进行吹扫，吹扫时应先吹主管，后吹支管。
吹扫时应从过滤减压器前拆开，防止杂物进入仪表。
调节阀
3．伴热管路的安装
（1）蒸汽伴热管路应采用单回路供汽，不得并联。
（2）仪表设备和管路的蒸汽伴热可分为以下四种形式：
a.轻伴热：
伴热管线与导压管之间应保持1～2mm的间距，可用石棉绳按约200mm的间距,在导压管上螺旋缠绕一层。
沿导压管敷设伴热管线，轻伴热一般适用于易汽化的介质或防冻伴热；
b.重伴热：
伴热管线紧贴导压管敷设，一般适用于不易汽化且应保持一定温度的介质的伴热；
c.强伴热：
伴热管线缠绕在导压管上。
一般适用于易凝聚的介质和冷凝剂、浮筒、阀体等伴热；
d.夹套伴热：
在导压管、浮筒、阀体外加蒸汽夹套。
要求导压管在夹套内不应有焊口或接头。
（3）伴热管线安装后，应进行水压式验，试验压力为设计压力1.25倍。
（4）伴热管线采用镀锌钢丝或不锈钢丝与导压管路捆绑在一起，固定点之间的距离宜为400mm，固定不宜过紧，不应采用缠绕方式固定。
石棉绳
（5）就地压力表的伴热与工艺管道一起伴热，由配管专业施工。
十六、仪表回路试验和系统试验
1．仪表系统试验一般要求
（1）系统试验应具备下列条件:
a.仪表设备全部安装完毕，规格、型号符合设计要求；
b.气源管线须经吹扫、试压、气密性试验合格，已通入清洁、干燥、稳压、合格的仪表空气；
c.电气回路已进行校线及绝缘检查，接线正确、端子牢固，接触良好；
d.接地系统完好，接地电阻符合设计规定；
e.电源电压、频率、容量符合设计要求。
（2）系统调试应配备无线电对讲机或直通电话等通讯联络工具和标准仪器。
（3）按测量参数分类编写回路统计表，按不同信号分组进行联校，联校应在甲方人员配合监督下进行。
（4）回路试验应符合下列规定:
a.应在系统的信号发生端输入模拟信号，在显示仪表或执行器记录显示值，检查系统误差，其误差值不应超过系统内各单元仪表允许基本误差平方和的平方根值，如下式所示：
⊿B=（⊿A1）2+（⊿A2）2+……+（⊿An）2
式中:
⊿B--检测系统的系统误差；
⊿A1……⊿An--系统内单元仪表的允许基本误差。
b.当系统的误差超过上述规定值时，应单独调校系统内各单元仪表；
c.系统校验点不得少于三点，一般检验0%、50%、100%三点。
（7）仪表系统校验所用标准仪器的精度不应低于系统误差值。
2.温度检测系统试验
（1）热电阻测温系统回路总电阻应符合二次仪表的技术要求。
（2）热电阻测温系统试验应拆开热电阻端子上的连接线，将悬臂式电阻箱接入线路，替代热电阻，根据相应热电阻分度表查出校验温度点所对应的电阻值作为输入信号进行校验，或用热电阻信号发生器直接给出校验温度值进行校验。
（3）热电偶测温系统试验应拆开热电偶端子上的补偿导线,将毫伏信号发生器（如UJ-36）接入线路,替代热电偶，根据相应热电偶分度表查出校验温度点所对应的热电势减去环境温度所对应的热电势作为输入信号进行校验，或用热电偶信号发生器直接给出校验温度值进行校验。
3．压力、压差测量系统试验
（1）压力、压差（差压式流量测量、差压式液位测量）测量系统应拆除变送器的导压管，用压力信号发生器或气动定值器向变送器的测压室输入压力信号进行试验。
（2）在变送器单校合格情况下，可根据现场要求将校验输入点移至变送器输出端子，用毫安信号发生器代替变送器进行模拟系统试验。
（3）对具有“回路校验”功能的智能变送器，可用手操器操作变送器进行系统试验。
4．液位测量系统试验
（1）浮筒液位测量系统可向仪表测量筒灌水进行试验。
（2）钢带液位测量系统可通过表内的校验机构操作浮子上下移动进行系统试验。
（3）不能现场模拟测量信号的液位测量系统可将校验点移至仪表输出端子处，用毫安信号发生器加模拟信号进行系统试验。
5．流量测量系统试验
（1）差压式流量测量系统试验方法见“压力、压差测量系统试验方案”。
（2）转子流量测量系统可拨动仪表磁耦合杆使指针移到校验点进行系统校验。
（3）在线流量测量系统（电磁流量计、涡轮流量计、旋涡流量计、质量流量计等）可将校验点移至仪表输出端子处，用毫安信号发生器加模拟信号进行系统试验。
6．调节系统试验
（1）按调节回路需要确定调节单元的正反作用，确认调节阀的开关标志与现场调节阀风开/风关方式相符。
联锁阀应强制电磁阀励磁或去磁使调节阀的气动信号线导通。
（2）用调节单元的手动操作向执行机构送0、50%、100%信号，检查执行机构的动作方向和行程精度。
（3）微调调节单元的输出信号检查执行机构的关闭信号，风关阀此信号应为19.4—19.7mA，风开阀此信号应为4.3—4.7mA，应根据调节阀的关闭差压或甲方要求确定。
（4）手动操作使执行器为50%行程，调节单元给定值为50%，在回路测量单元送50%信号，然后转换调节单元至自动，增大测量信号，观察执行单元的运动方向，应符合调节回路的控制要求。
7．报警系统试验
（1）系统中的信号输入元件，如压力开关、温度开关、液面开关、流量开关及各种仪表的附加报警机构应根据设计提出的设定值进行参数整定，设定值不得随意改变，必须修改时，需有设计认可的文件。
（2）报警系统试验应按以下三步进行:
a.根据线路原理图,提出系统的动作状态表；
b.在外部线路不接入的情况下，对仪表盘内部线路进行动作状态检查；
c.在全部线路接通的情况下，对报警系统进行报警状态试验。
（3）报警系统试验检查:
a.向报警系统供电；
b.按试验按钮，声光信号按一定频率动作，对不亮的信号灯应检查灯泡是否损坏，线路是否有误；
c.按消音（或确认）按钮，声音应消除、光信号应为平光；
d.按复位按钮，非报警点光信号应灭。
（4）报警系统试验：
a.在报警信号发生端（压力开关、液面开关…）输入测量信号，升高或降低信号值，使其缓慢超越报警值，检查音响、灯光均应符合设计要求。
b.按消音（或确认）按钮，声音应消除、光信号应为平光；
c.使输入测量信号回到正常范围，消除报警状态，按复位按钮，光信号应灭。
d.逐点进行上述试验。
8．联锁保护系统试验
（1）联锁保护系统根据逻辑图进行试验检查，确保系统灵敏、准确可靠。
（2）机泵的自动开停，阀门的自动启闭联锁系统均应在手动
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