淺談儀表單校及單回路測試的重要性

【摘要】本文對儀表單校及儀表回路測試的方法及典型問題的解決進行了簡要闡述，通過列舉以往項目中儀表單校和儀表回路測試過程中的一些典型事例來說明如何做好儀表單校及單回路測試工作，從而強調了做好儀表單校、儀表回路測試對于后續進行儀表系統聯調工作是非常重要的兩個施工工序。

【關鍵詞】儀表單校；單回路測試；儀表系統聯調；工藝試運行

儀表系統聯調是在裝置工藝試運行前對于整個裝置儀表設備使用功能和聯鎖條件進一步確認不可缺少的一個重要環節，是儀表系統同現場一次測量元件聯動調試的過程，確保能夠正常反映現場實際的工藝狀況，驅動現場的執行機構。也是業主工藝流程動態打通的實際操作過程，以實物動態工藝流程彌補了前期為生產準備的仿真操作的不足，在工藝試運行階段如果儀表前期單校、回路測試工作做的不徹底就會有很多儀表問題暴露出來，給工藝試運行造成不必要的困難，因此在這之前為保證儀表聯調的順利進行，保證儀表單校和儀表單回路測試的完整性是尤其重要的兩項工作內容。

1、儀表單校

儀表設備安裝前要按標準表計量對被校儀表進行單獨校驗，修正技術參數。對于就地顯示儀表安裝前要進行必要的常規檢查，智能遠傳儀表要在儀表安裝前進行單體功能校驗。校驗過程中應嚴格按照儀表設計規格書進行，而且應逐一參數進行確認，比如量程范圍、量程單位、傳送器所采用的型號、通訊協議等，對于表內設置和儀表規格書不符的參數，應該和工藝操作條件、技術協議進行核對，再確定進行規格書修改還是進行儀表內設置參數的修改，同時要注意裝置所采用的儀表設備量程范圍往往大于工藝操作使用的量程范圍，在進行儀表單校過程中一定要以工藝操作范圍為準，不能以表頭名牌所注的量程范圍作為儀表工藝操作的使用量程范圍，這樣表的工藝操作量程范圍會被人為增大，測量結果將產生偏差。在IGCC項目鍋爐投用性能考核過程中，發現鍋爐注水和鍋爐排出蒸汽總量進出水的噸位出入很大，當時顯示工藝流程是不穩定的，鍋爐性能考核中出現鍋爐注水和鍋爐產氣排出量偏差較大，當時對可能發生的幾種原因進了分析和逐一排除，結果是鍋爐蒸汽總管差壓流量變送器的工藝操作量程范圍在儀表單校時修正為儀表名牌的測量范圍了，工藝測量范圍被人為修正過大，單校人員誤把表頭名牌上的出廠量程范圍理解成了工藝操作使用量程范圍。一般在采用差壓變送器測量流量時，是利用流量和差壓是開方關系，即F*F=K*△P，根據公式F*F=K*△P，當差壓值△P發生變化時，流量F必然發生變化。在沒有核對儀表規格書上的量程范圍情況下，就把儀表內部按規格書設定的出廠量程范圍修改成表頭名牌的量程范圍了。結果造成了儀表測量值的偏差，可見一個變送器單校沒有處理好就造成鍋爐性能考核無法達到合格指標的問題。在100萬噸/年乙烯加氫裝置往復式壓縮機的靜態調試中，調試人員發現隨機所帶的熱電阻PT-100所用架裝溫變ROSEMENT PT-100 385與現場熱電阻三線連接后，室內溫度卡件無法檢測到電阻信號，DCS系統CRT無法顯示現場機組一次檢測點正常溫度，致使整個機組溫度測點屬于壞值丟失狀態，用萬用表測量溫變供電端電壓為14.4V，當溫變正常時，帶著熱電阻測量供電電壓應接近24V，而將溫變的熱電阻進線拆掉測量電壓為14.4V，因此實際上上述問題是溫變檢測不到電阻信號，是溫變出廠設置問題。就等于隨套裝設備進場的溫度變送器進場后沒有進行單校處理，影響機組溫度測量值的正常顯示，因此必須對溫變進行現場校驗，將溫度變送器輸出端連上24V穩壓電源、竄上250Ω電阻，再接到溫變上，將溫度變送器輸入端接上109Ω左右電阻，將負端短接成2根線接到溫變2、3端子，再將ROSEMENT 375手操器接到250Ω電阻兩側，進入ROSEMENT 375手操器單校菜單，在線條件下，修改傳感器出廠基礎設定：量程、傳感器PT100-385類型、將出廠設定的4線制改成3線制，修訂后手操器溫度條碼會顯示當前室溫，此時顯示溫度變送器修改工作順利完成。可見儀表單校對于后期儀表系統調試能否正常進行下去尤其重要，任何一臺儀表出現問題都會影響某條線路或某個系統的不平衡，甚至影響儀表聯鎖的設定值，工藝操作時會造成動設備、可控儀表設備的誤動作或儀表系統檢測點顯示壞值。

儀表單校是儀表系統調試的基礎工作，應該嚴格按照儀表規格書進行校正。同時應該注意幾個操作環節：其一：根據儀表數據表，儀表單校應該做到全面、準確，尤其套裝設備所帶的儀表設備更應進行全面單校檢查；其二：儀表應按模擬量、數字量分門別類的進行校驗[1]，同時也要驗證儀表內部設置參數是否有儀表規格書工藝操作參數相一致；其三：核對單體儀表設備的通訊協議是否和DCS系統通訊協議相一致，本來DCS系統是接受4∽20mA HART協議的，但現場如果所提供的儀表設備是FF總線協議的，就無法實現后期的在線儀表通訊，也就無法實現儀表在線控制；其四：單校過程中也要檢查儀表設備的完整性（轉換器、放大器、電氣/儀表風/過程連接口等）。其五：儀表單校后應形成完整的書面資料，當后期出現工藝操作參數、DCS內部設置和儀表規格書測量值不一致時可進行追溯性核對。其六：利用儀表AMS儀表平臺管理系統，對儀表進行在線參數修訂及個別儀表小的漂移量進行切割修訂，保證儀表測量值的準確性。

2、單回路測試

儀表單回路測試在儀表系統聯調過程中起到承前啟后的作用，儀表DCS＼SIS＼PLC等系統數據下裝建立后可進行儀表單回路測試，在測試前有必要進行AI＼AO＼DI＼DO信號類型的分類，同時要根據儀表索引表進行數字量和模擬量的回路數統計或根據DCS內部I/O清單進行回路總數匯總，利于回路測試記錄，避免單回路測試過程中漏項。在測試過程中要做到：（1）控制室一側與SAT相關的系統數據下裝建立要完整，SIS與DCS、PLC與DCS、DCS端子柜及繼電器柜與DCS系統柜的通訊連接要完整；（2）MCC一側與儀表一側線路過程連接要正確完整及做好電壓識別、線路連續性測試要合格；（3）儀表風動力源要求工藝盡快建立起來并吹掃干凈，為控制閥門測試做好準備工作；（4）單回路測試過程中要有主次之分，對于一些循環水、氮氣、蒸汽等公用工程部分應該先進行單回路測試，滿足公用工程系統提前投用的需求；（5）回路測試前現場一次表與機柜間的接線連續性測試應合格。

在回路測試過程中要對動態值進行徹底跟蹤，對于模擬量的輸入＼輸出CRT畫面除了要看DCS組態點細目PV值的變化外，同時也要看PID畫面相應設備的動態變化（報警、開/關等的反饋信息），對于不同檢測值往往在CRT畫面上是做的顏色變化，如果回路測試時只看DCS組態點細目PV值的變化，在DCS沒有做畫面變量同步變化時，PID畫面上是收不到模擬量輸入＼輸出同步顏色變化的，將來儀表聯調時反饋信息是收不到的。對于數字量同樣要核對DCS組態模塊輸出＼輸入的變化外，同時也要看PID畫面相應設備的動態變化的同步性，如果部分數字量的輸入在CRT畫面PID上是無法看到的（如就地盤的各種按鈕、壓力/流量開關等），可在邏輯模塊的輸入端看外部操作按鈕指令DI輸入時有沒有觸發模塊信息進來。閥門故障位置的核對對于后期儀表聯調尤其重要，在進行閥門開關試驗時一定核對FC＼FO＼FL與工藝操作所要求的故障位置是否相一致，這是保證儀表閥門在正常操作時由于斷氣或斷電還能保證閥門本身行程位置不會影響工藝介質的運行，故障時會使閥門處在相應的FC＼FO＼FL保持位置。對于調節閥如果根據業主要求要統一4∽20mA對應開度0∽100%，那么DCS組態就要針對FC＼FO＼FL不同的閥門進行統一修正，在閥門動作試驗時還要注意分程控制的閥門，例如100萬噸/年乙烯丁二烯裝置塔設備雙路進料閥，為了穩定和可靠設置了A/B進料閥，在A閥開度100%時，B閥開度0%；在A閥開度50%時，B閥開度50%；在A閥開度0%時，B閥開度100%，在這種情況下就保證不了業主要求要統一4∽20mA對應開度0∽100%的要求，而是遵循工藝包分程控制的要求。在對于壓力、溫度模擬量輸入的變送器可利用手操器現場輸入模擬信號來確定變送器功能、量程范圍、報警值等參數，對于參加聯鎖的壓力變送器、壓力開關可實際用FLUKE手操器壓力模塊信號源實際給壓，在確定了儀表智能功能外也確定了儀表機械傳導部分的功能是否正常，同時也確定了連鎖設定值和壓力開關類的聯鎖起跳值是否正常，開關類實際起跳值是否滿足工藝操作起跳值上下限的要求。

諸如上述的一些問題在回路測試時一定要按照工藝操作對儀表參數的要求進行，否則在儀表聯調過程中會遇到很多障礙。其實在儀表回路測試過程中可根據裝置的自身情況分為兩大類進行，單體儀表和套裝設備儀表，套裝設備儀表回路測試一定與單機試車準備工作結合起來，并在單機試車動態模擬前所有儀表回路測試工作都要結束并正常投用上，同時要在單機試車前解決回路測試過程中的存在的問題，如在PE裝置氮氣壓縮機邏輯試驗時發現主機儀表設有允許開機信號，油溫和油壓限制起機條件，當條件滿足后，允許信號發給MCC側，但在MCC側電機控制回路開機和停機信號串在一起，開機前停機信號必須保持閉合狀態，而在儀表側停機信號繼電器接的是常開點，要想使MCC側停機信號在開機前保證閉合，儀表停機邏輯必須取反（非門），使儀表側繼電器閉合，保證MCC側停機信號常閉，滿足MCC側開機條件，主機在允許條件滿足情況下，在MCC側開機，儀表側沒有開機邏輯。由于在MCC側由于主機開機信號和停機信號串在一個回路上，因此當開機條件不滿足情況下，會發出停機信號，至使主機停機，而且還造成輔油泵還沒來得及啟動，主機就停掉了，比如油溫在惡劣條件下降到15℃以下，雖然它沒有參與停機邏輯，是允許開機條件，但它仍然會觸發停機回路，致使主機停掉，因此要在MCC側加上允許信號接收后的一個自鎖（或保持）功能，這樣允許條件變動不會造成停主機。因此對于任何一個套裝的動設備每一個回路、每一個邏輯都要認真驗證來保證機組的可靠運行，而且在機組試車前都要進行多次靜態模擬試驗，尤其對開機條件和停機試驗必須可靠合理，而且對于個別機組的緊急停車系統均要在單機試運行前做好靜態動做模擬實驗，機組本身所有控制、檢測、報警等單回路及聯動實驗合格后方可準備單機試運行工作。回路測試的準確完整，對后期機組負荷試運行、儀表系統聯調至關重要。

3、結束語

儀表單校完整準確，回路測試準確完善，那么在中交后再配合業主進行儀表聯調和工藝實際操作過程中就不會遇到太多問題，這時就可以把單體儀表和套裝設備的局部聯鎖結合起來參與整個裝置的程控聯鎖調試中。此時儀表設備應全部投用上去，通過中控室DCS的CRT畫面對顯示壞值和儀表聯調時未有信號觸發相應模塊的儀表問題逐個進行消項處理，同時前期測試工作做得完善，個別系統可與工藝同步進行動態氣密、泄露、臨時介質循環等動態打通流程工作，使工藝逐系統進行流程運轉試運行，有儀表單校、回路測試準確完善的保證，儀表的系統聯調工作必然順利、流暢，為裝置盡早進入投產運行創造了良好的條件。

參考文獻：

[1]樂嘉謙.[儀表工手冊].北京.化學工業出版社.2004出版. 頁碼1～904頁.

[2]王笑，張媛媛，趙德源等.SH/T3521-2013 [石油化工儀表工程施工技術規程].北京：中國石化出版社出版，2014出版.頁碼1～87頁.

[3]陸德民.[石油化工自動控制設計手冊].版次3.北京：化學工業出版社.2011出版.頁碼1～1192頁.

作者簡介：

潘樹海（1974- ）男，黑龍江綏化人，本科，1996年畢業于蘭州石油學校企電專業，中級工程師，研究方向：項目管理。