仪表及DCS系统调试教材.pdf

1、 系统调试教材 压缩机仪表控制 34 目 录 1、仪表调试的内容和目的（检查/试验/调整） 1 2、仪表调试施工员的职责1 3、调试设备选用原则 1 4、仪表调试场所要求 6 5. 仪表单体调试11 6. 仪表系统调试11 7.联锁保护试验11 8DCS系统检查调试 .11 AT FTA卡接线原理图 23 9基金会现场总线系统 24 10仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS系统、FF现场总线和压缩机组控制系统部分） / 11、仪表调试的内容和目的（检查/试验/调整） 仪表调试是对工业自动化控制中涉及到的仪表单体和控制系统进行调整和试验， 目的是检查其内在 技术性能符合规范或设计规

2、定，参数达到设计图纸要求。 1.1 仪表单体的调试工作主要包括三个方面： 通电检查，如流量仪表； 案例分析 1：广州石化联合加氢中航煤和制氢装置中使用的质量流量计等联校时出现问题，由于无 法举证单校检查过并出具问题报告，最终由建设公司承担经济责任，并造成不良影响。 性能试验，比如热电偶的热电性能，仪表的精度等级，绝缘试验和强度试验等； 案例分析 2：在天津乙烯检修中，发现部分铠装热电阻电阻值呈现不稳定性，检查发现充当填充的 氧化镁粉末老化造成绝缘性能下降。 范围设定，比如仪表的零点量程，压力表初始位置定位； 参数调整，如仪表的电流等输出，开关设定点的设置。 1.2 控制系统的调试主要包括以下方

3、面： 系统测试，主要是对包括 PLC 和DCS 等系统的检查和测试； 精度检查，对于指示型和调节回路回路进行精度检查，调节回路分成输入和输出两个方面； 功能试验，主要是调节回路的调节功能（开环试验）和逻辑系统功能试验，其中逻辑功能又分 为因果逻辑和顺控逻辑两种，前者受单一条件影响，后者受时间和条件双重影响。 2、仪表调试施工员的职责 根据装置仪表的种类和参数确定调试设备类型和数量； 确定并编写仪表调试施工技术方案； 解决施工过程中出现的技术和质量问题； 指导班组就现场施工过程中出现的质量改进等项目开展 QC活动； 协助班组开展技术改进项目的确定，指导实施过程并进行总结和上报； 针对装置施工特点

4、和难点有针对性地编写施工技术总结，实现公司技术积累。 3、调试设备选用原则 3.1 调试仪表的类型 目前公司现有的标准和辅助设备包括了单项、综合和辅助三种类型，见下表： 仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS系统、FF现场总线和压缩机组控制系统部分） / 2 类型 设备名称 规格及型号 厂家 便携式温度校准仪 D40（-40120） 丹麦JFAOR公司 便携式温度校准仪 602（常温600） 丹麦JFAOR公司 便携式温度校准仪 1200SERS（300600） 丹麦JFAOR公司 高温热电偶校准炉 9150A 美国FLUKE公司 温场和指示型 工业用干井校准炉 9141C 美国F

5、LUKE公司 便携式温度校验炉 GL-3（管式高温炉） 产生温场但不能指示 水浴 常温100 二等标准温度计 -30-300 北京玻璃研究所 便携式校准仪 2422 日本横河 指示但不能产生温场 标准热电偶 WRPB-2 云南仪表厂 恒定零点温度 自动零点仪 ZDL-3F 沈阳计量仪器厂 压力校验器 PPC1 0-7bar 丹麦JOFRA公司 压力校验器 PPC2 0-350bar 丹麦JOFRA公司 压力校验器 PPC2 0-35bar 丹麦JOFRA公司 压力校验器 CEPPC 0-140bar 丹麦JOFRA公司 压力校验器 PPC1 0-15bar 丹麦JOFRA公司 压力校验器 PP

6、C1 0-70bar 丹麦JOFRA公司 压力校验器 PPC4(700bar) 丹麦JOFRA公司 压力校验器 PC6-5-C 英国SI公司 压力校验器 PC6-20-C 英国SI公司 压力校验器 PC6-200-C 英国SI公司 压力校验器 PC6-350-C 英国SI公司 数字压力模块 700PV4真空模块 -95-0KPa 美国 数字压力模块 700P23差压模块 035KPa 美国 数字压力模块 700P06表压模块 0700KPa 美国 数字压力模块 700P27表压模块 0-2000KPa 美国 数字压力模块 700P07表压模块 03450KPa 美国 数字压力校准器 717 1

7、00G 美国 压力发生和指示 数字压力校准器 717 30G 美国 仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS系统、FF现场总线和压缩机组控制系统部分） / 3 数字压力计 2652 日本横河 标准压力表 0-0.25MPa 西安精密仪表厂 标准压力表 0-0.4MPa 西安精密仪表厂 标准压力表 0-0.6MPa 西安精密仪表厂 标准压力表 0-1.0MPa 西安精密仪表厂 标准压力表 0-1.6Mpa 西安精密仪表厂 标准压力表 0-2.5Mpa 西安精密仪表厂 标准压力表 0-4MPa 西安精密仪表厂 标准压力表 0-6MPa 西安精密仪表厂 标准压力表 0-10MPa 西安精密

8、仪表厂 标准压力表 0-16Mpa 西安精密仪表厂 标准压力表 0-25Mpa 西安精密仪表厂 标准压力表 0-40Mpa 西安精密仪表厂 标准真空压力表 -0.1-0MPa 西安精密仪表厂 标准压力表 0-1.0MPa 西安精密仪表厂 压力单指示 台式标准压力表 0-0.25Mpa 西安精密仪表厂 两用压力校验台 LYL-60 徐州市标准计量技术开发所 压力单发生 加压调整器 6919EA 日本横河 生产过程校准仪 701 美国FLUKE 过程仪表校验仪 744 美国FLUKE 特稳携式校验仪 JY821 余姚市劲仪仪表厂 示波器 PM-97 菲利普公司 数字繁用表 HP3468A 美国惠普

9、公司 多功能综合表 数字繁用表 7562 日本横河 现场校准仪 272 美国 电阻箱 ZX25a 上海电表厂 电阻箱 ZX54 上海电表厂 电子秒表 STS-1 上海手表五厂 单功能表 TK3 TK-2E 辅助仪表 FF总线电源 IPM 英国 仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS系统、FF现场总线和压缩机组控制系统部分） / 4 电动空压机 BO-INA 意大利 编程器 375 美国罗斯蒙特 编程器 ST-3000 美国霍尼维尔 编程器 275 美国罗斯蒙特 3.1.1 单项设备 标准单项设备主要包括了进行（只能进行）某一项目操作的设备，例如压力仪表中的精密压力表和 数字压力表、

10、温度仪表中的二等水银温度计、电学仪表中的精密电阻箱、电流信号发生器、秒表等等， 这些设备需要与辅助设备一起完成某项功能。 3.1.2 综合设备 综合设备分为两种类型，一种是辅助设备与标准指示表集成到一起，不需要外置设备就能完成某种 项目的仿真，也就是发生和指示，这种设备主要有压力仪表中的压力校准仪、温度仪表中的空气恒温槽 （温度校准仪） 、单参数测量和指示同时具备的现场校准仪 2422 等；第二种是多参数综合仪表，包括数 字万用表、轴系仪表校准仪 TK3 等等。 3.1.3 辅助仪表 辅助仪表指具有发生或其它辅助功能， 但不能单独使用的仪表类型， 比如压力仪表中的压力校验台、 手操泵，温度仪表

11、中的水浴、管式加热炉，电动仪表中的稳压电源、负载电阻，气动仪表中的空气压缩 机等等。 3.2 类型确定 按照施工图纸说明书中要求遵循的规范和规程确定仪表调试的内容和项目； 根据仪表规格表确定本装置仪表选用的种类选定调试设备的类型； 根据仪表量程范围和类型，确定标准设备的上下限； 3.3 精度选择 仪表的精度要求主要是在模拟仪表信号中，主要包括了温度、压力、电流三个方面（频率信号涉及 幅值强弱，不存在精度问题） ，原则如下： 3.3.1 温度仪表 包括了就地指示温度计、检测元件和变送单元设备，其中温度计和变送器精度与仪表的量程有关， 而检测元件按照等级确定允许误差，与使用量程无关： 就地指示温度

12、计中双金属温度计精度一般为 1.5 级，刻度上限超过 100时可以使用空气恒温 槽； 仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS系统、FF现场总线和压缩机组控制系统部分） 压力式温度计由于温包是体积感温，不适合用空气恒温槽标定，需要使用水浴或油浴加二等标 准水银温度计进行（目前压力式温度计采用的很少，一般在压缩机组等需要集中就地监视的场合才使 用） ； 检测元件主要类型是热电偶和热电阻两类， 工业用热电偶有三个精度等级， 热电阻有两个等级， 这两种检测元件分别是点测温和线测温（感温电阻丝缠绕在一个石英晶体片上） ，对温场体积要求不大， 目前我们公司主要采用了空气恒温槽，温场指示误差 6

13、00的空气恒温槽位为0.5，1200空气恒 温槽允许误差为2满足精度要求，在测试级热电偶和 A 类热电阻时，需要根据空气恒温槽的检定 记录对检定点进行偏差修正。 案例分析： 燕化制氢和三废使用的热电偶由于操作过程和设备本身结构缺陷造成的精度指标标定问 题。 温度变送单元精度根据制造厂说明书标明等级确认， 当其与规格表中设计要求不符时按照设计 要求确定。包括了标准输入和测量输出，输入信号为 mv（热电偶）和（热电阻） ，输出信号是直流电 流。由于温度变送器的精度不是很高，目前我们使用的标准设备都能满足要求。 3.3.2 压力仪表 在仪表调试过程中一般作为标准输入使用，模拟压力和差压（包括基于静压

14、差液位测量和孔板、文 丘利管形成压差的流量测量等）输入到变送器，经过转换后输出气压（气动仪表）或电流信号（电动仪 表） 。需要注意两点： 压力需要有发生装置，包括压力校验台（060MPa） 、手操加压泵（分为气压和液压两种） 、真 空试验泵 （能够产生接近零的绝对压力） 和显示压力值的压力表或压力计， 根据装置仪表量程范围选择； 标准压力仪表的精度选择与变送器使用范围和被校压力表的量程范围有关， 必须满足绝对误差 小于被校表绝对误差的三分之一要求，即 1/3（标准表使用量程精度）被校表可用量程上限精度 / 5仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS系统、FF现场总线和压缩机组控制系统

15、部分） / 6 3.3.3 电流测量 电流是电动仪表标准信号形式，范围为 420mA，按照 0.1 级变送器精度计算，允许误差为 (20-4)mA0.1% = 0.016mA，标准仪表的最大误差为0.005mA 才能满足要求。 目前测量电流用的大部分是数字多用表，数字多用表由于包含多种参数测量功能，没有一个统一的 精度指标，而且由于仪表的快速发展，有些参数的精度已经接近计量部门使用的标准仪表精度，这样就 需要注意两个方面： 数字多用表送检计量时需要明确检定的参数和指标，避免无效检定； 由于精度太高计量部门无法满足计量检定要求，出具的是参数对比的测试报告。 3.4 配套使用 仪表调试主要的工作内

16、容是检查和调整仪表的参数，相应的实际参数需要通过设备产生和表现出 来，因此需要有成套设备才能完成这项工作。 3.4.1 指示型仪表的设备配套 指示型仪表包括了就地指示仪表，如压力表、温度计，另外也有通过信号远传（一般为电信号）的 指示记录仪表，如单针（多针）指示仪，调节器的测量和外给定指针，调节阀的行程指示等。 这种类型的仪表（或参数）调试需要模拟输入，不需要输出测量设备。模拟输入设备包括了两个方 面，即产生模拟参数的设备和指示参数的标准仪表。例如双金属温度计校验，需要产生一个稳定的温场 （水浴或空气温场） ，还要有一个指示温场温度大小的标准仪表，如二等水银温度计或空气恒温槽内置 的温度指示计

17、。 3.4.2 变送型仪表的设备配套 所谓变送型仪表，指的是将一种参数转换成为另外一种参数，因此需要两个方面的设备，前面的一 个是发生设备，与前面的 3.3.1 模拟输入设备相同，后面的一个是测量设备，对转换后的参数指示出来 与标准值（理论值）进行比较。比如压力变送器的校验，发生设备包括了产生压力的泵和指示压力的压 力计，后者需要测量输出电流的电流表（或数字多用表） 。 当然有些变送型仪表调试中可能不需要全面的输入输出标准设备，例如浮筒液位（界面）变送器， 输入设备中不需要专门的标准仪器。 4、仪表调试场所要求 仪表调试场所包括了两个方面，一是单体调试，二是系统调试。其中系统调试主要在安装了远

18、传仪 表的现场和集中指示和控制的控制室，一般所说的调试场所特指为仪表单体调试。 根据公司目前的管理程序，按照仪表到货入库放置位置不同，仪表单体调试所处的场所有三个，分仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS系统、FF现场总线和压缩机组控制系统部分） / 7 别是用于压力和温度仪表调试的调试室、浮筒液位仪表的外调间和配合调节阀泄漏和强度试验的试压 站，其中最主要的是调试室。 4.1 仪表调试室 设立的场所根据工程施工整体布局而定，一般小型装置选择在中央控制室仪表或工艺休息（换班） 间，大型装置单独设立仪表调试室。 4.1.1 规定和要求 根据国家规范和石化集团公司技术规程的规定，仪表调

19、试室要满足以下要求（目的不仅仅是提供场 所，而是对标准设备的使用环境要求，还有周期要求是设备精度的保障） ： 室内清洁、安静、光线充足，无震动，无对仪表及线路的电磁场干扰； 室内温度保持在； 有上、下水设施。 仪表试验的电源电压应稳定。 交流电源及 60V 以上的直流电源电压波动不应超过。 60V 以下的直流电源电压波动不应超过。 仪表试验的气源应清洁、干燥，露点比最低环境温度低以上。气源压力应稳定。 4.1.2 注意事项 仪表调试室设置应考虑以下几个方面： 1）位置合理。为了防止噪音和磁场干扰影响仪表调校室的正常工作，减少仪表中间环节倒运可能 造成的损坏，仪表调校室设置尽量靠近供应库房，供应

20、部门领取的设备直接进入仪表库房，分类按区域 放置在待检区，然后直接进入仪表调校室进行性能试验和技术要求调整。 2）划分科学。仪表校验室内根据调校工作的需要，按过程检验设备放置要求划分成待检区、合格 区和不合格区；按照检试验内容分别隔离成高温检验区、低温检验区、压力表校验区、中高压变送器调 校区、低压变送器调校区和通用区等不同单元。 3）管理加深。调校室作为仪表检定场所，对检定工作从硬件到软件都提出了较高的要求。 （1）硬件方面： A.仪表调校室内必须清洁，每天定时清理，进入调校室的人员，必须更换指定的拖鞋。另外设立更 衣室，工作人员进入调校室要求更换工作服装，被校设备在仪表库房内检验，使用专用

21、的车辆倒运。 B.电源电压的幅值和波动是影响仪表性能的因素之一，为了最大程度的减少这种影响，对试验过程 中使用的交流、直流电源分别设置高精密的自动稳压设备。 C.保证室内的温度和湿度，根据国内外统一标准，设备使用环境温度为 235，相对湿度低于仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS系统、FF现场总线和压缩机组控制系统部分） / 8 85%RH，仪表的精度等级才能达到，因此调校室内安装柜式空调以满足温度和湿度要求。 D.为了使检试验的有关资料及时准确的整理出来， 仪表调校室应配备先进的计算机和激光打印机的 设备。 E.标准设备的性能是检试验过程深度决定因素之一，为了满足施工的需要，仪

22、表调校室配备先进的 标准检定设备，完全满足了实际工作的需要。 （2）软件方面： A.应制定包括计量器具管理规定 、 调校安全管理规定 、 调校室管理规定等张贴，对仪表调 校的工作从各个方面提出要求。 B.所有参加仪表检试验人员都必须持证上岗，同时证书在有效时间内。 C.对现有标准仪表设备情况根据建设公司企业管理标准质量管理体系文件建立 “计量器具管 理台帐” （ZH0462） 。 D. 建立仪器设备借用登记卡 ，加强对设备使用的动态管理，同原始记录一起落实调试过程中设 备得选用是否符合技术指标要求。 E.严格执行仪表检验报检制度，按照工程开工前划分的等级对具备条件的仪表调试室进行报检，合 格后

23、开始进行仪表单体调试工作。 4.2 室外调试间 室外调试间主要用于调试液位仪表等对空间高度有要求的仪表， 这类仪表要求有固定用的仪表支架 和调试介质，对于外浮筒液位浮筒变送器来讲，当测量介质的密度低于水的密度时，采用湿校法进行， 使用的调试介质是洁净水（保证密度接近理论值） 。 由于浮筒液位变送器高度和重量较大，为了便于操作和调试，对支架和上下水设施有较高的要求， 下面是一种为了满足要求而现场制作的简易调试辅助设备，具有较好的应用价值，值得借鉴。 4.2.1 传统操作存在缺陷 在对浮子式液位变送器进行检查时，普遍采用的是固定一个管子，管子上搭设横梯，靠人力吊拉绳 子将变送器拉起绑在架子上，使用

24、水壶或水桶上下运水，从顶部灌水，液位靠反复充放水调整。 这种作业方法存在以下几个问题： 使用绳子通过固定横管提拉浮筒，由于反复摩擦绳子易断，变送器从高处掉落损坏； 作业人员在顶部操作面板，易形成安全事故； 顶部充水由于直接作用在浮子上，浮子向下形成冲击，信号不容易稳定； 筒内与外面监视液位的管子形成形管，从浮筒顶端倒水液位反应到塑料管上由时间差，需要反复仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS系统、FF现场总线和压缩机组控制系统部分） 调整才能达到要求液位，而且形成不规范的上下行程测量，不符合技术质量规定。 4.2.2 改进措施 为了减少摩擦， 采用了定滑轮吊拉， 这样不仅减少了吊拉

25、用力， 同时减少了吊拉绳与支架的摩擦力， 使其变得容易操作。 由于目前浮筒变送器普遍采用智能型，通过通讯器可以实现各种调整，在浮筒吊拉前，将电源线与 通讯线连接好，将导线引到操作台前，避免了调试人员在高空对表头进行操作带来的安全隐患。 液位充放水采用自来水减压管线，全部在地面完成，避免了顶部作业带来的对浮子冲击形成的不稳 定、高空危险和液位传导滞后形成的反复调整，即满足了技术质量要求，又节省了大部分的时间。 改进后的简易调试装置见下图： 推进式固定器 滑轮 导线 标准设备 进水用自来水管线 调整液位用排水阀 操作托板 固定钢板 焊接固定 摇动手轮 在这套简易装置中，滑轮用于浮筒液位变送器上下吊

26、拉，吊拉时必须有作业人员协助浮筒上升，使 其在全部离开地面前不会以地面为支点晃动。推进式固定器采用夹持角钢，担在变送器与浮筒法兰连接 的下方，以固定垂直到位的仪表。操作托盘焊接在支架上，防止调试设备，包括直流电源。为了使标尺 和浮筒内液位平稳上升，进水自来水阀门开度要小，调整液位用排水放水速度也要缓慢，以使整个液位 基本保持一致。 4.2.3 液位开关的调试 尽管仪表的控制系统在加速发展，但是为了将控制和保护分散，大型装置多采用单独的保护系统， 保护系统内部功能保证采用三重冗余方式，而外部则对重要部位和参数采用开关测量，而且使用三取二 表决电路完成，所以开关在大型动设备和装置联锁保护中还在普遍

27、被应用。 鉴于开关的作用，对开关的调校要求较高，既要功能动作灵敏，又要保证参数正确，这样以来对操/ 9仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS系统、FF现场总线和压缩机组控制系统部分） / 10 作要求很严格（加入扬子乙烯 65 万吨/年改造 SOR 厂家34 台液位开关的例子） 。 液位开关主要分为浮标式和浮力式两种，前者浮球随着液位上下浮动，通过磁耦合控制干簧节点断 开与闭合，这种液位开关由于浮球一直漂浮在液面上，一般不需要使用液体校准，需要检查三个方面： 浮球上下浮动自由，没有卡涩现象； 磁耦合中磁力大小能够控制干簧节点动作自如； 干簧节点接触良好。 浮力式液位开关则需要进行定

28、量检查，检查前要考虑调试介质和生产中应用介质的密度差值，标定 出在调试介质液位上下时动作值作出标示（一般由产品厂家提供） ，使用调试介质进行调试。 与液位变送器一样，液位开关的进液要求从底部平缓进入，防止开关内浮子振动出现误动作，因此 需要设置一个容器，将开关垂直放置在容器内，检查上升或下降动作值和恢复值并记录，当出现超差时 进行调整。 4.3 阀门试验站 由于调节阀体积和重量较大的原因，调节阀一般不进入库房，到货后多放置在试验站附近，便于进 行强度和泄漏量试验。试验过程涉及到阀门的开/关，需要仪表配合，所以对调节阀的调试工作基本在 阀门试压站完成。 调节阀调试需要的动力源是空气，压力一般为

29、0.5MPa（工厂仪表风气源压力值） ，目前使用的气源 主要有两个方法解决： 用量较少时使用氮气； 用量较大时使用小型空压机提供压缩空气。 需要注意的是，在石化集团公司 1999 技术规程中，对仪表气源没有具体指标要求，描述为“满足 调试要求的仪表空气源” ，而在国标中有“仪表试验的气源应清洁、干燥，露点比最低环境温度低 以上，气源压力应稳定”要求，当使用氮气时能够满足，而当使用空压机时就需要考虑清洁和干燥两 个方面了，从以下两个方面解决： 清洁：使用过滤器减压阀； 干燥：空气源从低湿度场合取得，或者采用干燥剂（硅胶）吸湿、毛毡过滤方法解决。 仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS

30、系统、FF现场总线和压缩机组控制系统部分） / 11 5. 仪表单体调试 6. 仪表系统调试 7.联锁保护试验 8DCS 系统检查调试 要完成对 DCS 系统的检查和调试，必须首先对系统的结构、原理、操作以及其控制特点充分理解后 才能进行，下面从 DCS的定义（包含了系统的宗旨和要求）展开分别介绍系统的作用，完成这些功能需 要具备的软硬件配置以及由此形成的系统检查调试要求。 1995 年国际标准化组织（ISO）为 DCS 系统作的定义为：DCS 系统是一类满足大型工业生产和日益 复杂的过程控制要求，从综合自动化角度出发，按功能分散、管理集中的原则构思，具有高可靠性指标， 将微处理机技术、数字通

31、讯技术、人机接口技术、I/O 接口技术相结合，用于数据采集、过程控制和生 产管理的综合控制系统。 可以看出，DCS 系统的技术基础是微型计算机，应用对象是生产过程，技术特点是集中操作、管理 和分散控制。其英文名称为 Distributed Control System（简称 DCS） ，从过程控制来讲，由于是将计 算机技术应用到自控领域上，因此系统具有双重特性；从过程管理上讲，DCS 又引进了信息通讯技术， 这是 DCS 系统检查调试的依据和基本点。 8.1 典型DCS系统构成 集散控制系统虽然品种繁多，但一个最基本的 DCS 分为两级（过程控制级和过程管理级） ，包括四 个大的组成部分：现场

32、控制站（过程控制级） 、操作站、工程师站和一条系统网络（过程管理级） 。 其中现场控制站是 DCS核心，完成控制功能（包括机柜间和现场设备，主控制器与 I/O 设备之间使 用控制网络连接） ；操作站主要实现人机界面（操作间） ；工程师站主要作用是对 DCS 进行应用组态（单 独） ；系统网络连接系统各个站，实现数据和信息的传输。 下面以 honeywell的 TDC3000 为例说明系统的构成。 TDC3000 有两条网即局部控制网络（LCN）和通用控制网（UCN）以及其网上设备构成。 1）LCN 网络 (1)网络设备 LCN 作为过程管理网络除了操作站、工程师站外还挂接了以下设备：应用模件

33、AM（提供高级控制和 计算算法，是 LCN 上的模件） 、历史模件 HM（大容量存储模件，存储过程历史数据、系统软件、用户应 用软件等） ，另外它通过网络接口模件(NIM)与过程网络 UCN 连接（不能直接与现场连接） ，使其成为一仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS系统、FF现场总线和压缩机组控制系统部分） / 12 个节点，从而实现对现场的过程管理。 每个 LCN 设备都是由电路板和外部设备构成，电路板包含有四个方面：主板、内存板、接口板和特 性板，其中前三个通用，特性板决定了 LCN 节点类型的板卡，不同设备这块板不同，它提供节点对外部 设备的驱动以及与外部设备的连接，而接

34、口板提供与 LCN的连接。 NIM 是TDC3000 中连接 LCN 和UCN 的节点，它既是 LCN 的节点，又是 UCN 的节点，具有双重身份。 主要是实现LCN与UCN的时钟同步和实时数据交换以及二者间通讯协议和数据格式的转换， LCN通过NIM 访问 UCN 的数据并把程序和数据库加载到 PM 中去，UCN 则上传报警和信息。 冗余设备的主设备节点地址为奇数，副设备节点地址为偶数。 （2）网络通讯 采用总线型通讯网络， “令牌传送”协议； 以两条冗余的同轴电缆作为主要传输介质，传输速率为 5 兆位/秒，每段电缆长度不超过 300 米，每条电缆的两端各需要一个 75的端电阻； 电缆通过“

35、T”连接器与 LCN 模件上的接口板相连，网络上的模件顺序连接，最多可接 64 个模 件。 2）UCN 网络 （1）网络设备 过程管理器（Process Manager,PM）数据采集和过程控制于一体的过程接口装置； 逻辑管理器（Logic Manager） ； 高性能过程管理器（High Performance Process Manager，HPM） ； 先进过程管理器（Advance Process Manager,APM） 。 其中 PM 由三个部分组成：PM 组件（PM Module，PMM） 、输入输出子系统（I/O Subsystem）和现场 接线端子板（Field Termin

36、ation Assembly）,加上电源等辅助部分一起装在机柜中。PMM 由 5 个卡组 成： AModem 卡，用于连接 UCN 网络电缆，接收和发送与 UCN 的通讯信号；(对上，连接网络) BCommun 卡，支持网络数据访问、点对点通讯； （支撑网络） CI/O Link卡，与 I/O卡件通讯； （对下，面向现场） D. Control卡，完成各种控制运算； （对内，控制功能） E. Redun 冗余卡。 （2）PM 与UCN 连接 仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS系统、FF现场总线和压缩机组控制系统部分） UCN 网络由主干（Trunk）电缆、支线（Drop）电缆和

37、“Tap”连接器把各个设备连接起来，电缆采 用同轴，主干是 Tap 头之间连接线，支线是 Tap 头与设备之间的连接线，Tap 头没有连接电缆的接线端 必须连接一个 75电阻。 （3）通讯 采用点对点（PEER-TO-PEER）通讯方式； 双电缆冗余通讯，通讯速度是 5 兆位/秒； 载波、令牌总线网络通讯； 网络距离 300 米，节点间电缆长度最多 50 米。 为了使系统更加可靠，集散系统得处理器、内部总线、电源均采用了冗余配置，重要的 I/O卡件也 可配置为冗余方式。 系统内部有很强的自诊断功能，一般卡件支持热插拔，降低了系统故障的诊断时间。 3）操作站的类型 通用操作站（Universal

38、 Station,US） ； 带 Unix 的通用操作站（Universal Station X，UXS） 全方位用户站（Global User Station，GUS，它以 PC 机为硬件平台，增加一个 APP Node 专用的 LCNP 扩展板，支持 LCN通讯，实现与 Windows NT 操作系统的连接，提供本地窗口应用程序的显示与操 作功能） 。 下面是 TDC3000 通用操作站 US 操作员键盘图。 / 13仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS系统、FF现场总线和压缩机组控制系统部分） 键盘右半部分是系统已经定义好的功能键和辅助键， 左半部分中上面是供用户组态定义的

39、功能键 （通常能过是流程图画面） ，下半部分是字母键。 8.2 检查调试项目 由于 DCS 同时具备了自控和计算机双重技术，检查调试的项目应涵盖这两个方面，按流程依次为： 计算机系统工作前提（环境和安装）系统设备的运行状态确认（单一和网络各节点）运行中故 障连续的冗余测试通道、精度和参数检查的 I/O 测试实现自动控制的功能检查，包括以下项目： （1）系统连接检查； （2）上电条件确认； （3）硬件状态确认； （4）系统软件试验； （5）应用软件试验； （6）系统回路试验。 8.3 过程操作 操作站是人机界面对话窗口，是系统功能检查调试的终端，所有的测试和试验功能确认都可以在操 作站实现。 8

40、.3.1 系统连接检查 现场控制站、操作站、工程师站等安装完成后，需要对系统的各个节点进行连接，包括单元供电、/ 14仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS系统、FF现场总线和压缩机组控制系统部分） / 15 信号、接地和通讯四个方面。 （1）电源 按照图纸要求，将供电电源从电源分配柜引出，连接到节点电源端子上，需要注意的是，接线前要 确认电源主副回路，不能接错。 （2）信号 信号包括了两个方面，一个是来自于现场的信号电缆，它们连接到端子过渡柜、安全栅柜或者控制 柜的端子排上；另一部分是从端子柜连接到 FTA 卡的连线，包括了室内返线和盘内返线，厂家成套提供 的 FTA 卡到卡件的

41、专用电缆也作为信号回路线连接。检查重点包括五个方面： 信号线与电源线之间的走向和距离（50mm 以上） ，当无法满足平面距离要求时采取的措施（分 层或安装屏蔽板接地）是否合理； 本安系统有关的电缆（本安电缆与控制电缆有区别）和端子排色标（通常为蓝色）符合要求； 接线确保安全区与危险区的隔离，满足进线/出现统一要求； 盘柜内本安回路导线要单独成束， 与非本安导线分汇线槽放置， 当无法避免时要用绝缘纸隔离； 系统电缆（随机带来的）外观和型号尺寸检查满足技术要求； （3）接地 接地电缆包括了工作接地和保护接地两种类型，需要严格按照厂家和设计要求的方式进行，检查包 括： 工作地与保护地不能出现混接；

42、接地端子连接方式正确，压接牢固； 接地线材质和直径选择满足系统（设计）要求； 接地线绝缘护套的颜色符合设计要求，未规定时应采用黄绿相间色或绿色（有些地方要求区分 工作接地和保护接地，使用不同颜色护线套） ； 屏蔽接地连接到工作接地上，形成单端接地，保护接地不能采用串联形式； 当机柜供电电源线与信号线交叉，或者盘柜内有 220V 用电设备时，盘内返线屏蔽层（或者备 用线）也应单端接地，或者与现场来的信号线屏蔽层形成电气连续后单端接地。 （4）通讯 通讯电缆是指连接网络节点、实现数据和信息传输的介质，从成品角度分为厂家成套供货和现场制 作两种，检查的主要方面包括： 由于传输过程会出现信号衰减，系统

43、厂家对电缆长度有要求； 仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS系统、FF现场总线和压缩机组控制系统部分） / 16 电缆的材质决定了电缆的传输速率（波特率） ，所以要检查电缆的型号规格； 网络端点要加终端器实现系统匹配 （如 TDC3000中 UCN 网络中使用的 Tap 连接器没有连接电缆 的接线端需要一个 75的端电阻） ； 为了防止干扰，通讯电缆应单独敷设，避免与其它电缆混放。 8.3.2 上电前检查 为了确保系统上电时不会损坏设备并使其处于工作状态，需要提前对有关项目进行二次检查，检查 项目包括： 环境条件检查（温度、湿度和洁净度） ； 各类电缆分别使用了不同的进线口； 接

44、地电阻值（保护接地和工作接地，接地电阻测试报告） ； 供电系统电源（电压幅值、频率和主副回路） ； 确认所有设备电源开关都在“OFF”位置。 机柜中各插卡（安装位置、规格、型号和物理地址） ； 外围设备（如打印机） 。 8.3.3 硬件测试 TDC3000 系统硬件包括 LCN（局部控制网）设备（操作站 / HM/ NIM/ AM） 、UCN（通用控制网）设 备（PM/ APM/ HPM/ LM/ SM）和外围设备（打印机等） 。 检查无误后逐个对系统的各个设备上电，正常后运行厂家在设备上配置好的硬件测试程序，完成各 个设备和系统的自检功能，确认机柜各卡件和操作站的工作良好，系统通讯各单元运转

45、是否正常。 8.3.4 软件安装 系统中使用的软件有系统软件（诊断程序/应用程序/组态程序/标准画面/等） 、用户软件（组态结 果）和数据库软件（过程历史数据） 。 由厂家完成或按生产厂家以及随盘文件装载技术要求， 利用光盘或 ZIP盘从工程师站装载系统软件 和应用软件并下载到各控制单元。 下载完成后在调试前和调试后要对应用软件进行拷贝。 8.3.5 系统启动 启动网络各个节点，确认系统状态显示正常。 （1）系统状态检查操作 TDC3000 系统设备在运行同时进行自测试，系统的状态通过两种方式可以显现出来，供检查调试人仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 DCS系统、FF现场总线和压缩机

46、组控制系统部分） 员判断： 各个模件和卡件都有状态指示灯，报告着设备的运行状态是否 OK。例如 UCN 上的 PMM 和 IOP 模件，PMM 的五个卡件和 IOP 卡件每个上都有两个 LED 指示灯，一个是电源指示灯（POWER） ，另一个是 状态指示灯，前者表示是否有 24V电源，后者则表示卡件的状态（点亮表示状态 OK，闪烁表示软故障， 熄灭代表硬故障） 。 通过 US 对系统状态的检查 US 操作站中有一个 SYST STATS（系统状态）键，用于对整个系统状态进行检查的，功能如下： 显示 LCN 设备状态（如 CONSOLE、AM、HM 等） ； 显示 UCN 状态，OK 表示正常，

47、FAIL表示故障； 显示每个方框（触标，即目标）的功能，可调出相应设备的细目状态信息，如 LCN 电缆状态。 其中绿色表示系统设备正常工作，黄色表示虽然还可以工作但有问题，红色表示问题严重不能工作 了。按下 SYST STATS 后出现的画面如下： 从上面的画面上可以看出 LCN 网络上的各个模件（节点）的工作状态以及电缆状态。每个挂接在 LCN 的模件都有一个独立的总貌显示，每幅画面上都能显示其它模件的状态。如按 CONS STATS 键，就 得到一个 LCN 网上挂接的所有操作站的状态画面，包括了设定的节点号、操作站类型、目前的状态以及/ 17仪表调试培训教材（调试内容、场所要求、大型 D

48、CS系统、FF现场总线和压缩机组控制系统部分） 控制区域划分等信息。 在操作站画面或模件状态画面上，都有一个 LCNOVERVIEW 触标，选择此触标可调出 LCN 总貌画面， 由此了解 LCN 各个节点的运行状态。 UCN 状态检查： 在系统状态画面上，过程网络状态部分指示当前各 UCN 的工作状态，当某条 UCN网有问题时，可选 择该 UCN 触屏而进一步得到该 UCN 的状态显示画面，画面中各个 PM 的工作状态及 UCN 电缆状态等信息 会显示出来，包括这条网络上挂接的所有节点的 UCN 地址、电缆和模件（PM、APM、HPM、NIM、LM 等） 状态。 画面包括三个部分： 上部是 U

49、CN整体信息显示（左边：通讯电缆状态，OK-正常，Fail-故障；右边：UCN 的自控 状态（LCN 的设备对 UCN设备进行设定值和输出值写操作） ，BASIC-禁止，FULL-允许；自动点检测状 态（每 4 小时将 UCN 的数据库自动存储到 HM 中去） ，ENABLE-允许，INHIBIT-禁止） 。 中间是 UCN各个节点的信息，单个节点状态信息表示如下： 复合设备状态包括了（ALIVE、IDLE、IO IDLE和 OK） ，冗余设备状态包括（ALIVE和 BACKUP） 。 触屏单个节点，可以调出这个节点的详细状态画面，如一个 PM 中的 PMM、IOP、CABLE 等状态。当 需要对 PMM、IOP 等更详细