工业自动化阀门安装调试 引言
随着工业自动化程度的日益提高，仪表检测和控制系统在工业生产装置中得到广泛应用，工业生产装置中的设备、管道作为检测控制系统的对象，自控仪表和工艺两专业之间的关系日益密切。对于施工单位来说，安装工程中各专业间的配合也就越来越重要，倘若各专业之间的衔接出现问题，小则造成返工，浪费工时，延误工期，大则产生严重的质量事故，造成巨大的经济损失。这就需要施工单位更加合理地解决工程施工各专业交叉配合的问题，做到既有分工又有协作，互相配合，其中仪表与工艺之间的配合尤为重要。本文根据工程的实际经验，从自控仪表专业安装的角度，以施工准备、安装阶段、调试运行三阶段，叙述施工过程的仪表与工艺之间的配合要点。
1 工业自动化阀门安装调试施工准备阶段
1.1 设计资料的核查
各专业工程师在接到工程设计文件后，要认真审查设计文件，仪表和工艺之间应着重对以下几个方面进行核对。
（1）仪表电缆桥架的走向：两专业工程师应详细核对仪表电缆桥架的平面走向及标高与工艺管道是否有冲突。仪表电缆桥架应远离高温、强腐蚀、强磁场的工艺管线或设备，核对后发现问题应及时整理汇总，在设计交底及图纸会审时提请设计单位解决。
（2）仪表用压缩空气、伴热蒸汽、氮气、冲洗油等管线走向：核查工艺管道图中，仪表用压缩空气管线或气源分配器是否布及各仪表用气点；伴热蒸汽及回水管线是否布及各伴热仪表区域；氮气、冲洗油等管线是否布及各仪表点。对以上仪表供源管线，各个设计院的设计习惯各不相同。但仪表供源管线都应送至仪表附近，如果施工图有漏洞，应及时向设计单位反映解决。
（3）仪表一次取源部件：目前，大多数设计院都将温度、压力等仪表一次取源部件划分到工艺管道或设备专业供料安装上，实际操作中须仪表专业配合并核查。在施工准备阶段，管道及设备专业应按带控制点工艺流程图核查管道图或设备图中仪表检测控制点是否齐全。仪表专业应根据带控制点工艺流程图核查仪表施工图中检测或控制仪表是否完备，并根据仪表规格表或数据表核查管道图中仪表一次取源部件所选位置、型号、规格、材质、数量、安装方式等符合仪表的要求，核查工艺设备图中仪表接口所选位置、型号、规格、安装方式等仪表要求[1]。对已到货的设备和材料进行实物试装，查看配件的加工精度、螺纹精度等是否合适。将设计及设备材料问题发现并解决在施工之前，以免返工。例如，在福州鳝溪液化天然气备用调峰气源站工程中，压力变送器为罗斯蒙特产品，其连接罗纹为1/2""NPT，而LNG储罐上配套的变送器连接接口螺纹为M20×1.5，由于在施工准备阶段没有认真核对，造成无法安装，只好采用M20×1.5-1/2"NPT的中间接头过渡，既浪费又影响了施工进度，而且多了一个接口就是增加一个泄漏点，给日后的维修带来不便。
（4）仪表与工艺安装的界限：在仪表安装图中，仪表和工艺之间的安装界限比较明确，仪表、管道、设备三专业工程师应按照仪表安装图的界限一一核查管道和设备图，查三者之间的衔接是否有错漏，发现问题尽快上报设计单位予以修改增补。在设计过程中，由于专业之间配合深度不够，法兰压力等级及口径不配，螺纹不对等错误在以往的施工中频频出现，此类问题应在施工准备阶段及时暴露并解决，以免施工时造成不必要的影响。
（5）在线仪表的安装：在线仪表指直接安装在工艺管线上的流量孔板、流量计、分析仪表、调节阀等仪表。工艺管道开工之前，首先应根据流量孔板、喷嘴、流量计等一次仪表的规格书或数据表，核查工艺管道内径与仪表要求是否一致，前后直管段是否够长，取压口方向是否符合要求[2]。孔板、喷嘴等节流元件的取压口方向如设计无特殊要求，一般应符合：①测量气体流量时，在工艺管道的上半部；②测量液体流量时，在工艺管道的下半部与工艺管道的水平中心线成0~45°夹角的范围内；③测量蒸汽流量时，在工艺管道的上半部与工艺管道水平中心线成0~45°夹角的范围内。对于转子流量计、涡街流量计、电磁流量计、质量流量计、pH计、工业电导仪等应按其说明书的要求，向管道专业进行技术交底，说明安装要求及注意事项。核查调节阀的安装位置是否满足操作、维护的要求，调节阀的流向如无特殊要求，一般应顺从阀本体的箭头方向。如果调节阀本体无流向箭头，则应查看说明书或咨询制造厂予以确认。
（6）随机资料的核查：安装工程中，一些大型机组或比较独立的工艺包，设计院一般都交于制造厂设计制造。常见的如压缩机组、气轮机组等，仪表检测控制点多且又密集。仪表专业除了熟悉本专业的随机资料外，还要与设备专业共同核对各种检测控制仪表的安装位置，了解机组的性能、操作要求及各种控制参数。配合设备专业编写安装及试车方案，为以后的安装和试车打好基础。
1.2 材料的划分与统计
在仪表安装图中，仪表与工艺的材料划分一般都比较明确，通常应从以下两方面着手。
（1）仪表方提供给工艺的仪表设备及材料。
孔板法兰及其引压短管仪表专业应抽出孔板，对孔板法兰标明位号、取压口方向及流向，引压短管配套编排位号，检查合格后，交工艺安装。
调节阀、流量计、在线分析仪等：位号及流向标志明确，配套法兰、螺栓、螺母、垫片按仪表位号标注明确，以免错用。控制器单元与I/O模块通信方式改进﹑I/O模块电路设计的改进及系统结构的完善，充分考虑屏蔽和接地，提高了抗干扰特性使整个系统可靠性和抗干扰能力有了很大的提高。
控制器和I/O 模块之间增加了智能通信卡，每个智能通信卡与一组I/O 模块通信，从而的大大的提高了控制器和I/O 模块之间的通信速度。
系统控制器、系统电源和I/O 模块可冗余配置。控制器冗余切换算法嵌入底层控制器，不需系统应用人员组态，可实现控制器主从间的快速无扰切换。
PAS-100系统采用*TRACE MODE 5.0软件包，其强大的功能可以组建复杂的分布式控制系统,完成复杂的控制；界面采用DBG矢量图形格式,可以创建工艺对象的三维立体图形和动画图形。提供丰富的数据的动态表现工具，其友好的人机界面可作出十分漂亮实用的图形画面，可非常方便地定义各种操作。良好的开放性使系统与其它系统的联接非常容易。
系统支持OPC、ODBC、DDE、NETDDE和GSM等通信方式，可方便的与第三厂家和工厂管理网连接。系统支持与上众多厂家的PLC进行驱动联接。系统还支持WEB浏览器，进行远程浏览。还可通过Internet对系统进行远程访问。
系统支持OLE/Active X技术。程序员使用VB、VC++等语言编写的ActiveX控件可以方便应用到系统中。
系统支持统一编程技术。它为控制器和操作站提供统一的开发工具。所有的开发工作都在符合IEC61131-3标准的图形编辑器中完成。统一编程技术使得系统操作站可以和控制器一样，编写控制算法，尤其是在操作站上完成数学模型的运算非常方便。
系统支持FBD、IL语言和梯形图方式的组态，控制流程组态非常方便。同时系统支持DLL调用，扩展系统算法。
温度计套管：直接焊接在工艺管道上的温度计套管，仪表专业应标明位号、插人深度，并对套管口加以保护，以免从套管口进人杂物或损坏螺纹，造成温度计无法安装。
（2）由工艺方提供给仪表的安装材料。
各个设计院的设计习惯各不相同，大多数设计院（尤其是国外引进工程）常将在工艺设备、管道上安装法兰连接的仪表紧固件、一次阀门划分在工艺材料中，实际操作中仪表要从工艺领用。这部分材料的型号、规格、材质及数量，在仪表安装图中有些设计予以注明，有些设计并未注明，须从工艺单线图中一一查找。对于这部分材料仪表专业工程师应该编制材料明细表，并按明细表用料，以免错用。 
2 工业自动化阀门安装调试安装阶段
安装阶段是工程由施工图变成实体的重要过程，工程进展的每一个细节，每一步骤都制约或影响着总体进度，仪表与工艺的配合也更具体、更直观。
2.1 工艺设备中仪表接口的核查
安装工程开工后，首先是工艺设备的安装，设备专业在安装过程中应注意保护仪表接口，避免仪表接口损坏，如螺纹被破坏、法兰接管被撞弯等；仪表专业应及时核查已就位的工艺设备上的仪表接口，查压力、温度、液位等仪表接口的法兰、螺纹尺寸等是否符合仪表安装的要求；因结构专业的承重梁是不能轻易改动的，查仪表接口与周围物体的间距是否满足仪表安装的要求，尤其是与承重的钢梁、混凝土梁的间距必须满足要求，否则应及时上报有关部门予以解决；查玻璃板液面计、浮筒液位计等液位计法兰接口的垂直中心线是否在同一垂线上，插人式仪表接口的插人通道是否畅通（接口内壁是否有毛刺、焊肉等），插人深度是否满足要求（接口内是否有其它障碍物，如塔盘、隔层等）。对于以上接口若有问题应及时与设备专业协调，并上报相关单位解决，尤其是经过热处理的工艺设备出现问题现场不容易处理。
2.2 核查仪表电缆桥架走向
仪表电缆桥架在开工之前，仪表和管道工程师共同现场实际核查仪表电缆桥架的走向，确认无误后方可开工。对已安装好的电缆桥架，工艺施工时应注意保护，严禁将电缆桥架作为脚手架或吊装支吊点，以免破坏了电缆桥架的防腐层及整体结构。
2.3 流量孔板的安装
管道专业在焊接孔板法兰时，避免焊肉凸出焊缝内壁。取压口的方向应符合要求，引压短管与周围的间距满足仪表接管的需要。仪表专业应现场实际核查孔板流向是否正确，前后直管段是否满足要求，管道内壁是否光滑，取压口方向是否正确。
2.4 调节阀的安装
仪表专业应在调节阀一次调校合格后交工艺安装。管道专业在安装过程中注意保护调节阀上的压力表、阀门定位器、电磁阀、定位阀及气动管路等不受损坏。对己安装好的调节阀，仪表专业应及时核查其流向是否正确，是否完好无损，是否操作方便等，对实际发现的问题及时提出，以便及时处理。
2.5 流量计的安装
流量计的种类比较多，如电磁流量计、质量流量计、转子流量计、涡街流量计等，每一种流量计的安装要求各不相同[3]。仪表专业在对流量计通电检查（出厂前已标定好）合格后，交工艺安装，并按说明书要求进行安装前的技术交底。管道专业在安装过程中应按要求安装，特别应保证其前后的直管段的距离符合产品及规范要求，并保护好流量计本体及其附件。对已安装好的流量计，仪表专业应及时核查其流向、前后直管段、安装方位等是否符合要求。
2.6 核查工艺管道上仪表一次取源部件
工艺管道安装时，仪表一次取源部件应同步予以安装。对已安装好的仪表一次取源部件应及时核查或试装，核查其用料是否正确，安装方位及周围的间距是否满足仪表安装需要，对温度计套管口等内孔较小的部件加以保护，对特殊的部件采取特殊的保护措施。对插人式仪表的一次取源部件，检查其插人深度是否满足要求，焊缝内壁是否光滑无焊肉，工艺管道开孔是否满足要求；如发现问题，应及时向管道专业提出，并予以解决。
2.7 随机仪表的安装
对一些大型机组或成套工艺设备开箱验收时，设备专业应及时通知仪表专业，仪表专业应会同设备专业对随机仪表及其附件按装箱单认真清点，并按装箱单号分别摆放到仪表库保管，以免混乱。仪表安装前，设备专业工程师应配合仪表专业工程师按机组装配图或其它资料确认仪表的安装位置及安装方式[4]。随机仪表安装完毕，仪表专业人员应对工艺参数设定一一确认，尤其是重要的润滑油温度压力、冷却水温度压力、轴位移、轴瓦温度、转速、电机温度等检测控制仪表，其报警、联锁保护设定值必须严格把关，以确保联锁保护系统准确无误。机组单体试车时，应按已审批的各专业共同编写的试车方案执行，仪表专业应密切配合，试车合格后，机械专业应人为的调整一些工艺参数，实际检验联锁系统动作是否正确。在试车过程中，常发生突发性的联锁动作而停机，有些机械人员常首先怀疑联锁系统的可靠性，这是一个误区。发生联锁停机，首先大家都应冷静分析原因，联锁保护系统在试车前已试验合格，可靠度应比较高，而机械是在试运行状态，一些问题尚待暴露，故一旦发生停机，大家应冷静分析，专业之间不要胡乱猜疑，共同协作，查找实际问题并排除故障，确保机组系统正常运行。
2.8 已安装好的仪表设备及其附件的防护
对已安装好的仪表设备，一定要加强防护意识。由于仪表及其附件一般都小而精致，容易丢失或被损坏，致使仪表无法正常运行。
首先仪表专业应对现场已安装好的仪表设备加以防护，用塑料布、纸箱等物品进行保护。对带毛细管的变送器、压力式温度计等的毛细管要特殊保护。对易丢失、易损部件可先拆卸统一保管。其次，现场其它各专业的施工人员应加强成品保护意识，严禁将仪表及其管路当脚手架用，严禁将电焊机地线卡接在仪表设备上，严禁将仪表设备作为支吊点，严禁重物碰撞仪表设备，以免损坏其零部件。
仪表专业在电缆敷设完毕后，应及时安装电缆桥架盖板。如由于其它原因暂时不能对已铺设电缆的桥加盖板时，也应对电缆采取相应的保护措施。其它专业在现场施工时也需避免烧伤或砸伤仪表电缆。
3 工业自动化阀门安装调试工程试运行调试阶段
试运行调试阶段，应根据运行设备仪表性能特点编制相应的试运行调试方案，对各专业人员进行深入交底。工艺进人吹扫试压、单机试车阶段，仪表专业开始现场仪表的安装接线、系统调试阶段。该阶段是对前期工作的检查考核阶段，任何疏忽大意都可能造成严重后果。这就要求专业间通力合作，把好后一关，仪表和工艺的配合更是如此。
（1）工艺管线吹扫前，仪表专业应配合管道专业将管路的调节阀、流量计、温度计、分析仪等仪表先行拆卸保护；管道专业应加临时短管连通，将仪表接口临时封堵。工艺管路吹扫合格后，仪表专业人员应配合工艺将管路上的仪表复位，并配合工艺安装流量孔板，核对孔板流向是否正确。
（2）工艺管线试压时，仪表专业应予以配合，应把仪表系统需试压的管路随同工艺一并试压，但要注意其相应的试压强度等级；检查仪表一次阀门是否关闭，以防超压损坏仪表；检查各检测控制点是否有泄漏，出现问题应及时记录，泄压后予以处理。
（3）工艺单体试车时，仪表专业人员应予以配合，检查各检测控制点仪表是否安装完好，各参数设定是否正确，联锁系统是否正常，确认无误后方可单机试运。
（4）工艺单体试车完，仪表系统调试完，即可进行工程中间交接及系统的联动试运行。
4 结语
工业装置在安装过程中，仪表和工艺的配合是*且又十分重要的。从施工进度讲，仪表如果不能及时向工艺提供所需部件，影响工艺安装进度；工艺管线上的一次仪表和一次取源部件如果不能与工艺管线同步安装，会制约仪表安装进度。从安装质量讲，如果仪表向工艺提供不合格品，不注意保护工艺成品，会影响工艺安装质量，甚至造成严重质量事故，工艺安装的仪表及其部件不合格，不注意仪表成品保护，又会影响仪表的安装质量。故此，工业安装中，只有自控仪表和工艺设备专业工作的协调配合，才能真正建造高质量的设备安装产品，从而刨造较好的经济效益。
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