工程仪表设备管理

工程仪表设备管理（共12篇）

工程仪表设备管理 篇1

0 引言

所谓的一次仪表, 就是在生产自动化系统中, 通过能量转换把工艺参数物理量转换成标准的模拟量信号 (目前基本采用4~20m A) 的变送单元, 转换后通过仪表线路把标准信号输送给显示单元或信号采集控制单元, 以进行生产工艺参数的显示、计量及运算控制[1]。随着生产自动化程度日益提高, DSC、PLC、DDC等集控及智能控制系统广泛运用到生产自控设备系统中, 从而取代原来常规显示控制仪表。但是, 不管采用何种控制系统, 起信号采集转换作用的一次仪表, 在生产工艺中都是无法取代的基础环节, 其安装质量直接关系工艺参数采集的准确度、灵敏度和稳定度, 从而影响整个自动化控制系统检测、计量和控制。

1 取源部件的安装

1.1 安装工序取源部件的施工工艺流程 (如图1)

1.2 取源部件安装工艺要求及要点

(1) 取源部件是自控仪表系统与生产工艺系统衔接的部件, 其将工艺参数的物理量引到自控系统的一次仪表, 以完成信号转换, 它的安装质量最直接影响系统的三度[2]。根据其取源参数类型分为温度 (直形连接头) 、压力 (取压短管) 、流量 (孔板) 物位、分析等取源部件。

按照施工验收规范要求, 安装时应遵循如下: (1) 安装位置应选择在工艺参数变化灵敏, 具有代表性的地方; (2) 压力、流量的取源部件应选在介质流速稳定的地方, 压力取源部件与温度取源部件安装在同一管段, 压力取源应在上游侧; (3) 流量取源部件的前后直管段应符合设计文件规定, 并符合产品技术文件要求。设计无规定时, 应符合GB50093-2002规范要求。 (4) 压力取源部件的取压点在不同生产介质中开口应符合图2要求; (5) 温度取源部件垂直安装其轴线应与工艺管道垂直相交, 在拐弯处安装及倾斜安装, 宜逆介质流向安装。

(2) 取源部件的安装应与工艺专业紧密配合, 认真核对工艺管道等的材质, 确保取源部件的材质与工艺主体的材质相匹配。加工预制时应核对连接螺纹, 确保与设备、一次仪表的螺纹的相匹配, 以避免安装时无法连接。取源部件与工艺装置及一次仪表的接口密封形式的选择是取源部件安装的关键点, 其密封形式有两种:平面密封、线条密封 (螺纹、卡套) , 平面密封是采用密封垫片进行密封, 垫片的材质主要有铜、铝、聚四氟乙烯等, 安装维修方便, 备品成本低, 通用性好, 是密封形式的首选。线条密封连接螺纹的公差不一致, 连接头均应单配, 其备品成本高, 维修也不方便, 应尽可能避免使用。

(3) 当工艺系统进行吹扫前, 应将所有可拆卸的取源部件拆除, 以避免吹扫的杂质进入取源系统, 造成堵塞影响测量的准确度, 为了不影响工艺的吹扫, 可用临时工装取代, 待吹扫完成后再安装取源部件, 并与工艺管道一同进行严密性、强度试验。

(4) 蒸汽流量取压孔板及取源导压管的安装注意事项:蒸汽流量采用环室孔板取压, 孔板前后所产生的差压信号经导压管引到差压流量变送器后转换成标准信号。为了避免蒸汽直接进入变送器损伤仪器, 在孔板的取压口后加装隔离容器, 其正确和错误安装图3所示。

正确的安装方法是两个隔离容器应该安装在同一水平面上, 同时两根导压管敷设时应平行, 使一次仪表输入端接收到的压差信号是环室孔板所产生的压差信号, 避免如错误安装方法所产生的ΔH, 影响其测量的准确性。

2 一次仪表的单体调试与安装

2.1 施工工序

设计工艺参数核对→调试参数确定→仪表调试→仪表支托架制安→仪表安装→仪表管路线连→模拟信号调试→生产试运行。

2.2 一次仪表的单体调校

仪表在搬运工程中受到外力作用, 出厂时调试参数会产生变化, 为了确保其测量的精准度, 安装之前必须对仪表的零位、量程及线性误差等进行校验, 下面对差压变送器单体调校做基本阐述。

(1) 调试接线见示意图4。

(2) 按照校验接线图进行零点调校:在ΔP=0时, 调整调零螺丝, 使输出电流为4m ADC, 向正压室加入ΔP, 使输出电流满量程为20m ADC, 然后泄除压力, 观察仪表回零情况, 反复几次, 使零点稳定。

(3) 测量范围的调整:缓慢加入压力信号到满量程, 观察输出电流。调整量程微调螺丝, 使得在规定量程下输出为20m ADC。调整好量程后将输入差压信号分为5个点[3], 对仪表进行基本精度的校验。 (智能变送器可用智能终端校验) 。

2.3 一次仪表的安装

一次仪表的安装需遵循仪表工程施工及验收规范要求, 一般性规定如下:

(1) 一次仪表要在现场条件具备后方可进行安装, 其安装位置应考虑操作及维护方便, 不宜安装在震动、潮湿、有强磁场干扰或温度变化剧烈的地方。

(2) 仪表安装应进行外观检查, 其外观应完整无破损, 附件齐全, 型号、规格、材质符合设计要求, 安装时不得敲击、震动仪表, 应轻拿轻放, 安装应固定牢固平正。

(3) 直接安装在工艺管道上的仪表应在工艺管道吹扫后压力试验前安装, 并随管道一道进行严密性及强度试验。

(4) 仪表设备的接线引入口不应朝上, 以避免灰尘、水或其它物品进入接线盒内, 接线完毕, 接线口应及时封堵。

2.4 关于调试应力的产生及处理办法

调试应力存在于仪表内部的机械传动部件上, 在调校时应采取措施尽可能消除, 以保证仪表的精确度。

(1) 调试应力的产生通常一次仪表内部都有机械传动部件, 如差压 (压力) 变送器在调试过程中, 对其机械支点及零点进行机械调整时, 使其传动机构在正反作用力作用的情况下达到新的平衡点, 从而使其零点及量程符合要求参数, 但在新的平衡点建立过程中, 调试应力随之产生 (见图5) 。在调试中发现, 仪表在相同的标准器、等值的输入信号、相同的调试环境下, 在不同的时间进行调试, 其所得到的参数不一致, 其变差与机械调整幅度的大小成正比[4], 经过分析, 造成这种现象与机械传动机构在调整正、反作用力时受力产生的变形有关。所以平衡点会随着这种变形恢复过程而变化, 产生调试应力, 影响了仪表的精确度。

(2) 消除调试应力的方法消除调试应力采用恒温二次调试, 具体方法如下:取仪表全量程的0%、25%、50%、75%、100%进行校验, 并观察仪表的稳定度和灵敏度, 做好调校记录, 校验合格后将仪表放进保温箱, 进行24h恒温 (恒温温度参照当地该时段的自然平均温度或按仪表使用温度高限设定) 。24h后, 取出仪表使其处于常态 (温度、湿度) , 实测0%、25%、50%、75%、100%输入-输出值, 两组数据比较后发现产生变差, 然后进行第二次调试。第二次调试宜采用仪表电气线路中的可调元器件进行微调, 避免产生新的调试应力, 使其零点、量程、线性误差符合要求。

3 一次仪表的回路试验和投运

3.1 回路试验应在系统投入运行前进行, 试验前应具备条件

(1) 回路中的仪表设备、装置和仪表线路、仪表管道安装完毕; (2) 组成回路的各仪表的单台试验和校准已经完成; (3) 仪表配线和配管经检查确认正确完整, 配件附件齐全; (4) 回路的电源、气源和液压源已能正常供给并符合仪表运行的要求。

在检测回路的信号输入端输入模拟被测变量的标准信号, 回路的显示仪表部分的示值误差, 不应超过回路内各单台仪表允许基本误差平方和的平方根值。

3.2 仪表经过回路试验符合要求后, 可投入试运行

以下主要针对不带有隔离容器和带有隔离容器的差压变送器的投运顺序做简单描述。

(1) 不带隔离容器的投运顺序:开启平衡阀, 开启排污阀, 关闭根部阀, 关闭正负压阀门→缓慢开启取压根部阀→缓慢关闭排污阀→缓慢开启正负压阀门→缓慢关闭平衡阀→复查投运。

(2) 带有隔离容器差压变送器投运顺序:开启平衡阀, 关闭根部阀, 开启正负压阀门, 关闭排污阀, 同时, 轻敲导压管排除取压系统中的空气→隔离容器灌满隔离液→确认测量管路中没有气体→缓慢开启取压根部阀→缓慢关闭平衡阀→复查投运。

应当注意, 在压力 (差压) 变送单元安装完成后, 未投入运行前, 应关闭根部阀, 开启平衡阀, 防止不明压力单方面作用在一次仪表上, 损坏仪表。

5 结语

对于整个自控仪表设备安装工程而言, 一次仪表及其取源部件的安装仅是其中一部分, 但作为最基础的检测转换环节, 其质量如何将直接影响整个自控系统的精确度、稳定度、灵敏度, 甚至影响整个生产工艺系统的运行生产。本文是自控仪表工程项目施工现场一些具体工作经验总结, 提供给自控仪表施工人员共同研究。

参考文献

[1]汪兴云.过程仪表安装与维护[M].北京:化学工业出版社, 2006:109-112.

[2]张同兴, 毛仲德.GB50093-200, 自动化仪表工程施工及验收规范[M].北京:中国计划出版社, 2003:326-329.

[3]强十渤, 程协瑞.安装工程分项施工工艺手册- (7) 自控仪表工程[M].北京:中国计划出版社, 2001:299-301.

[4]张根宝.工业自动化仪表与过程控制[M].西安:西北工业大学出版社, 2008:172-175.

工程仪表设备管理 篇2

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 西南石油大学-电子信息工程学院-仪器仪表工程

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仪表安装工程的调试与投运 篇3

【关键词】仪表安装；调试；投运

1.引言

目前，各类仪表已广泛应用于工业生产，随着技术的发展，仪表的应用与操作也更加方便。仪表在工业生产过程中能够长期正常稳定的工作，其安装也很重要。在此，笔者总结仪表安装工程的特点和调试原理，分析仪表安装工程的调试和投运的工作要点和施工方法。

2.仪表安装特点

仪表类设备一般是一个回路系统，其安装就是把各个独立的部件按设计要求组成回路或系统，完成相应的控制或检测任务。仪表安装有其特殊性，工种多、技术要求严、与工艺联系密切、施工期短且安全问题突出。

2.1 技术要求

由于仪表种类繁多、形式多样，并且安装质量对检测的准确性和系统运行质量可能有重大影响，需要仪表工、电工、焊工及管工等相互配合才能完成。一次元件安装不符合技术要求时，可能会导致很大的检测误差。由于安装完成后不能立即校验其合格性，故对施工质量提出了较高要求。

由于仪表型号众多且品种繁杂，要一一掌握是不可能的。为此，要求仪表安装人员必须具有仪表工作原理、使用方法及注意事项等方面的基本知识；同时还要对工艺有所了解。这对深刻领会仪表安装中的各项技术要求和设计意图会有很大帮助。

2.2 与工艺联系密切

仪表安装是整个施工过程中的一部分。施工过程中工艺是主体，仪表安装要从属于工艺，每当二者发生冲突时仪表就得让路。当然，在有关检测质量的重大原则上（如孔板安装的直管段问题），仪表安装仍要坚持有关安装规范，以满足仪表的技术要求。

2.3 施工期短

由于仪表安装从属于主体施工，因此其现场施工期是禁止延长的。通常在主体安装完成60%—70%之前，仪表施工往往还无法进入现场，但当仪表施工开始时，工艺主体设备的安装却又进入尾声。为了不影响工艺设备与管道的试压和试运转，仪表安装的组织工作是极其重要的，特别是充分做好施工前的物资准备，制订合理的施工计划，有效调度施工技术力量，对保证安装质量，加速安装进度具有重要意义。因此，仪表安装工作必须有统一的领导和各方面彼此的协作，而且要求仪表安装人员具有广泛的知识和熟练全面的技能。

3.仪表调试和投运

在仪表安装前就要进行仪表的单体校验，仪表施工完成后，就要进行仪表系统的校验工作。

3.1 单体调校

仪表单体调校在规范中有明确规定，是仪表工程施工中的重要组成部分。虽然仪表已在出厂时由制造厂进行了校准和检定，但是经过运输、储存和安装，其计量性能和示值误差必然会受影响。因此在安装或使用前，应根据有关检定规程和技术文件对仪表进行校准和检定。调校用仪器必须是带鉴定合格证的标准仪器，其基本误差的绝对值必须小于被调校仪表基本误差绝对值的1/3。

单体校验一般在仪表安装前至少1个月进行。应选择在清洁、光线充足并且没有大的振动、噪音、潮湿和强磁场干扰的环境下，最好设置调校试验室。仪表的单体调校分为基本调校和精度调校，基本调校包括外观及封印完好、附件完全、表内零件无脱落、铭牌清楚完整；电动仪表在通电前应先检查其电气开关的操作是否灵活可靠，电气线路的绝缘电阻值是否符合标准；现场仪表的面板和刻度盘整洁清新；指针移动平稳，无卡针现象；切换开关及接线端子板上信号编号相一致。精确度调校包括被校仪表应进行死区正、反行程基本误差和回差调校，调校点在全刻度范围内均匀选取不少于5点；调校主要进行手动操作误差试验，电动控制器的闭环跟踪误差调校，气动控制器的控制点偏差调校，PID刻度误差试验，当有附加机构时要进行附加机构的动作误差调校；

3.2 二次联校（系统调校）

现场仪表接线完成后，开始仪表的系统调校，目的是判断所安装仪表是否可以正常工作。系统调校一般按照检测回路、自动控制回路和信号报警回路三类进行。在工艺试车前，仪表系统安装完毕，管道清扫完毕，压力试验合格，电缆（线）绝缘检查合格，电源、气源和液压源已符合仪表运行要求下进行。

（1）检测回路。系统调校的第一个任务是贯通回路，其目的是检验接线是否正确，配管是否有误。检测回路由现场一次点、一次仪表、现场变送器和控制室仪表盘上的指示仪及记录仪等组成。

（2）控制回路。控制回路由变送器和控制室中的控制器和现场执行单位（通常为气动薄膜控制阀）组成。具体操作是在现场变送器输人端加一信号，观察控制器指示部分有没有指示，现场控制阀是否动作。当信号从最小到最大时，控制阀开度是否也从最小到最大（或从最大到最小），动作是否适续、流畅。最后是按最大、中间、最小3个信号输出，控制阀的开度指示应符合精度要求。

还有一个试验是在系统信号发生端，给控制器加上一个模拟信号，检查其基本误差、软手动时输出保持特性和PID动作趋向以及手动/自动操作的双向切换性能。

如果线路有问题，控制阀无法动作，就需要檢查回路。主要检查核对控制器的正/反作用开关和控制阀的开/关特性。如果控制器的输出与控制阀行程不一致，而控制阀又不符合其特性，就要对控制阀单独校验。如果控制器的基本误差超过允许范围，手动/自动双向切换开关无法作用，就要对控制器重新校验。

系统调校过程中，带阀门定位器的控制系统比较难调校。在此介绍一个经验调校法，即当输入为一半（DDZ，Ⅲ型表的输人为12mA（DC），气动仪表60kPa）时，阀门定位器的传动连杆为水平，这样再进行校验也可较快地完成二次调校。

（3）报警回路。报警回路由仪表和电气的报警接点以及控制盘上的各种控制仪器等组成。报警单元的系统调试是模拟报警，把报警机构调整到设计报警的位置，然后在信号输入端作模拟信号，观察相应的指示灯和声响是否有反应。接着按消除铃声按钮，正确的结果应该是铃声停止，但灯光应该依旧；第二个试验是拆除模拟信号，摁下试灯按钮，全部信号灯亮并响铃，再摁消除铃声按钮，应该是铃声停止但信号灯继续亮。其目的是检查线路逻辑的正确性。

3.3 系统投运

仪表专业协同工艺专业对设定的参数一一确认，尤其是主要设备如制酸风机的润滑油温度压力、轴瓦温度等检测控制参数；净化工序入口温度与该风机的联锁等参数，其报警、联锁跳车保护设定值必须严格把关，以确保联锁保护系统准确无误。试车时，按审批的各专业共同编写的试车方案执行，仪表专业密切配合。投运过程中，仪表专业人员要全程跟踪，与工艺、生产人员配合，发现并及时解决出现的问题。

4.结束语

笔者综述了仪表安装工程中调试和投运的具体工作，总结仪表安装工程的调试过程中发现的难题和容易产生错误之处。在实际施工过程中，会碰到各种各样的问题，只要严格按照图纸和相关标准施工，同时与用户、工程设计单位和监理及时沟通项目中遇到的实际难题，就能保证仪表安装工程调试和投运的顺利完成。

参考文献

[1]李海明.现代仪表控制系统在石化生产装置上应用研究[J].中国科技博览，2010（35）.

工程仪表设备管理 篇4

1自控仪表设备的安装准备及要求

1.1依据工程项目的实际情况确定施工方法, 依据自控仪表设备安装方法确定所需求的专业作业人员。

1.2依据施工方法要求进行施工技能分析, 依据行业标准对自控仪表设备的安装工艺进行分析, 结合工程项目的实际情况选择相关资料, 并且对到场施工人员进行技能交底, 包括明确仪表设备安装的工程质量要求等。

1.3依据自控仪表设备的安装需要做好设备安装方案, 以满足自控仪表设备安装工程中的质量要求, 包括工程施工需在规定的时间内完成等。

1.4根据企业情况, 制定相应的施工方案, 对工程施工进行科学、有效的管理控制。

2自控仪表设备的安装工艺流程

自控仪表设备的安装要服从确定的安装工艺流程, 依据笔者多年的从业经验总结分析有如下几点内容, 具体如下:

2.1电缆管安装工艺

在自控仪表设备安装工程当中, 涉及到电缆管的安装时首要做好电缆管之间的连接, 施工工艺要满足电气要求。针对一些容易打火等部位要求采用金属软管连接。依据笔者多年的从业经验分析总结电缆管安装应该遵循以下方面:

2.1.1关于两个电缆管要采用螺纹连接的方法, 并且要注意电缆管的接口处的平整光滑性, 防止割破电缆等;

2.1.2电缆管的弯曲角度在90度的, 弯曲半径要大于电缆管外径最低不得小于6倍;

2.1.3只有一根电缆保护管时, 要求电缆管的弯曲角个数在2个以内;

2.1.4电缆管支架之间的间隔要控制在2米以内, 在拐角处要安装支架进行支撑。

2.2自控仪表的导压管、气源管安装工艺

2.2.1导压管的安装工艺

依据笔者多年的从业经验, 自控仪表工程施工中导压管的安装主要遵循以下几点:a.导压管在使用之前必须要满足清洁度的要求, 并且要对导压管束采取防腐处理;b.导压管的焊接工艺要求比较高, 必须要满意导压管的焊接工艺要求;c.导压管的切割严禁利用气焊、电焊, 防止对导压管产生破坏从而影响其使用性能;d.选用的压力导管要满足设计要求, 防止因材料不合格而影响到后期使用;e.关于必须要穿墙的压力导管, 应对其安装保护套管;f.导管中的阀门部份要根据耐压要求进行进行耐压试验, 并且对其进行泄漏检测;g.导压管安装完成之后要依据行业标准对其进行整体性的耐压测试, 并且做好相应的测试纪录。

2.2.2仪表气源管的安装。a.自控仪表设备的仪表气源安装过程要依据现场需要进行有效控制, 在安装完成之后制作现场配管图, 便于后期气源管道维护;b.气源管线安装完成之后要对管线进行吹扫, 防止杂物堵塞导管, 吹扫无杂质溢出时即为及格;c.由于气源管对于管道的密封性能要求比较高, 因此在安装完成之后要对其进行气密性试验, 测试无泄漏之后再投入运行。

2.2.3做好管线的防腐、保温处理。a.在管线安置完成之后, 要先对其外表进行防腐处理, 一般采用防腐漆;b.管线表面防腐漆的涂刷要符合行业标准要求;c.依据使用要求做好管线耐压测试。

在以上工序完成之后, 依据仪表的使用工艺要求对自控仪表设备进行整体试车。

3自控仪表设备的安装注意及调试

自控仪表设备安装完成之后, 要依据工艺的使用需求对仪表设备进行调试, 依据笔者多年的从业经验总结重要有以下几个方面:

3.1自控仪表设备的安装

3.1.1自控仪表设备的安装要求和标准, 要在外界情况较好的条件下安装, 包括设备安装完成之后便于后期的仪表维护和检验;

3.1.2自控仪表安装之前要对仪表的型号、性能等进行检查, 包括所安装的自控仪表设备可以满足使用需求, 安装过程中要轻拿轻放, 防止仪表振动损坏;

3.1.3关于必须要进行耐压实验的仪表, 要求在耐压试验之前进行安装, 并且连同仪表和管道同时进行耐压实验;

3.1.4由于自控仪表对精度的要求比较高, 因此在仪表设备安装过程中要防止尘土等进入仪表而影响仪表性能。

3.2自控仪表的单体校对

由于自控仪表的精度要求比较高, 因此在仪表设备安装投入使用之前要对仪表设备安装的参数进行校对, 通过校对仪表参数达到满足工艺使用的要求。自控仪表的单体校对首先对其零点进行调校, 可以通过调节螺丝等的调节进行操做, 通过反复充压、泄压的方法来观察仪表的归零性能;其次便是要对仪表的测量范围进行调校, 通过调节螺丝等的微调对仪表在量程下的精准度进行校对, 包括仪表可以满足基础精确度的要求。

结束语

关于整个自控仪表设备安装工程而言, 仪表设备的安装质量将直接影响整个自控体系的正确性、稳固度、敏捷度等, 乃至影响整个生产工艺体系的运行生产, 因此做好仪表设备的安装与调试任务至关重要。

摘要：自控仪表设备在我国各行各业中的应用非常广泛, 其不光具有较高的精确度, 而且其在稳定性方面也体现出突出的性能。自控仪表设备的安装是一项直接关系到工程施工质量的重要工作, 因此有关自控仪表设备的安装与调试方法的研究一直以来都是一个热门的课题, 在本文中笔者将对自控仪表的安装与调试方法进行分析。

关键词：自控仪表,安装,调试方法

参考文献

[1]汪兴云.过程仪表安装与维护[M].北京:化学工业出版社, 2010:109.

[2]张同兴, 毛仲德.GB50093-200, 自动化仪表工程施工及验收规范[M].北京:中国计划出版社, 2013:326.

给排水工程仪表与控制讲稿要点 篇5

讲

稿贵大

学

课程名称：给排水工程仪表与控制 教材名称：给水排水工程仪表与控制（“十五”国家级规划教材）适用专业：给水排水工程 授课教师：陆天友

第一章：自动控制基础知识

一、自动控制系统的概念与构成

1、自动控制系统的概念

所谓自动控制，就是利用机械的、电气的、力学的等装置代替人工控制器官的作用，在不用人工直接参与的情况下，可以自动地实现预定的控制过程。

2、自动控制系统的构成

从上面简单的实例中，可以总结出一般自动控制系统是由控制对象、测量变达器、控制器、执行装置几部分组成的。

3、自动控制系统的分类

1）、反馈控制系统

反馈控制系统是根据系统被控量与给定值的偏差进行工作的，最后达到消除或减小偏差的目的，偏差值是控制的依据，因为该系统由被控量的反馈构成一个闭合回路，所以又称为闭环控制系统，这是过程控制系统中最基本的一种。另外，反馈信号也可能有多个，从而可以构成一个以上的闭合回路，称为多回路反馈控制系统。

2）、前馈控制系统

前馈控制是直接根据扰动进行工作的，扰动是控制的依据，由于它没有被控且的反馈，所以不构成闭合回路，故也称为开环控制系统。

3）、复合控制系统(前馈—反馈控制系统)前馈开环控制的主要优点是能针对主要的扰动迅速及时地改变控制量，克服扰动对初控员的影响。所以，在反馈控制系统中加入对于主要扰动的前馈控制，构成复合控制系统可以提高控制质量。

4、计算机控制系统

以计算机为核心构成的数字式控制系统，是控制技术的最新成就，已在生产实践中广泛应用。其基本构成如下图。广义来讲，以微处理器为核心的各种智能化控制装置都可以归结到这一类控制系统中来，包括由工业计算机组成的系统、由单板机或单片机组成的系统、由可编程序控制器组成的系统、由智能化专用调节器组成的系统以及由上述各类装置混合组成的系统等。虽然这些装置的配置、功能不同，但其基本的组成部分是相似的，都是通过数字运算完成各种功能的。

第二章：给排水自动化仪表与设备

第一节、典型水质检测仪表

给水排水工程自动化常用仪表与设备，可以分为以下几大类：

1、过程参数检测仪表。它包括各种水质(或特性)参数在线检测仪表，如浊油度、PH值、电导率、溶解氧等的在线测量装置，以及流动电流检测仪、透光率脉动检测仪等给水排水系统工作参数的在线检测仪表，如压力、液位、流量等仪表。

2、过程控制仪表。以微电脑为核心的各种控制器，如微机控制系统、可编积序控制器、微电脑专用调节器等；常规的调节控制仪表，如各种电动、气动单元组合仪表等。

3、调节控制的执行设备。包括各种水泵、电磁阀、调节阀以及变频调速器等。

4、其它机电设备。如交流接触器、继电器、记录仪等。

1、浊度测定原理

目前各种类型的浊度仪，全都是利用光电光度法原理制成的。悬浊液体是光学不均匀性很显著的分散物质。当光线通过这种液体时，会在光学分界面上产生反射、折射、漫反射、漫折射等非常复杂的现象。由于这些光学现象，当射入试样水的光束强度固定时，透过水样后的光束强度或散射光的强度将与悬浊物的成分、浓度等形成函数关系。根据比尔---朗白定律和雷莱方程式可提出如下的函数式：

以上两个方程式清楚地表示了透射光和散射光强度与浊度的关系。通过光电效应又可将光束强度转换为电流的大小，用以反映浊度。这就是当前各类浊度仪的基本工作原理。

2、PH测定原理

pH的测量常用电极电位法，该方法是基于两个电极上所发生的电化学反应。用电极电位法测量溶液pH值，可以获得较准确的结果。

电极电位法的原理是用两个电极插在被测量溶液中，其中1个电极为指示电极(如玻璃电极)，它的输出电位随被测溶液中的氢离子活度变化而变化；另一个电极为参比电极〔如氯化银电极)，其电位是固定不变的,上述两个电极在溶液中构成了一个原电池。

该电池所产生的电动势E的大小与溶液的PH值有关。

3、溶解氧检测仪表原理

溶解氧是一项重要的水质参数。在活性污泥法污水处理工艺中，溶解氧测定还是保证处理工艺正常进行的主要过程控制参数。溶解氧的在线测量可以采用电极测量法。电极可分为两种类型，即电位型电极和电流型电极。电位型电极是利用一种特定离子的活性产生电位。这些电极的实例是玻璃PH电极及大多数离子选择电极。测旦的是指示电极与一个惰性参考电极之间的电位差，而参考电极的电位必须是恒定的。

所有电位型电极都服从Nernst定律，因此电极与测量仪器在大多数情况下是通用的电位测量的必要条件实际上是电极电压的无电流测定。在测量中，基本上不发生化学反应。溶解氧测量仪表包括氧电极和溶氧放大器两部分。氧电极输出电流信号放迭至溶氧放大器(或溶氧交迭器)，由后者把电极电流信号转换为一定的溶氧单位显示出来。除显示功能外．溶氧放大器还应具有以下功能：

a、零点(残余电流)补偿； b、灵敏度(斜率)校正； c、温度补偿；

4、余氯在线检测仪表原理

余氯是保证水质卫生指标的重要参数，也是加飘消毒工艺的基本控制参数。余氯在线分析是进行投氯控制的前提。余氯一般也是采用电极法进行测量。在两个电极之间施加电压，利用电极之间电解产生的氧化还原反应测量氯的浓度。余氯分析仪的规格基本上是按测量范围划分，一般有0---5ppm、0---10ppm、0---20ppm等。

微量余氯分析仪具有的三电极测量传感器和微处理器分析机构，可以使监控余氯精度达十亿分之一(1/10×108)。

微量余氯分析仪可以连续测定自由余氯、总余氯，在连续余氯反馈控制中精度达10ppm，为工作人员提供了可靠的分析依据，从而提高水处理加氯系统的监测控制水平。

5、电导检测仪表原理

由于电解质在水溶液中以带电离子的形式存在，因此溶液具有导电的性质，其导电能力的强弱称为电导度，简称为电导。测定水和溶液的电导，可以了解水被杂质污染的程度和溶液中所合盐分或其它离子的量。电导串是水质监侧的常规项目之一。

溶液中电解质的电导为电阻的倒数，即： S=1/R

第二节、在线检测仪表及执行设备

1、液位检测仪表原理

液位检测仪表有浮力式、静压式、电容式、超声波式等多种。

超声波液位计是基于晶体的压电效应，用压电晶体作探头(即换能器)发射出声波，声波遇到两相界面被反射回来，又被探头所接收，根据声波往返所需要的时间而测出液位的高度；作为换能器的探头又可分为发射型、接收型和发射---接收型3种。

激光式液位计是一种很有发展前途的液位计，因为激光光能集中，强度高，而且不易受外来光线干扰．甚至在1500度左右的高温下也能正常上作。另外，激光光束扩散很小，在定点控制液位时，具有较高的精度。

液位检测仪表的选用： 1）、检测精度：

对用于计量相经济核算的，应选用精度等级较高的液位检测仪表，如超声波液位计误差为±2mm，对于一般检测精度，可以选用其它液位计。

2）、工作条件：

对于测量高温、高压、低温、高粘度、腐蚀性、泥浆等特殊介质，或在用其它方法难以检测的各种恶劣条件下的特殊场合．可以选用电容式液位计等。对于一般情况。可选用其它液位计。

2、压力仪表测定原理

在工业上检测压力的常用方法有：以流体静力学理论为基础的浓柱测压法：根据弹性元件受力变形原理的弹性交形测压法；将被测压力转换成各种电量的电侧法，将被测压力转换成活塞上所加平衡码的重量的活塞法等。应变片式压力计：把压力转换为电阻、电容、电感或电势等电量，从而实现压力的间接测量的压力计叫做电气式压力计。这种压力计反应较快，测量范围较广，在生产过程中可以实现压力自动检测、自动控制和报警，适用于测量压力变化快、脉动压力、高真空和超高压的场合。

应变片式压力计是利用电阻应变片将铰测压力转换为电阻值的变化，再通过桥式电路获得毫伏级的电量输出，然后由二次仪表显示或记录。(1)仪表量程的选用

对于测量稳定压力，仪表量程上限选大于或等于1．5倍常用压力； 对于测量交变压力，仪表量程上限选大于或等于2倍常用压力； 对于测量稳定压力，仪表常用压力选1／3---1／2量程上限； 对于测量交变压力，仪表常用压力选不大于1／2量程上限。(2)仪表精度的选用

对于工业用仪表，其精度选1.5级或2.5级。

对于实验室或校验用仪表，其精度选0.4级及0.25级以上。(3)根据测量介质性质及使用条件选用

对于测量腐蚀性介质，可选用防腐型压力计或加防腐隔离装置。

3、流量测定原理 3.1电磁流量计 电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的，是一种用来测量管道中导电性液体体积流量的仪表，可测各种腐蚀性的酸、碱、盐溶液，可测含各种悬浮固体微粒的液体，在给水排水系统中有广泛的应用。

电磁流量计由变送器和转换器两部分组成。变送器被安装在被测介质的管道中．将被测介质的流星变换成瞬时的电信号；而转换器将瞬时电信号转换成0-10mA或4-20mA的统一标准直流信号，供仪表指示、记录或调节用。

3.2超声波流量计

测量原理主要的有传播速度差法和多普勒法。超声波流量计的主要优点是在管道外测流量，实现无妨碍测量，只要能传播超声波的流体皆可用此法来测量。而且不管被测对象多大，也可用此法进行测量，特别是超声波法可以从厚的金属管道外测量管内流动的液体的流量．具有不用对原有管道进行任何加工就实施流量测量的特征，这是其它法所不具备的。

3.3差压流量计

是目前工业上使用历史最久和应用最广泛的一种流量计。从流体力学可知，流体在管道中流动时，具有动能和位能、并在一定条件下可以相互转换。

差压式流量计是以伯努利方程和连续性方程为理论根据、通过测量流体流动过程中产生的差压来测量流量的。差压流量计主要由节流装置(如孔板)和差压计等两部分组成，流体通过节流装置(孔板)时，在节流装置的上、下游之间产生压差，从而由差压计测出差压，流量愈大，差压也愈大，流量和差压之间存在一定关系，这就是差压流量计的工作原理。

3.4节流流量计 节流流量计是利用节流装置前后的压差与平均流速或流量的关系，根据压差测量恒计算出流量的。节流流量计的理论依据是流体流动的连续性方程和伯努利方程。节流装置的种类很多，其中使用最多的是同心孔板、流量喷嘴和文丘里管等。节流流量计是使用非常广泛的流量计。

1.1 概述第三章：水泵及管道系统的控制调节

第一节：水泵的调速控制

合理地调节水泵、管道系统工况，保证用户的用水要求，并最大限度地节约能耗、降低费用，是十分重要而有意义的工作。

给水排水工程中的水泵与管道系统主要包括：

(1)城市供水系统---包括输配水管网及二泵站、加压泵站；

(2)城市雨水、污水排水系统---包括排水管网及雨水泵站、污水泵站；(3)小区、建筑的给水系统---包括小区、建筑给水管网及加压设施；(4)小区、建筑的排水系统——包括排水管网及小区排水泵站、建筑室内污水提升泵等。

由于水泵(或水泵站)都是同管道系统联系在一起的，因此事实上，对这些系统的调节控制都可归结为对水泵工况的调节上。可以将控制系统分为如下两大类。

(1)对水泵的开停双位控制：按照液位(或压力值)、流量等参数的要求，改变每台水泵的开、停状态或改变水泵的运行台数。

(2)对水泵工作点的调节控制：按照液位(或压力)、流量等参数的要求，改变水泵的工作点，这种改变可以通过调节管路系统中阀门的开启度实现或通过改变水泵转速的方式实现。

1.2 水泵的调速控制

给水排水工程中应用的水泵多为离心泵。在前面内容中已提及离心泵的调节方法有两类：一类是通过调节水泵出口管路上的阀门来改变管路特性，实现水泵工况点的调节；另一类是改变水泵的转速，从而改变水泵的特性曲线，实现水泵工况点的调节。前者节能效益较低，部分多余能量消耗在了阀门上；后者是一种高效节能的调节方式。因此调节水泵转速是改变水泵工况的较好方法。

1）水泵调节的类型

视用途目的不同，水泵调速的控制参数也有所不同。主要有如下3种典型情况：恒压调速、恒流调速、其他调节方法；

2）水泵的调速方法 水泵的调速方法有多种，主要分为两类：第一类是电机转速不变，通过附加装置改变水泵的转速，如液力辐合器调速、电磁耦合器调速、变速箱调速等，都属于这种类型；第二类是直接改变电机的转速，如可控硅串级调速、变频调速等。后者是在水泵站应用较多的调速形式。

3）串级调速：

通常把转子感应电势通过三相桥式整流变为直流电，用直流电动机实现反电势的方法，称为机组串级调速。根据电能反馈的方式，串级调速又可分为下列3种形式；1)机械反馈机组串级调速：2)电气反馈机组串级调速：3)可控硅串级调速。

4）变频调速：

该技术是80年代水泵调运新技术。它通过改变水泵工作电源频率的方式改变水泵的转速：

由上式可见，如果均匀地改变电机定子供电频率f，则可平滑地改变电机的转速，为了保持调速时电机最大转矩不变，需维持电机的磁通量恒定。因此，要求定子供电电压应作相应的调节，所以变频设备兼有调频和调压两种功能。变频调速是通过变频调速器实现的，它可以将输入的固定频率的电源(在我国为50Hz)转换为频率可调的电源输出，供给水泵电机等需要调频的设备作工作电源。变频调速具有很高的调节精度。

变频调速技术的一个重要特点是可以实现水泵的“软启动”，水泵从低频电源开始运转．即由低速下逐渐升速，直至达到预定工况，而不是按照常规一启动就迅速达到额定转速，软启动的工作方式对电网的干扰小，无冲击电流，也适台于在几台水泵之间进行频繁的切换操作：这种启动方式在恒压供水等情况下有独特的优点。

现在变频调速技术已在给水诽水工程中获得许多应用，包括调节水厂投药泵的转速、实现投药量的高精度调节；在建筑或小区给水系统中用于恒压给水控制；在大型的给水泵站，变频调节供水泵的转速，实现城市供水的恒压或恒流调节等也有应用。

5）水泵调速运行的方式

以变频调速为例，通常以微电脑为控制中心，构成水泵的变频调速控制系统，最典型的控制系统形式是反馈控制系统，控制中心根据控制点输入的信号(如水压)与给定值比较，调节变频器的输出，改变水泵工作电源的频率，使水泵转速相应改变。一般为减少控制设备台数、降低投资，常采用变速与定速水泵配合工作的方式。即一个泵站内只有一至两台水泵变速运行，其余水泵为定速运行，变速泵与定速泵组合一起工作，通过对变速泵的调节，得到要求的各种工况。

第二节 恒压给水系统控制技术

1、概述

恒压给水系统应用广泛。前面介绍的城市管网供水系统、建筑小区给水系统等，都属于这种情况。按控制精度的高低，恒压给水控制技术包括如下两大类。

(1)双位控制系统。按水位(水压)的高低两个界限值控制给水泵的开停。当高低水位相差不大、水压被动较小时，可近似看作恒压给水系统，如前述的高位水箱给水系统以及气压给水系统。这种控制方式精度低，水压被动较大，是较为传统的给水技术。

(2)定值控制给水系统。按某一压力(水位)控制点的水压(或水位)目标值进行调节控制。可以采用变频调速等技术，改变水泵特性，对水泵工况连续调节，将水压控制在很小的波动范围内，这是当前先进的给水技术。

按压力控制点的设置位置，还可以将恒压给水控制系统分为泵出口处恒压控制与用户最不利点处恒压控制两类。

2、变频调速恒压给水技术

在给水系统中，用户用水量的变化反映在水压上，表现为管网水压的波动。因此，调节水泵工况，保证用户用水水压的稳定，就可以保证用户用水。变频调速恒压给水系统可以通过自动控制实现上述调节。它由电机泵组、压力传感器、控制器、变频器以及自动切换装置等组成，以水压为控制参数。水泵启动后，压力传感器向控制器提供控制点的压力值H。当H低于控制器设定的压力值H0(H0按用户的水压要求设定)时，应该提高水泵转速，控制器向变频调速器发送提高电源频率的指令；

当H高于H0时，则应该降低水泵转速，控制器向变频器发送降低频率的控制信号。当某台水泵的转速达到规定的上限时．自动启动新的水泵投入运行，反之，则自动减少运行水泵的台数。通过调节水泵工作电源频率的方式，改变水泵的转速，从而改变了水泵的工况，构成闭环反馈控制系统，自动调节水泵转速及工作水泵台数，实现恒压变量供水。

通过前面的分析，可以总结出变频调速恒压给水技术有如下特点：(1)高效节能。设备能自动检测系统瞬时水压，据此调节供水量，节约供水能耗。设备电机在交流变频调速器的控制下软启动，无大启动电流(电机的启动电流不超过额定流量的110％)，机组运行经济合理。

(2)用水压力恒定。无论系统用水量有任何变化，均能使供水管网的服务压力恒定，大大提高了供水品质。

3、恒压给水系统压力控制点的位置

恒压给水系统是以满足用户用水水压恒定为目标进行工作的。但在具体的系统设计上，按压力控制点位置的不同，又可以分为两大类：一类是将控制点设在最不利点处，直接按易不利点水压进行工况调节；另一类是将控制点设于水泵出口，按该点的水压进行工况调节，间接地保证最不利点的水压稳定。这两类系统具有不同的控制特性与控制品质。

现今恒压给水系统多采用后一种方式，在后一类中，又可按压力设定值的不同分为恒压控制和变压控制。

4、气压给水系统的控制问题

气压给水系统由水泵、气压罐、压力检测与控制装置等组成。一般气压给水系统的压力控制点即为气压罐内的水位检测装置，它的位置选择会影响到系统的工作特性。将气压罐同水泵一起安置在供水处(如建筑物地下室)还是将气压罐单独装在靠近最不利点（如供水末端)，在压力控制及节能方面的特性就同前述的变速调节系统，越靠近用户最不利点处用户水压越稳定，越有利于节能。

第三节 泵站组合运行系统

1、控制系统的组成

在污水提升泵站中，使用微机控制变速与定速水泵组合运行，可以保持近水位稳定，降低能耗。提高自动化程度。此节通过一个工程实例说明这一问题。由于进水量的变化很大，过去使用多台定速泵的形式，不能有效地控制进水位在警戒线以内、有时导致上游低洼地区跑冒污水，为了改善这种状况。选择了水泵变速运行并且使用微机控制的方案，控制框图见教材图3.16---污水泵站控制系统图

1)一次仪表计量的水位、水量、温度、电流、电压等数据及各种故障信号均通过转换器换成电压模拟唁号，经滤波器送入微机的A／D电路。

2）微机输出的开停水泵信号。经过通用接口连接器、寄存器及继电器驱动后，控制定速水泵启动柜和变速水泵调速柜的开停。同时转速的控制由微机发出数字量调速信号，经过D/A转换成电压模拟信号，送至调速柜执行。

3)水泵发生故障时，微机要自动切除故障泵，启动备用泵，并通过报警电路发出声光报警信号。

4)泵站的机电设备会产生大量电磁辐射，在电网上造成干扰。为了保证微机的正常工作，除机房内墙要做金属屏蔽网，交流电源侧加稳压器、滤波器外，还要在输出开关电路采用两级继电器进行隔离，使干扰无法串入机内。

2、系统软件设计

在拟定运行方案时，目先要确定运行控制的参数。根据当前污水计量仪表的水平和泵站的工艺条件、以水位作为控制运行的直接参数，以进水位换算的来水量和出进水位相减的静扬程作为间接参数较为可靠，并使用污水流量计进行核对。

变速运行可以实行水量控制、效率控制等各种方案。根据泵站的实际需要，选择了“水量平衡与效率优选”的控制方案，即在保持泵站进出水量基本平衡的基础上，通过优选，使水泵在较高效率点工作。具体步骤是： 1)由进水位确定进水总流量值Q总； 2)由进出水位之差确定静扬程H静；

3)调数据表查出在该静扬程下额定转速时的流量值为Q定； 4)变速泵所需的流量Q变＝Q总-Q定；

5)根据每分钟检测水位涨落的多少确定转速的优选范围；

6)在优选范同内找出最高效率点所对应的转速来抨制变速泵的运行。为了实现在无人管理的条件下、由微机自动控制泵站的运行，还必须在主程序中满足正常管理工作的各种需要，并且对泵站可能出现的故障作出正确的判断和处理。

在控制程序中纳入下列因素：

1)能够自动打印报表，记录水位变化、电机工作情况。

2)在微机与水泵启动柜之间设置了转换开关，一旦微机系统发生故障就可脱机手动运行，避免出现因为微机故障而影响整个排水系统运行的问题，保证全系统运行安全可靠。

3)实现了水泵之间的自动换车，使之运行时间均一。

4)在运行的水泵发生故障时，微机会自动切除故障泵，发出声光报警信号。

3、运行效益分析

3.1 运行效果表明：稳定泵站水位方面的功能比定速水束优越得多，从而消除了存在多年的运转失调现象．不再发生因加泵而使下游井跑水、减泵而使上游工厂排水困难的问题；

3.2 运行记录说明：经过优选决定的水泵转速能使水泵效率维持在79％---81％之间，基本实现了高效率运行，根据测算。目前的变速运行同以往定速运行相比，可以节约能耗10％。

3.3在变速运行中不再需要考虑集水池调蓄容积和机组容量的大小搭配，所以变速泵站可以将集水池容积减少到最低程度，从而减少泵站的占地、工程量、施工难度和工程造价。

3.4使用微机控制泵站运行，可以达到准确、严密、安全、可靠。可以由原来的“值班定岗”改为“巡回检测”的办法，管理人员减少1/3左右，另外也避免了机泵组设备的开停频繁，降低了设备的维修率，延长使用寿命，同时由于泵站可以做到低水位运行，可以使上游重力式管道维持自清流速以减少管道疏通掏挖的工作量。

第四章：给水处理系统控制技术

第一节、混凝投药单元的控制技术

1、典型的混凝控制技术简介 1.1 经验目测法

这是最简单原始的人工方法，又称“eyeball”，在我国相当多的水厂，尤其是中小水厂仍广泛采用。操作者通过观察原水浊度的变化、反应后矾花生成情况、沉淀后水的浊度高低来凭经验调节投药量。操作人员的责任心与经验是制约混凝效果的重要因素。1.2 烧杯试验法

烧杯试验法利用一台可变速的4—6联搅拌机，同时向4—6个烧杯中的检测水样加不同量的混凝剂，并进行搅并，模拟生产中的混合与反应过程，然后静止沉淀以模拟实际，我国的许多水厂也把烧杯试验结果作为确 定投药量的重要参考依据，应用广泛。1.3 流动电流法

该法以反映胶体荷电特性的另一参数---流动电流为因子，控制投药。这种方法以胶体电荷为参数，抓住了影响混凝的本质特性；同时，该方法是一种在线连续检测法，易于实现投药量的连续自动控制，因而成为各种胶体电荷控制法，以至现行各种投药控制方法中很有发展前途的方法。

2、流动电流与混凝工艺的相关性

1）流动电流与动电位的相关性。

流动电流与动电位良好相关性，以流动电流代替动电位来描述胶体的脱稳程度是完全可能的在

2）流动电流与混凝剂投量的相关性。

向水中加入不同量的硫酸铝，测定水的流动电流。在硫酸铝投量较少时，流动电流赂有上升，变化不大；随着投药量进一步增大，流动电流值迅速上升；随后流动电流的增大趋势逐渐变缓。

3）流动电流与混凝效果的相关性。

流动电流与浊度的这种相关性是普遍存在的，用范围广泛的、包括国内国外、南方北方、江河水库等多种原水及处理工艺进行试验，都可以观察到上述现象，说明流动电流是对混凝起决定性影响的主要因素。

3、流动电流混凝控制工艺系统的组成与特点

在流动电流与混凝工艺相关性的基础上，可以建立流动电流很凝投药控制系统工艺流程，该系统主要由检测、控制、执行三大部分组成，流动电流检测器对加药后水中胶体电荷进行检测，并经信号处理后将该流动电流信号送至控制器；

控制器对该检测值与事先设定的设定值进行比较，并按一定控制策略对投药量输出进行调整，该药量的调整通过变频调运设备对投药泵的转速调节来实现。

1)单因子控制：除流动电流参数外，不再要求测定任何其它参数。2)小滞后系统：可以适应水质及水量等的突然变化。

3)中间参数控制：设定值是通过相关关系间接反映了浊度要求。4 透光脉动聚凝检测技术的应用

透光脉动值能一定程度地反映加药混凝后水中颗粒杂质的絮凝情况．，可以作为控制参数构成反馈控制系统。对于一般浊度水，由于絮凝体形成的反应过程进行缓慢，滞后时间长，反馈控制混凝剂投加量效果不太理想。高浊度水的絮凝过程进行迅速，一般只需数秒或数十秒时间即可完成，因此可检测其絮凝情况并根据絮凝过程控制投药量，从而成为新的高浊度水絮凝控制方法，4.1 高浊度水絮凝过程与透光脉动值的相关性

1）絮凝剂投加量和远光脉动值的关系 2）浑液面沉速与透光脉动值的关系 3）出水余浊和透光脉动值的关系 4）高浊度水透光脉动投药控制系统 4.2 高浊度水透光脉动投药控制系统

絮凝检测仪的检测值可以反映高浊度水浑液面沉速的大小，通过对检测值的控制即可实现混液面沉速的控制，这样就有一个方便的确定投药量的方法，不需要检测原水含砂量、粒径组成、流量及原水的其它性质，只要检测加药絮凝反应后的透光脉动值一个参数，即可控制投药，保证高浊度水处理运行经济可靠。

由于高浊度水的絮凝过程非常短，因此采用以检测值为控制对象的反馈控制系统，对扰动的响应速度快，滞后很短，接近于同步控制。

工作过程如下：反馈控制系统通过絮凝检测仪在线连续检测已进行絮凝反应的高浊度水的值，并将信号传到控制中心；控制器接收信号，并与给定的设定值进行比较、判断，若检测值R符合系统要求，其偏差在允许的范围内，说明投药量正常；反之．若检测值A不在允许的范围内，控制器通过一定的算法指挥变频器改变投药泵电机的电源频率、进而改变投药泵转速，实现投药量调整，修正偏差，直到检测值R符合要求。

第二节、滤池控制技术

1、滤池控制的基本内容与基本方式

滤他的自动控制基本上包括过滤、反冲洗两个方面，其中以反冲洗为主。由于各种滤池的构造、原理不同，控制内容与方法也有差别。在采用的技术方面，主要有水力控制与机电控制两类。在本节中主要通过——些实例介绍机电控制技术，特别是微电脑智能化控制技术的应用情况。

滤池的反冲洗控制可以有不同的方式。控制方案要解决如何判断反冲洗开始和反冲洗结束。

反冲洗开始有下列方式判断：

(1)滤后水浊度监控。连续检测滤池出水的浊度，当滤后水浊度达到设定值时开始反冲洗；

(2)滤池水头损失监控。连续检测滤池的水头损失，当水头损失达到设定值时开始反冲洗；

(3)定时控制。根据经验设定滤池工作周期，当达到周期规定的时间后开始反冲洗。

反冲洗结束有下列方式判断；

(1)反冲洗水浊度监控。连续检测滤池反冲洗水的浊度，当该浊度降到设定值时结束反冲洗，使滤池投入过滤工况；

(2)定时控制。按经验设定滤池反冲洗历时，当达到规定的反冲洗时间后结束反冲洗使滤池投入过滤工况。

上述滤池反冲洗的开始与结束的控制方式可以交叉组合应用，也可以将几种方式共同应用，当其中的条件之一达到时，即应当开始或结束反冲洗。另外，控制系统还应具有随时人工指令强制反冲洗的功能。

反冲洗进行的方式有采用各滤池连续顺序进行的，也有采用各滤池分别按各自的条件控制、独立进行反冲洗的。

一般在生产上不允许多座滤池同时反冲洗，在控制系统上应当采取相应的措施。

2、虹吸滤池的运行控制实例

以可编程序控制器为核心、以U型气水切换阀为执行元件，进行虹吸滤池运行的自动控制。

根据不同的工艺条件，可以按下列3种方式控制虹吸滤池的运行。1)自动控制方式：根据各格滤池水位(滤池水头损失)上升到达反冲洗水位 的先后顺序进行操作，依次控制滤池的反冲洗。

2)定时控制方式：以每格滤池的过滤时间为依据进行反冲洗控制，每当滤池 工作达16---24h(可调)时进行一次反冲洗；

3)手动控制方式：由值班人员根据具体生产情况，手动选定某格或某几格滤 池反冲洗，反冲洗过程由控制装置指令自动完成。

下面着重介绍自动控制运行方式。

在每格滤池都装有浮球液位检测装置以检测滤池运行工况，过滤周期后期。当滤池水位上升到反冲洗水位时，液位检测装置发出反冲洗信号，控制装置控制执行机构完成此格滤池反冲洗过程。

即：1)破坏小虹吸；2)形成大虹吸；3)反冲洗计时，4)破坏大虹吸，5)形成小虹吸；6)反冲洗完毕(滤池恢复正常过滤)，当有两格或两格以上滤池到达反冲洗水位时，控制装置根据各池水位到达的先后次序按先到先冲的原则，依次对此部分滤池进行反冲洗。为保证冲洗强度，反冲洗时间从大虹吸形成后开始计时，保证每次只冲洗一格。

自动控制流程见图

第三节、氯气自动投加与控制技术

1、氯气投加系统与设备

氯气的投加方式主要可分为两种形式：即正压投加和真空投加。传统的加氯方式多采用正压投加。采用正压投加时，由于所有的投加管线都处于正压状态，一旦发生故障或者管线破裂，容易出现氯气泄漏事故，安全可

靠性低、设备维护量大。同时，氯气投加主要依靠经验，精度不高，难以保证水质标准和余氯合格率。而真空投加，由于所有的投加管线都处于真空状态。即使管道出现破裂，也不会出现泄氯现象．具有很好的安全可靠性。

根据真空投加的原理．真空加氯机加氯系统由气液分离器、真空调节器、加氯机、取样泵、余氯分析仪、水射器、漏氯检测仪等组成。

2、氯气投加的自动控制

对于氯气的自动投加控制，按控制系统的形式划分，可以有以下几种： 1)流量比例前馈控制：即控制投加量与水流量成一定比例； 2)余氯反馈控制：按照投加以后水中的余氯进行反馈控制；

3)复合环控制：即按照水流量和余氯进行的复合控制，或双重余氯串级控制等，(4)其它控制方式：加以pH值和氧化还原电势为参数进行控制等。

根据具体情况，对于前加氯和后加氯，宜采用不同的控制方式。

前加氯系统主要目的是杀死水中的微生物或氧化有机物，对投加量准确性要求不高，以采用原水流量进行比例投加为好。

投加量控下式确定：

式中：Y------前加氯的投加量； K------单位原水投氯量；

Q------与投加点对应的原水进水量；

后加氯系统主要目的是对水进行消毒，并使管网水中保持一定的余氯量。这是保证出厂水满足卫生学指标要求的把关环节，必须严格控制。由于要求水中的余氯量位比较恒定，而滤后水的需氯量是个变值。采用流量比例控制很难达到要 求。因此，可采用投氯后水余氯简单反馈控制、复合环控制等方式。

前馈反馈复合环控制就是按前馈流量比例和余氯反馈进行复合调节。前馈比例调节可以迅速地调整由于处理水量变化产生的氯需求变化；反馈调节可以对余氯偏差进行更精确的修正，调节特性较简单反馈控制有所改善(见上图)。但是这种调节方式仍不能解决水质迅速变化所产生的问题。

3、应用中的一些问题

1.投加点和取样点的选择相当重要。可以根据工艺要求选择确定氯气投加点，而选择取样点时必须保证氯溶液与待处理水能充分混合，又不产生过长的滞后时间，以便控制器能及时地对加氯工艺进行控制。为保证充分混合，可以采用机械搅拌、弯头混合、喷撒扩散器等方式。一般说来，对于饮用水系统，取样点与加氯注入点之间的距离应十倍于管道的直径。

余氯检测是实现控制调节的重要环节，为了加氯及控制系统的正常工作．必须保证余氯检测的精确可靠性，这就需要采用质量良好的余氯检测设备，并配备有一定专业技能的专门人才，定期监测和维护加氯与控制设备。

由于氯气危害性很大，因此设计加氯及控制系统时，对整个系统的安全性能必须引起足够的重视：

实际使用经验表明。采用自动加氯，能随时根据水量和水质的变化对加氯量进行调节，出厂水余氯合格率可达到99.9％以上，比传统方式有明显提高，并且使液氯的耗量有所降低。

第四节、供水企业SCADA系统

1、水厂自动监控系统的组成与形式

随着计算机及控制技术的发展，出现了集中式控制形式．出中心控制室的一台计算机系统对各个环节的参数进行巡回检测、数据处理、控制运算，然后发出控制信号，直接控制被控对象。

一台计算机体往往同时控制多个回路、即多个水处理工艺环节。在这种控制系统中，集中检测、控制运算工作量大，要求计算机功能强大，有很高的可靠性。

进入70年代以来，以微处理器为核心的各种控制设备发展迅速，使得控制系统的形式也发生了相应的变化、结构组成种类很多。当前水厂采用的自动控制系统的结构形式，从自控的角度可以划分为SCADA系统、DCS系统、IPC+PLC系统、总线式工业控制机构系统等。(1)SCADA系统

由一个主控站和若干个远程终端站组成。该系统联网通讯功能铰强。通讯方式可以采用无线、微波、同轴电线、光缆、双绞线等，监测的点数多，控制功能强，该系统侧重于监测和少量的控制．一般适用于被测点的地域分布较广的场合，如无线管网调度系统等。该系统的基本特点是：

1)组网范围大，通讯方式灵活。可以实现一个城市或地区那样的较大的地理分布的监测和控制。

2)系统分为主控机和远程终端机两部分，终端机处理能力较小。3)系统实时性较低，对大规模和复杂的控制实现较为困难。

(2)DCS系统

DCS称为集散型控制系统。是由多台计算机和现场终端机联接组成。通过网络将现场控制站、监测站俐操作管理站、控制管理站及工程师站联接 起来，共同完成分散控制和集中操作、管理的综合控制系统。DCS侧重于连续性生产过程的控制。该系统的基本特点是： 1)采用分级分布式控制。系统按不同功能组成分级分布子系统，各子系统执行自己的控制程序，处理现场输入输出信息，减少了对系统的信息传输量，使系统应用程序较为简单。

2、水厂SCADA系统的功能

(1)水质优化。通过自动化控制系统的调节，提高给水水质的安全可靠性、并降低水处理系统的运行费用。例如可以根据滤池出水浊度及原水水质情况，控制系统自功调节沉淀池出水浊度目标，在保证出厂水水质合格的前提下，实现水处理系统运行的总费用最低(药剂费用、排泥水费、滤池反冲洗水费之和)。(2)能耗优化。水厂是耗能大户。通过自控系统的调节，可以最大限度地节约能耗，例如通过对取水泵站和送水泵站水泵电机的调速控制，使之按恒定流量或恒定压力方式运转避免能量浪费，即实现能耗优化。

(3)单体构筑物运行优化。可以根据系统总体运行条件要求(原水水质、产水量等，各控制单元对各个水处理构筑物的运行工况进行自动调节，通过改变投药量、排泥工况、反 冲洗周期及冲洗时间等实现各构筑物在最优工况下运行。为了实现上述要求，典型的水厂自控系统功能介绍如下： 1)中央控制室的软硬件配置与功能

中央控制室的硬件配置采用如下方案：

a)三台电脑：一台用于控制，一台用于监视报管和报表输出，另一台用于驱动模拟屏，用于控制和监视的两台电脑可以互为备用，大大提高系统的可靠性。b)三台打印机：一台打报表，一台作报警输出，一台作屏幕监视的硬拷贝。c)配置大模拟显示屏或高清晰度投影机，用以显示工艺流程及水质参数、过程参数、设备状态等。

软件配置：自控系统软件分为各分控站PLC应用程序和中控室上位机主控软件，主控软件具有方便灵活的系统组态功能，良好的人机界面，完善的数据采集、监测、控制和信息处理功能，系统有良好的可扩充件，方便与其它系统联网等。2)取水泵房控制。包括水位监测，电源、水量、水质等方面的参数监测．水泵电机的开停、调速控制．阀门的开关、调节控制等。

3）投药控制。包括絮凝剂、消毒剂、助凝剂等的投加按制与设备运行状态检测；

4)反应池、沉淀池的自动排泥控制，回收水池的水泵及液位控制等。5)滤池控制。包括过滤和反冲洗的自动控制。

6)送水泵房控制。对水泵机组、阀门的启停、水泵的转速等进行控制。

第五章：污水处理厂的检测仪表与ICA技术

第一节、污水处理厂常用检测方法与仪表

1、概述

与给水处理厂相比，污水处理厂的处理方法、工艺流程、污水和污泥的指标等都有很大不同，其检测项目与方法也有很多特殊性。本节主要介绍一些活性污泥法污水处理厂中员常用的检测方法及其仪表设备。

2、污泥浓度的检测方法与仪表

由于污水处理过程中污泥产量大、成分复杂，污泥处理与处置是污水处理系统中重要的组成部分，所以污泥的检测也占有重要的地位。

污泥浓度的检测方式有光学式、超声波式和放射线式等，一般对低浓度污泥的检测多采用光学式、对高浊度则多采用超声波式。2.1 MLSS浓度的检测

MLSS浓度—般在1500-4000mg／l之间，属于低浓度污泥，常采用光学式检测计。光学式检测仪又分为透射光式、散射光式和透光散射光式3种。在使用MLSS检测仪时应注意以下事项：

1)为了避免由于检视窗口的污染引起的检测误差，应当定期清洗。2)为了避免由于来自上方直射日光等强光的射入引起的误差，检测仪的传感器部分常常放置在水面以下30-50cm处：

3)由于MLSS检测仪是根据光学原理测定浓度，当被检测的混合液颜色变化影响透光率变化时，宜使用受其影响较小的透光散射光式检测仪。

4)在对MLSS检测仪进行较正时，将MLSS的分析值和检测仪的测定值进行比较，并作成表示相关关系的曲线图，用来校正检测仪。

2.2 污泥浓度检测仪

污泥浓度较高时常采用超声波式浓度检测仪：将—对超声波发射器与 接收器相对安装在测定管两侧，超声波在传播时被污泥中的固形物吸收和分散而发生衰减，其衰减量与污泥浓度成正比，通过测定超声波的衰减量来检测污泥浓度。试样中的气泡也会引起检测误差。它的优点是受污染的影响较小，缺点是间歇式检测。使用时应注意的事项如下：

1)试样中的气泡将异常地增大超声波的衰减量而引起检测误差； 2)当有加压消泡装置时，应定期检查加压机构和空气压缩机；

3)当由于季节变化而引起污泥颗粒形状的变化，应用正常的污泥检测结果来校正。

3、污泥界面的检测方法与仪表

为了进行必要的污泥管理必须设置污泥界面计，它也是利用光学和超声波的原理来检测，在设置和检测时，还应注意藻类与气泡的影响，以及污泥界面的凹凸不平等引起的误差；分位光学式和超声波式。

4、有机物的检测方法与仪表(1)COD自动检测仪

是将指定的检测的步骤自动化了的仪器，每隔1-2h间歇自动检测，根据氧化分解的条件有酸性法检测仪和碱性法检测仪。通过更换试剂、也有酸性法和碱性法两种方法交替使用的仪表：酸性法适用于水样中含微量氯离子或不含氯离子的检测，而碱性法受氯离子影响不大，所以用于含有大量氯离子水样的检测。(2)TOD自动检测仪

TOD的检测原理是将水样和含有一定量氧的载流气体一起，送人高温加热后的催化剂填充燃烧管中，使水样中的有机物氧化分解，然后测定消耗的氧量。

(3)UV计 利用溶解件有机物吸收紫外线范围波长的光的特性，将水样连续送进测定瓶，用紫外线照射，然后根据其吸光度来检测其污染程度，在各种有机物中，有的不吸收紫外线最大波长光，也有完全不吸收紫外线光的有机物。但是，二级处理水的UV与COD往往有很好的相关关系。

(3)TOC计 有两种方式，一是首先利用低温加热催化剂检测无机碳，然后把无机碳的值从总碳中减去的检测方式，称双通道方式；二是预先将水样用盐酸调至酸性．然后用氮气吹脱水样中的无机碳后，再送入高温催化剂填充管进行检测的方式，称为单通道方式。

第二节、污水处理系统ICA技术 ICA技术简介

仪表、控制和自动化(ICA)技术在污水处理领域的重要性越来越明显，在未来10～20年内其投资将占整个污水处理系统投资的20％ ～50％。

ICA技术可为污水处理厂的运行带来以下主要优势： ①降低系统的运行能耗，保证系统的高效运行； ②保证出水水质稳定并满足污水排放标准；

③增加污水厂的处理能力，在现有污水厂反应器容积下充分提高系统的脱氮率，无需改建或扩建污水处理厂。ICA技术的限制性因素和发展动力

目前ICA技术并没有在污水厂获得广泛应用，其主要原因有：

① 不完善的教育-培训-知识体系； ②风险投资者或组织机构之间缺乏合作； ③缺乏应用ICA技术所能带来的经济效益的认识； ④检测工具不可靠、不稳定；

⑤污水处理厂设计存在限制性因素，排水收集系统不完善； ⑥ICA技术缺乏透明度以及软件和仪器行业不规范。ICA技术的发展动力如下：

①逐渐严格的污水排放标准； ②污泥减量的需求； ③经济动力；

④降低运行能耗和增加产出的需求； ⑤污水处理厂的设计越来越复杂； ⑥污水再生回用等观点的出现；

⑦新型、便宜、操作简单技术的出现(如计算机和网络技术)。ICA技术的应用现状 目前，我国污水处理厂的自控系统一般设置手动与自动两套系统。由于小型污水处理厂(如啤酒厂、饮料厂、味精厂等)资金不足、技术力量薄弱及生产的季节性等原因，所采用的检测仪表大部分是国产的离线仪表，监测手段为取样后测定各水质指标，然后根据测定结果调整设备的运行状态。由于这些仪表的准确性差且非连续性监测，故设备运行状态的调整滞后，常常导致出水水质不稳定。

一些大型污水处理厂为了实现自动化控制、保证出水水质达标，或借鉴国内外先进的技术和经验自行开发，或利用政府投资和国外的优惠低息贷款成套引进德国、丹麦、澳大利亚等国的污水处理工艺、设备、监测仪器仪表、自控系统及相应的软件。由于设备配套性好、技术先进、自动化程度高，系统能够连续、稳定地运行，并能保证出水水质达标。

但上述运行未考虑系统的控制优化，仅仅保证了系统连续运行这一最基本要求，对出水水质的达标是基于足够大的反应器或较高的曝气量，这就造成国内污水处理厂运行和管理费用约是国外的2倍，而运行管理人员数又是其若干倍，且大部分已建污水处理厂仍处于人工操作状态，至今未考虑其过程控制和运行的优化。污水处理系统ICA技术的发展趋势

未来1O年污水处理面临的主要问题是新建或升级现有污水厂以实现脱氮除磷的深度处理，因此对营养物去除效果的控制是ICA技术一个重要内容。调查发现对更便宜和更稳定的在线传感器需求较大，尤其是营养物测定装置。对仪器的冗余、传感器综合数据质量的监测和故障监测系统的需求也很大。除常用类型的传感器，还需要一些新型技术如软件传感器、综合芯片传感器、在线成像分析、石英结晶体微平衡传感器、激光和超声波传感器、滴定传感器、荧光DNA传感器、抗体探针及其他类型的生物传感器，这些传感器不是间接地从DO浓度、COD浓度和营养物的测定信息来估计系统的运行状态，而是通过获得微生物内部更多的信息来表征系统的运行状态。

在控制和自动化领域，实现高级控制工具(模型预测控制、模糊逻辑、神经网络、多变量统计分析、在线模拟)的稳定高效也是ICA技术发展的趋势，基于软件的监测和探测技术也是其未来发展的重要领域。污水处理系统的过程控制发展很快，国外专家普遍认为监控、污水厂处理系统的综合性控制将是ICA技术在2010年的主要应用方向。

同时还需有较好的本地控制(单元过程控制)，避免局部最优化。对于先进的ICA技术，最重要的是运行操作人员理解创新性的控制策略并在实际中得到广泛应用。

此外ICA技术的发展还需结合遥测技术、高速数字技术和网络技术的发展，使大量小型污水处理厂安装远距离监测和控制系统后，不再需要运行人员，通过遥测就可实现污水厂的控制。由于不同的控制策略及其性能一般。

第六章：污水处理厂的监视与自动控制

第一节、污水泵站的自动控制及设备

1、污水泵站的检查与维护

由于控制电路只要在起动、停止和增减负荷时就动作，很容易发现其故障。而保护电路只有在发生故障时才动作，不易发现其存在的隐患。因此，有必要认真检查保护电路。

高压与低压动力电路，控制电路和仪表电路的绝缘电阻的测定应分别进行。

2、启动

启动应注意以下事项。

(1)在起动泵时，既要确认泵本身也要通过操作盘的指示灯等否处于启动状态，然后打开操作开关。

(2)进入正常运转时，记录电流、功率、转数、压水管闸阀的开启度、运转启动时间等必要事项。·

(3)由于有关连动机构的故障，泵在启动过程中停止时，假如又正在下雨启动泵。而且又没有足够的时间来修复的情况，将控制方式改为单个手动控制启动，3、停泵

停泵时应注意以下事项。1)应当检查是否按规定顺序停泵。

2)停泵后，检查有关连动机构是否处于能够启动的状态。

3)对于吸入式起动的污水泵，由于满水水位计的滤网经常被悬浮物堵塞，因而应该到泵的运转现场检查是否有堵塞现象，具体地说，污水泵的自动控制是根据污水泵站集水池的水位计给出的测定值，保持某一范围的水位，根据流量计维持设定的流量，来自动进行污水泵的启动、运转、电机转数和压水管闸阀开启度的调节、停泵等一系列操作。

由于季节变化或服务面积的增减引起流入污水量变化时，应及时将运转的设定值调到最优。此外，为了使污水泵的运转时间平均化、还应当进行开启的优先顺序和运转机组的选择。

当进行自动化记录时，应当经常检查起动和停泵等是否按照设定值动作。

4、污水泵站的远距离监视控制

远距离监视控制是指通过有线或无线通讯，由设在远处的监视控制盘发出对被控制对象的状态监视和控制所必要的操作指令和动作监视。

在这种控制方式中，远距离监视控制设备具有监视、控制和检测等三种功能，因此又称遥感遥测遥控设备。

远距离监视设备又分为具有监视和检测两种功能和只具有监视一种功能的设备，一般前者称遥感遥测设备，后者称遥感设备。

此外，远距离监视控制方式中，又分为操作人员分别进行监视、判断和操作的方式，和在具备自动控制与自动操作设备基础上操作人员仅作出判断给出设定值的指令的方式，以及具有上述两种功能的方式等不同的控制方式。

除以上功能以外，根据管理方法不同，有的还能给出记录机器的运行、停止和检测值等每日和每月的报表，另外，由于信号及其传送方法的不同，控制场所与被控场所的连络方式也有很多种类型。

水泵机组的控制策略

国内排水泵站水泵机组的控制，多数都根据集水池水位控制水泵投运的台数，水位高时多开泵，水位低时少开泵。显然仅仅根据水池水位来控制水泵是不科学的，这是因为上述控制策略只考虑了集水池的水位高低，并没考虑其水位变比速率。

因此，不仅要根据水位，还应考虑水位的变化率，根据集水池的进水流量Q优化设定投运水泵的台数，使水泵的排水量追随进水量的变化，力求维持两者基本平衡。这样，将水位控制在—个较小的范围内波动，并且避免了水泵的频繁启停。

第二节、生物除磷脱氮系统的控制及优化

1、生物除氮系统控制及优化 1.1 曝气量和DO浓度的控制

曝气量控制的目标是在满足硝化水平的情况下，尽可能降低曝气量，在硝化满足时，COD的去除一般很容易满足，由于缺氧状态下也可吸磷，所以磷的去除也易于满足，降低曝气量不但提高硝酸氮的去除率，而且可以降低曝气能耗。

1.2 内循环回流量的控制

内回流量的控制主要是维持缺氧区末端硝酸氮浓度处于较低的设定值（1-3mg/l），可以通过PID控制器实现控制策略，应用硝酸氮测定仪来测定缺氧区末端硝态氮浓度，也可以测定回流液中的硝态氮浓度建立前馈－反馈控制器。

1.3 外加碳源投加量的控制

外加碳源投加控制的策略一般是维持缺氧区末端的硝酸氮浓度处于一个较低但非零的值来实现。另外在内循环回流量恒定时，需确定一个使平均出水硝酸氮浓度满足要求的内循环量，为了最优控制反硝化过程，提高进水COD的利用效率，需要综合控制内循环回流量和外加碳源投加量。1.4 SRT和污泥排放量的控制

不管是否需要进行污泥的稳定化处理，SRT应尽可能低，并保证完全硝化。众所周知，SRT的控制响应较慢，但对于如何有效控制污泥排放莫衷一是。对于给定的污水处理厂，合适的控制策略与污水处理厂的特定设计、运行负荷有关，需要注意的是：SRT是一个平均值，是系统运行负荷的表征，并不能通过简单的污泥排放来实现。

1.5 回流污泥量的控制

以回流污泥量作为主要控制目标控制反应器内的污泥浓度是危险的，尤其当二沉池的实际固体容量不确定时更加危险。进水负荷的随机变化性将导致二沉池水力负荷以及二沉池泥水界面的巨大波动，当二沉池污泥层高度接近出水堰时，可能导致污泥大量流失从而严重影响出水水质。

以二沉池的污泥层高度作为控制目标实现污泥回流量的控制是一个相对合理的控制策略。

2、生物除磷系统优化设计

合理的生物除磷工艺设计是实现污水处理厂运行优化的关键，是获得较好出水的基础，设计可分为一下几个步骤： 2.1 准确估计进水特性

一般情况下，每去除1mg磷酸盐需要20mgCOD，为了准确估计生物除磷的能力，应首先确定进水中易于生物降解BOD的含量，如果无法获得该信息，生物除磷模型确定生物除磷能力所需的一些条件以及计算厌氧池容积都会受到限制。

2.2 估算生物除磷能力

在选定厌氧池容积的条件下，计算聚磷菌所占比例以及出水正磷酸盐浓度，厌氧池体积的选择应以厌氧停留时间确定，即根据聚磷菌的数量以及VFA的存在量、吸收量来计算厌氧停留时间。

生物除磷能力应重复估算，当计算的出水正磷酸盐浓度无法满足排放标准时，可以采取一定的措施。

2.3 确定厌氧池的结构

1）采用推流结构可通过厌氧区分格或加大长宽比来实现厌氧池的推流特性。2）厌氧池前可以添加一个体积很小的厌氧选择器，以避免污泥膨胀； 3）通过选择关闭搅拌器的个数，来延长厌氧区水力停留时间。

2.4 促进缺氧吸磷

当污水中COD(SA)：P比值较低时，工艺设计时应加强缺氧区吸磷的能力，由于反硝化和吸磷同时实现，所以相对于好氧吸磷可以节省有限的碳源，所以在设计时，在厌氧池后必须存在一个缺氧段，现在许多生物除磷污水厂的实际结构采用这种方法。如今在反硝化除磷技术的典型工艺有两种：双污泥系统和BCFS生物化学除磷工艺。

2.5 应用实时控制策略

生物脱氮控制应加强曝气和内循环硝化液回流量的控制，利用硝酸盐、氨氮和ORP在线仪来优化氮的去除。

另外也要保证脱氮过程的稳定性，当运行不稳定时，不可避免的导致回流污泥中硝酸氮浓度的增加。除了控制生物除磷过程，对辅助化学除磷药剂的投加也应进行充分的控制。

在进水浓度变化时，应避免过量曝气或化学药剂投加不足，其控制可以根据污水流量或出水正磷酸盐浓度来确定。

第三节、污水处理厂的控制及应用

1、污水预处理设施

这种控制一般根据监测进水渠水位来进行，当然，对于分流制排水管网且沉砂池数很少的小规模污水处理厂，有时也不控制沉砂池的运行数目。此外．为了防止污水量的突然增大或水泵的故障而引起泵房进水，应当能够实现进水闸门的紧急关闭。

粗隔栅一般用手动控制，机械式除渣机也常在现场单独控制。细隔栅一般用自动定时器进行间歇运转控制，最近也有根据监测隔栅前后水位差进行自动除渣控制的。传送带等附属设备也常与除渣机连动运行。

2、初沉池

刮泥机的运行方式取决于沉淀池的形状和刮泥机的种类。由于在圆形沉淀池的刮泥周期长，因而刮泥机连续运行。而长方形沉淀池的链带式刮泥机的刮泥能力很大、没有必要连续运行，可用定时器进行间歇运行的自动控制。

除沫设备常用管式集沫装置，目前又开始采用浮动式泵来除沫。一般都采用定时间歇自动控制。

排泥泵的常用控制方法包括，只靠定时器来控制其开闭，或者联用定时器与流量计进行控制，用定时器来决定泵的启动，用流量计来控制停泵，每日排放定量的污泥。按这种方法运行时，应当注意若排泥泵的运转时间过长则排除的污泥浓度将降低，若间歇时间太长则可能引起堵塞等故障，因此，应合理地选择间歇自动控制的停泵与运行时间。

3、曝气池

在向曝气池供气的控制中，曝气池控制和鼓风机控制是密切相关的。控制鼓风机时可分为定供气量控制、与流入污水量成比例控制、DO控制等。在实施这些控制时，通过曝气池不同部件的空气量调节阀，进行供气量分配的控制。反之，通过控制曝气池来实现上述控制时，则必须控制鼓风机供气管道出口压力一定。普通活性污泥法与阶段曝气法等的回流污泥量一般占进水流量的30％左右为宜．但是为了提高处理效率，保证处理效果，往往根据进水有机负荷变化来调节回流污泥量。常用的回流污泥调节方法有定回流污泥量控制、与进水量成比例控制、定MLSS浓度控制、定F/M控制。

4、污泥脱水预处理设施 4.1 药品溶解控制

熟石灰溶解的控制是，将贮存在筒仓或加料斗上的熟石灰用传送带送到溶解他，形成溶解浓度为15％---20％的乳状物，溶解方式分为间歇式或连续式。4.2 投药量控制

一般按污泥量与药品成一定比率控制投药量，用污泥流量计和浓度计 检测的污泥流量和污泥浓度来计算固形物(干污泥)质量，据此按一定比率控制投药量。

5、污泥脱水机

脱水机的种类有真空滤机、板框压滤机、离心脱水机、带式压滤机等，它们各自的控制方法也有所不同。不同种类的脱水机其脱水效率也有差异，也不能指望通过自动控制来大幅度提高效率。可是，为了使这些复杂的脱水装置稳定运行，尤其在多台脱水机同时工作时，进行适当的管理可提高其可靠性，因此，脱水机的自动控制一直受到高度重视。

以前多采用继电器和计时器进行自动控制，近年来，更多地采用容易修改顺序的专用顺序器和微机来控制。5.1真空滤机的控制

为了使真空滤机保持具有额定的过滤能力，应当控制污泥转筒中保持一定的污泥量，一般通过检测转筒中的污泥量和调节进泥管上的闸阀进行控制。在运行中真空过滤机容易出问题的是滤布变形，遇到这样问题时．可用压气缸来修复。如果用这种方法也难于修复时，安全开关将动作，脱水机的运转将自动停止。作为附属设备的真空泵随真空滤机一起连动运转。此外，有人正在研究通过检测滤饼的含水率和厚度，对真空滤机转筒的旋转速度进行反馈控制。5.2压滤机的控制

工程仪表设备管理 篇6

【关键词】 机械工程自动化仪表装置自动化机械工程仪表装置检测仪表自动化仪表

影响设备精度的一大重要因素就是工作温度，因此，系统的冷却和散热就显得尤为的重要，良好的冷却效果不仅能够保证机箱和其中模块的稳定工作，更能提升相应板卡和电源的平均故障时间间隔（MTBF）参数。一些专业的测量总线标准，如PXI总线，在冷却和散热方面进行了严格的规范，包括对机箱中散热气流方向的定义、以槽为单位进行散热等确保系统在正常的工作温度下完成测量任务。

校准的一般步骤是：预热仪器（包括被校仪器以及标准源）；设置仪器的状态，进行测量记录数据；数据结果判定并给出结论；自动形成校准证书和原始记录。

自动化校准系统的具体实现过程首先，标准源和数字多用表按照要求开机预热，连接硬件设备（GPIB卡、488电缆等），硬件连接完成后，启动计算机，搜寻整个测试系统的物理地址分配情况，根据搜索到的各个仪器地址，在校准软件运行时，设置正确的地址配置。（1）初始化设置模块。双击相应的自动化校准程序图标，系统启动，进入测试系统主界面，主界面的风格以简捷实用为主，左侧是各功能按钮。首先进入的是初始化设置模块。初始化模块要设置被测试设备的校准项目，设置被校仪器和标准源的GPIB地址，选择是否是首次测试，此功能的目的是为了保存测量的数据，防止意外发生使测量数据丢失，需要重新进行测试。选择中英文语言，选择校准、检定，选择被测试设备的名称。初始化设置就完成了。（2）数据采集动态显示模块。该模块的主要功能包括：初始化仪器、设置仪器的状态、测量数值、数据位数控制、动态显示数据、数据结果判定、数据保存等。自动化数据采集过程是完全模拟人工测量过程进行测量的。仪器的初始化配置以及量程、显示位数、精度、采样数率、采样时间、测量值、功能选择等模块从NI网站上下载，程序员也可以根据仪器编程说明书提供的SCPI语言命令编写相应的模块。本模块中的数据显示位数、数据量程、上下限等都是根据测试计量对仪器的要求而自动生成的，数据结果判定也是自动完成的。程序把那些不合格的数据用红色的字体显示，使计量员在测量结束后容易发现这些数据不合格。数据采集动态显示模块的前面板。（3）证书和原始记录生成模块。自动生成证书和原始记录，给计量员的工作带来极大的便利，而且消除了人为操作易产生的出错，解放了劳动力。计量员只需在证书生成模块的前面板输入相关的仪器信息和校准信息，校准项目，选择相应的证书摸板，程序即可自动生成相应的校准证书和原始记录。证书模块的前面板。

1. 自动化检测仪表在压力表校准方面的应用

随着科学技术的发展，自动化检测技术也得到了很大的发展，特大型冶金制造企业各工序都是连续性衔接作业，往往造成许多现场压力仪表虽到检定周期，却由于不能停产也就不能从作业。压力仪表的工作原理是弹簧管在压力或真空作用下产生弹性变形引起管端位移，其位移通过机械传动机构进行放大后再传递给指示装置，可在刻有法定计量单位的分度盘上读出指针所指示的被测压力值或真空量值。

1.1 在线校准预期。（1）目的：实施在线校准适应生产流程计量需求，降低外送检费用；（2）校准仪表范围：本企业现场在用压力仪表；（3）校准范围：0～100Mpa；（4）校准对比准确度：1.5%～1.6% ；（5）预期目标：实现在线压力仪表的受控、有效；（6）校准方案种类：a. 理想型校准比对；b. 实用型校准比对。

1.2 材料准备。（1）专用管道打孔器；（2）符合现场压力仪表准确度及量程的数块相应受控有效标准表；（3）校准比对记录。

1.3 在线校准比对方案。包括两个方面：一是实用型对压力仪表的校准比对。（1）在同一管道上：在距拟被校准的现场压力仪表的适当范围内，用专用管道打孔器引出导压管路，在导压管路中间安置一截止阀（截止阀处于关闭状态），截止阀后的接口处安装压力变送器与拟被校准仪表同规格的受控有效标准压力表；（2）缓慢开启截止阀至全开，待管道内流体介质充分进入标准表内数分钟后，分别读取两块表的指示值；（3）填写校准比对记录。二是理想型对压力仪表的校准比对，比如说可以自制一台流动简易“压力校验台”，这方面主要包括：（1）在流体介质管道上，关闭在用的现场压力仪表的“截止阀1”；（2）在截止阀后适当延长导压管路；（3）在延长导压管路上安装一只三通；（4）三通的直管口的接口处安装在用的指示为零的压力仪表；（5）三通的丁字管口的接口处新安装“截止阀2”；（6）在“截止阀2”后接压力“专用校验管”至简易流动“压力校验台”上预置的“专用校验管接口”；（7）“压力校验台”上还预置有受控、有效的相应型号规格的标准压力表；（8）检查无遗漏后，逐一缓慢开启截止阀1、截止阀2至全开；数分钟后，分别读取两块表的指示值；（9）填写校准比对记录。

1.4 经验。认真做好巡回检查工作仪表工一般都有自己所辖仪表的巡检范围，根据所辖仪表分布情况，选定最佳巡检路线，每天至少巡检两次。巡回检查时，要关闭气源，并松开过滤器减压阀接头。拆卸环室孔板时，注意孔板方向，一是检查以前是否有装反，二是为了再安装时正确。由于直管段的要求，工艺管道支架可能少，要防止工艺管道一端下沉，给安装孔板环室带来困难。拆卸的仪表其位号要放在明显处，安装时对号入座，防止同类仪表由于量程不同安装混淆，造成仪表故障；带有联锁的仪表，切换置手动然后再拆卸；仪表一次开车成功或开车顺利，说明仪表检修质量高，开车准备工作做得好。反之，仪表工就会在工艺开车过程中手忙脚乱，有的难以应付，甚至直接影响工艺生产。

2. 自动化测试系统的设计挑战

自动化检测仪表是自控系统中关键的子系统之一。一般的自动化检测仪表主要由三个部分组成：（1）传感器，利用各种信号检测被测模拟量；（2）变送器，将传感器所测量的模拟信号转变为4～20 mA的电流信号，并送到可编程序控制器（PLC）中；（3）显示器，将测量结果直观地显示出来，提供结果。这三个部分有机地结合在一起，缺少其中的任何一部分，则不能称为完整的仪表。自动化检测仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点，在工业生产中得到了广泛的应用，而且自动化检测仪表内部具有与微机的接口，更是自动化控制系统中重要的部分，被称为自动化控制系统的眼睛。如今的测试工程师们面临着一系列新的压力。他们所面临的产品设计比前几代更为复杂；为了保持竞争力并满足客户要求，开发周期要求越来越短 ；产品测试成本越来越高，而预算越来越少。

2.1 不断提高的设计复杂性。如今，测试测量的最明显趋势是器件复杂性不断增加。例如，消费电子、通信和半导体工业持续要求将数字图象/视频、高保真音频、无线通信和因特网互联性集成到一个单独产品中。甚至在汽车中都集成了复杂的汽车娱乐和信息系统、安全和早期预警系统，以及车身和发动机上的控制电子装备。测试系统的设计不仅需要足够灵活地支持对不同产品模型进行广泛的测试，还需要能够进行升级以提供新测试功能所需的更多测试点。

2.2 更短的产品开发周期。由于希望不断提高新产品和技术，拥有市场第一个占有率的竞争天性，设计和测试工程团队只能不断的缩短产品开发周期。

总之，只有设计出新的测试策略来减少测试时间，并提高从设计到生产的测试效率，才能更好的为企业服务，自动化仪表才能发挥更大的效能。

参考文献：

[1] 谭文壬：《工业自动化仪表及其应用》，《中国机械工程》，1983年03期.

[2]李昆：《浅析自动化仪表控制系统的发展应用》，《城市建设理论研究》， 2012年第7期.

作者简介：张弘弼（1970-），男，汉族，吉林通榆人，现任吉林黄栀花药业有限公司车间主任，研究方向为轻工工程、化工仪表及机械设备检修。

仪表安装工程浅谈 篇7

目前, 各类仪表已广泛应用于工业生产, 随着技术的发展, 仪表的应用与操作也更加方便。仪表在工业生产过程中能够长期正常稳定地工作, 其正确科技的安装也很重要。在此, 笔者总结仪表安装工程中的规范、调试原理以及工作要点和具体的施工方法。

1 仪表安装特点

仪表类设备一般是一个回路系统, 其安装就是把各个独立的部件按设计要求组成回路或系统, 完成相应的控制或检测任务。仪表安装有其特殊性, 工种多、技术要求严、与工艺联系密切、施工期短且安全问题突出。

1.1 技术要求

由于仪表种类繁多、形式多样, 并且安装质量对检测的准确性和系统运行质量可能有重大影响, 需要仪表工、电工、焊工及管工等相互配合才能完成。一次元件安装不符合技术要求时, 可能会导致很大的检测误差。由于安装完成后不能立即校验其合格性, 故对施工质量提出了较高要求。

由于仪表型号众多且品种繁杂, 要一一掌握是不可能的。为此, 要求仪表安装人员必须具有仪表工作原理、使用方法及注意事项等方面的基本知识;同时还要对工艺有所了解。这对深刻领会仪表安装中的各项技术要求和设计意图会有很大帮助。

1.2 与工艺联系密切

仪表安装是整个施工过程中的一部分。施工过程中工艺是主体, 仪表安装要从属于工艺, 每当二者发生冲突时仪表就得让路。当然, 在有关检测质量的重大原则上 (如孔板安装的直管段问题) , 仪表安装仍要坚持有关安装规范, 以满足仪表的技术要求。

1.3 施工期短

由于仪表安装从属于主体施工, 因此其现场施工期是禁止延长的。通常在主体安装完成60%～70%之前, 仪表施工往往还无法进入现场, 但当仪表施工开始时, 工艺主体设备的安装却又进入尾声。为了不影响工艺设备与管道的试压和试运转, 仪表安装的组织工作是极其重要的, 特别是充分做好施工前的物资准备, 制订合理的施工计划, 有效调度施工技术力量, 对保证安装质量, 加速安装进度具有重要意义。因此, 仪表安装工作必须有统一的领导和各方面彼此的协作, 而且要求仪表安装人员具有广泛的知识和熟练全面的技能。

2 前期准备

仪表安装工作包括:安装前的准备、辅助安装、主要安装、安装后的校验、调整与试运行、工程验收及移交等, 具体如图1所示。

工程的前期准备工作是安装质量和施工进度的决定性因素, 即完成资料、技术、物质、施工机具及标准仪器等的准备工作。资料准备指仪表施工图纸审核完毕, 以及自控安装图册、质量验评标准及施工技术要领等, 同时要明确设计单位的企业标准和行业标准;技术准备在资料准备的基础上进行, 这是技术人员的工作重点, 现场施工由技术直接指导, 一个成熟的技术人员会合理做好施工前的技术准备, 主要进行施工方案编制和加工设计, 涉及其他交叉专业及技术澄清等, 技术准备的一个重要内容是特殊工种的培训;物资准备是施工准备的关键, 包括施工图上提及的所有仪表设备和材料, 含一次仪表、二次仪表、仪表盘柜、操作台和材料表上所列的各种型钢管材、电缆及电线等, 也包括图上未提及的消耗材料以及不可预计的材料的准备;物资准备的重点是施工材料 (主材和副材) 和加工件, 加工件包括仪表接头、法兰及辅助容器等。为保证施工进度和工程质量, 在准备加工件的同时, 也要准备好加工件保管仓库并安排保管人员, 特别是数量不多的特种材料加工件尤更要建立严格的出/入库制度。通过多次的工程经验, 物资是影响施工进度的制约因素;施工工具准备指仪表安装常用的工具机有电动套丝机、液压弯管机、切割机、开孔机、电锤、电钻及电焊机等, 375信号发生器等现场调校仪器也要准备好。

3 施工

仪表安装工程的施工周期很长, 在土建施工期间就要配合, 按要求做好各种预埋工作, 明确预埋件、预留孔的位置及数量等。仪表施工主要分为桥架安装、现场仪表安装、电缆电线敷设和仪表管线试压吹扫。

3.1 电缆桥架

仪表电缆桥架要根据施工图中的电缆平面敷设图进行安装, 总体要求排列整齐、横平竖直, 与建筑物保持适当距离。特别注意当桥架采用螺栓连接并固定时, 应使用半圆头螺栓, 螺母装在外面, 防止刮伤电缆。

3.2 现场仪表

根据P&ID图找到各仪表的位置, 在设备管道上逐一安装仪表与配件, 仪表定位后开始安装各种仪表管线。现场控制箱和接线盒也可同时安装并配管。施工需按图施工, 符合《自动化仪表安装工程施工及验收规范》。安装完成后, 要做好标记及线号等。确定系统回路完整, 接线方便。

仪表安装按其种类分为温度仪表安装、压力仪表安装、流量仪表安装、显示仪表安装、调节仪表安装及分析仪表安装等。仪表专业与电气专业划分一般以仪表盘端子排为界。

仪表安装位置、接头方法 (或安装方法) 和仪表的选型均由设计单位完成。安装单位必须按设计施工图按工艺要求和技术标准操作, 如果设计与实际不符, 导致仪表无法安装, 或安装后不能满足有关要求, 施工单位必须向设计单位提出, 经设计单位批准后, 按设计单位提供的设计变更通知单和所附图纸施工。

仪表应安装在光线充足且操作维修方便的地方, 尽可能避免高温、潮湿、强腐蚀、强电磁以及温度变化剧烈、搬运物品比较频繁的场所。安装仪表时, 禁止承受外来机械应力。若条件允许, 应该为每个仪表加装固定装置。仪表安装材料必须严格按设计图纸使用。管件压力等级、垫片型号及螺纹制式等必须仔细检查, 避免出错。用于指示的仪表, 一般距地面1.2～1.5m为宜, 其他仪表应符合具体要求。带有接线盒的仪表, 应使接线盒口朝下。需要脱脂的仪表, 进行脱脂并于待脱脂检查合格后再进行安装。

3.2.1 温度仪表

当热电偶或热电阻安装在易受被测介质强烈冲击的环境以及水平安装时, 其插入深度大于1m或温度高于700℃时, 必须采取防弯曲措施。表面温度计的感温面应与被测表面紧密接触并牢牢固定。

3.2.2 压力仪表

压力表和变送器的安装高度一般与取压点一致。取压位置应选在介质流速稳定之处。当压力与温度取源部件在同一管段上时, 压力取源部件应在温度取源部件的上游安装。在施焊时要注意端部不能超出工艺设备或工艺管道的内壁。测量带有灰尘、固体颗粒及沉淀物等混浊介质的压力时, 取源部件应倾斜向上安装。在水平工艺管道上应顺流束成锐角安装。

水平管道上的取压口一般从顶部或侧面引出, 以方便安装。安装压力变送器, 导压管引远时水平和倾斜管道上取压的方位 (图2) 要求是:流体为液体时在管道的下半部, 与管道水平中心线呈45°的夹角范围内, 切忌在底部取压;流体为蒸汽或气体时一般在管道上半部, 与管道水平中心线呈0°～45°的夹角范围内。

3.2.3 流量仪表

孔板或喷嘴安装前先进行外观检查, 注意清洗时不能损伤节流件。在水平和倾斜的工艺管道上安装的孔板或喷嘴, 排泄孔的位置对于液体介质应在工艺管道的正上方;对于气体和蒸汽介质应在工艺管道的正下方。转子流量计应垂直安装。

上游侧直管段的长度需大于5倍的管道内径。电磁流量计在垂直的工艺管道上安装时, 被测介质的流向应自下而上;在水平和倾斜的工艺管道上安装时, 两个测量电极不能在工艺管道的正上方和正下方位置。

3.2.4 物位仪表

差压变送器测量液位时, 仪表安装高度必须低于下部取压口。放射性同位素物位计安装前应制订施工方案, 安装地点要有明显的警戒标志。安装负荷传感器时需呈垂直状态, 各个传感器的受力要均匀。

3.3 电缆敷设及校接线

敷设电缆并校接线的工作应在仪表盘柜、仪表和桥架就位的情况下进行。电缆一般无中间接头, 必要时经过接线箱或穿线盒。电缆敷设完成后要检查电缆的导通情况和绝缘电阻, 同时在控制室端挂上电缆牌。特别需要注意在线路与绝热的工艺设备、管道之间至少要有200mm的距离。

控制系统包括控制与检测部分, 传递控制和检测的电流信号, 如常规电动单元组合仪表, 也包括传递热电偶、热电阻的信号。其共同特点是输送电信号较弱 (毫伏级) , 因此负荷电流小。为此对整个回路的线路电阻要求较高, 线路电阻过大会降低检测精度。

接线前应校线并标号, 多股线芯端头宜烫锡或采用接线片。电缆 (线) 与端子的连接处固定牢固, 并留适当的余度;仪表及电气设备易受振动影响时, 接线端子上应加弹簧垫圈, 线路补偿电阻应安装牢固。

3.4 仪表管路试压吹扫

仪表系统安装完毕后, 必须进行管路的吹扫试压。尤其是压力表等敏感部位, 在试压时仪表通常要拆除。试压仪表按照通常试压方案进行。需注意的是, 当水压完毕后要进行管道再吹扫, 避免生锈导致仪表不能正常工作的现象。

4 仪表调试

在仪表安装前就要进行仪表的单体校验, 仪表施工完成后, 就要进行仪表系统的校验工作。

4.1 单体调校

仪表单体调校在规范中有明确规定, 是仪表工程施工中的重要组成部分。虽然仪表已在出厂时由制造厂进行了校准和检定, 但是经过运输、储存和安装, 其计量性能和示值误差必然会受影响。因此在安装或使用前, 应根据有关检定规程和技术文件对仪表进行校准和检定。调校用仪器必须是带鉴定合格证的标准仪器, 其基本误差的绝对值必须小于被调校仪表基本误差绝对值的1/3。

单体校验一般在仪表安装前至少1个月进行。应选择在清洁、光线充足并且没有大的振动、噪音、潮湿和强磁场干扰的环境下, 最好设置调校试验室。仪表的单体调校分为基本调校和精度调校, 基本调校包括外观及封印完好、附件完全、表内零件无脱落、铭牌清楚完整;电动仪表在通电前应先检查其电气开关的操作是否灵活可靠, 电气线路的绝缘电阻值是否符合标准;现场仪表的面板和刻度盘整洁清新;指针移动平稳, 无卡针现象;切换开关及接线端子板上信号编号相一致。精确度调校包括被校仪表应进行死区正、反行程基本误差和回差调校, 调校点在全刻度范围内均匀选取不少于5点;调校主要进行手动操作误差试验, 电动控制器的闭环跟踪误差调校, 气动控制器的控制点偏差调校, PID刻度误差试验, 当有附加机构时要进行附加机构的动作误差调校;常用仪表的调试标准仪器见表1。

4.2 二次联校 (系统调校)

现场仪表接线完成后, 开始仪表的系统调校, 目的是判断所安装仪表是否可以正常工作。系统调校一般按照检测回路、自动控制回路和信号报警回路三类进行。在工艺试车前, 仪表系统安装完毕, 管道清扫完毕, 压力试验合格, 电缆 (线) 绝缘检查合格, 电源、气源和液压源已符合仪表运行要求下进行。

4.2.1 检测回路

系统调校的第一个任务是贯通回路, 其目的是检验接线是否正确, 配管是否有误。检测回路由现场一次点、一次仪表、现场变送器和控制室仪表盘上的指示仪及记录仪等组成。

4.2.2 控制回路

控制回路由变送器和控制室中的控制器和现场执行单位 (通常为气动薄膜控制阀) 组成。具体操作是在现场变送器输入端加一信号, 观察控制器指示部分有没有指示, 现场控制阀是否动作。当信号从最小到最大时, 控制阀开度是否也从最小到最大 (或从最大到最小) , 动作是否连续、流畅。最后是按最大、中间、最小3个信号输出, 控制阀的开度指示应符合精度要求。

还有一个试验是在系统信号发生端, 给控制器加上一个模拟信号, 检查其基本误差、软手动时输出保持特性和PID动作趋向以及手动/自动操作的双向切换性能。

如果线路有问题, 控制阀无法动作, 就需要检查回路。主要检查核对控制器的正/反作用开关和控制阀的开/关特性。如果控制器的输出与控制阀行程不一致, 而控制阀又不符合其特性, 就要对控制阀单独校验。如果控制器的基本误差超过允许范围, 手动/自动双向切换开关无法作用, 就要对控制器重新校验。

系统调校过程中, 带阀门定位器的控制系统比较难调校。在此介绍一个经验调校法, 即当输入为一半 (DDZ-Ⅲ型表的输入为12mA (DC) , 气动仪表60kPa) 时, 阀门定位器的传动连杆为水平, 这样再进行校验也可较快地完成二次调校。

4.2.3 报警回路

报警回路由仪表和电气的报警接点以及控制盘上的各种控制仪器等组成。报警单元的系统调试是模拟报警, 把报警机构调整到设计报警的位置, 然后在信号输入端作模拟信号, 观察相应的指示灯和声响是否有反应。接着按消除铃声按钮, 正确的结果应该是铃声停止, 但灯光应该依旧;第二个试验是拆除模拟信号, 摁下试灯按钮, 全部信号灯亮并响铃, 再摁消除铃声按钮, 应该是铃声停止但信号灯继续亮。其目的是检查线路逻辑的正确性。

5 结束语

笔者综述了仪表安装工程中各阶段的具体工作, 总结仪表安装过程中发现的难题和容易产生错误之处, 给同行以借鉴。在实际施工过程中, 会碰到各种各样的问题, 只要严格按照图纸和相关标准施工, 同时与用户、工程设计单位和监理及时沟通项目中遇到的实际难题, 就能保证仪表安装工程的顺利完成。

摘要：介绍仪表安装工程中现场电气仪表的安装规范和调试原理, 以及仪表安装阶段的工作要点和施工方法。

自控仪表工程电缆敷设技术 篇8

仪表信号、供电、安全联锁、补偿导线等线路应采用各自保护管。

施工程序:支架制作→安装→桥架、电缆管敷设→接地。

1.1 支架制作

材料符合图纸,制作支架先矫正原材料,使其平直。下料采用切割机等机械方法,误差≤5mm,支架的切口处无毛刺和卷边。

制作好的支架牢固、平直、尺寸准确、有标识,分类存放。

1.2 支架安装

1.2.1 方式

在可焊金属构件、预埋件上采用焊接固定;混凝土采用膨胀螺栓固定;工艺管道采用U型管卡固定;钢结构梁、柱采用抱箍固定。

1.2.2 间距

间距均匀、符合设计和规范(一般1～2m)。

支架安装应考虑桥架顶面至楼板的距离不小于150～200mm(便于电缆敷设);支架最下层至沟底、地面的距离不小于50～100mm。

同层支架横档在同一水平面,高低偏差不大于5mm。支架沿桥架、钢管走向左右偏差不大于10mm。

1.2.3 安装

无吊顶沿梁底吊装、靠墙支架安装;有吊顶在吊顶内吊装或靠墙支架安装;在公共场所结构件靠墙、地坪、柱支架安装或屋架下弦构件上安装。不应安装在具有较大振动、热源、腐蚀性液体介质及排污的位置。

用弹线法标识桥架、管道安装位置后确定支架的固定位置。焊接固定焊缝饱满,无变形;膨胀螺栓固定选用螺栓适配,防松零件齐全,连接紧固。

拐弯处、终端处及需要处设置支架,拐弯处增加支撑。大跨度桥架加装槽钢或工字钢于桥架下。

1.2.4 防腐

支架、桥架和管道应进行防腐处理,混凝土内钢管外壁不应涂漆。

1.3 桥架安装

1.3.1 间距

距离设备装置顶面不小于500mm;多层架设间距不小于300mm;并列架设间距不小于600mm;水平相邻桥架净距不小于50mm;与弱电桥架距离不小于500mm。

热力管道附近的桥架若距离不能满足规定(与热力管道平行时,相距1m;与热力管道交叉时,相距0.5m)桥架与管道之间加装耐火隔板。

1.3.2 开孔

桥架与电管连接处采用开孔器开孔,严禁气割开孔,位置在高度的2/3处,开孔后边缘打磨光滑并在开孔处加电缆保护圈。

1.3.3 安装

遵循先主干线后分支线、先将弯头、三通和变径定位,后直线段安装程序。与各专业协调,保证不妨碍其它工艺设备、管道的安装。分层安装时先安装上层,后安装下层。

桥架及附件型号、规格、材质符合要求,封闭的电缆槽应有排水孔。

桥架搬运过程中防止变形,将桥架举升到位后与支架采用螺栓固定,半圆头螺母位于桥架内侧,以免划伤电缆。桥架间采用螺栓连接,安装加强板时螺母在桥架外侧。桥架安装横平竖直、整齐美观、连接牢固,内部清洁,无毛刺和杂物,同一水平面内水平度偏差不超过5mm/m,直线度偏差不超过5mm/m。拐弯时弯曲孤度一致。从室外引进建筑物应有向外坡度,坡度不得小于1/100,以防雨水进入室内。

安装在工艺管道上方或侧方,不应平行安装在高温管道上方。

跨越建筑物变形缝的桥架应做好伸缩缝处理,钢制桥架直线段超过30m时设补偿装置。

电缆敷设合格、封堵施工完成且对电缆桥架内的杂物进行清理后安装桥架盖板。

1.3.4 接地

桥架间用连接板作跨接线时连接板两端螺栓上加镀锌弹簧垫圈;桥架间亦可用不小于4mm2软铜线进行跨接。桥架与接地干线应有不少于2处连接,每层桥架端部用16mm2软铜线并联再与不小于20mm2总接地干线相连。

1.4 电缆管敷设

1.4.1 切断

钢管用割管器、砂轮锯切管。量好切断的尺寸放在钳口内卡牢后切割,断口处平齐,刮锉光滑、无毛刺、管内铁屑除净;塑料管用配套截管器操作。

1.4.2 弯管

钢管管径不大于20mm时用拗棒弯管;管径不小于25mm时用液压煨弯器;塑料管弯制采用配套弹簧。

1.4.3 间距

水平排列的电管间距均匀,管距为容纳一个管径为准。

混凝土等处管子外保护层距表面距离不小于15mm。穿墙保护管伸出墙面长度不大于30mm。与绝热的工艺设备、管道绝热层表面距离大于200mm,与工艺设备、管道表面间距离大于150mm。

保护管引出地面宜高出200mm;引至落地仪表盘宜高出50mm。

埋地敷设深度不小于0.7m。

1.4.4 接线盒

位置便于接线和检修。混凝土盒埋时深度、标高正确,稳定盒后灌浆,要求砂浆饱满;楼板内固定盒子与底板钢筋固定牢。

接线盒与管道采用螺母或焊接,如金属盒已与线管焊接不用再做接地。

接线盒与电缆管连接后多余的孔用丝堵堵塞,挂标示牌,内附接线图。

1.4.5 安装

确定盒、箱等固定点位置后选择最短路径敷设,沿管路走向拉出直线,按间距要求确定支架位置,用镀锌管卡固定,严禁将电管焊接在支架上;墙上明敷电管用鞍型管箍固定。

成排管道敷设整齐,避免交叉,当长度超过30m或弯曲角度超过270°时在中间安装拉线盒。

墙体内配管管口封好,以防水泥砂浆或杂物堵塞。往上引管有吊顶时,管上端应煨成90°弯进入吊顶内,由顶板向下引管以达到开关盒上口为准。

现浇楼板配管先确定箱盒位置,弹出十字线后将盒子固定牢固,然后敷管。

套丝根据管外径选择相应板牙,套丝过程中均匀用力,管端套丝长度≥管接头长度的1/2,连接时啮合扣数≥6扣,用导电膏或两端跳线焊接;塑料管套接或插接时插入深度为管径的1.1～1.8倍,用喷灯、甘油加热或胀管法,塑料管连接使用配套的管件和粘接剂。

盒、箱开孔与管径吻合,用开孔器开孔,一管一孔,不得开长孔。电管与桥架、接线盒连接时用锁紧螺母将管固定,露出螺母的丝扣2～3扣,管口应带护线帽;与仪表连接应采用金属挠线管;塑料管进入盒、箱后用锁扣固定。进户管设防水弯;穿过楼板或钢平台时,应加保护套管。

地下电缆管敷设结束后进行隐蔽工程验收,盖土后固定标志牌。

2 电缆敷设

2.1 缆盘的架设与施放

架设地点一般在电缆起点附近,尽量靠近控制室,便于施工。放线架坚固且有底平面,放置在坚硬的地面,如无坚硬地面可铺上枕木。轴辊的强度、长度应与盘重和宽度配合。

盘处不能存放过多的电缆,根据敷设情况随用随拽,电缆从盘的上端引出,不应使电缆在支架和地面上摩擦拖拉,引拉速度均匀。

2.2 敷设

遵循最佳路径及从集中点向各设备等分散点原则,相近路径电缆宜同时敷设。

水平敷设时可用人力或机械牵引。垂直敷设时最好自上而下敷设,将电缆吊至楼层顶部,敷设时在电缆轴附近和楼层采取防滑措施。自下而上敷设时,低层小截面电缆可用滑轮大绳人力牵引敷设,大截面电缆宜用机械牵引敷设。

将带线(一端弯成不封口的圆圈的钢丝)穿入管路内,在管路两端留有10～15cm余量,当穿带线受阻或过长时用两根带线分别穿入管路的两端同时搅动,使两根钢丝的端头互相钩绞在一起,然后将带线拉出。

采用滑石粉防止损坏护层,将线芯插入带线的圆圈内折回绑扎牢固后拖拉,两人穿线一拉一送,送电缆时手不可离管口太近防止挤手,接电缆身体不可直接面向管口防止挫伤。

电缆在桥架内摆放整齐,绑扎牢固,边敷设边整理。每敷设完一根电缆及时穿入保护管,防止堆积影响施工,引出端装标志牌。发现电缆局部有压扁、扭曲或明显缺陷立即停止敷设,进行鉴定,确系质量问题重新敷设。

从室外进入室内应有防水和封堵措施,电缆进入盘、柜宜从底部进入。经过建筑物伸缩缝和沉降缝处应留有余量。

同一桥架内不同型号、电压等级电缆分类布置,交流电源、安全联锁用金属隔板与仪表信号电缆隔开敷设。

与绝热设备和管道绝热层表面距离交叉敷设时不小于250mm,平行敷设时应不小于500mm,与其它设备和管道之间的距离应不小于150mm。严禁电缆在油管路及腐蚀性介质管路的正下方平行敷设或在其阀门及接口下方通过;敷设时不应损坏建筑物防腐层。

2.3 电缆的固定

电缆在桥架上采用十字交叉法绑扎,水平桥架上每隔1m进行一次绑扎,其首末端、转弯处、电缆接头两端应固定;垂直敷设时在每个支架上绑扎。

穿过保护管的两端、电缆引入盘、柜前300～400mm处,引入接线盒前150～300mm处应固定。

3 电缆头的制作

确定尺寸→切断一剥去电缆护套、屏蔽层→套上线芯套管及标志一套绝缘胶带包扎线芯根部→线芯整理。

一次连续完成,将标签取下保存好,用壁纸刀将电缆划一痕,然后以此为起点向电缆头方向斜划一深痕,将电缆皮撕下,划痕深度为电缆绝缘皮的4/5,以免损伤线芯。

电缆线芯加套管并保持电气间距,其连接器具内径与线芯配合。

塑料电缆应彻底清除半导电屏蔽层,对包带石墨屏蔽层使用溶剂擦去碳迹。采用粘胶带、自粘带等密封,塑料护套应打毛,粘接表面应用溶剂除去油污保证粘接良好。

4 电缆接线

接线前校线,对电缆进行导通和绝缘检查后进行接线。

单股芯线连接其弯曲方向与螺栓紧固方向一致,多股软线芯与端子连接时线芯与其规格相应的铜连接片用压接钳压接。

从电缆接头始端缠绕1～2个绝缘带宽度,再以半幅宽度重叠进行缠绕。在包扎过程中收紧绝缘带,根据线芯接入位置,将线芯从线束中一一抽出,线芯保持相互平行,线芯束采用尼龙扎带绑扎,各束间距离匀称,备用线芯单独绑扎成束,根据所接最远端子线芯的长度预留备用长度。

线芯处理完毕套上图册回路编号的芯线号头后插入端子排,色标正确,端子牌每侧接线不得超过2根,接线留有余量。外部裸露线芯控制在2mm以下,并用端子号将裸露部分盖住。用力拧紧螺丝防止造成虚接,接线后用手拽一下线芯加以检验。电缆固定后,用电缆铭牌进行标识,绑扎、高度一致。

盘柜门接线使用软线,预留全开情况下的长度。

石油化工工程中仪表的选型 篇9

1.1 温度仪表

说道仪表首先应该提到的就是温度仪表, 温度仪表采用的是摄氏度计量单位, 温度的刻度是直读试。在使用温度仪表的时候要注意使用的温度范围, 一般是其量程的50%~70%, 测量的最高温度通常情况下不能够超过温度仪表量程的90%。另一种情况下, 如果是有多个测量元件在共同使用一个显示表的时候, 正常的使用温度条件应该是温度仪表量程的20%~90%, 只有在个别的测量点的使用温度可以低至其量程的10%。温度仪表具体又分为两个不同的类型, 分别是就地温度仪表和集中检测温度仪表。在适用范围上以及测量精度上有所不同, 具体分析如下:

就地温度仪表, 在使用时要注意工程工艺要求的测量温度范围, 不同的精度等级, 需要检测地点的环境条件, 工作压力等等这些因素来选择合适型号的就地温度仪表。就低温度仪表包括外保护套管双金属温度计、电接点双金属温度计、玻璃液体温度计以及压力式温度计。具体选择方法是:外保护套管双金属温度计是在一般情况下被选用最多的温度仪表, 其测量的温度范围是-80~500℃。一般来说带外保护套管双金属温度计的刻度盘的直径为100mm, 在有些情况下也会选用直径150mm的, 比如在安装的位置较高、观察的距离又比较远并且照明条件不好的情况下就会选择直径150mm的带外保护套管双金属温度计;电接点双金属温度计是在需要位式控制以及报警情况下选用的温度仪表[1]。电接点双金属温度计仪表的外壳与保护套管在连接方式上适宜以便于观察为原则来选择使用轴向式亦或者是径向式和万向式;玻璃液体温度计是在测量精度要求相对较高、振动比较小、观察又比较方便的场合选用的温度仪表。它的温度范围一般是-80~100℃, 使用的条件是需要位式控制以及报警, 与此同时还要是恒温控制;压力式温度计的使用条件是被测量的温度范围处在-200~50℃或者-80~500℃的时候, 当如法近距离的进行读数又有振动处在低温并且精度上要求又不高的情况下就可以选择压力式温度计。

集中检测温度仪表, 一般是在有要求说是以标准的信号传输的场合应该使用温度变送器。如果是满足设计要求的条件下, 也可以选择测量以及变送一体化的温度变送器。在选用的时候一般是要依据检测的元件和保护套管的温度测量的不同范围、不同的安装场地等条件来选择相应的型号。

1.2 压力仪表

压力仪表在石油化工业的工程生产中十分的重要, 目前来说, 压力仪表主要包括液柱式、弹性式以及活塞式三种类型。因为在实际的石油化工生产工作中, 压力的值对石油生产的安全性有着息息相关的影响, 因此压力设备越来越受到人们的重视以及加强了相关方面的研究。一般情况下压力仪表的范围值都是在300MPa左右, 但是对于压力传感器而言, 特殊的压力仪表以及变送器等等的其他设备就需要根据实际的具体情况来判断, 往往利用脉冲介质、结晶介质或者高温介质等的科学原理, 来测量相应的压力值, 并通过这些来达到压力测量数值的相对精确度。

1.3 流量仪表

随着石油化工的发展, 石油化工的生产企业也在不断增多, 其规模也越来越壮大, 如此一来对石油流量的测量要求也就愈来愈高。流量仪表的测量精度要求非常高, 在仪表的选择上也要十分的精准。流量与管道, 流量与流体等都具有着密切的关系。流量仪表可以区分为气体、液体以及蒸汽三个不同的使用类型, 针对一般的液体的流量测量, 通常是选用标准节流装置, 其选用的标准要符合国际规范。流量的稳定性对于石油企业的生产工作有着十分重要的意义, 流量仪表的应用很大程度上可以对单位时间里面, 针对流经有效界面流体质量的体积进行比较准确地测量, 从而能够有效的监控石油化工的生产环节。

1.4 物位仪表

所谓的物位仪表就是对液位的测量仪表, 这也是石油化工生产当中使用频率最高的仪表之一。由于测量结果与被测量的物质的性状有着很大的关系, 所以在测量的过程当中, 除了要使用浮力仪表之外还需要使用物位仪表, 与此同时采用电容式、静压式和激光式的测量方法, 来对多种物质进行测量。物位仪表在使用时主要是液位以及液面的测量, 一般的就地液位指示是采用玻璃板液位计, 但是某些情况下就不宜使用该液位计。比如, 在测量液位颜色比较深的时候, 并且液体的粘稠度较高以至于和管道壁有沾染作用的情况下就不宜使用。

因为物位仪表的优越性能, 所以在石油化工的实际生产当中得到了广泛的应用。

1.5 粒位测量仪表

在石油化工的实际生产当中往往会有颗粒物或者粉状物出现, 这就需要相关的仪表来测量其相对含量的数值是多少, 也就是粒位测量仪表。通常有电容式粒位计、重锤式粒位计、旋桨式粒位开关等等。

1.6 过程分析仪表

通常情况下, 规定标明在选定过程分析仪表的时候, 要事先对将要被分析的对象进行比较详尽的工艺过程介质有哪些特性的了解, 还要了解仪表的技术性能以及其他的一些限制条件。使用过程仪表之前要进行取样工作和预处理装置的准备工作, 这也是保障测得的数值精度的因素之一。

2 具有的优点以及存在的不足

石油化工工程中的仪表有其优点, 与此同时存在着不足之处。

优点:科学技术的飞速发展现代信息化技术在石油化工行业当中得到了广泛的应用, 并且不断地弥补了传统工作技术的不足, 从而使得石油化工行业的技术更加的完善与精确。仪表技术在石油化工生产当中的应用, 大大地提高了日常的工作效率。仪表技术具有开放性, 相较于传统的工作方式更加的方便管理, 另一方面, 还可以有效的减少人力、物力以及财力, 并且渐渐地在往智能化方向发展。石油化工中仪表的应用有效地减少了生产的成本, 实现了企业的利益最大化。当前, 自动化仪表的设计以及越来越智能化, 精度上也在不断地升级。

不足:在石油化工仪表中常见的不安全隐患比如照明、散热风扇等, 很多的石油化工仪表都是电气仪表, 而这些电气往往在安全上存在着一定的隐患, 主要表现在给电气仪表供电这个问题上。当前, 石油化工的仪表供电系统一般采用220VAC、24VDC两种电压级别, 其中220VAC交流电源由UPS来供电, 再经低压断路器控制处理后, 形成诸多分支回路分别通过AC/DC转化器或变压器等设备输出24VDC和110VAC的电源, 向相应仪表提供电力负荷[2]。

3 提高安全性的建议

因为石油化工生产中的主要安全隐患是来自于给仪表的供电问题, 所以, 为提高石油化工仪表供电系统的安全性和可靠性, 必须做好优化设计、安装调试、维护等方面的工作, 采取积极有效的防护措施, 消除安全隐患, 避免供电事件的发生, 保证石油化工生产的安全、稳定。主要可以从以下三个方面入手:

3.1 提升总电源的安全性和可靠性

提升整个石油化工仪表供电系统安全性和可靠性的重要基础就是要有一个安全可靠的总电源。所以, 石化企业应该选择性能稳定、质量硬, 且在10k VA以上的市电电源, 以向生产过程中的各种自动化仪表提供电力支持。

3.2 优化双回路电气仪表的供电系统

DCS分散控制系统、SIS仪表监控系统及PLC系统均为石油化工自动化生产过程中最为核心的系统, 对于整个生产系统的安全可靠供电具有很高的要求, 所以对这些仪表系统的供电安全性要有足够的重视。

3.3 优化配置直流供电仪表的冗余电源

要确保直流仪表供电系统的安全性, 应该采取不同电源供电的两台24VDC直流稳压电源进行并联式供电, 同时还应该在每个直流电源输出端的正极上增加一个大功率的二极管, 以此分开两个不同电源。

结束语:石油化工业中的仪表是一个相对比较复杂的系统, 涵盖的仪表的种类繁多, 使用方法注意事项也都各有千秋不尽相同。在如何选对仪表上需要学习的专业知识还有很多, 做好这一点对石油化工生产也有着很大的益处。在我国石油化工仪表的发展与应用虽然已经有了一定的成果, 但是和其他的发达国家相比较的话, 我们还是存在不足之处。不过相信在不就得将来我国的仪表技术会越来越发达, 甚至赶超发达国家, 更好地促进我国石油化工行业的发展。

摘要：在石油化工业的生产过程中, 很重要的一部分就是仪表的选型。不同的工艺规模、不同的流程特点、不同的自动控制水平以及不同的操作要求等等, 往往就需要根据这些因素选择合适的工作仪表。在选择仪表时有很多注意事项, 要安全可靠的同时技术先进, 并且成本也是要考虑的一点, 即仪表的选择要遵循经济性的原则。本文主要介绍石油化工工程中仪表的种类, 在不同的工程情况下选择合适仪表的方法。也将探究选择仪表的难点和解决办法。

关键词：石油化工,仪表的选型,种类,难点,方法

参考文献

[1]孙晶.石油化工行业流量仪表的选型研究[J].橡塑技术与装备.2015 (24) .

仪表自动化工程的质量控制研究 篇10

关键词：施工质量,仪表自动化工程,工程项目

一、仪表自动化工程施工的特点

(一) 仪表自动化工程施工的附属性强。

仪表自动化工程的实施, 受到其他各个专业的影响和约束, 特别是受到设备、工艺和管道施工的约束。在仪表自动化工程开始的时候, 就要在管道施工工艺设备安装得差不多了, 才可以进行仪表自动化的施工。而且在施工中, 又要跟其它的如设备、工艺、管道施工等各专业相互配合协调, 例如:在对调节阀安装、仪表接地极的制作或仪表盘柜基础制作的时候, 这些施工过程中涉及了工艺管道、电气、土建等专业, 所以就要求各个专业部门在各方面能相互合作, 达成工作上的相互协调。只有这样, 整个仪表自动化安置工程才能有效顺利地进行。整个仪表安装工程的重点主要集中在工程的后期, 所以施工安装的时间很紧迫, 任务又很繁重, 相应工作强度加大。

(二) 仪表专业性质强。

仪表自动化设备要求专业性很强, 涉及多个领域。在仪表自动施工中, 不仅要求掌握仪表设计选型, 仪表的结构、工作原理、性能、材质, 还要掌握仪表的控制方案等, 还有那些工艺流程、电工学、工艺参数和电子技术知识等这些因素, 也要有深刻的了解和认知, 可见要学的东西很多。随着计算机技术和电子行业的飞越发展, 工程仪表也越来越智能高级化, 简单的仪表变得越来越复杂, 仪表从原来的气动仪表发展到电Ⅲ型仪表, 再到智能仪表, 仪表的更新换代让仪表自动化施工过程变成传统施工人员知识上短暂的空白期, 不学习新知识就意味着跟不上发展的步伐。比如, 目前被广泛使用的DCS计算机集散系统和FCS现场总线控制系统, 这些技术性较强、操作繁杂的设施, 都得要求仪表自动化工程施工人员有很好的文化技术背景, 对技术的要求也越来越高。所以作为工程施工人员就要不断学习新技术, 学习新知识, 才能更好地适应工作的需要, 做到“活到老, 学到老”。

(三) 仪表的设备品种、规格型号多。

由于仪表设备的品种繁多, 规格型号不尽相同, 各类仪表的测量原理, 使用方法也不一样。施工人员在充分遵照《施工规范》的基础上, 要对仪表设备的说明书作详细的解读, 对仪表设备的安装, 注意事件, 使用原理等等要素要全面衡量, 并运用丰富的实践知识及施工经验, 现场解决安装过程中出现的技术问题。

二、做好仪表自动工程施工前的准备工作

要把握好施工图纸的审核, 做好产品设备的验收工作, 并制定工程施工进度运行表, 施工过程中的措施和方案, 从而保证仪表自动化工程的按时完成。在工程施工前, 首先对施工图纸的处理, 要与施工图纸设计人员做充分的交流, 做到充分全面地了解工程施工图纸的设计意图, 不明白的地方及时跟图纸设计人员进行良好的沟通, 把握好设计图纸的重心。在对施工图纸审查的过程中, 如果发现施工图纸中存在有漏洞或问题时, 就得尽快跟设计人员联系, 并相互帮助解决。要适当加强对仪表原材料和设备质量的管理, 并做好设备产品入场的验收观。施工图设计者根据工艺要求对仪表材料、设备已作出了选择, 但施工管理工程师本着对公司负责的精神, 从应用的角度对选型进行把关, 也是必须的。

(一) 对仪表设备的选型。

对仪表自动化设备的选用, 一是必须满足工艺的要求, 工艺要求是重点, 如果达不到工艺要求什么都是空谈。二是要考虑仪表自动化设备先进和经济性两者相互统一。对仪表先进性的衡量可以从检测点和控制系统在生产过程中的重要程度来决定。对很关键重要的仪表设备要召开专业的设备招投标会议。

(二) 设备入场验收。

仪表自动化设备质量的好和坏, 都影响到新装置能否顺利开工。所以做好设备和材料入场检验工作是非常重要的。自动化仪表设备或材料, 安装前必须进行检验, 比如热电偶、热电阻、压力表要送到有资质的检验部门进行标定检验, 调节阀要进行试压、试密检查, 并且待检验合格后才可以进行安装。

(三) 制定工程进度运行表。

因为仪表的施工安装进度受到设备、工艺管道、土建等因素的影响, 所以仪表施工的安装计划可以先粗线条的制定, 比如先列出某一时间段内应完成的工作量, 然后再根据整个工程施工的进展不断充实、再制定出更加详细的进度表, 这样做可操作性强, 更有利于根据施工情况随机应变。

三、仪表自动化工程的施工阶段

在仪表自动化的施工阶段, 主要是跟各个专业交叉作业的, 仪表自动化专业除了配合好管道、设备专业, 安装附属在设备、管道上的仪表和取源部件外, 又要做好本专业的其他仪表安装工作, 以保证整个建设工程按期完成。具体得要做好下面几点:

(一) 施工人员应认真负责, 确保工程安全有序进行。

施工人员要深入施工的现场, 对施工质量进行及时的检查, 对某些问题需要整改和返工的, 要及时提出来并尽快提出有效的改良方案。对隐蔽工程的施工, 一定要有三方共同认定, 方可进行下一道工序。

(二) 增强士气, 保持施工人员的战斗精。

由于仪表自动化施工在整个工程项目处于后期工程, 所以常常加班加点, 赶工期。这就要求施工人员要做好材料、机具等各方面的保障, 做神好打攻坚战的心理准备, 要有特别能吃苦、特别能战斗的精神。

(三) 做好施工现场防盗工作。

由于是工程的后期, 施工现场人员比较复杂, 这就要求单位施工人员做好防盗工作对已经就位的仪表和附件要加强保卫工作, 以免丢失。

(四) 要做好工程的交接验收工作。

作为工程的使用单位, 在工程建设中要尽早介入, 尽早熟悉工艺流程、仪表安装位置, 尽快掌握新型仪表的结构、原理、使用和调校方法, 这对后期配合仪表调校工作和今后的仪表维护工作都是很有利的。

(五) 完善工程过程中突发事件的应急预案。

在仪表自动化施工过程中, 总会遇到一些料及不到的问题, 如电缆桥架的走向与设备、工艺管线相冲突, 与土建基础不一致、仪表接地极的制作无法满足设计要求等问题, 这就要求施工管理人员要运用自己的的知识和经验, 根据现场实际情况进行解决, 并做好工程签证和资料的整理收集工作。

四、结语

对于仪表自动化工程施工的管理人员要充分考虑施工中出现的各种问题和困难, 经过合理的组织和精心安排, 并不断总结出施工经验, 加大学习力度, 把握好施工建设中各个环节, 从而保证仪表自动化工程的优质质量。

参考文献

[1] .朱静山, 刘世霞, 杨建平.化工生产控制自动化及仪表探究[J].中国石油和化工标准与质量, 2012

[2] .李含光.主成分分析在化工生产操作优化条件中的应用[J].科技创新导报, 2009

工程仪表设备管理 篇11

关键词：零缺陷；质量；顾客

0 引言

随着德国工业4.0的全球化趋势，国内汽车自主品牌均实施可持续化发展策略，然而在研发和制造质量上缩短与标杆公司（奔驰、宝马、奥迪等）的差距，而这不仅需要先进的制造技术和设备，更需要先进的设计理念和管理思想。

1 零缺陷工程方法的形成

传统的问题解决有两类错误观念，一类是问题解决的理念，另一类是问题解决的逻辑。在解决关于理念问题上经常会遇到：这是行业难题，我解决不了；只注重表面，地上有油，我已经擦过了；相互合作的问题，部门之间的壁垒无法打破，导致问题长时间无法解决。问题解决在逻辑上经常会遇到：只做能做的，不做应该做的；研究对象不明确，只关注表面现象；解决问题过程中全靠拍脑袋；控制方法不细化、基准不明确；问题解决后不去考虑有没有根除，只关注短期利益。

传统解决问题方法存在的缺陷可以应用零缺陷工程来避免。零缺陷工程方法应用了六西格玛管理、TS16949、丰田理念（三要素）和卓越绩效的核心理念和方法。

①零缺陷工程结合了六西格玛管理哲学。②零缺陷工程结合了精益的品质理念。③零缺陷工程结合了卓越绩效的精髓。④零缺陷工程结合了TS16949变差管理和APQP的三大工具（FMEA、MSA、SPC）。

2 零缺陷工程在汽车仪表板杂物箱扣手设计中的应用

中国汽车的梦想是成就国际品牌。虽然中国成为世界汽车产销第一大国，但国内自主品牌不足市场份额的50%，远远无法跻身世界汽车强国的行列。与此同时，在售后质量问题数量上自主品牌远高于合资品牌。设计质量改进和问题解决迫在眉睫。仪表板在设计过程中开展全过程的质量控制管理，并对供应商的质量体系也提出相应要求。将质量的形成过程看作一个服务链，从系统和整体的观念对整个过程的各个环节实施零缺陷管理。仪表板杂物箱扣手是仪表板上为数不多而集功能要求、外观要求、感官要求于一身的零件。仪表板经常由于杂物箱扣手质感差而进行相应的设计变更，产生设计变更费用，浪费人力和时间。因此，为尽快系统的解决问题，成立项目小组，利用“零缺陷工程”的思路和方法进行分析。

3 项目界定

收集顾客抱怨，杂物箱扣手均因质感差进行了设计变更。为了明确我们产品和标杆的差距，收集了合资品牌的杂物箱扣手作为标杆样件，寻找影响杂物箱扣手质感差的特性。通过专家进行对标和评审，其结果初步确定影响杂物箱扣手质感差的原因。又经过讨论，最终确定了影响杂物箱扣手质感的三个特性分别是分型线阶差、内圆角、外圆角。同时，成立了项目组并进行了职责划分，具体如下：

[＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&][姓名

张小蝶

韩淑华

郭靖

马家路

李涵][部门

设计部

设计部

设计部

设计部

工程部][职务

部长

科长

专家

职员

职员][职责

负责整体质量把控、资源协调

负责项目的整体推动与实施

负责协助问题调查及技术方案决策

负责问题调查和真因分析

负责工程可行性分析和决策]

4 项目测量

首先对测量系统进行分析，确保满足要求，若不符合要求，需要首先对测量系统进行改进。我们的产品和标杆样件的分型线阶差、内圆角大小和外圆角大小进行测量。具体测量结果如下：

[＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&][

产品

我司产品

标杆样件1

标杆样件2

标杆样件3

标杆样件4][分型线阶差（mm）

0.2

0.2

0.05

0.05

0.1][内圆角（mm）

R0.2

R0.5

R1.5

R1

R2][外圆角（mm）

R1

R2

R0.5

R0.8

R1.5] [特性Y]

5 设计优化

结合测量结果对比，进行设计优化。由于影响产品特性Y的因素较多，使问题的解决陷入了僵局。通过专业人员对杂物箱扣手进行评价，选取变差X的上限、下限和中间值，进行验证。采用矩阵组合的方式设计出三种设计方案。具体如下：

[＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&][

产品

设计方案1

设计方案2

设计方案3][分型线阶差（mm）

0.05

0.1

0.2][内圆角（mm）

R0.2

R2

R1.5][外圆角（mm）

R0.5

R1

R2] [ 特性Y]

6 验证控制

为了一次性做好，避免问题反复，进行了RP件验证工作，制作了三个设计方案的RP件；同时，通过专业人员评审，选取杂物箱扣手质感最好的方案，即确定了变差X。最终结果为：

[＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&][ 特性Y

产品

最終方案][分型线阶差（mm）

0.05][内圆角（mm）

R1.5][外圆角（mm）

R1]

7 成果

通过零缺陷工具的应用，解决了杂物箱扣手质感差的问题，建立杂物箱扣手质感的设计规范，避免了后续设计变更费用发生。掌握了系统化解决问题的零缺陷工程方法，为后续质量改进做好了铺垫。

8 总结

工程仪表设备管理 篇12

关键词：仪表自动化工程,质量控制,自动化仪表

仪表自动化工程是现代很多工业企业发展中建设和完善的重点, 所以在这一过程中, 为了提高工程质量就必须强化对其影响因素的分析, 并针对性地予以优化和完善, 才能提高其利用率, 促进质量控制的优化和完善。

1 仪表自动化工程质量影响因素分析

在仪表自动化工程中, 主要是对自动化仪表进行安装, 并将其组成一个自动化仪表系统, 从而对企业各种生产设备所处的状态进行监视和反馈, 进而更好地掌握企业生产设备所处的状态, 并针对性地加强对其的处理和优化, 所以加强仪表自动化工程质量控制就显得尤为必要。但是在实际工程中, 往往由于这样或那样的因素而使得其工程质量受到影响, 常见的影响因素主要体现在以下几个方面:

1.1 安装人员的问题

在仪表安装过程中, 由于自身的专业技术原因和缺乏对现场情况的考虑, 导致所安装的自动化仪表的性能难以有效的发挥。

1.2 仪表自身的原因

由于生产仪表的厂家较多, 产品性能也会存在差异, 若在安装之前忽视对其性能的检测和优化, 势必会对其性能的发挥带来影响。此外, 一些附件也会由于自身的质量问题影响工程质量, 例如导压管元件、管道阀门、电缆电线等。

1.3 对整个施工过程缺乏高效的监督和科学的技术指导

导致安装过程中存在的一些质量问题难以及时的发现, 且有时难以在试验中发现, 而这就会形成巨大的质量安全隐患, 因而必须引起我们的重视[1]。

2 控制质量的对策分析

我们对影响仪表自动化工程的质量因素有了一定的认识, 所以为了更好地强化对其的管理, 我们就必须结合其质量影响因素采取针对性的措施, 才能不断的促进其性能的优化和完善。

2.1 从人员方面强化仪表自动化工程质量的控制

鉴于人员在整个仪表自动化工程质量控制中的重要性。在仪表自动化工程实施之前, 就需要对其设计图纸进行严格的审核, 及时安排相关技术人员加强图纸的会审, 切实掌握设计意图, 并提出相应的意见, 及时地加强与设计人员的沟通, 才能更好地确保整个仪表自动化工程的设计方案的科学性。而在具体的安装过程中, 就需要引导安装人员严格按照技术规范加强对其的安装, 尤其是应避免偷工减料和以次充好的问题。切实加强对安装人员的教育和培训, 不断提高其质量意识和责任意识以及安全意识, 才能更好地促进其主动积极地参与到专业技术知识的学习之中, 除了掌握专业技术知识外, 还应掌握一定的安全技术, 才能更好地确保整个安装工程安全顺利的实施。并在整个安装工程中严格要求自己, 切实做好安装后的自检工作, 尽可能地紧密的结合仪表自动化工程质量的需要, 在安装工程中做到一丝不苟, 才能从人员方面有效地确保仪表自动化工程的质量得到有效的提升。

2.2 从材料设备方面强化仪表自动化工程质量的控制

鉴于自动化仪表、导压管元件、管道阀门、电缆电线等材料设备在整个仪表自动化工程中的重要性, 在对其进行安装之前, 还应切实注重对其质量控制工作的开展, 这就需要在选购环节和入场环节严格把关。对于自动化仪表而言, 主要是结合仪表自动化工程质量要求, 对其型号、数量等进行确定, 同时还要在性能上进行优化选择, 尽可能地提高其灵敏度, 在微处理、接口通信和数据共享以及嵌入技术等方面作为选购的要点, 从而更好地确保其满足生产工艺的需要。而在此基础上, 还应结合日常使用习惯和特点, 对其灵敏度和精确度以及反应的时间等作为重要的内容, 确保所选的仪表系统误差得到有效的控制。此外, 在选择自动化仪表时, 还需要考虑其经济性和技术性, 在满足生产工艺需要的原则下, 紧密结合其生产规模等, 确保所选的自动化仪表具有较高的性价比, 因此在采购时不仅要做到货比三家, 而且还要尽可能地从同一厂家选购同一系列的产品, 并在安装之前对其进行再次校核, 以尽可能地确保仪表自身的质量。而在导压管元件方面, 主要是利用其进行气压测量, 所以应结合自动化仪表的测量范围对其直径和规格等进行确定。而在管道阀门方面, 主要是结合其所安装的位置, 针对性的对其材质和密封性进行考虑, 才能更好地满足其实际需要。而在线缆方面, 主要是对其电磁波的预防性和耐高温性作为选购的重点, 并结合其在数据测量中精准性的要求, 对其类型和数量进行确定, 才能更好地确保自动化仪表的安装质量, 进而确保整个工程质量。

2.3 从监督方面强化仪表自动化工程质量的控制

在施工过程中, 为了提高仪表自动化工程质量, 还应在施工全程强化质量监督工作的开展。这就需要在施工现场加强对施工人员的监督, 及时地制止不规范的操作行为, 并切实加强对其的技术指导, 才能更好地促进整个工程质量的提升。所以在施工监督过程中, 需要监督人员深入施工现场, 切实找出施工现场的安装质量问题, 才能对其进行针对性的处理, 促进工程质量控制的最优化。

3 结束语

综上所述, 在仪表自动化工程项目中, 只有从人员、材料设备和监督三个方面三管齐下, 才能更好地对仪表自动化工程的质量进行严格的控制, 从而在提高工程质量的同时促进自动化仪表性能的发挥, 最终促进工业企业高效的生产。

参考文献