【正文】 50 接地作用和要求 ..................................................................................... 50 接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與方法 .................................................................... 52 第十章 施工試驗(yàn)及驗(yàn)收 ............................................................................................... 53 1 自控工程的施工 ............................................................................................. 53 施工工作內(nèi)容 ......................................................................................... 54 2 自控工程的試運(yùn)行和驗(yàn)收 ................................................................................. 54 儀表的調(diào)校 ............................................................................................ 54 儀表的試運(yùn)行 ........................................................................................... 54 儀表的交工驗(yàn)收 ..................................................................................... 55 設(shè)計(jì)總結(jié) ...................................................................................................................... 56 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 57 第一章 序言 1 課程設(shè)計(jì)的重要性 本課程設(shè)計(jì)旨在培養(yǎng)學(xué)生初步分析和設(shè)計(jì)過程控制工程的能力，使學(xué)生在修完有關(guān)過程控制基本理論課程基礎(chǔ)上，通過該課程學(xué)習(xí)進(jìn)一步了解過程控制工程方面的相關(guān)知識，能夠初步掌握過程控制工程設(shè)計(jì)的程序和方法、相關(guān)規(guī)程與規(guī)定，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的表達(dá)和相關(guān)設(shè)計(jì)文件編制。 工程設(shè)計(jì)是工程建設(shè)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，是工程項(xiàng)目實(shí)施的依據(jù)。沒有一個(gè)成熟的工程設(shè)計(jì)，就不可能有一個(gè)良好的實(shí)施結(jié)果，甚至?xí)?dǎo)致工程項(xiàng)目的失敗。作為過控專業(yè)的學(xué)生，除了要有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)外，還必須掌握一些工程方面的知識，才能成為合格的自動化工程技術(shù)人員。通過此次的工程設(shè)計(jì)，讓我們能建立起過程控制工程設(shè)計(jì)的概念，對過程控制工程設(shè)計(jì)有一整體的了解。特別是在老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行自控工程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，使我們在畢業(yè)后走上工作崗位，如果在自控工程領(lǐng)域工作，可大大縮短熟悉的過程?？梢哉f自控工程設(shè)計(jì)是我們過控專業(yè)學(xué)生的一項(xiàng)基本功，今后無論從事本學(xué)科領(lǐng)域的哪方面工作，都是極為有用的。 自控工程設(shè)計(jì)是 為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化，用圖紙資料和文字資料的形式表達(dá)出來全部工作。也是我們工科專業(yè)學(xué)生加強(qiáng)工程實(shí)際觀念，進(jìn)行專業(yè)知識全面綜合運(yùn)用的一個(gè)極好的過程。自控工程設(shè)計(jì)是運(yùn)用過程控制工程的知識，針對某生產(chǎn)工藝流程，實(shí)施自控方案的具體體現(xiàn)。完成自控工程設(shè)計(jì)，既要掌握控制理論及控制工程的基本理論，又要熟悉自動化技術(shù)工具的使用方法及型號、規(guī)格、價(jià)格等信息，而且要學(xué)習(xí)本專業(yè)的有關(guān)工程實(shí)際知識，如項(xiàng)目概念及項(xiàng)目運(yùn)作方式、招標(biāo)及投標(biāo)、工程設(shè)計(jì)的程序和方法、儀表安裝方式及常用設(shè)備材料的規(guī)格、型號等。在經(jīng)過一次自控工程設(shè)計(jì)的全面 訓(xùn)練后，能使我們深深體會到各專業(yè)課程所學(xué)知識的有機(jī)結(jié)合和綜合應(yīng)用的重要性。 課程設(shè)計(jì)密切結(jié)合過程工業(yè)實(shí)際的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，是學(xué)習(xí)完《過程控制工程》課程和下廠實(shí)習(xí)后進(jìn)行的一次全面的綜合練習(xí)。其目的在于加深對過程控制工程設(shè)計(jì)思想的理解，掌握 過程控制領(lǐng)域常用和有效的控制方案和控制系統(tǒng) ， 掌握過程工業(yè)典型操作單元的控制方案和系統(tǒng)特點(diǎn)；并接受嚴(yán)格和系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練，從而為以后的畢業(yè)環(huán)節(jié)工作和擔(dān)負(fù)實(shí)際工程任務(wù)打下良好和堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 2 課程設(shè)計(jì)的任務(wù) 1） 、了解自控工程設(shè)計(jì)的任務(wù)和方法步驟，其他相關(guān)專業(yè)的分工與 協(xié)作。 過程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 2． 2） 、熟悉自控工程設(shè)計(jì)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和規(guī)定的選用原則。 3）、 掌握自控設(shè)備選型原則、設(shè)備及儀表流程表達(dá)。 4） 、掌握自控工程設(shè)計(jì)中儀表連接、供電供氣、控制室設(shè)計(jì)及安全防護(hù)設(shè)計(jì)原則及方法。 5）、 了解自控工程設(shè)計(jì)中涉及的其他文件的編制方法。 自控工程設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是負(fù)責(zé)工藝生產(chǎn)裝置于公用工程、輔助工程系統(tǒng)的控制，檢測儀表、在線分析儀表和控制及管理用計(jì)算機(jī)等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及有關(guān)的順序控制、信號報(bào)警和聯(lián)鎖系統(tǒng)、安全儀表系統(tǒng)（ SIS）和緊急停車系統(tǒng)（ ESI）的設(shè)計(jì)。完成這些基本任務(wù)時(shí)，還要考慮自控所 用的輔助設(shè)備及附件、電氣設(shè)備材料、安裝材料的選型設(shè)計(jì)；自控的安全技術(shù)措施和防干擾、安全設(shè)施的設(shè)計(jì)；以及控制室、儀表車間與分析器室的設(shè)計(jì)。 在這個(gè)“新體制”中，列出自控工程設(shè)計(jì)的八項(xiàng)任務(wù)：負(fù)責(zé)生產(chǎn)裝置、輔助工程和公用工程系統(tǒng)的檢測、控制、報(bào)警、聯(lián)鎖 /停車和監(jiān)控 /管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；負(fù)責(zé)檢測儀表、控制系統(tǒng)及其輔助設(shè)備和安裝材料的選型設(shè)計(jì)； 負(fù)責(zé)檢測儀表和控制系統(tǒng)的安裝設(shè)計(jì)；負(fù)責(zé) DCS、 PLC、 SIS、 ESD 和上位計(jì)算機(jī)（監(jiān)控、管理）的系統(tǒng)配置、功能要求和設(shè)備選型，并負(fù)責(zé)或參加軟件的編制工作；負(fù)責(zé)現(xiàn)場儀 表的環(huán)境防護(hù)措施的設(shè)計(jì)；接受工藝、系統(tǒng)和其他主導(dǎo)專業(yè)的設(shè)計(jì)條件，提出設(shè)備、管道、電氣、土建、暖通和給排水等專業(yè)的設(shè)計(jì)條件；負(fù)責(zé)控制室、分析器室以及儀表車間的設(shè)計(jì)；負(fù)責(zé)工廠生產(chǎn)過程計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 按照當(dāng)前實(shí)施的設(shè)計(jì)“新體制”的要求，自控工程設(shè)計(jì)階段的工作可歸納為以下六個(gè)方面的內(nèi)容：根據(jù)工藝專業(yè)提出的監(jiān)控條件繪制工藝控制圖（ PCD: Process Control Drawing） 。配合系統(tǒng)專業(yè)繪制各版管道儀表流程圖（ Pamp。ID: Piping and Instrumentation Drawing） 。征集研究用戶對 Pamp。ID 及儀表設(shè)計(jì)規(guī)定的意見；編制儀表請購單，配合采購部門開展儀表和材料的采購工作；確定儀表制造上的有關(guān)圖紙，按儀表制造商返回的技術(shù)文件，提交儀表接口條件，并開展有關(guān)設(shè)計(jì)工作；編（繪）制最終自控工程設(shè)計(jì)文件。 在設(shè)計(jì)工作中，必須嚴(yán)格的貫徹執(zhí)行一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，根據(jù)現(xiàn)有同類型工廠或?qū)嶒?yàn)裝置的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)資料，使設(shè)計(jì)建立在可靠的基礎(chǔ)上。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)對工程的情況、國內(nèi)外自動化水平、自動化技術(shù)工具的制造質(zhì)量和供應(yīng)情況，以及當(dāng)前生產(chǎn)中的一些新技術(shù)發(fā)展的情況進(jìn)行深入調(diào)查研究，才能有一個(gè)正確的判斷 ，做出合理的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中還應(yīng)加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)觀念，注意提高經(jīng)濟(jì)效益。 自控工程設(shè)計(jì)常用的方法是有工藝專業(yè)提條件，而自控與工藝專業(yè)一起討論確定控制方案，確定必要的中間儲槽及其容量，確定合適的設(shè)備余量，確定開、停車以及緊急事故處理方案等。這種設(shè)計(jì)方法對合理確定控制方案，充分發(fā)揮自控專業(yè)的主觀能動性是有益的。但在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，尤其對一些新工藝，有時(shí)主要是由工藝專業(yè)提出條件確定控制方案，自控專業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在某些國外的公司就采用這種做法。 過程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 3． 3 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和概述 在接到一個(gè)工程項(xiàng)目后，進(jìn)行自控工程設(shè)計(jì)時(shí)，按照什 么樣的方法來完成這些內(nèi)容呢？本節(jié)介紹完成這些內(nèi)容的先后順序和它們之間相互關(guān)系。 ① 熟悉工藝流程 這是自控設(shè)計(jì)的第一步。一個(gè)成功的自控設(shè)計(jì)，自控設(shè)計(jì)人員對工藝熟悉和了解的深度將是重要的因素。在這階段還需要收集工藝中有關(guān)的物性參數(shù)和重要數(shù)據(jù)。 ② 確定自控方案，完成工藝控制流程圖（ PCD） 了解工藝流程，并在和工藝人員充分協(xié)商后，定出各監(jiān)測點(diǎn)、控制系統(tǒng)，確定全工藝流程的自控方案，在此基礎(chǔ)上可畫出工藝控制流程圖（ PCD） ,并配合工藝系統(tǒng)專業(yè)完成各版管道儀表 流程圖（ Pamp。ID）。 ③ 儀表選型，編制有關(guān)儀表信息的設(shè)計(jì)文件 在儀表選型中，首先要確定的是采用常規(guī)儀表還是 DCS 系統(tǒng)。然后，以確定的控制方案和所有的監(jiān)測點(diǎn)，按照工藝提供的數(shù)據(jù)及儀表選型的原則，查閱有關(guān)部門匯編的產(chǎn)品目錄和廠家的產(chǎn)品樣本與說明書，調(diào)研產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和價(jià)格，選定檢測、變送、顯示、控制等各類儀表的規(guī)格、型號。并編制出自控設(shè)備或儀表數(shù)據(jù)表等有關(guān)的信息的設(shè)計(jì)文件。 ④ 控制室的設(shè)計(jì) 自控方案的確定，儀表選型后，根據(jù)工藝特點(diǎn)，可進(jìn)行控制室的設(shè)計(jì) 。對采用常規(guī)儀表時(shí)，首先考慮儀表盤的正面布置，畫出儀表盤布置圖有關(guān)的圖紙。然后均需畫出控制室布置圖及控制室與現(xiàn)場信號連接的有關(guān)設(shè)計(jì)文件，如儀表回路圖、端子配線圖等。在進(jìn)行控制室設(shè)計(jì)中，還應(yīng)向土建、暖通、電氣等專業(yè)提出有關(guān)的設(shè)計(jì)條件。 ⑤ 節(jié)流裝置和調(diào)節(jié)閥的計(jì)算 控制方案已定，所需的節(jié)流裝置、調(diào)節(jié)閥的位置和數(shù)量也都已確定，根據(jù)工藝數(shù)據(jù)和有關(guān)計(jì)算翻番進(jìn)行計(jì)算，分別列出儀表數(shù)據(jù)表中調(diào)節(jié)閥及節(jié)流裝置計(jì)算數(shù)據(jù)表與結(jié)果。并將有關(guān)條件提供給管道專業(yè)，供管道設(shè)計(jì)之用。 ⑥ 儀表供電、供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 自控系統(tǒng)的實(shí)踐不僅需要供電，還需要供氣（壓縮空氣作為啟動儀表的氣源，對于電動儀表及 DCS 系統(tǒng)，由于目前還大量使用氣動調(diào)節(jié)閥，所以氣源是不可少的）。為此需按照儀表的供電、供氣負(fù)荷大小及配置方式，畫出儀表供電系統(tǒng)圖、儀表空氣管道平面圖（或系統(tǒng)圖）等設(shè)計(jì)文件。 ⑦ 依據(jù)施工現(xiàn)場的田間，完成控制室與現(xiàn)場見聯(lián)系的相關(guān)設(shè)計(jì)文件 等土建、管道等專業(yè)的工程設(shè)計(jì)深入開展后，自控專業(yè)的現(xiàn)場條件也就清楚了。此時(shí)按照現(xiàn)場的儀表設(shè)備的方位、控制室與現(xiàn)場的相對位置及系統(tǒng)的聯(lián)系要求，進(jìn)行儀表管線的配置工作。在此基礎(chǔ)上可列出有關(guān)的表格和繪制相關(guān)的圖紙，如列出電纜表（管纜）及橋架布置圖、現(xiàn)場儀表配線圖等。 過程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 4． ⑧ 根據(jù)自控專業(yè)有關(guān)的其他設(shè)備、材料的選用等情況，完成有關(guān)的設(shè)計(jì)文件 自控專業(yè)除了進(jìn)行儀表設(shè)備的選用外，這些儀表設(shè)備在安裝過程中，還需要選用一些有關(guān)的其他設(shè)備材料。對這些設(shè)備材料需根據(jù)施工要求，進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)，編制儀表安裝材料表。 ⑨ 設(shè)計(jì)工作基本完成后，編寫設(shè)計(jì)文件目錄等文件 在設(shè)計(jì)開始時(shí)，先初定應(yīng)完成的設(shè)計(jì)內(nèi)容，待整個(gè)工程設(shè) 計(jì)工作基本完成后，要對所有的設(shè)計(jì)文件進(jìn)行整理，并編制設(shè)計(jì)文件目錄、儀表設(shè)計(jì)規(guī)定、儀表施工安裝要求等工程設(shè)計(jì)文件。 上述設(shè)計(jì)方法和順序，僅僅是原則性的提法，在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中各種設(shè)計(jì)文件的編制，還應(yīng)按自控工程的程序進(jìn)行。 自控專業(yè)工程設(shè)計(jì)的如圖 11 所示，工作程序圖反應(yīng)了自控專業(yè)在各版Pamp。ID 期間所要開展的工作。對于圖 11 所示工作程序圖有以下幾點(diǎn)的說明。 ① 圖中各版 Pamp。ID 期間所列的各種設(shè)計(jì)文件時(shí)表示開始編制的時(shí)間，有些設(shè)計(jì)文件在該期間可以完成，有些文件則要延續(xù)到設(shè)計(jì)后期才能完 成，如儀表索引、儀表回路圖； ② 圖中所列的設(shè)計(jì)文件對于某個(gè)具體工程項(xiàng)目，并不一定都要完成，可以根據(jù)需要編繪有關(guān)的設(shè)計(jì)文件。啟動儀表時(shí)若設(shè)計(jì)選用，則設(shè)計(jì)文件應(yīng)增繪相關(guān)圖，本程序中未列入； ③ 化工工藝專業(yè)提交的自控設(shè)計(jì)條件有兩種形式 ，一種為工藝流程圖和工藝說明、材料平衡表、主要控制說明等設(shè)計(jì)資料；一種為“儀表?xiàng)l件圖”。兩種形式自控專業(yè)都能接受； ④ 儀表采購的配合工作在基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)階段就開始了，如向采購部門提供“ 儀表設(shè)計(jì)規(guī)定”，推薦和評估儀表詢價(jià)廠商等； ⑤ 儀表定位會議一般與模型審核會（設(shè)備、配管模型） 設(shè)計(jì)的一起召開。對于不開 過程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 5． 過程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 6． 模型設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目，儀表定位會議往往不正式的召開。而儀表的定位是通過自控專業(yè)與管道等專業(yè)往返設(shè)計(jì)圖、表以及相互的協(xié)商來確定的； ⑥ 程序圖中未包括的 DCS 應(yīng)用組態(tài)所需的設(shè)計(jì)文件。這類設(shè)計(jì)文件在過程設(shè)計(jì)完成后根據(jù)需要編制，編制時(shí)要完成的設(shè)計(jì)文件有：工藝流程