仪表回路试验方法及问题处理

仪表回路试验方法及问题处理

作者：赵起宏

来源：《中国科技博览》2013年第08期

[摘 要]仪表回路试验是装置开车前的联动检查，是对现场仪表的状态、特性以及计算机控制系统（DCS/PLC/ESD等）组态功能的检查和确认。本文从四个方面介绍了仪表回路试验的方法以及常见故障的处理措施。经实践检验，该方法和措施对仪表回路的试验工作具有参考价值。

[关键词]仪表回路 试验 故障 处理

中图分类号：TH70 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-315-02

随着计算机技术的迅猛发展，石化行业自动化程度越来越高，仪表测量趋于数字化、智能化、自动控制采用计算机控制系统（如DCS、ESD、PLC等），这使得自动控制更具高精度性、实时性和复杂性。石油化工装置，特别是大型石化装置其仪表检测控制点多达上万、仪表回路多则几千。保证仪表回路连接正确、室内外仪表编号一一对应、仪表测量精度和控制系统组态功能正确是仪表正常使用、发挥检测控制功能的前提。所以在仪表使用前，必须进行仪表回路试验（俗称仪表联校）。

仪表系统可由简单回路和复杂回路组成，在设计文件中，回路和回路中的仪表设备均标有由代号、符号和编号组成的位号，并有各回路的回路图。根据回路图并结合工程项目现场特点，可以合理安排仪表回路试验和系统试验计划，对试验进度和试验质量可以按照试验记录进行检查和控制。

常见仪表回路有检测回路、控制回路、开关量回路、脉冲回路、报警系统及程序控制系统和联锁系统等。

一、回路试验应在系统投用前进行，试验前应具备下列条件

1、室内计算机控制系统及所用UPS系统安装、接线、调试全部都合格完成； 2、回路中的仪表设备、装置和仪表线路、仪表管道安装完毕； 3、组成回路的各仪表的单台试验和校准已经完成； 4、仪表配线和配管经检查确认正确完整，配件附件齐全；

5、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。

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二、仪表回路试验的质量要求

（1）精度要求。仪表单校精度符合产品精度指标；回路试验误差值不应超过回路内各单元仪表允许基本误差平方和的平方根值。

（2）符合性要求。仪表量程、调节阀作用方向（风开或风关）和开关量属性（有源或无源）符合设计要求。

（3）对应性要求。室内计算机控制系统各通道的位号与现场仪表一致；显示读数值与现场仪表测量值一致。

（4）功能性要求。计算机控制系统组态功能符合设计要求；控制方案和联锁逻辑符台工艺要求。

三、各类回路试验方法 1、检测回路的试验方法：

通常检测回路有压力变送指示、差压变送指示、液位（浮筒）变送指示、温度变送（热电偶式、热电阻式）指示等。回路试验采用模拟工艺参数方式进行。

（l）压力变送指示回路试验方法。用压力信号源给变送器的测量压室分别加入量程的0、25%、50%、75%、100%压力信号，测量变送器的输出信号，同时室内计算机操作画面显示的仪表位号和压力值与现场仪表一致。

（2）差压变送指示回路试验方法。用微压信号源给变送器的正压室（负压室放空）分别加入量程的0、25%、50%、75%、100%压力信号，测量变送器的输出信号，同时室内计算机画面显示仪表位号和读数值（对差压式流量计，读数值分别为流量量程的（0、25%、50%、75%，100%）与现场仪表一致。

（3）液位（浮筒）变送指示回路试验方法。对液位（浮筒）变送器分别加入量程（非水测量介质，量程需换算）的0%、25%、50%、75%、100%水位，测量变送器输出信号。同时室内计算机画面显示的仪表位号和液位值与现场仪表一致。

（4）温度变送指示回路试验方法。用毫伏（或电阻）信号源给热电偶（或热电阻）温度变送器输入温度量程的0、25%、50%、75%、100%所对应的毫伏值（或电阻值），测量变送器输出信号，同时室内计算机画面显示的仪表位号和温度值与现场仪表一致。

检测回路中的高低报警试验与回路试验同时进行.用信号源加入高于（或低于）高报设定点（或低报设定点）的信号，室内计算机机画面应显示高报（或低报）。

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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元仪表允许基本误差平方和的平方根值。 2、控制回路的试验方法：

（1）控制器和执行器的作用方向应使整个控制回路构成负反馈，符合设计规定，达到工艺生产控制目的。

（2）通过控制器或操作站的输出向执行器发送控制信号，检查执行器执行机构的全行程动作方向和位置应正确，执行器带有定位器时应同时试验。

（3）当控制器或操作站上有执行器的开度和起点、终点信号显示时，应同时进行检查和试验。

3、开关量回路的试验方法：

开关量有压力开关、温度开关、液位开关等

开关量回路的高低报警试验，用压力开关、温度开关、液位开关相应的信号源加入高于（或低于）高报设定点（或低报设定点）的信号，室内计算机画面应显示高报（或低报）。 4、脉冲回路的试验方法：

脉冲量仪表主要有涡轮流量计、密度计等。

用脉冲信号源作为仪表输出信号，分别加入脉冲输出范围的O、25%、50%、75%、l00%.室内计算机画面显示的仪表位号和读数值与现场仪表脉冲值对应的流量值或密度值一致。 5、报警系统的试验方法：

（1）系统中有报警信号的仪表设备，如各种检测报警开关、仪表的报警输出部件和接点，应根据设计文件规定的设定值进行整定。

（2）在报警回路的信号发生端模拟输入信号，检查报警灯光、音响和屏幕显示应正确。报警点整定后宜在调节器件上加封记。

（3）报警的消音、复位、确认和记录功能应正确。 6、程序控制系统和联锁系统的试验方法：

（1）程序控制系统和联锁系统有关装置的硬件和软件功能试验已经完成，系统相关的回路试验已经完成。

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（2）系统中的各有关仪表和部件的动作设定值，应根据设计文件规定进行整定。 （3）联锁点多、程序复杂的系统，可分项和分段进行试验后，再进行整体检查试验。 （4）程序控制系统的试验应按程序设计的步骤逐步检查试验，其条件判定、逻辑关系、动作时间和输出状态等均应符合设计文件规定。

（5）在进行系统功能试验时，可采用已经试验整定合格的仪表和检测报警开关的报警输出接点直接发出模拟条件信号。

（6）系统试验中应与相关的专业配合，共同确认程序运行和联锁保护条件及功能的正确性，并对试验过程中相关设备和装置的运行状态和安全防护采取必要措施。 四、各类仪表回路校验常见故障及分析处理

1、TDC3000系统中，一个压力测量或流量测量回路由一个压力变送器或流量变送器与DCS系统I/O卡--高电平输入卡HLAI卡组成。 （1）联校的步骤及校验方法如下：

首先检查线路有无接地及绝缘电阻；确认仪表的电源电压；

上电观察各仪表状态是否正常，无异常方可进行下一步；若有异常应马上停电； 用手操器检查变送器的量程、位号、通信方式等与设计文件是否一致；如果是流量必须保证变送器或DCS上对数据开方仅一次，不能重复开方或漏开方。

在加入压力信号之前应使仪表与设备、管道断开，保证所加压力信号不损失，同时在DCS操作站上观察各个输入信号的显示值，并记录各个点的值，系统卸压后，仪表要指示实际真实情况，填写回路联校记录。 （2）常见故障及处理方法：

DCS操作站示值偏低，不能稳定且越来越低：主要是有泄漏点。

计算机无变化：检查组态点的正确性及通道的好坏。可以用万用表检查仪表输出电流的正确性。

2、热电偶输入回路与TDC3000形成一个温度回路时，采用多路小信号采集输入卡LLMUX，联校的步骤及校验方法如下： （1）检查线路有无接地及绝缘电阻；

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针对不同型号的热电偶查出相应的室温补偿值；

结合DCS上的仪表量程给出各点的补偿后的信号值；如果有温度信号发生器也可以直接给出各点的温度值；

记录DCS各点显示值，系统恢复接线后，仪表要指示实际真实值，并填写回路联校记录。

（2）常见故障：

DCS操作站示值偏差过大：线路虚接、回路电阻过大或电缆型号与设计不一致； DCS无显示：检查DCS通道的正确与否，是否有损坏现象。

3、热电阻输入回路与TDC3000形成一个温度回路时，采用多路小信号采集输入卡LLMUX，联校的步骤及校验方法如下： （1）检查线路有无接地及绝缘电阻；

针对不同型号的热电阻查出DCS上的仪表量程各点的电阻值；如果有温度信号发生器也可以直接给出各点的温度值；并加相应的电阻值；

记录DCS各点显示值，系统恢复接线后，仪表要指示实际真实值，并填写回路联校记录。

（2）常见故障：

DCS操作站示值偏差过大：线路虚接、回路电阻过大； DCS无显示：检查DCS通道的正确与否，是否有损坏现象。

4、在DCS操作站上一个调节回路中的调节阀联校的步骤及校验方法如下：

（1）首先应检查回路中线路有无接地及绝缘电阻及调节阀定位器的线圈电阻的电阻值。 在DCS系统操作站上调出对应的调节器细目画面，首先把调节器的输出方式调到手动方式，在DCS系统操作站上给出输出信号的0、25%、50%、75%、100%，测量现场调节阀电气转换器的输出信号分别为0.02Mpa、0.04Mpa、0.06Mpa、0.08Mpa、0.1Mpa，同时观察调节阀（连同阀门定位器）动作行程。对应DCS系统操作站上的输出值检查调节阀的开度和行程是否与DCS系统操作站上一致。当符合设计文件要求并满足工艺要求时，方可把调节阀投自动。

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在自动状态下，通过改变测量值和给定值的方法判断调节器的正反作用是否符合设计文件的要求和工艺条件的要求，同时通过改变P、I、D参数的方法提高调节阀的灵敏度。 （2）常见故障：

调节阀行程不够：仪表风风压不足或定位器漂移。

调节阀不动作：无仪表风或定位器气路堵塞，或用万用表检查线路的电流值判断故障。 结束语

回路试验应根据现场情况和回路的复杂程度，按回路位号和信号类型合理安排。同时应作好试验记录。仪表回路试验是装置开车前的联动检查，是对现场仪表的状态、特性以及计算机控制系统组态功能的全面检查和确认。常见故障及处理是笔者多年来参与辽化及国内多套装置仪表回路试验工作的总结，对进行仪表回路试验工作具有参考价值。本文对仪表回路校验方法及问题处理的阐述，旨在为广大仪表工程施工及维护人员更好地使用和掌握它，希望能对大家提供一些借鉴和帮助。 参考文献：

[1]中华人民共和国国家标准.GB50093-2002.自动化仪表工程施工及验收规范 [2]中华人民共和国国家标准.GB50131-2007.自动化仪表工程施工质量验收规范