浅析海外工程仪表调试施工

摘要：根据海外工程仪表调试施工的特点及本人在海外施工的经验,对海外仪表调试施工技术及管理工作进行了理论总结。

关键词：技术及管理；总线技术；对比；实施准则解析；过程管理

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1、前言

根据海外工程仪表调试施工的特点及本人在海外施工的经验,通过在海外对仪表工程施工过程中遇到的问题, 探讨其关键点以及项目执行过程中采取的必要方法。分析了仪表施工技术管理的中失误，也对海外仪表调试施工及管理工作进行了理论总结。对海外的管理有了新的认识，对比了国内外仪表调试施工技术及管理的不同。以下是施工中自己承担的岗位工作进行的一些经验总结，为今后类似或相同项目施工提供借鉴。

2、海外工程仪表调试施工技术及管理

2.1海外装置基金会现场总线技术

基金会现场总线（FF）的定义是全数字、串行、双向通讯协议，用于现场智能仪表和控制设备等的互联 ，是一种将取代4-20mA标准的连接智能现场设备和控制系统设备的数字化、双向、多站通信系统。 基金会现场总线支持在各种现场设备中实现PID和HART协议相同的设备描述技术。它利用数字通信代替4-20mA信号，一条总线上可挂接多台现场设备，在现场设备上实现基本的过程控制功能，实现真正的可互操作。 即：

2.1.1任何制造商的设备，只要其遵循基金会总线标准，即可进行互操作。

2.1.2最基本功能的意义：设备通讯时数据取决于设备的类型。如温度变送器将产生所测量的温度总线信号。现场基金会认证标准不限制其他设备的向导，例如，自动标定或组态设置向导，也可以作为互操作的一种表现。

总线仪表需要转换模块（Transducer Block）用于变送器和传感器的接口，包括标定和其他数据。

转换模块的模式可以组态，在对设备进行标定时，模快必须设置为OOS状态。

2.2总线仪表与模拟仪表的对比

2.2.1模拟仪表的缺点：

单向

每个设备需2线到I/O子系统

一对一结构：一台仪表，一对传输线，单向传输一个信号。接线复杂，工程周期长，安装费用高，维护困难。

可靠性差：传输精度低，易受干扰。采取措施的结果是提高了成本。

互换性差：大部分技术参数由制造厂家决定，不同厂家仪表不能互换。用户依赖厂家。

2.2.2总线仪表的优点：

设备或控制器之间的直接多变量通讯

现场设备到H1接口（控制系统）需1对双绞线

一对N结构：一对传输线，N台仪表，双向传输多个信号。接线简单，安装费用低，工期短，维护容易。当需要增加新设备时，只需并行挂接到电缆上。

可靠性高：数字信号传输抗干扰强，精度高，成本降低。

可控状态：在控制室即可对现场设备进行监测和参数调节，并可预测和查寻故障，现场设备始终处于远程监视和可控状态，提高了可维护性，可靠性。

互换性：用户可选择性能价格比最优的现场设备，并将不同品牌的仪表互连，实现“即接即用”。

互操作性：模块化设计，可以对不同品牌仪表进行统一组态，节省投资。

统一组态：现场仪表引入功能块的概念，所有制造商使用相同的功能块，并统一组态方法，对不同的仪表，用户不需进行再培训学习状态方法和编程语言。

2.3施工过程中，对现场总线实施准则解析。

当有多个FF设备存在时，（例如质量流量的测量可以利用质量流量计和密度计）。设备应该尽可能联合使用以节约成本。

对于段的电力调节器的供电应该为28V直流电，并且通过一个经认证的电源转换器使其p-p波动小于0.1V。电源应该对地隔离。

总线仪表信号的电缆应该在所有的位置对地隔离。如果某个仪表需要安全接地，则必须通过另外一根独立的导线接地，并且需要与支电缆分开。

所有现场电缆应该是钢丝铠装型电缆，并且使用电缆桥架。仪表和接线箱的接入口应该使用认证的电缆密封接头。每一根导线芯都应使用弯边的环进行端接。

现场应采用“鸡爪形”的拓扑结构，每个段仅有一个“鸡爪”。该接线拓扑结构要求在接线箱中安装有一个现场端接器。该端接器需贴有醒目的标签，防止它因疏忽而被移走。另一个端接器要作为电源控制器的一部分安装在主机上。

所有的电缆屏蔽应该现场绕包并且在现场总线仪表处隔离，仅仅在端子转接柜处接地。

现场的支线应该有独立的短路保护器以保证在支线的短路仅仅影响在该处的仪表。这个保护器限制支线的电流不超过30mA。短路保护器应该安装在接线箱中。短路保护器的连接应该是端接式的，这样就不需要预制电缆和连接器。

如果主电缆是多芯电缆，则各个支线的屏蔽不能在接线箱中被连接在一起。

对于是否需要过电保护器应该进行评估，安装在必需的地方。过电保护器应该进行选择，使得在段的位置没有测量信号的衰减。

标准的控制回路中的阀门和变送器应该位于同一个段中，例如在一个压力控制回路中，压力变送器和阀门应该位于同一个段中。

对于标准的控制回路，控制（PID块）设置在阀门定位器中。在串级控制中，主控制回路在DCS中，副回路控制则由阀门定位器器来实现。

每个段负载不能超过12个仪表。一般情况下每个段设计负载9个仪表（允许将来在每个段可以增加3个仪表）。每个段的负载中的阀门不能超过2个。

一个段中功能块处理时间为0.25秒的仪表最大负载量为三个。

H1中继器的使用需要通过业主技术部门的批准。

在选择现场仪表和接线箱的安装位置时，应尽可能保证支线的长度最短。一个段的分支电缆的总长度不能超过120米。每个分支电缆的长度差应该尽可能得被设计在10米之内。如果各个分支电缆的长度明显不同，端接器要安装在最长的分支电缆的末端靠近仪表的位置，而不是安装在接线箱中。在这种情况下，应该把端接器安装在靠近仪表的附加接线箱或端子盒中（使得对仪表的维护中不会影响到段）。

主电缆和分支电缆的使用应该通过现场总线基金会的认可。它们应该是A型（单对）和XI型（多对），每一对双绞线要有单独的屏蔽，符合IEC/ISA的物理层标准。

所有的控制仪表（控制阀和开关阀）应该被配置成主机通讯故障时的阀位和失气时安全状态的阀位相同。

标准模式的故障点（例如在电源分配系统中，冗余的供电回路被连接在一起）应该尽可能在设计中考虑到。

控制功能应该围绕标准文件的建立。这就避免了指定采购特殊仪表和文件，并且允许离线配置。

制造商提供的所有仪表的驱动程序(DD)都应该可以从现场总线基金会网站上获得。

2.4海外仪表专业施工过程管理

在总线仪表专业施工过程中，业主采用的是回路包（INSTRUMENT PRE-LOOP PACKAGE）的形式把整个仪表专业工程贯穿起来，按仪表类别分电动回路包（ELECTRICAL LOOP）、机械回路包（MECHANICAL LOOP）、MCC回路包（MCC LOOP）。电动与MCC回路包号按回路图标题（ILD）定义，机械回路包号按仪表索引表（INSTRUMENT INDEX）定义。下面主要介绍一下电回路与机械回路。

电回路包内容见如下表格：

此表格很明显，融会了电动仪表的整个施工过程。仪表的每项工作细节伴随着包中每项资料、报告、记录的完成。回路包的不断完善，意味着仪表工作的即将结束即回路测试（LOOP TEST）签字验收的结束。

机械回路包内容见如下表格：

机械包很明显比电动回路包简单多了，由于以防施工过程中仪表的损坏，此LOOP CHECK一般在电回路之后完成。

海外INSTRUMENT专业的这种工作方式、管理流程值得国内借鉴，不过由于国内外国情不同，对于进度、质量、投资的控制方式以及对安全、合同、现场的管理理念都有所区别。要与国际化仪表施工技术管理接轨，还需要一段时间。

3、结束语

海外工程项目管理是一个动态管理过程,在整个过程中还要对工程材料、设备采购、施工机具、技术档案资料,以及回访保修有大量的数据和信息需要处理,这就要求建立计算机系统及其数据库、应用系统管理软件，如编制进度计划的P3软件、P6软件；现场绘图的CAD软件，交竣工资料编制软件等，提高工作效率。海外仪表专业施工中积极贯彻“及时、准确、有效、满意”八字施工方针，想业主之所想，急业主之所急，将业主真正地放在上帝的位置上，对施工过程中所出现的各类问题及时给予准确地处理，从而有力的保证了仪表专业顺利施工，使工程项目高标准投产，圆满结束。