ys-80可变程序系统调试工法10792.pdf

1 YS-80可编程调节系统安装调试工法 中国化学工程第六建设公司 本调节控制系统常称为YS-80控制系统，是日本横河公司一九八0年首次推出的一种功能和操作十分优越的控制系统。近年来，在国内应用较多的有SLPC、SPLR、SLMC等，尽管构成系统的软件及功能有所不同但安装调试方法基本相近。具有代表性的SLPC可编程调节器是YS-80系列的一种机型，可用以组成从基本PID控制到高级复杂的控制系统。作为控制功能，可以执行从单纯FID控制到批量控制，采样值PI控制，以及可变增益控制和纯滞后时间补偿控制，也可以使用一台仪表进行串级控制，前馈和自动选择控制。此外，还具有自整定功能，可以对PID参数进行自动最佳选择。在执行一般运算和顺序逻辑运算时，可以将大约46种运算功能自由组合，使仪表具有各种符合要求的功能。该仪表最大的特点是可以象台式计算机那样进行程序设计，用户可以使用SP-RG编程器十分方便的编制自己所需的程序。由于上述特点，SLPC可编程调节器在化工生产自动化中得到了广泛的应用，本工法是以SLPC可编程调节系统的实践为基础并按全面质量 管 理 的 观 点 进 行 整 理 开 发，着 重 介 绍编程 调试技术及系统调试方法，该原理与方法不仅适用于YS-80机型，也适用于其它可编程调节系统。一、工艺原理及特点 根 据 对 过 程 控 制 的 重 要性与关 键性，以 及受工艺安装影响的程度，有利于争取时间，保证系统调试顺利，按时、按质达到控制点，确定了首先以YS-80可编程调节器为核心的单机调试及控制室内仪表系统用各种模拟手段，将操作台、测量、调节联锁通道，模拟信号装置等各环节全部开通，待现场仪表系统安装完后，进行逐套系统联调的程序。(一)YS-80可编程调节器是过程控制的关键，其编程或程序校验以及硬、软件调试,功能动态模拟试验,可在室内进行。(二)现场仪表受工艺安装等多种条件制约，难以与控制室仪表施工同步进行。使用本工法，可改善调试人员“两头紧中间松，后期来不及”的劳动状况。科学合理的安排劳动力，使仪表安装与工艺施工达到完全的同步。2 (三)通过控制室内系统局部调试，将大量的问题暴露于早期，实行质量预控，为系统的联调打下坚实的基础。二、工艺程序 (一)根据系统结构、层次规模及装置控制形式（控制室集中控制），将YS-80控制系统安装施工分成二条独立的作业线，进行平行施工。见图1 (二)施工顺序的安排 顺序的制定以缩短工期,确保质量,节省人力财力为目标,充分兼顾系统的集中性与分散性,使现场的仪表安装、回路调试与装置的单试、联试密切配合，严格地执行科学的网络计划，其要点如下:1.认真、细致地做好施工准备，在早期现场条件不具备时，尽可能大的进行各类仪表系统的预组装、管、支架的预制.与此同时,进行仪表的一次调试,盘、箱柜、操作台及辅助设备的安装,校接线等工作.2.中期密切配合工艺安装人员进行调节阀、流量计、孔板、一次取温、取压部件的施工.见缝插针，逐步完善电缆桥梁、管缆、线、支架及一调 试 方 案 调 试 准 备 校 对 控 制 程 序 YS-80 硬 件 调 试 YS-80 软 件 调 试 控制 室仪表系统调 试 图 纸会 审 施 工 组 织 设 计 人 员 机 器 具 YS-80 系统 安装 方案 配合工艺安装在线 仪表一次校验 系 统 安 装 准 备 加 工 预 测 仪 表 预 组 装 盘 柜 箱 操 作 合 就 位 桥 架 安 装 配 管 电 缆 敷 设 仪 表 安 装 YS-80 控 制 系 统 联 调 配 合 装 置 单 体 试 车 装 置 联 动 试 车 热 态 调 试 化 工 投 料 3 次仪表的安装。同时在控制室内进行以端子排为 的控制室内的仪表的调试.3.后期视现场仪表系统完成状况,按完成的先后顺序或工艺单机试车控制点,逐步完成系统联调工作,达到与工艺同步的目标.三、安装工艺 (一)SLPC可编程调节器有关系统的安装 1.一般常规模拟仪表系统安装，按照GBJ93-86工业自动化仪表工程施工及验收规范有关条款实施：2.电缆敷设按图纸要求的型号、规格，室外一次端用挠性连接管连接，并注意密封。电缆槽中，本安线与非本安线，信号线与电源分开敷设。控制室内亦应分扎成束，局部交叉应垂直相交，屏蔽线的屏蔽层统一接在盘内的接地母线上。3.接地系统应单独设置，并与电气接地网留有适当的距离。接地线引出地面时，要用1 16mm2以上的绝缘导线套保护管引出。接地电阻应符合厂家说明书的要求。(二)SLPC可编程调节器的安装 1.SLPC可编程调节器端子配线末端上使用圆形压接端子(M4 的螺钉)2.状态输入的接点及电压、电频要与SLPC的规格匹配，当导线电阻过大，在导线内出现电压降的情况下，进行电压、电频输入时，要注意连接特性。要点：(1)接点具有正负极性，接线时应注意极性不能接反；(2)在开关包含继电器等电感成分的设备时，要将冲击电压吸收器(保护二级管、CR回路等)与负载并联；(3)负载不能超过接点额定值(30VDC、200mA以下)；(4)不能直接使用交流负载，应设中间继电器，见图2 3.状态输入和状态输出由程序进行指定，确认以后再进行接线，在没有指定的情况下，状态信号1-3作为输入(DI)，状态信号4-6作为输出(DO)要点:在不使用电流输出时，将电流输出端短路。4.通信配线要使用SCCD通信专用屏蔽双纽导线。5.多通道模拟输入时，为消除导线间的电频差，要将负极间连接在一起。6.用户ROM是属于MOS-IC类的PROM。此类IC极易遭受静电破坏；因此，在保存安装ROM时，要用导电性垫板，不可接触使PROM带电的 4 衣 服 和 其 它 器 材。使 用 时，不 能 戴 化 纤 手 套。此外安装在SLPC上的ROM必须粘贴规定的密封，以防紫外线照射将原存程序丢失。四、YS-80可编程调节器软硬件主要调试方法和要点 (一)SLPC的硬件调试及要点 1.将 SPRG编程器按说明书要求与SLPC连接,并按表1的调整程序写入，程序写入结束后，将SPRG编程器给定为TESTRUN方式，即可按说明书要求进行各项指标的调整。(见表1)调整程序 表 1 步 号 程 序 01 LDX2 02 STA1 03 LDX1 04 BSC 05 LDX3 06 STY1 07 END 2、要点 (1)SPRG编程器与SLPC调节器的连接。将仪表和编程器与电源切断，并将SPRC编程器的状态切换开关置成 PROGM状 态，然 后 将 SPRC电 缆 插 件 与 仪 表 连 接，先 接 通 SPRG的 电源，次接通SLPC的电源。(2)分离 分离应将SPRC置成PROGRAM状态，先切断SPRG电源，再行分离。(二)程序的检验及写入ROM 1.原理 按编程器键编制程序，把装在仪表上的用户ROM中的程序转移到编程器中的RAM-2中去,或把用户ROM插入到编程器的ROM插座上，再将ROM中的内容转移到RAM-2中去。使用这些方法把程序写入RAM-2后，如果切换至运行测试状态，就可以把来自过程的输入输出信号含在内执行程序。SLPC可编程调节器则可把模拟程序作为过程模拟写入RAM-2K中，进行数字闭环模拟。编程器的显示器能够显示演算过程中各寄存器的数据(利于程序调试)。若程序能够满足要求的话，就可以把空白ROM装在编程器的ROM插座上后，把存贮于RAM-2中的程序写入ROM里去.SLPC也可以由其本身 5 调整板把设定的数据作为初始值写入ROM中去，写入结束后的ROM内容正确与否可以通过编程器的显示确认。把结束写入程序的ROM装在仪表上，切开编程器，就可以由仪表单独进行程序运行的功能。2.操作(见图3)操作顺序 键操作 INZ 编程册初始化 键操作 INIP 参数初始化 键操作 MPR 主程序的作成 键操作 SBP 子程序的作成 键操作 SPR 模拟程序的作成 键操作 DIO DIO端子的功能 给 定 图 3 接通电源前，将TEST、RUN/PROGRAM开关给定成PROGRAM方式。通电预热(编程器显示)MAIN PROGRAM 完成初始化操作后，操作与程序描述内容相对应的接键，进行主程序的键输入，命令记号与编程器显示内容对应。3.试验程序 (1)步序检查 程序的键输入结束后，检查键操作是否正确，可在执行程序方式的状态下，检查程序步。同样方法也可以检查子程序和模拟程序。(2)执行试验程序 6 在与编程器连接的状态下，向各输入信号端子上传送信号，检查输入-输出 关系是否符合程序要求。若发现试验程序中有不合适的部分，应对程序进行修改。4.程序向ROM的写入 程序经试验程序检验后，将空白的ROM安装在编程器的ROM插座上。当WRITE显示呈现比较缓慢的闪烁状态，约经过100秒钟后，显示变为COMPLETE，表示写入结束，至此，程序生成完毕。(三)运行中的故障排除 YS-80可编程调节器的FAIL指示灯，ALM指示灯点亮或闪烁时，表示仪表系统内部出现异常，应急的方法是监视电流输出 信号，利用手动操作杆，将输出信号给定在不致于对过程产生不良影响的值上，并将SPBD便携式手操器与其连接，进行从SLPC向 SPBD的切换。在侧面整定板上选择项，寻找异常原因，按表2的内容，并采取相应的处理措施。表 2 指 示 灯 CHECK指示 论断内容 -00 正常 FAIL 01 A/D变换部分异常 FAIL 02 D/A变换部分异常 ALM 04 运算范围溢出 ALM 08 输入信号超量程 FAIL 10 用户ROM未安装或异常 ALM 20（闪烁）数据保护电池未安装或电压过低 ALM 40 电流输出信号开路或负载过大 ALM 80 内部数据丢失 五、两步系统调试的主要工序 (一)控制室仪表系统 1.辅助装置的开通 首先对仪表盘、机柜、操作台进行全面细致的检查，包括本质安全接地、系统工作接地和安全保护接地等，确认无误后，开通交直流电源及不中断供电系统。2.系统调试 7 YS-80可编程调节器，软硬件调试完后，可按回路图对各种输入回路，从端子板上加入模拟信号和输出回路，在端子板上接入电阻箱进行系统调试，调整测量、控制的精度，检查各有关功能。对于复杂系统，能分解的尽量分解成简单系统，各个突破。要点：系统模拟时，对已设定好的报警给定值、联锁设定值，进行送入越限模拟信号的试验，以提高调试工作的效率。3.联锁、报警试验 开关输入的联锁、报警调试按照逻辑图逐条、逐段、一步一步的进行试验检查，直至满足逻辑功能为止。要点：开关信号加在分段回路的始端，逻辑状态变化的观察放在末端。4.故障模拟 YS-80可编程调节器设有仪表本身故障报警。当数据保护用电压过低时及正在进行上下限报警时，ALM指示灯分别呈闪烁和点亮，因此，可通过用放过一定电量的电池装入YS-80调节器内，调节器报警时，切断输入或输出线的方法进行故障模拟。(二)系统联调 控制室仪表系统调试完及现场仪表安装完后，可进行装置控制系统的联调。意在系统投入过程控制之前，能完整，真实地模拟过程参数，使装置单、整体试车顺利进行。1.检测系统 在现场信号发生端，输入模拟信号，观察指示仪表，记录仪表等显示单元，检查系统误差，其值不应超过系统内各单元基本误差平方和的平方根值。2.调节系统 (1)检测部分和检测系统调试一致。(2)在调节器手操端操作输出，检查执行器从始点到终点的行程误差，其值不应超过系统内各单位元基本误差平方和的平方根植。(3)按负反馈原理或规定，确定调节器的动作方向。(4)检查比例、积分、微分动作和输出保持特性。3.报警系统及信号联锁系统 (1)按设计规定值设置给定值：(2)按系统回路加模拟信号和开关信号，检查是否能满足功能要求。要点：加信号时，要特别注意检查与电气有关部分，能开启电机的尽量与电气整体调试一起进行，检查电气启动回路，保护回路的触点。8 六、质量标准和控制点 (一)质量标准 参照下列文件有关部分 1.国家标准GBJ93-86工业自动化仪表工程施工及验收规范；2.设计文件；3.YS-80可编程调节器的功能和应用(TECHNICAL INFORMATION)；4.SLPC可编程调节器使用说明书及其它有关仪表说明书；5.SPRG编程器操作使用说明书；6.SLPC工作表 WSi B4 C2-11 7.SLPC工作表 WSi B4 C2-12 8.SLPC程序表 WSi B4 C2-15 9.量检查标准 TJ308-77 (二)控制点 1.调整室仪表调试电源(220V)须用交流稳压器，使电压波动符合仪表要求。2.接地电阻要符合仪表制造厂家要求(最小值)。3.测试仪器精度要高于被测仪表精度的2至 3级。4.仪表单体调试按说明书逐项进行,并符合要求。5.程序调试要严格按工艺过程要求及设计要求的控制功能。七、安全措施 1.凡通220V电源的仪表，送电前要检查线头连接是否正确，所送电压等级是否满足仪表的规定。2.SLPC与 SPRG的连接、拆卸、开关电源的顺序要严格执行本工法五(一)1、2中要求的程序。3.YS-80可 编 程 调 节 器 的 软 硬 件 调 试，ROM的 保 管，要 由专人负责，并经过培训，且具有一定的技能。4.YS-80可编程调节器状态输入、输出接点要符合本工法四(二)2的要求。八、劳动组织 加强劳动组织管理，用严格科学的方法合理投入劳动力，在不包括仪表就位及管路、电缆敷设等，就800-1000个回路的仪表系统，其调试人员配备大致可参考如下安排。(见表3)表 3 序号 项 目 工 作 内 容所 需 人 员 9 YS-80 硬件调试 调试工技术员 1 校 验 2 1 2 软件调试程序检验写入 2 2 3 系统调试端子排以上 2 1 4 系统联调 8 2 九、调试用主要器具见表 表 4 序号 名 称 规 格 数 量 1 数字万用表 5位数字 4台 2 数字式压力表 各种量程 1套 3 对讲机 2对 4 活塞压力计 0 60MPA 1台 5 信号发生器 DF-2台 6 标准电阻箱 2台 7 其它视情况而定 十、技术经济效果 (一)工程质量 合格率100%,一次成优率95.7%，达到一次开表成功，各项工艺技术指标均能达到设计要求。(二)工期 与定额工期相比，可缩短20%(三)工程成本 由于一次合格率高，杜绝返工现象，而且工期缩短，因而工程成本可降低15%左右。10 (四)由于工期短，可靠性高，一次合格率高，运行平稳、安全，为企业争得了信誉，保证了建设单位的持续安全生产，取得了较显著的社会效益。十一、应用实例 1988年1990年，本“工法”初步用于武汉葛店化工厂聚氯乙烯装置仪表工程,获得一定收益。1990年末至1991年，用于江西贵溪化肥厂引进磷酸装置仪表安装工程，其效能得到了充分的发挥。该工程工期要求短，仪表施工人员进点晚，且系统复杂，技术要求高(三比值、串级、前馈系统多)。采用本“工法”后，工期91天，比预计工期提前95天，比法方代表要求的工期提前35天，开通整个装置控制系统，确保了控制点及投料的稳定运行。在该厂施工的五个施工单位中各项施工指标均名列榜首，受到了各方的好评。(执 笔：胡毅敏)_