论文部分内容阅读
【摘 要】本文主要针对自控仪表工程设计概述和自控仪表施工的前期准备阶段管理以及自控仪表施工阶段的控制管理的关键点进行简要分析，仅供参考。
【关键词】自控仪表；工程设计；施工管理
一、自控仪表工程设计概述
自控仪表工程设计是自控系统工程设计和工业仪器仪表工程设计的总称。自控仪表的工程设计，主要是指选择适合的仪表满足工艺参数的测量要求，选择适当的软、硬件组合成控制系统，满足工艺监控的需要以及与之相对应的文件编制或整理工作，并不是研究开发设计仪表的新功能或新产品，也不是开发设计或完善控制系统本身，而是把所选用的仪表和控制系统作为工厂自动化中的一个整体元素来处理。
1、自控系统
自控仪表工程设计中的自控系统，通常由控制主体、控制客体和控制媒体组成，完整的自控系统主要包括：控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节。自控系统能够实现在无人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行自动控制任务的系统。如DCS、PLC、ESD/SIS、CEMS及锅炉燃烧控制管理系统（BMS）等。
通常情况下，自控系统都是由硬件和软件两部分组成的。硬件部分主要包括控制站、操作站、工程师站和数据通信及其网络。控制站是整个控制系统的基础，实现数据采集并直接对生产过程进行各种连续控制、批量控制及顺序控制等，所有测量值通过通信网络送至操作站数据库，控制站的可靠性和安全性最为重要，死机和控制失灵的现象是绝对禁止的，同时冗余、掉电保护、抗干扰及构成防爆系统等方面都要有效而可靠。操作站和工程师站涵括：操作员功能、工程师功能、通信功能及高级语言功能等，其中工程师功能中包括系统组态、系统维护和系统通用（Utility）功能，还有系统配置、操作标记、趋势记录、历史数据管理、总貌画面组态、控制站组态及工艺单元或区域组态等。数据通信及其网络包括网络结构的设计和通信介质（信道）的选择。自控系统的软件部分包括实时操作系统、编程语言和编译系统、数据库系统、自诊断系统及通信协议等。2、工業仪器仪表
工业仪器仪表指的是用以检出、测量、观察和计算各种物理量、物质成分及物性参数等的器具或设备的总称。如，测量温度、压力、流量、液位和重量的各种检测或变送仪表，调节阀、切断阀门等调节和控制仪表，以及具有特殊功能的分析仪表（电导率、pH分析仪、浊度分析仪、COD及TOC等）。
3、自控仪表工程设计原则
成熟、安全、可靠始终是最重要的原则。
3.1. 自控系统应该是经历了生产实践检验的成熟可靠安全的系统。为了满足自控系统在生产过程中可靠运行、安全运行、持久运行的要求，在元件选择、软件编程以及系统设计上都要做足考虑，确保在误操作、断电等情况下，系统依旧能稳定的运行，不会威胁到人员与设备的安全；
3.2. 自控系统的应具备良好的开放性，以便能方便地与其他系统通信，满足工厂全局的需求；
3.3. 根据生产过程或控制对象的属性，确定合理的控制策略；
3.4.工业仪器仪表的选用，是基于生产过程或控制的对象本身的要求。针对生产过程，设计人员要熟悉地掌握各项参数提出的需求，确保设计选型更加趋于完善，保证自控仪表安全、可靠、稳定、长期地运行；
3.5. 在安全稳定长周期运行的前提下，自控仪表工程设计还应该满足方便更换、安装、维护方面的原则，为生产节约成本，提高整个系统的经济效益。
3.6. 预留仪表充足的安装空间和自控系统充足的扩展空间是很重要的，这样有利于工艺过程的改进与未来生产的发展。
3.7. 在安全可靠的前提下，应充分考虑节能环保和新技术的应用。
4、自控仪表工程设计需要充分考虑施工的特点
自控仪表施工具有以下特点：
第一，施工范围广。自控仪表施工会涉及到诸多方面，需要大量的本专业和相关专业的知识予以支撑，并且施工难度较大。在仪表设计施工中，很可能面临多专业冲突的问题。
第二，施工周期短。一般来说，在土建工程的完成量达到80%左右，工艺管道设备施工工程量达到70%左右才会全面开展自控仪表施工。
自控仪表施工时间仅仅占据项目施工四分之一的时间，因此，施工周期短而紧迫。
第三，难以保护成品。由于自控仪表所使用的设备与材料质量轻、体积小，并且技术含量高，在安装环节很容易丢失。
二、自控仪表施工的前期准备阶段管理
1、组织和人力准备
合理的组织架构能保证施工工作高效有序地开展。
在施工开展前，就必须建立好施工组织结构，并确保合适充足的人员出现在组织架构中合适的地方。每个关键的位置都需要有经验的人员。
2、网络进度计划
根据项目整体进度计划，制定好自控仪表的施工网络进度计划。科学合理的计划可以减少人财物料的浪费，能高效地推进施工。
3、技术准备
在自控仪表施工之前，应该熟悉相关的标准规范，如：安装图册、设计规定，学习仪表工程部分，掌握工艺控制的基本原理；熟悉设计单位所提供的资料，有利于施工材料购买与施工过程的查阅。在施工图设计交底之后，技术人员应研读施工图纸，如：施工设计文件的完整性；对自控仪表说明、施工方法以及界限进行细致的界定；检查系统的接线图是否与原理图保持一致，注意控制室紧急事故的检查；检查仪表安装方式是否正确等等。做好设计交底记录。
保管好自控仪表随机所带的各种资料，这些资料在未来的安装和调试中都可能用到。
4、熟悉现场
充分熟悉现场，在现场合适的地方设置自控仪表物资存放的仓库，并制定好物资管理规定。同时，还需要在现场合适的地方设置好仪表检查调校的专用场地。 5、材料准备
施工能够顺利开展，施工之初的材料准备是关键。选择良好信誉的商家，查看其供货记录，则可以避免因为供货速度跟不上而造成的施工进度受阻。根据施工设计规定，在材料准备上应该有所冗余，所以，在施工之后，可能会出现材料剩余的现象。在这样的条件要求下，对价值高、数量多，并且容易购买的材料，如电缆等，不能一次性购买完成。
6、好安全施工规程
安全工作是施工过程中非常重要的工作之一，在施工开始之前就要制定好安全施工规程。
三、自控仪表施工阶段的控制管理
1、施工动态控制
考虑到自控仪表施工属于动态的管理过程，所以，进度控制应随着项目进展有所调整。根据施工前期制定的网络进度计划，项目管理人员在施工中的各个阶段都应该制定出相匹配的详细具体的进度计划，确保项目进度可以根据施工的实际情况及时作出调整。
从项目初始阶段，就应该做好施工程序框图的建立与管理工作，建立相匹配的组织体系。在施工初期施工程序框图制作完成之后，将施工程序框图作为基础，建立控制体系、数据统计体系，每天定时对信息进行更新，关注施工动态，针对急需解决的问题，合理安排人员，保障问题在第一时间得到解决。此外，由于设立专门的组织架构和实时更新的进度计划，可以保证施工按时按量的完成，临时的突击只能造成不必要的人工与周期浪费。
2、信息控制
项目进度控制离不开信息这一依据。在施工环节，要建立起信息系统，确保信息的反馈与传递的有效性。可以建立的系统有：仪表材料控制表、仪表施工状态表等数据库。指派专人开展维护工作，做好定期的监督、分析，强化调度工作，记录施工进度，履行合同当中对进度控制的承诺，做好统计分析，落实进度控制计划，处理好进度的索赔制度，实现资源供应的进度控制计划，对仪表施工进度和存在的问题加以监控。通过仪表状态的汇总表，及时、准确地查出自控仪表施工的完成进度，分析未完成工程可能存在的结症。其余工作有相应数据系统的支持，也很容易查阅到需要的数据。
3、施工工作会议
施工工作会议对于项目施工来说是一种非常有效的协调的手段，也是实现施工动态控制管理的有力保证。
自控仪表施工单位每天都要有工作例会，总结前一天的工作，布置新的工作。通常地，一个项目是涉及多专业、多部门的，对于整个项目来说，也需要工作会议来协调各专业之间的工作。施工工作会议必须是一种高效率的会议，否则，会应为会议而浪费时间。
4、加强执行力
自控仪表工程项目实施的关键在于执行力，只有不择不扣的执行，才能确保自控仪表工程的设计施工管理符合项目要求。科学的激励机制，有利于执行力的加强。
从业主的角度来看，施工队伍的选择和管理是很重要的。
5、接地
对于自控仪表系统来说，看似简单，实际上是很重要的，合理的接地方式同样是有效的防止干扰的策略。所以系统的设计与施工过程中，就应该重视接地的作用。一般来说自控仪表系统的接地方式有三种：
第一种，单独设置接地极；
第二种，虽然设置接地极，并与电力系统相连；
第三种，利用电力系统的接地极。
对于这三种方式来说，并没有优劣之分，具体需要做的就是在设计、安装与运行自控仪表系统时能够根据防止干扰的实际要求标准、系统运行的实际条件以及经济条件等过个方面进行综合考虑。
只有这样才能有针对性的做好防干扰措施，提高自控仪表系统的稳定性与可靠性。
6、施工时的安全保证措施
安全工作贯穿整个施工全过程，全过程都要保证人身和设备安全。设置安全员是有必要的。根据施工前期制定的安全施工规程开展施工工作。
自控专业临时用電的动力配电箱，在下班之前由负责施工的班长关掉总电源，以此保证施工用电的安全。系统调试和工程试车参建各方人员应该统一指挥。配电箱和现场有电的设备在通电后应挂“有电危险”标识，系统通电由专门人员负责。
现场和控制室的仪表设备未经允许不得拆卸、接线。进入施工现场的人员一定要戴好安全帽等防护设施，高空作业的时候一定保证施工安全，高空作业的人员一定要携带好安全带。为确保安全施工，现场需要焊接施工时要及时通知有关单位对明火进行监督检查。对现场不再使用的旧设备及时进行拆除以减少安全隐患。。
结束语
随着科学技术的不断发展，在生活与生产领域中，自控仪表应用越来越频繁。但是自控仪表设计施工管理滞后会阻碍自控仪表的应用。所以，为了解决这一难题，自控仪表设计施工就应该在基于原则与特点的基础上，做好施工前、中、后的仪表管理，进而提升自控仪表的施工进度和施工质量。
参考文献：
[1]胡立新.自控仪表设计项目启动要点[J].化工自动化及仪表，2014，11：1303-1309+1327.
[2]鞠丽娜.化工企业自动化仪表的设计探讨[J].科技与创新，2014，21：59-60.
[3]杨柒灵.自控仪表系统的防干扰策略分析[J].化工管理，2014，32：199.
[4]李雪.浅谈电气及自控仪表在工程项目中的应用[J].北方交通，2014，S2：107-109.
【关键词】自控仪表；工程设计；施工管理
一、自控仪表工程设计概述
自控仪表工程设计是自控系统工程设计和工业仪器仪表工程设计的总称。自控仪表的工程设计，主要是指选择适合的仪表满足工艺参数的测量要求，选择适当的软、硬件组合成控制系统，满足工艺监控的需要以及与之相对应的文件编制或整理工作，并不是研究开发设计仪表的新功能或新产品，也不是开发设计或完善控制系统本身，而是把所选用的仪表和控制系统作为工厂自动化中的一个整体元素来处理。
1、自控系统
自控仪表工程设计中的自控系统，通常由控制主体、控制客体和控制媒体组成，完整的自控系统主要包括：控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节。自控系统能够实现在无人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行自动控制任务的系统。如DCS、PLC、ESD/SIS、CEMS及锅炉燃烧控制管理系统（BMS）等。
通常情况下，自控系统都是由硬件和软件两部分组成的。硬件部分主要包括控制站、操作站、工程师站和数据通信及其网络。控制站是整个控制系统的基础，实现数据采集并直接对生产过程进行各种连续控制、批量控制及顺序控制等，所有测量值通过通信网络送至操作站数据库，控制站的可靠性和安全性最为重要，死机和控制失灵的现象是绝对禁止的，同时冗余、掉电保护、抗干扰及构成防爆系统等方面都要有效而可靠。操作站和工程师站涵括：操作员功能、工程师功能、通信功能及高级语言功能等，其中工程师功能中包括系统组态、系统维护和系统通用（Utility）功能，还有系统配置、操作标记、趋势记录、历史数据管理、总貌画面组态、控制站组态及工艺单元或区域组态等。数据通信及其网络包括网络结构的设计和通信介质（信道）的选择。自控系统的软件部分包括实时操作系统、编程语言和编译系统、数据库系统、自诊断系统及通信协议等。2、工業仪器仪表
工业仪器仪表指的是用以检出、测量、观察和计算各种物理量、物质成分及物性参数等的器具或设备的总称。如，测量温度、压力、流量、液位和重量的各种检测或变送仪表，调节阀、切断阀门等调节和控制仪表，以及具有特殊功能的分析仪表（电导率、pH分析仪、浊度分析仪、COD及TOC等）。
3、自控仪表工程设计原则
成熟、安全、可靠始终是最重要的原则。
3.1. 自控系统应该是经历了生产实践检验的成熟可靠安全的系统。为了满足自控系统在生产过程中可靠运行、安全运行、持久运行的要求，在元件选择、软件编程以及系统设计上都要做足考虑，确保在误操作、断电等情况下，系统依旧能稳定的运行，不会威胁到人员与设备的安全；
3.2. 自控系统的应具备良好的开放性，以便能方便地与其他系统通信，满足工厂全局的需求；
3.3. 根据生产过程或控制对象的属性，确定合理的控制策略；
3.4.工业仪器仪表的选用，是基于生产过程或控制的对象本身的要求。针对生产过程，设计人员要熟悉地掌握各项参数提出的需求，确保设计选型更加趋于完善，保证自控仪表安全、可靠、稳定、长期地运行；
3.5. 在安全稳定长周期运行的前提下，自控仪表工程设计还应该满足方便更换、安装、维护方面的原则，为生产节约成本，提高整个系统的经济效益。
3.6. 预留仪表充足的安装空间和自控系统充足的扩展空间是很重要的，这样有利于工艺过程的改进与未来生产的发展。
3.7. 在安全可靠的前提下，应充分考虑节能环保和新技术的应用。
4、自控仪表工程设计需要充分考虑施工的特点
自控仪表施工具有以下特点：
第一，施工范围广。自控仪表施工会涉及到诸多方面，需要大量的本专业和相关专业的知识予以支撑，并且施工难度较大。在仪表设计施工中，很可能面临多专业冲突的问题。
第二，施工周期短。一般来说，在土建工程的完成量达到80%左右，工艺管道设备施工工程量达到70%左右才会全面开展自控仪表施工。
自控仪表施工时间仅仅占据项目施工四分之一的时间，因此，施工周期短而紧迫。
第三，难以保护成品。由于自控仪表所使用的设备与材料质量轻、体积小，并且技术含量高，在安装环节很容易丢失。
二、自控仪表施工的前期准备阶段管理
1、组织和人力准备
合理的组织架构能保证施工工作高效有序地开展。
在施工开展前，就必须建立好施工组织结构，并确保合适充足的人员出现在组织架构中合适的地方。每个关键的位置都需要有经验的人员。
2、网络进度计划
根据项目整体进度计划，制定好自控仪表的施工网络进度计划。科学合理的计划可以减少人财物料的浪费，能高效地推进施工。
3、技术准备
在自控仪表施工之前，应该熟悉相关的标准规范，如：安装图册、设计规定，学习仪表工程部分，掌握工艺控制的基本原理；熟悉设计单位所提供的资料，有利于施工材料购买与施工过程的查阅。在施工图设计交底之后，技术人员应研读施工图纸，如：施工设计文件的完整性；对自控仪表说明、施工方法以及界限进行细致的界定；检查系统的接线图是否与原理图保持一致，注意控制室紧急事故的检查；检查仪表安装方式是否正确等等。做好设计交底记录。
保管好自控仪表随机所带的各种资料，这些资料在未来的安装和调试中都可能用到。
4、熟悉现场
充分熟悉现场，在现场合适的地方设置自控仪表物资存放的仓库，并制定好物资管理规定。同时，还需要在现场合适的地方设置好仪表检查调校的专用场地。 5、材料准备
施工能够顺利开展，施工之初的材料准备是关键。选择良好信誉的商家，查看其供货记录，则可以避免因为供货速度跟不上而造成的施工进度受阻。根据施工设计规定，在材料准备上应该有所冗余，所以，在施工之后，可能会出现材料剩余的现象。在这样的条件要求下，对价值高、数量多，并且容易购买的材料，如电缆等，不能一次性购买完成。
6、好安全施工规程
安全工作是施工过程中非常重要的工作之一，在施工开始之前就要制定好安全施工规程。
三、自控仪表施工阶段的控制管理
1、施工动态控制
考虑到自控仪表施工属于动态的管理过程，所以，进度控制应随着项目进展有所调整。根据施工前期制定的网络进度计划，项目管理人员在施工中的各个阶段都应该制定出相匹配的详细具体的进度计划，确保项目进度可以根据施工的实际情况及时作出调整。
从项目初始阶段，就应该做好施工程序框图的建立与管理工作，建立相匹配的组织体系。在施工初期施工程序框图制作完成之后，将施工程序框图作为基础，建立控制体系、数据统计体系，每天定时对信息进行更新，关注施工动态，针对急需解决的问题，合理安排人员，保障问题在第一时间得到解决。此外，由于设立专门的组织架构和实时更新的进度计划，可以保证施工按时按量的完成，临时的突击只能造成不必要的人工与周期浪费。
2、信息控制
项目进度控制离不开信息这一依据。在施工环节，要建立起信息系统，确保信息的反馈与传递的有效性。可以建立的系统有：仪表材料控制表、仪表施工状态表等数据库。指派专人开展维护工作，做好定期的监督、分析，强化调度工作，记录施工进度，履行合同当中对进度控制的承诺，做好统计分析，落实进度控制计划，处理好进度的索赔制度，实现资源供应的进度控制计划，对仪表施工进度和存在的问题加以监控。通过仪表状态的汇总表，及时、准确地查出自控仪表施工的完成进度，分析未完成工程可能存在的结症。其余工作有相应数据系统的支持，也很容易查阅到需要的数据。
3、施工工作会议
施工工作会议对于项目施工来说是一种非常有效的协调的手段，也是实现施工动态控制管理的有力保证。
自控仪表施工单位每天都要有工作例会，总结前一天的工作，布置新的工作。通常地，一个项目是涉及多专业、多部门的，对于整个项目来说，也需要工作会议来协调各专业之间的工作。施工工作会议必须是一种高效率的会议，否则，会应为会议而浪费时间。
4、加强执行力
自控仪表工程项目实施的关键在于执行力，只有不择不扣的执行，才能确保自控仪表工程的设计施工管理符合项目要求。科学的激励机制，有利于执行力的加强。
从业主的角度来看，施工队伍的选择和管理是很重要的。
5、接地
对于自控仪表系统来说，看似简单，实际上是很重要的，合理的接地方式同样是有效的防止干扰的策略。所以系统的设计与施工过程中，就应该重视接地的作用。一般来说自控仪表系统的接地方式有三种：
第一种，单独设置接地极；
第二种，虽然设置接地极，并与电力系统相连；
第三种，利用电力系统的接地极。
对于这三种方式来说，并没有优劣之分，具体需要做的就是在设计、安装与运行自控仪表系统时能够根据防止干扰的实际要求标准、系统运行的实际条件以及经济条件等过个方面进行综合考虑。
只有这样才能有针对性的做好防干扰措施，提高自控仪表系统的稳定性与可靠性。
6、施工时的安全保证措施
安全工作贯穿整个施工全过程，全过程都要保证人身和设备安全。设置安全员是有必要的。根据施工前期制定的安全施工规程开展施工工作。
自控专业临时用電的动力配电箱，在下班之前由负责施工的班长关掉总电源，以此保证施工用电的安全。系统调试和工程试车参建各方人员应该统一指挥。配电箱和现场有电的设备在通电后应挂“有电危险”标识，系统通电由专门人员负责。
现场和控制室的仪表设备未经允许不得拆卸、接线。进入施工现场的人员一定要戴好安全帽等防护设施，高空作业的时候一定保证施工安全，高空作业的人员一定要携带好安全带。为确保安全施工，现场需要焊接施工时要及时通知有关单位对明火进行监督检查。对现场不再使用的旧设备及时进行拆除以减少安全隐患。。
结束语
随着科学技术的不断发展，在生活与生产领域中，自控仪表应用越来越频繁。但是自控仪表设计施工管理滞后会阻碍自控仪表的应用。所以，为了解决这一难题，自控仪表设计施工就应该在基于原则与特点的基础上，做好施工前、中、后的仪表管理，进而提升自控仪表的施工进度和施工质量。
参考文献：
[1]胡立新.自控仪表设计项目启动要点[J].化工自动化及仪表，2014，11：1303-1309+1327.
[2]鞠丽娜.化工企业自动化仪表的设计探讨[J].科技与创新，2014，21：59-60.
[3]杨柒灵.自控仪表系统的防干扰策略分析[J].化工管理，2014，32：199.
[4]李雪.浅谈电气及自控仪表在工程项目中的应用[J].北方交通，2014，S2：107-109.