4.施工工艺流程与操作方法

PLC的安装及调试由分析监控对象、确定控制逻辑、系统组态、安装就位、单体调试、联动调试组成。

4.1 分析控制对象

4.1.1 仔细审核自控专业、仪表专业及电气专业图纸，全面了解要求，对图纸不清及各专业矛盾之处与业主或设计院进行沟通，及时解决问题。

4.1.2 确定PLC系统控制设备种类、数量及方式，如电机启停、水泵启停及阀门开关等，是否采用软启动或变频启动。

4.1.3 确定PLC系统监视设备种类、数量及检测参数，如电机手自动状态、运行状态及故障状态，阀门开关状态。

4.1.4 确定仪表种类、数量及相关参数，仪表电源、测量范围、测量精度、工艺要求范围、信号传输方式。

4.1.5 依据设计图纸、业主要求及工艺特点，确定总线传输方式及传输协议。

4.1.6 对设备自带控制系统进行研究分析，对传输方式及传输协议提出控制要求，选择相应网关设备。

4.1.7 确定详细控制对象点表（简称I/O表），为系统组态做准备。

4.1.8 依据I/O表，完善PLC机柜端子接线图。

4.1.9 依据I/O表，及控制特点，由经验丰富的工程师选择产品成熟的PLC厂家，及满足要求的DI、DO、AI、AO模块，控制器、通讯及电源模块，控制器底座、通讯卡、通讯总线及专用接头等附件，再考虑冗余的前提下，确定详细配置清单。

4.1.10 选择控制软件时，其点数不等于I/O表中点数之和，而应大于I/O表中点数之和，除考虑冗余之外，还应考虑组态过程中定义的中间变量，否则软件无法正常运行，其数量应有工程师考虑。

4.1.11 选择专业配电柜制作厂家，组装PLC控制柜及操作台。

4.2 控制工艺分析

4.2.1 仔细审核图纸，理清控制工艺要求，对控制要求不清楚的控制工艺，即时与设计院工艺设计师及业主工艺工程师进行沟通。

4.2.2 确定水泵、电机工艺启停条件，阀门开关工艺条件，如电机启停压力、液位、流量、时间控制等，对控制对象控制条件逐一进行确认。

4.2.3 对控制精度高或控制过程复杂的设备，应对其过程进行分析，可以画流程图进行分析，确定控制参数。如流量动态控制变频电机的频率及数量，其过程为流量变送器采集到的流量信号转为4-20ma的信号，再转为实际流量，在转为频率，再转为4-20ma的信号发送给变频器。

4.2.4 对多个设备的联动控制要求，必要时开研讨会，要求设计、监理、业主单位共同参加。

4.2.5确定完善的系统控制工艺，要求业主单位签字盖章，必要时要求设计及监理单位签字盖章，作为系统组态的依据。

4.3 系统组态

PLC系统组态也叫编程，有两部分组成，一部分是下装到现场PLC中的逻辑监控程序，另一部分是控制室控制主机中工艺监控及处理程序，两者缺一不可，采用通讯电缆连接，实现数据实时双向传输。两部分程序有两套软件完成，共同完成控制任务。

4.3.1 系统组态工作非常专业，应由专业工程师负责完成。

4.3.2 认真熟悉审核I/O点表、端子接线图及控制工艺。

4.3.3 主要组态画面应进行规划，再初步设计，经业主确认后方可实施。

4.3.4组态画面要求人性化，方便操作，便于管理。

4.3.5组态画面应准确反映实际生产工艺流程。

4.3.6组态画面中工艺数据应标明单位，数据格式应满足工艺要求。

4.3.7 由于PLC控制器内存储比较小，所以监控程序应结构合理，逻辑严谨，短小简练，功能满足。

4.3.8 组态画面工作可以在办公室进行，不用一直呆在施工现场，但必须定期去施工现场，了解施工进度，并控制工艺及监控对象是否发生变化，并及时与业主工程师交流。

4.3.9 由于控制工艺较为复杂，且都不一样，所以每个项目监控程序完成后必须测试。测试方法有两种，一种方法是实验室测试，用按钮、开关及指示灯模拟控制对象进行测试；另一种方法是软件模拟测试，用软件模拟PLC控制器，能模拟出和现场控制器一样的效果，对监控程序进行测试。目前市场上主流的PLC都有自己的模拟软件，如SIEMENS ,AB等。

4.4 PLC安装就位

4.4．1运输与检查
1) PLC主要模块是插在专用底座上的，所以运输时应将其拔下，单独保管运输，PLC机柜及硬件设备运输前要求用木格栅包装，防止运输过程中剧烈振动和过度倾斜。
2)长途运输可能会对机柜及设备造成损伤，所以PLC机柜到现场时应进行开箱检查，开箱检验时要求建设单位、监理单位、供货厂家等有关人员共同开箱检查。开箱时，有关人员必须采取有效的防静电措施。用适当的专用工具，按顺序打开包装箱，检查各设备外观质量:
（1）观察机柜及插件外观有无机械损伤。
（2）观察机架线路及插件有无断线、碰线、焊接断开等情况。
（3）插头、插座的簧片有无松动、断裂、掉线等情况。
（4）观察机器转动部分有无杂音，风扇转向对否，转子转动是否灵活。
（5）检查设备的规格、型号是否符合设计要求。
（6）装箱单，核对检查设备、附件、备件技术资料是否齐全。
（7）收集所带附件、备品、备件及说明书、合格证等有关技术资料并作好记录，签字认可。

 (8) 开箱检查后，应做好防潮、防火、防震等措施，存放条件应符合产品说明书要求。

4.4.2安装条件

1)控制室土建工程必须全部完工，机柜、操作台等底座支架安装完毕，并经验收合格；
2)电气工程安装全部完毕,照明系统工作正常；
3)空调装置安装完毕并投入运行，机房的温度湿度、清洁度等符合设计规定；
4)接地极和接地系统施工完毕，接地电阻测试合格；
5)施工人员经培训合格，熟悉PLC施工方法，具备施工技术素质。
6施工人员熟悉图纸、说明书及有关技术资料，了解PLC硬件运输和保管的要求条件；

7)根据资料提供的硬件情况，编制详细具体的机柜二次运输、安装技术交底。制定确保运输、安装质量和人员设备安全的技术措施；
8) 据所编制的运输、安装技术交底准备施工用料。
4.4.3 PLC设备安装
1）在控制室内搬运机柜时、操作台等设备时应预先铺胶皮地板，防止水平运输时损坏室内设施，搬运时，设备倾斜角度不得超过允许值。

2）平稳移动、起落，严禁碰撞装置和设施，以免损坏设备的外观和性能。

3）PLC机柜安装应牢固，水平度及垂直度符合规范要求。

4）多个PLC机柜成排安装时，水平度及垂直度符合规范要求，且柜间距符合规范要求。

5）PLC机柜安装位置合理，确保前后门开关不受阻挡，便于检修。

6）PLC机柜安装就位后，应检查柜内设备有无损伤。

7）检查PLC机柜内配线有无松动及脱落，标识是否完好。

8）操作台安装应牢固，水平度及垂直度符合规范要求。

9）多个操作台成排安装时，水平度及垂直度符合规范要求，且柜间距符合规范要求。

10）采用UPS供电的，UPS组装应有工程师完成，特别注意电池连接，防止短路，以免造成人员及设备受损。

11）按要求正确安装控制主机、打印机、网络设备及协议转换器，及各种接口卡。

12）将PLC机柜及操作台用25mm黄绿接地线与接地极相连，确保接地良好。

13）计算机或控制装置设有专用接地网时，应单独接地，接地电阻值确定应符合设计规定。

14）控制室内所有设备要按施工图纸设计要求就位，并符合施工规范要求。
15）检查无误后，将控制台积极归与AC220V电源连接，调试前不得对PLC机柜送电。

16）将PLC控制器及其他模块插入对应插槽插槽。

17）按接线端子图将确认无误，标识清楚的控制电缆及仪表电缆接入模块端子。

4.5 系统调试

4.5.1送电前检查

1）机柜和操场作台内部的接线检查应分层、分电压等级、分回路、分用途逐一核对，不得遗漏。
2）接地系统的检查必须保证两种接地系统各有一个接地点，保护接地和工作接地的接地电阻必须符合设计要求。
3）供电系统的检查要求电源系统接线正确，电流、电压等级符合设计要求，不间断电源在事故状态下的自动切换时间、电压值等工作状态应准确无误
4）仪表接线不应有中间接头，要求采用压接式接线，多股软线应挂锡后压接，不得外漏毛刺，连接要牢固。
5）端子号应打印清晰、工整、不掉色。

6）检查全部供电保险丝，符合选择性能要求。

4.5.2控制设备送电

1）送点前检查无误后，对PLC机柜送点，送电初，PLC模块进行自检，其相应指示灯逐个电亮，自检完成后，指示灯应按规定点亮，无故障报警。

2）电源模块检查，断开电源模块输出线，检查其空载状态下电源模块输出的电源电压，确保其符合说明书的标准输出电压。

3）空载整定结束后，可接上其他模块，复核电源电压。

4）对控制室内控制主机、打印机及通讯设备等逐一送电，确保设备通电正常。

5）对于中大系统，当控制室设备送电完成后，对各分站、柜逐一送电。

6）操作台及柜内嵌套扇、信号变换器风扇、硬盘驱动器风扇、柜顶、门风扇等电源接通，检查各风扇，应运行正常。

4.5.3 程序下装

1）控制主机安装正版WINDOS操作系统，确保系统稳定运行。

2）将控制软件安装到控制主机。

3）控制室控制主机只能安装控制软件及杀毒软件，不能安装其他无关的软件，尤其不能安装游戏。

4）控制软件安装完成后，将预先编制好的程序拷贝到所有主机硬盘。

5）运行PLC编程软件，将预先编制好的控制程序下装到所有现场PLC控制器。

6）运行系统组态软件，运行预先编制好的组态程序。

7）注意观察控制主机和现场PLC控制器连接是否稳定。
4.5.4控制系统测试准备
1）检查系统所有硬件设备和软件内部的各种功能是否齐全可靠。各项技术性能指标是否符合设计要求。系统能否做到满足长期安全稳定运行。
2）人员安排：要求建设单位代表、生产厂家代表、施工单位有关人员等共同参加控制系统测试工作，其中电气及自控仪表专业应派技术人员参加。
3）测试前各单位要相互协调，明确分工，确定测试项目和操作人员，确保测试工作顺利进行。
4）校对操作主机、控制柜、打印机、辅助仪表柜的电缆连接、全部信号输入/输出线及电源线等全部连接无误，操作主机及所有控制柜之间通信畅通。
5）检查导线绝缘符合设计和系统要求。

6）编制调试方案并经监理单位及建设单位。

4.5.5 系统测试

   系统测试应按预先编制的步骤对所有监视及控制对象逐一进行，确定其参数达到设计要求。先单体调试，再联动调试，最后带负荷试运行（此阶段以建设单位为主，施工单位配合）。

4.5.5.1单体调试

1）电机及水泵等测试

测试步骤：脱离单体测试—单体空载测试。

（1）测试前，电机及水泵类设备应调试完成，现场手动启停正常，无故障。

（2）断开设备主控电缆，保护好电缆头，确保电缆头处于安全位置。

（3）在主控计算机的控制画面中将所有程序置为手动，确保设备在送电情况下不自动启动。

（4）设备送电，并将其手自动转换开关置为自动。

（5）在主控计算机的控制画面中确认自动状态已反馈回来。

（6）在主控计算机的控制画面中给一个启动信号，让现场人员观察控制回路元器件是否动作，是否按设计要求动作。

（7）在主控计算机的控制画面中确认设备运行状态及其它信号是否已反馈回来。

（8）在主控计算机的控制画面中给一个停止信号，让现场人员观察控制回路元器件是否动作，是否按设计要求动作。

（9）在主控计算机的控制画面中确认设备运行状态及其它信号是否已反馈回来。

（10）一切正确，重复步骤5-9两三次，确认正常。

（11）断开主电源，将主控回缆接入主控回路，在送电。

（12）按步骤5-9，确认电机控制正常。

（13）测试完成后，应将测试设备主电源断开。

（14）确认系统组态画面中电机编号及位置与现场电机的实际标号及位置完全一致。

（15）对所有设备逐一进行测试，确保正常，要求建设及监理单位参加人员签字。

2）阀门测试

（1）阀门测试前，应检查其电源是否接好，气动阀门确认气源装置是否工作正确，气源压力是否达到要求。

（2）自带开闭装置的阀门应进行阀门机械开闭试验。

（3）在主控计算机的控制画面中将所有程序置为手动，确保设备在送电情况下不自动启动。

（4）如果是电动阀门，电动阀门主回路送电，并将其手自动转换开关置为自动，并在主控计算机的控制画面中确认自动状态已反馈回来。

（5）在主控计算机的控制画面中给一个开信号，让现场人员观察阀门是否动作，是否开到位。

（6）在主控计算机的控制画面中确认开信号是否已反馈回来。

（7）在主控计算机的控制画面中给一个关信号，让现场人员观察阀门是否关闭，是否关到位。

（8）在主控计算机的控制画面中确认关信号已反馈回来。

（9）一切正确，重复步骤6-8两三次，确认正常。

（10）确认系统组态画面中阀门编号及位置与现场阀门的实际标号及位置完全一致。

（11）断开电动阀门电源，要求建设及监理单位参加人员签字。

3）变频电机及调节阀控制

（1）变频电机及调节阀除做一般测试外，还应对变频电机运行频率及调节阀开度进行测试。

（2）先在主控计算机的控制画面中给0%、25%、50%、75%、100%，让现场人员观察现场设备自代液晶屏是否显示对应数值。

（3）PID功能测试

此测试阶段，系统内没有介质，所以应采用信号发生器模拟现场信号。如工艺要求用管道压力控制变频电机运行频率，可以用信号发生器模拟管道压力，经模拟量输入模块采集到控制器，经控制器及软件转换后输出给变频器，变频电机运行频率随管道压力变化而变化，管道压力大，运行频率小，电机运行慢；管道压力小，运行频率大，电机运行快。

（4）对所有变频电机及调节阀进行测试，使其达到设计工艺要求。

（5）测试完成后，请监理单位及建设单位参加人员签字。

4）现场仪表数据采集测试

（1）现场仪表安装完成，达到设计及规范要求。

（2）单体校验已作，并有校验报高。

（3）按设计要求，完成初始设置。

（4）按接线端子图接线完成，并检查无误。

（5）逐一给现场仪表送电，检查仪表工作是否正常。

（6）此时现场仪表大多数显示 “0”，确认主控计算机的控制画面中显示的数据和现场仪表一致，并观察控制画面中的数据是否稳定。

（7）此测试阶段，系统内没有介质，故无法完全对仪表数据进行测试，只能在带负载试车时进行。

（8）对于开关量仪表信号采集测试，通过现场动作，如压力开关、液位开关等，确认其动作信号是否反馈到系统，以此来完成测试。

（9）保证系统组态画面中仪表编号及位置与现场仪表的实际标号及位置完全一致。

（10）对现场仪表逐一进行测试，确保仪表信号能稳定的采集到系统中。

5） 单体调试完成后，在调试过程中将暴露出系统中可能存在的传感器、执行器和硬接线等方面的问题，以及PLC的外部接线图和梯形图程序设计中的问题，查明原因，应及时加以解决，使其符合控制工艺及设计要求，对程序中不合理的部分及时进行调整。

4.5.5.2 联动调试

联动调试是将单体调试通过的程序进一步进行调试。联机调试过程应循序渐进，分段进行调试。

1）将系统按控制工艺进行分段，按所分段逐一进行调试。

2）将划分好的工艺段内的电机、阀门及仪表全部送电，且将转换开关置自动位。

3）输入工艺参数，启动连锁程序，现场观察技术人员确认连锁是否达到设计要求，同时控制主机上反馈是否正确。

4）对达不到控制工艺要求的程序块及时进行调整，使满足工艺要求。

5）对所有工艺分段逐一调试，满足工艺要求。

6）请建设单位工艺工程师进行控制工艺确认，满足要求后签字。

4.5.5.3 控制软件完善

   系统调试完成后，应对组态程序进行完善，报表功能及历史数据查询，将生产工艺的重要数据按固定格式定期生成报表；报警数据实时打印以及历史数据查询在线查询等功能。

4.5.5.4 试运行

联动调试完毕后，系统交付建设单位，建设单位组织带负荷试运行。在联动负荷试车前，一定要再对全系统进行一次全面检查，并对操作人员进行培训，确保系统联动负荷试车安全、顺利，并一次成功。

经过一段时间运行（至少一个生产周期），系统工作正常，对系统进行备份，办理交工手续。

5 成品保护

    系统调试完成后，未交工前，应采取措施保护整套控制系统。

5.1 系统调试完成后，所有机柜、设备及现场仪表都必须断电。

5.2  控制主机不得用于其他用涂，未经允需不得在主机上使用其他可移动存储。

5.3 不经允许不得打开现场控制柜，更不允许随意改动柜内线路。

6 整理和编写技术文件

技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序、使用说明书、测试记录及无故障运行记录等，要以电子文档及书面资料两种形式保存，方便日后维修和查阅。
6.保证施工质量
6.1建立项目部工程质量保证体系，做到质保体系运转正常，施工全过程按ISO9002进行质量保证控制。
6.2人员落实，思想落实。贯彻各级技术责任制和质量责任制，各专业均配备专职技术人员和质量检查人员，做到项目、人员、目标、奖罚、措施五对口五落实。让质量是信誉，质量是生命的概念贯穿整个施工过程。
6.3根据工程特点，进行措施落实。围绕施工关键，编制质量管理计划，以优质高效为目标，组织全体人员按施工组织程序层层把关。
6.4认真掌握设计文件、图纸，做好图纸自审、会审、综合会审工作。
6.5认真学习有关施工规范、规程，质量检验评定标准及有关技术文件，以及有关部门下发的各种质量管理规定。
6.6做好现场施工调查研究，认真编制施工组织设计和施工方案，做好技术交底，使全体施工人员明确实施步骤、操作方法、技术标准、工艺要求。
6.7备齐各种计量检测器具，完善质量检测手段；加强计量管理，使计量检测器具合法有效。
6.8充分集中性能优良的各种施工机具，发挥施工机具可靠性能，创造优良的施工环境。
7  职业健康安全与环境管理

7.1  安全操作要求

7.1.1  搬运设备、器材过程中，不仅要保证不损伤器材，还要注意不要碰伤人。

7.1.2  施工现场要做到活完场清，现场垃圾和废料要堆放在指定地点，并及时清运，严禁随意抛撒。

7.1.3  操作工人的手头工具应随手放在工具袋中，严禁乱抛乱扔。

7.1.4  在测试过程中，操作人员防止触电。

7.2  环保措施

7.2.1  施工现场的垃圾如线头、包装箱等，应堆放在指定地点，及时清运并洒水降尘，严禁随意抛撒。

7.2.2  现场强噪声施工机具，应采取相应措施，最大限度降低噪声。

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