电气及自动化工程施工技术方案

电气及自动化工程施工技术方案

一、 概述

二、 施工准备

三、 工程施工

四、 DCS系统安装、调试

一、概述

一条现代化的水泥生产线必定要实现生产过程的自动化控制以及即时监视，必然离不开电气工程及自动化控制系统的应用。随着水泥工厂自动化程度的提高，特别是采用计算机进行分布控制以后，电气、自动化工程施工便发挥着越来越大的作用，其施工质量直接影响到生产线的正常运行，关系到整厂的经济效益。从节约成本，减少浪费，提高现场设备控制精度，加快事故及时反映和处理角度来说，工厂实现结构合理的电气自动化系统尤为重要。

电气自动化安装工程施工主要内容有：供配电工程（包括高压、低压成套盘柜安装，电力变压器安装，高、低压母线制作安装）、电缆工程（包括电缆支架、桥架制作安装，电气配管，电缆敷设，电缆头制作安装）、电机检查接线工程、防雷接地工程、照明工程、自动化仪表工程（包括现场仪表一次元件安装接线，仪表调校，计算机分布或控制系统安装调试）、电气设备的调整、试验及系统调试。

二、施工准备

1、施工前期准备

施工准备是一项复杂而精细的工作。准备充足与否将直接影响到以后施工进度和施工质量。它包括施工方案的编制，施工图会审，人工、材料、工机具设备计划的制定，施工材料、工机具设备准备及其它必要准备。我们将集中技术力量会同厂方技术人员、设计院、监理部门以及设备厂方负责人员一起进行施工图会审，熟悉现场施工的实际情况，理解和实施设计思想。在此过程中，严格按照施工图会审制度和审阅标准，结合以往施工的经验与教训，找出弊端，共同寻找解决问题的方法，进而编制详细的施工方案。

2、编制施工网络计划

根据整个工程的工期要求及设备到货情况，参考土建施工计划以及机械设备安装情况而编制相应的电气自动化施工网络计划图是非常重要的，而有是非常必要的，因为施工当中必然会遇到施工工艺程序的问题，施工网络计划图便可提供一种协调配合作业的指导，它的合理编制会提高作业效率及安装质量，节约劳动力和原材料。

3、图纸会审及其他相关工作：

核算各车间负荷、电机容量、电缆截面的大小，验证相互配套的可行性。

确定合理的桥架、管线走向敷设方式。核算电缆槽的大小并确定布置方式。分析设备材料清单，并制定出设备材料计划和有关施工方案，尽量达到合理使用、操作方便，确保系统安装调试的优质高效。

设备开箱、检查、出库

拟订好详细的施工方案后，当施工人员、工机具齐备，现场具备施工条件，在与厂方取得联系的情况下，即可对所安装设备按需要出库。在设备出库运输及安装过程中注意做好以下几点：

对照图纸和设备清单，清点好设备、备品、备件及装箱清单和技术资料交妥善保管或完整交付。根据到货清单对设备进行开箱检查清点，妥善保管开箱技术资料和备品、备件，核对到货清单与装箱清单。

做好设备的外观检查工作，对不合格的设备要与甲方施工人员共同作出相应处理，并详细记录。做好设备出库记录。对出库的设备应作好防潮防尘处理。

根据设备的进出线位置，检查基础孔情况，并对不符合要求的部分，及时做出修改和处理。

三、电气自动化设备安装工程施工

设备出库后，对电气元件和电气设备严格按国家标准和施工规范以及施工图技术要求进行安装，对于隐蔽工程或关键性的施工步骤，应及时陪同甲方质检部门进行会检认可后，方可进行下步工序；认真作好各项安装记录并及时取得甲方质检部门的签字认可。各项记录应按时整理、存档。

1、供配电工程施工

变压器安装

变压器是电气工程的核心元件，因此，变压器安装具有严格的要求。

本体安装

位置正确，注油量、油号准确，油位清晰，油箱无渗漏。

有气体继电器变压器的顶盖，沿气体继电器流方向有1～%的升高坡度。

安装就位后，严禁电、气焊在器身作业。

附件安装

与油箱直接连通的附件内部清洗干净，安装牢固，连接紧密，无渗油现象。

膨胀式温度计毛细管的弯曲半径不得小于50mm，且管子无压扁和急剧的扭折现象，毛细管过长部分盘放整齐。充油套管无渗油现象，油位指示正常。

有载调压开关的传动部分润滑良好，动作灵活、准确。

线路连接

连接紧密，连接螺丝的锁紧装置齐全，瓷套管不应受外力。

器身各附件中间连接的导线有保护管，保护管、接线盒固定要牢靠。低压母线相序，标志色必须一致。

接地

器身要有可靠接地。

零线沿器身向下接至接地装置的线段，固定牢靠。

变压器室周围接地线应离地坪300mm进行敷设，室内所有支架要与接地母线连通，搭接时要求搭线长度不少于母线宽度的倍。

2、高低压成套配电柜及动力开关柜安装

盘柜组立

基础型钢的制安尺寸应符合设备的尺寸要求，找正用的垫铁不应超过三块，交且应与型钢焊接在一起。基础型钢应有不少于一处的接地点。

盘柜与基础型钢间连紧密，固定牢靠，安装允许偏差及检验方法见下表。

项 目 允差（mm） 检查方法 每米 顶部平直度 全长 基础型 1mm 5mm 拉线、尺量检查 钢 每米 侧面平直度 全长 5mm 1mm 柜盘安 盘顶平直度 每米垂直度 吊线、尺量检查 装 相邻两盘 2mm 直尺、塞尺检查 成排盘顶部 5mm 拉线、尺量检查 相邻两盘 盘面平整度 成列盘面 1mm 直尺、塞尺检查 5mm 拉线、尺量检查 盘间接缝 2mm 塞尺检查 盘面标志牌、标志框齐全、正确并清晰。

小车、抽屉式柜推拉灵活，无卡阻现象，二次回路切换触头和机械、电气机械联锁装置的动作正确、可靠，电气试验位置应准确。

盘柜内部设备及接线

盘柜内部完整齐全，固定牢靠，操作部分动作灵活、准确。有两个电源的盘柜、母线的相序排列一致；相对排列的盘柜、母线的相序排列对称，母线色标一致。

二次接线准确、牢固，导线与电器或端子排的连接紧密，标志清淅、齐全。

接地、接零线接线牢固可靠，当同一盘柜内既有接地母线又有接零母线时，应分开接地接零，不充许同一母线接地又接零。

高压开关安装

接线端子及载流部分应清洁，且接触良好；绝缘子表面清洁，不允许有损伤、龟裂，瓷铁粘合牢固；操作机构动作灵活，锁定到位，分合闸间行程小，无振动现象；接地可靠，相序正确。

高低压母线加工安装

加工:

矩形母线应进行冷弯，不得进行热弯；母线加工后接触面必须平整，精加工后其截面减小值，铜母线不大于3 %，铝母线不大于5 %；母线扭弯90°时，其扭转长度应为母线宽度的倍；矩形母线采用螺栓搭接时，连接处与支柱绝缘子的支持边缘不应小于50mm，上片母线端头与下片母线平弯开始处不小于50mm；铜母线在室外高温、潮湿处必须搪锡，在干燥的室内可以直接连接；当多片母线叠置时，多片母线的弯曲度应一致；母线弯曲半径的搭接标准见下表：

最小弯曲半径 母线种类 率曲方式 母线断面尺寸 铜 铝 钢 50×5及其以下 矩型母线 平弯 125×10及其以下 2a 2a 2a 2a 2a 50×5及其以下 立弯 125×10及其以下 1b 2b 1b 直径为16及其以下 棒型母线 50 70 50 直径为30及其以下 150 150 150 表中：a—母线厚度； b—母线宽度

安装：

硬母线水平连接时螺栓应由下往下穿，其余情况下螺母置于维护侧，螺栓长度以超出螺母2～3扣为宜。

母线与接线端子接线时，电气设备接线端子不应受到额外应力。

母线水平安装时其夹具应与母线有1～的间隙，当母线立放时，上部压板与母线保持 ～2mm间隙。

母线安装后的相序、编号、方向和标志应正确。

母线安装时，母线与不带电部件及母线间的安全净距应符合要求。

3、电缆工程施工

电缆桥架安装、电缆支架制作安装

桥架安装：

施工遵照施工会审确定的桥架走向进行安装。

安装要遵循横平竖直的原则，用粉线找平、找直。支撑点间隔为，转角处必须有两个以上支撑点，不得用电气焊在桥架本体作业。

电缆桥架拐弯处的弯曲半径，不小于该桥架上最大电缆最小允许弯曲半径。

梯架（托盘）每个吊架固定应牢固，梯架（托盘）连接板的连接应紧固，螺母应位于梯架（托盘）的外侧。

电缆桥架在建筑物伸缩缝处应设置伸缩缝。

当不同电压等级的电缆敷设在同一桥架内时应加隔离板。

全长有良好的接地，电缆桥架不得作为设备接地本体使用。

电缆支架制安：

支架应平直，无明显扭曲，制作时应进行防腐处理。

支架制作时，层间间距应一致，偏差不得大于2mm，安装时应横平竖直并修整支架上锐利的突起物。

支架安装距离不应大于800mm，支架要有可靠接地。

技术数据：

电缆支、桥架最上层及最下层至屋顶楼板或沟底地面的距离表：

敷设方式 电缆隧道及夹层 电缆沟 吊 架 桥 架 最上层至沟顶 300-350mm 或楼板 150-200mm 150-200mm 350-450mm 最下层至底 100-150mm 或地面 50-100mm 100-150mm 电缆支、桥架的层间允许最小距离见下表：

电缆类型和敷设方式 支（吊）架 桥架 控制电缆 120mm 200mm 100kv以下（除6-10kv交1500-200mm 联聚乙烯绝缘） 电力电缆 250mm 6-10kv交联聚乙烯 200-250mm 300mm 35kv单芯 200-250mm 300mm 110kv三芯，110kv以上每电力电缆 层多于1根 300mm 350mm 110kv以上，每层1根 250mm 300mm 电缆敷设于槽盒内 H+80mm H+80mm H-槽盒外壳高度

配管

审核施工图中电缆与其保护钢管的适配性。电缆截面应不小于保护钢管截面的40%，并合理制订出管路走向图。

定位准确、固定牢靠、安装遵循横平竖直的原则。

管口光滑、护口齐全，直径在32mm以上管口做成嗽叭形。在潮湿的环境内应有防潮处理措施。

管子弯制时，不得有裂缝或凹痕现象，弯曲半径不应小于所穿电缆的最小弯曲半径；一般在明配时弯曲半径不小于管径的6倍，暗配不小于10倍。

管子连接时，管子内不得有毛刺等破坏电缆绝缘突起物。

成排配管时，钢管的弯曲形状应一致，或相互适应。

配管应有可靠的接地和防腐措施。

每根电缆管的弯头不超过3个，直角弯不超过2个。

钢管接地跨接处应采用φ6以上圆钢焊接,焊接长度不小于10mm。

电缆敷设

敷设前应作电缆的绝缘试验，对出库的电缆应妥善保管，并有防潮措施。

敷设前考虑设备容量，电缆能束承受设备的额定电流，不得以小代大。

合理安排每盘电缆，减少电缆接头，预留长度适度，适合实际接线。

不同类别及不同电压等级的电缆分层敷设，防止电磁干扰影响系统正常工作。

电缆敷设整齐，绑扎牢固，垂直敷设或超过45°倾斜敷设的电缆在每个支架上，桥架每2m间距处进行固定；水平敷设在电缆首末端及转栾处进行固定，当对电缆间距有要求时，每隔5～10m进行固定。

电缆各支点间距见下表：

敷 设 方 式 电 缆 种 类 水 平 垂 直 全 塑 料 400 mm 1000mm 电 力电 除全塑料外的中低压电缆 缆 800 mm 1500mm 35kv 以 上 高 压 1500mm 200 mm 控 制 电 缆 800 mm 1000mm 敷设时电缆最小弯曲半径应满足下表要求：

电 缆 类 型 多芯 单芯 控 制 电 缆 10D 无 铅 包、钢 铠 护 套 15D 橡皮绝缘电力电裸 铅 包 护 套 缆 10D 裸 铅 护 套 20D 聚氯乙烯绝缘电力电缆 10D 交流聚乙烯电力电缆 15D 20D 有 铠 装 油浸电缆 铅包 无 铠 装 15D 20D 20D 自容充油（铅包）电缆 20D D—电缆外径

电缆在支架或桥架上敷设时，应按两层以下敷设，严禁重叠或三层以上敷设。

电缆敷设后，应在电缆两端安装电缆标志牌，注明电缆用途、型号及走向等。

电缆直埋、管内敷设应符合有关标准。

电缆敷设后应有良好的保护，避免电缆受到伤害。

电缆头制作安装

制作：

封闭严密、填料饱满，无气泡、渗油现象，芯线连接紧密，绝级带包扎紧密，防潮涂料涂刷均匀，封铅表面光滑，无砂眼和裂纹。

交隧聚乙烯电缆头的半导体带、绝缘带包缠不超越应力锥中间最大处，锥体坡度均匀，

表面光滑。

电缆头制作材料除满足电气性能外，应与电缆体绝缘具有相似性。

电缆终端头（中间头）要有明显的相色标志，并与系统的相序一致。

压接铜（铝）鼻子，用透明聚乙烯带封住铜鼻子下口，防止水分浸入线芯内。

电缆头从开始肃切到制作完毕必须连续进行一次完成，以免受潮。

安装：

电缆头固定牢靠，相序正确，且不得损伤电缆。直埋电缆头保护措施完整，标志准确、清晰。

电缆头安装进柜后，电缆弯曲半径符合有关施工规定。

4、电机检查接线

电机电刷

电刷与转换集电环接触良好，在刷室内能上、下活动，电刷压力正常，引线和刷架连接紧密，运行时无明显火花。

绕线式电机电刷抬起装置动作可靠，短路刀片接触良好，动作方向与标志一致。

绝缘电阻的测定

用相应等级的兆欧表分别测得电机各相间、各相对地的绝缘电阻，相应电阻不得小于

Ω。

直流电阻的测定

用双臂电桥测量各绕组直流电阻，不小于100kw或电压为1kv以上的电动机，各相绕组间的直流电阻差值应小于2%。

接线

电缆端子与电机接线柱连接紧密、密封良好。

接地

每台电机外壳均需可靠接地。

5、防雷接地工程施工

壁雷针（网）及其支持件安装

位置正确，分布均匀，固定牢靠，防腐良好。

针体垂直，避雷针规格尺寸和弯曲半径正确，避雷针及支持件制作质量符合设计要求。

接地接零线的敷设

平直、牢固，固定点间距均匀，接地线穿墙有保护管，油漆防腐完整。

焊接连接的焊缝平整、饱满，无明显气孔。

接地线焊接长度规定见下表：

项 目 规定数值 检验方法 扁 钢 搭接长度 圆 钢 ≥2b 尺量检查 ≥6d 扁钢搭接焊的棱边数 3 观察检查 b—扁钢宽度; d—圆钢直径

防雷接地引下线保护管固定牢固，设置断接卡便于检测，接触面镀锌、镀锡完整，螺栓紧固齐全。

位置正确，连接牢固，接地体埋设深度距地面不小于。

接地体与接地母线的搭接，采用焊接，应符合要求，接地体分布应均匀，接地电阻应

达到设计要求。

电气接地与自动化屏蔽接地应分开。

隐蔽工程记录应齐全、准确。

6、自动化仪表工程施工

自动化仪有一般包括两种：检测仪表和调节仪表，它们是组成自动控制系统的基本元件，随着网络技术和计算机工业控制技术和应用，传统的仪表屏显示操作、控制系统已逐

步被先进的计算机集散控制系统DCS（DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）所替代，其基本组成为现场I/0控制站、操作员站和工程师站，联系方式为通过局域LAN（LOCAL AREANETWORK）挂接，简单来说，计算机控制系统可根据现场工艺的不同要求而实现复杂的实时控制、显示、记录、报警等功能，达到节省人力、改善环境及提高生产效率及质量的目的，而现场工艺测点是通过各种检测仪表进行测量，并转化为标准的I/0信号提供给现场I/0控制站进行运行控制，同时I/0控制产将通过网络将数据传送与上位机（操作员站、工程师站）联系，从而实现控制分散，显示操作及管理集中的目的。

现场一次元件安装接线

取源部件安装：

工艺测点位置的选择应严格按施工图以及仪表要求进行，发现有不合理或设计漏洞应及时通知甲方、设计院并尽快找到解决办法。

取源部件安装应在工艺设备制造或工艺管道预制、安装的同时进行。

取源部件安装位置应选在被测参数变化灵敏和具有代表性的地方，不宜选在阻力部件的附近和介质流束呈死角处以及振动较大的地方。

热电偶取源部件与工艺设备及管道的安装角度应符合各自的设计要求。

一次元件仪表核对、单体调核：

仔细检查各仪表量程、精度等级、型号等是否与设计施工图一致。

对一次仪表进行零刻度至全刻度范围内调校，单体调校时调校点不少于5点，且均匀

选取。

仪表调校室应清洁、安静、光线充足，不应在振动大、灰尘多、噪音大、潮湿和有强磁干扰的地方进行调校。

现场一次仪表安装、接线：

现场仪表安装位置应光线充足，操作和维修方便，不宜安装在振动、潮显、易受机械损伤、有强磁场干扰、高温、温度变化剧烈和有腐蚀性气体的地方，仪表中心距地面高度为。

直接安装在工艺管道上的仪表，宜在工艺管道吹扫后，压力试验前安装，安装完毕后应随同工艺系统一起进行压力试验。

仪表接线盒的引入口不应朝上，以避免油、水及灰尘进入盒内，当不可避免时，应采取密封措施。

仪表接线前，一定要校线并标号，多股线芯端头宜烫锡或采用接线片，连接处应均匀牢固，导电良好。

电缆（线）与端子的连接处应固定牢固，并留有适当的余度。

接线应正确、排列整齐美观，仪表易受振动影响时，接线端子上应加弹簧垫圈。

四、DCS系统安装、调试

由DCS系统结构、设备特点以及在整厂自动化生产线中的地位所决定，DCS系统安装对称环境、接地以及电缆敷设等都有较高的要求。

1、安装条件

DCS在生产厂家应通过出厂测试验收，并达到合同要求。

机房土建装修工程已完毕，空调设施已装好，机房内空气温度达到DCS系统要求，供电系统已按DCS要求设好，且测试供电正常，DCS地面安装设施已装好。

设备开箱检查，要求设备及随机资料按装箱单清点无缺漏，运输过程中设备无毁损情况，在设备开箱验收时，生产厂一定要派人或指定代理派人到现场参加，如果运输涉及到运输部门，特别是对于大型进口设备，最好也请运输部门（保险部门）派人参加。

2、设备安装就位及加电测试

检查安装位置是否符合要求，空间是否充足，地面是否结实，能否承担机械设备的重量，安装固定装置与DCS设备是否配套，地下走线槽是否合理，电源供电系统是否符合要求，接地措施是否符合要求。

仔细阅读设计院及DCS生产厂家的设备平面布置图，核实每站的编（标）号和其在图中的位置，如发现图纸有误应及时与甲方和设计院取得联系，寻求解决办法。

按核实后各设备在图中位置将其就位，就位后，卸除各操作台和机柜内为运输所设置的紧固件。

核实各站的各接地设施，分别按要求进行接地。

核实各站的人供电接线端子和电源分配盘是否正确，按要求接电源，然后将操作站、工程师站的外设单元按要求接上电源。

按要求连上网络通信电缆。

逐个给各设备加电，检查是否正常，然后启动系统的硬件测试程序进行系统自检，检查所有硬件是否正常，最后启动系统软件，检查实时数据库的状态，操作员站的功能，控制站的运行状况，以及工程师站运行是否正常。

3、系统接线

DCS系统接线主要是来自现场的信号线，其特点是量大、信号线各类、性质差别大、出错率高，在进线系统接线工作之前，一定要仔细阅读系统模块及端子排布列图，确认每一信号线的性质（AI、AO、DI、DO）。仔细对照各机柜以及机柜内各端子板的位置。

确认各控制产电源已断开，现场各信号线也均处于断电状态。

确认与现场信号相连的各I/0卡已拨出卡槽。

按图纸要求接好所有的现场信号线。

仔细检查现场接线的正确性：检查信号线有无错误、正负极接反、端子没压好的现象，在与计算机I/0断开的条件下，对各现场仪表加包，在计算机接线端子上一一核实所信号的电气正确性。

测试现场信号回路的正确与否（包括AI、AO、DI、DO）。

测量实时数据库的组态（包括各种转换关系的设置，地址的分配等）是否正确。

流程画面的测试，检查CRT到现场后是否受环境的干扰影响（特别是强电磁干扰），各画面动态点的测试，观察每幅画上的各种动态点（数值显示、棒图、曲线）是否设置正确，

显示量程是否正确。

控制系统的调试及算法整定：检查控制结构和参数的设置与现场相比是否合理，通过DCS提供的控制调节画面，逐个回路进行调试、整定。在整定过程中，需要自控人员、工艺人员以及仪表人员的全面参与、配合，注意现场仪表（包括检测仪表及调节仪表）的输入输出信号一定要与DCS系统的I/0站相配套。

4、数字信号典型电路调试

数字信号典型电路调试见附图4-1 。

L1 o L2 o L3 o J C P

K1 o o o o o K2 o o o o o N o o o 附图4-1

送上K1、K2控制电源，合上ZK开关，将选择开关YA扳到集中控制（J）位置。

检查模块上备妥信号指示灯是否亮，如亮表示备妥信号（DI-1）建立，如不亮应检查线路及设备，排除故障，直到备妥信号建立。

发出驱动指令（DO-1），这时模块上驱动信号灯亮，接触器JC线圈吸合。

模块上运行信号灯，测速装置通过模块将设备运转信号送入中控，在总控制室CRT的画面上运行信号由OFF转为ON，到此设备顺利起动进入运行状态。

5、模拟信号典型电路调试

模拟信号典型电路调试，原理如附图5-1所示：

远

程

温度变送器 电阻箱 站 I/O

附图 5-1

按所示原理将I/0站温度变送器，直流电压表（量程放到DC50V档）直流电流表（量程放

到25mA档）标准电阻箱连好线，拨动电阻箱的旋柄，使其电阻值与变送器O点时电阻值相等，并检查无误后，将I/O站送上工作电源，这时电压表显示值为24V。

反复调整变送器上的零点和满量程电位器。使其满足0点时输出电流为4mA，满量程时输出电流为20Ma。

在CRT的画面上观察该工艺流程点的温度是否在0℃至满量程t℃ 之间线性变化，如果是则测试结束，如果不是应修改数据库内该点的温度设定范围及其它相关参数。