儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念論述

模塊化設(shè)計(jì)的根本流程簡(jiǎn)介

1確定工藝塊初步平面布置

首先由工藝專(zhuān)業(yè)依據(jù)工藝流程及功能把各主要設(shè)施分成一個(gè)個(gè)工藝塊，每個(gè)工藝塊包括了肯定數(shù)量的工藝系統(tǒng)，并初步定義各工藝塊的輸入輸出及相應(yīng)管道尺寸，生成整個(gè)工廠的工藝塊流程圖。依據(jù)一些關(guān)鍵的現(xiàn)場(chǎng)位置因素比方風(fēng)向及管道、供電的接入點(diǎn)等來(lái)安排組織各個(gè)工藝塊的初步平面布置，同時(shí)要盡量削減各工藝塊之間主管道的連接數(shù)量。組織各專(zhuān)業(yè)工程師一起討論各工藝塊的平面布置，通過(guò)全部專(zhuān)業(yè)間的通力協(xié)作以使布置滿意各專(zhuān)業(yè)的根本要求。

2工藝塊空間安排

依據(jù)工程允許的最大模塊的運(yùn)輸尺寸和重量要求把各個(gè)工藝塊中的設(shè)備布置在鋼構(gòu)造的模塊中，同時(shí)盡量使各模塊間的界面降低到最少。在這個(gè)過(guò)程中需要考慮及優(yōu)化重要管道的布置、電儀室的位置及尺寸、主橋架的走向、土建專(zhuān)業(yè)主框架的尺寸、預(yù)留空間等等。其中，電儀室里集成了掌握該模塊中全部電氣儀表設(shè)備的MCC和掌握柜。

3進(jìn)展總圖

利用已定義好尺寸大小的工藝塊來(lái)進(jìn)展總圖，確定供電及掌握系統(tǒng)的安排分布方案以及管道敷設(shè)和橋架的接入點(diǎn)。

4進(jìn)展每個(gè)模塊的詳細(xì)尺寸重量

依據(jù)模塊中已確定的全部設(shè)備來(lái)進(jìn)一步進(jìn)展模塊的尺寸和重量，在這個(gè)過(guò)程中，要核實(shí)工程最終施工現(xiàn)場(chǎng)關(guān)于運(yùn)輸和物流的全部相關(guān)要求。

5對(duì)模塊進(jìn)展細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

在這個(gè)階段由全部專(zhuān)業(yè)一起開(kāi)頭對(duì)模塊進(jìn)展細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)并開(kāi)頭創(chuàng)立三維模型。

影響模塊化設(shè)計(jì)工程的重要因素

1工程執(zhí)行規(guī)劃

跟采納傳統(tǒng)施工方式的工程相比，模塊化設(shè)計(jì)工程要求工程根底設(shè)計(jì)的深度更深，供貨商提交最終版文件的時(shí)間要早，設(shè)計(jì)圖紙及材料需要滿意預(yù)制廠預(yù)制規(guī)劃的要求。

2運(yùn)輸及物流因素

模塊的尺寸和重量限制是影響模塊化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素之一，運(yùn)輸?shù)姆绞椒椒?、不同?guó)家和地區(qū)對(duì)運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)法律法規(guī)等方面的要求都需要在進(jìn)展模塊化設(shè)計(jì)時(shí)有充分的考慮和完整的規(guī)劃。

3工程設(shè)計(jì)

早期的模塊化設(shè)計(jì)僅僅是針對(duì)管廊管架的模塊化設(shè)計(jì)，模塊的總體集成度水平較低，對(duì)設(shè)計(jì)而言僅需要考慮在施工的時(shí)候如何把管架預(yù)制成模塊以及現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)模塊間的安裝連接。隨著模塊化設(shè)計(jì)理念的不斷進(jìn)展，后期的模塊化設(shè)計(jì)集成了一些工藝設(shè)備，所以需要在具體設(shè)計(jì)階段就開(kāi)頭進(jìn)展模塊化設(shè)計(jì)的考慮。而模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)展至今，集成度水平已大大提高，包括了裝置廠房、管道、電氣及儀表的集成，設(shè)計(jì)也變得更加簡(jiǎn)單化，所以要求在工程的FEED階段就要應(yīng)用模塊化的設(shè)計(jì)理念進(jìn)展設(shè)計(jì)了。

4選購(gòu)

模塊預(yù)制工廠的評(píng)定、材料掌握、幫助材料選購(gòu)、關(guān)鍵材料供給商的催交等等都對(duì)模塊化工程的勝利至關(guān)重要。

5施工因素

施工是模塊化設(shè)計(jì)的最大推動(dòng)因素同時(shí)也是最大的受益者。施工的一些重要因素比方現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力本錢(qián)、工作效率、現(xiàn)場(chǎng)安全性、現(xiàn)場(chǎng)位置及間接費(fèi)用等將會(huì)對(duì)模塊化設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。

儀表及掌握系統(tǒng)在模塊化設(shè)計(jì)中的根本設(shè)計(jì)原則

1掌握系統(tǒng)

傳統(tǒng)工程中，掌握系統(tǒng)一般多采納I/O卡件集中在機(jī)柜室，現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)從現(xiàn)場(chǎng)接線箱通過(guò)多對(duì)的掌握電纜（Homerun）連接到端子柜的方式。這樣的方式使得全部的掌握電纜必需在現(xiàn)場(chǎng)安裝，也使得儀表只能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)展調(diào)試。而在應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)理念時(shí)，掌握系統(tǒng)應(yīng)采納遠(yuǎn)程I/O，并將之集中在為各個(gè)模塊設(shè)置的電儀室中。各電儀室中的遠(yuǎn)程I/O再通過(guò)光纖連接到中心掌握室，光纖應(yīng)采納預(yù)先埋地敷設(shè)的方式。這樣的方案使得現(xiàn)場(chǎng)施工的工作量降到最低，而且每一個(gè)模塊中的儀表都可以在模塊預(yù)制車(chē)間進(jìn)展安裝接線，到了現(xiàn)場(chǎng)，僅需要將預(yù)埋好的通訊光纖進(jìn)展端接即可。在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡早確定系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)以及對(duì)掌握柜的要求，以盡早開(kāi)展電儀室的設(shè)計(jì)。盡早邀請(qǐng)DCS/SIS硬件供給商的參加，提前確定掌握系統(tǒng)的軟硬件方案以滿意電儀室設(shè)計(jì)的要求。

2現(xiàn)場(chǎng)儀表

在模塊化設(shè)計(jì)中現(xiàn)場(chǎng)儀表通常遵循以下設(shè)計(jì)原則：

1）盡量削減分體式儀表的使用，或者分體局部在安裝時(shí)應(yīng)盡量安裝在已有的鋼構(gòu)造支撐上以削減對(duì)空間的占用。

2）盡早確定儀表所采納的測(cè)量技術(shù)及儀表類(lèi)型，并使用儀表在樣本中的形狀尺寸進(jìn)展前期的三維模型創(chuàng)立。

3）在傳統(tǒng)工程中，儀表的安裝位置一般在工程執(zhí)行的后期才需要確定，但是在模塊化設(shè)計(jì)中，儀表的安裝位置需要盡早確定以滿意模塊中空間的總體考慮協(xié)調(diào)。

4）對(duì)于流量?jī)x表應(yīng)盡量選擇對(duì)前后直管段要求小的類(lèi)型。

3儀表信號(hào)和電源電纜及路徑

1）增加使用儀表電纜快速連接技術(shù)及相應(yīng)材料，以削減現(xiàn)場(chǎng)電纜端接的工作量，削減現(xiàn)場(chǎng)施工的時(shí)間。

2）盡量削減各模塊間電纜的相互穿插連接，必要的模塊間電纜相互連接應(yīng)采納預(yù)先埋地敷設(shè)的方式。

3）遠(yuǎn)程I/O到中心掌握室的光纖采納預(yù)先埋地敷設(shè)的方式。

4）模塊中電儀室里MCC主供電電纜及儀表用UPS的供電電纜均采納預(yù)先埋地敷設(shè)的方式。

5）電儀室里遠(yuǎn)程I/O到模塊中現(xiàn)場(chǎng)儀表的信號(hào)和供電電纜采納橋架敷設(shè)的方式。

4三維模型的設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)工程中，在設(shè)計(jì)并創(chuàng)立工程三維模型階段，一般在60％模型審查階段要求完成的內(nèi)容比方分支電纜橋架、盤(pán)柜、接線箱等，在模塊化設(shè)計(jì)中則要求在30％模型審查階段就要完成，在傳統(tǒng)工程中90％模型審查階段要求完成的內(nèi)容如分析小屋等，則要求提前到60％階段，所以對(duì)儀表和掌握系統(tǒng)設(shè)備定位以及形狀尺寸、重量的盡早確定提了高要求。

5儀表和掌握系統(tǒng)供給商最終資料確定

在傳統(tǒng)工程中，除了閥門(mén)、流量計(jì)等在線儀表由于需要建模對(duì)廠家最終資料要求的時(shí)間相對(duì)較早外，其它的離線儀表和掌握系統(tǒng)廠家資料的最終版要求時(shí)間比擬晚。但是在模塊化設(shè)計(jì)中，這些資料在進(jìn)展60％模型審查時(shí)就需要供應(yīng)，否則會(huì)影響整個(gè)設(shè)計(jì)的順當(dāng)進(jìn)展。所以需要工程團(tuán)隊(duì)和供給商之間加強(qiáng)合作才能戰(zhàn)勝這個(gè)挑戰(zhàn)。

6儀表的檢驗(yàn)和測(cè)試

1）在儀表供給商的廠房或車(chē)間進(jìn)展FAT及SIFT。

2）在模塊預(yù)制安裝車(chē)間進(jìn)展電纜通斷性測(cè)試以及儀表的標(biāo)定和功能測(cè)試。

3）在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)展回路測(cè)試和SAT。

模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

模塊化設(shè)計(jì)為業(yè)主供應(yīng)了更具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案，從而也使工程公司在日益劇烈的競(jìng)爭(zhēng)中能夠占有一席之地，它的優(yōu)點(diǎn)許多，主要表達(dá)在以下幾方面：

1）模塊化設(shè)計(jì)使得工藝裝置構(gòu)造更加緊湊，從而優(yōu)化了總的占地面積，同時(shí)降低材料數(shù)量從而降低了工程的總投資。依據(jù)統(tǒng)計(jì)，采納模塊化設(shè)計(jì)最多時(shí)可以節(jié)省20％的總投資。對(duì)于總圖的優(yōu)化，模塊化設(shè)計(jì)可以讓總圖的占地面積顯著削減，多時(shí)可以削減30％－60％的面積。

2）依據(jù)統(tǒng)計(jì)，工人在現(xiàn)場(chǎng)施工的時(shí)間中，有30％的時(shí)間用于預(yù)備工作及奔波在來(lái)回現(xiàn)場(chǎng)的路上，有32％的時(shí)間用于等待材料或人員，僅有38％的時(shí)間真用于施工，可見(jiàn)在現(xiàn)場(chǎng)，施工工人的工作效率比擬低下。而模塊化設(shè)計(jì)將大量的施工時(shí)間從現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)移到效率更高的車(chē)間或更有競(jìng)爭(zhēng)力的地區(qū)，從而降低了工程的總投資。另外，現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力數(shù)量的降低，也大大降低了發(fā)生安全事故的可能性，這對(duì)于特殊看重安全的業(yè)主來(lái)說(shuō)的確是一個(gè)比擬大的亮點(diǎn)。

3）現(xiàn)場(chǎng)施工的工作量大幅降低，使得現(xiàn)場(chǎng)間接費(fèi)用降低，從而總投資降低。模塊化設(shè)計(jì)會(huì)使得電儀的設(shè)計(jì)施工提前，這改善了傳統(tǒng)施工方式中電儀總是“拖后腿”的局面。

4）有的典型的模塊化設(shè)計(jì)具有肯定的通用性，設(shè)計(jì)可以重復(fù)使用。

模塊化設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)

模塊化設(shè)計(jì)雖然具有許多優(yōu)點(diǎn)，但是在工程執(zhí)行的過(guò)程中也會(huì)面對(duì)許多困難和挑戰(zhàn)，主要表達(dá)在以下幾方面:

1）需要全部專(zhuān)業(yè)之間的良好協(xié)作。

2）供給商最終版資料的準(zhǔn)時(shí)提交是很大的挑戰(zhàn)，同時(shí)，由于在早期建模時(shí)需要采納樣本資料以獲得設(shè)備的形狀尺寸和重量，而最終版資料和樣本資料之間的差異和改動(dòng)會(huì)影響設(shè)計(jì)。

3）模塊化設(shè)計(jì)要求業(yè)主操作維護(hù)團(tuán)隊(duì)的早期介入從而能在設(shè)計(jì)初期就充分考慮到操作維護(hù)對(duì)空間的要求。

4）模塊化設(shè)計(jì)使得工程的改動(dòng)要求和后期的擴(kuò)展要求變得困難。

5）工藝數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)變及儀表類(lèi)型的轉(zhuǎn)變會(huì)影響儀表的尺寸和重量，這也會(huì)給設(shè)計(jì)帶來(lái)麻煩。

6）某些掌握系統(tǒng)元器件從安全區(qū)轉(zhuǎn)移到危急區(qū)中，會(huì)導(dǎo)致需要防爆外殼，這會(huì)