沙特阿美项目DCS功能测试的开展实施探讨

沙特阿美项目DCS功能测试的开展实施探讨

韩鲁郑

中国电建集团山东电力建设有限公司

【摘  要】功能测试是通过测试装置或信号发生器模拟现场传感器信号,以验证一个设备或系统的特性和可操作行为是否符合设计预期。沙特阿美主要供应商包括霍尼韦尔、西门子、GE等多家世界著名生产厂家，其项目所用控制系统一般主要采用霍尼韦尔的DCS/ESD控制系统和西门子的T3000控制系统等，而功能测试在沙特阿美项目属于预调试的一部分，同时它也是DCS系统测试活动中一个非常重要的环节。在阿美电站项目中，受其繁琐的工程标准影响，DCS系统功能测试需要满足的启动条件较多，且执行过程周期较长，开展实施相对而言具有一定的困难。

【关键词】功能测试，DCS，阿美项目，预调试

1 引言

DCS功能测试的目的是为了检验系统是否满足设计要求，所有控制系统的功能检查通常执行模拟系统输入信号，使用HART475等通讯工具就地模拟系统输入信号值，或直接从DCS/ESD系统中强制系统输入信号值，并检查控制系统是否正确输出动作，若输出正确，则向控制系统反馈相应的状态信号，若输出异常，则反馈错误报警，需现场检查设备是否正常工作。

2 功能测试实施流程

图1功能测试实施流程图

3 DCS功能测试的启动条件

（1）所有的DCS/ESD系统均已上电，且所有机柜的SAT已经按照供应商的要求完成。

（2）所有连接系统柜或集成柜的电源线都进行了测试、端接和上电，所有的接地线也进行了测试和端接。

（3）确保与所有逻辑相关的输入、输出已成功执行和签证。

（4）确保与DCS/ESD系统逻辑相关的回路测试已成功执行，且回路包中YES项缺陷均已关闭并签字。

（5）确保所有的电机、泵、空压机已完成相关测试。

（6）测试需要执行临时强制的信号应清楚地记录下来，以便测试时方便进行强制，测试结束后及时实施恢复。

（7）确保控制室有操作人员来监控所有功能测试的相关实施，并有相关的热控专业人员或者供应商DCS/ESD工程师来模拟输入、输出信号。

（8）确保变电站和控制室有足够的人员来模拟电气设备的电机信号，并在人机界面中进行验证。泵、电机的启动逻辑和联锁需做好看护和隔离。

（9）确保现场模拟人员和控制室操作人员都能根据功能测试验证阀门的正确动作（开启和关闭限位开关，阀门位置等）。

（10）所有逻辑输出动作（预期结果）都要根据相关的输入进行测试，如因果关系图、控制叙述所示。

（11）确保功能测试文件包均已被QA/QC及阿美PID签字确认。

（12）已通知所有相关人员参加功能测试见证，其中包括阿美人员、霍尼韦尔工代、设计人员以及调试热控专业人员。

4 DCS功能测试的执行

阿美项目DCS功能测试共分两种类型，包括简单逻辑功能测试和复杂逻辑功能测试。两种类型测试的主要区别在于见证人员数量及文件包内容组成差异。复杂逻辑功能测试文件包需要热控专业人员在设计工艺工程师的配合下，根据控制叙述、工艺设计要求等参考资料来编写相应的测试程序，而简单逻辑功能测试则不需要编写测试程序。DCS功能测试开始前需提前通知各方相关人员前来见证，其中简单逻辑功能测试需阿美operation团队人员、霍尼韦尔工代、设计工艺工程师以及调试热控专业工程师共同见证，而复杂逻辑功能测试则需在简单逻辑功能测试见证人员的基础上另外邀请阿美Engineer团队人员一同前来。

4.1 执行方法

阿美项目DCS功能测试的执行方法主要有两种。一种是由就地调试人员配合控制室调试热控工程师执行测试，霍尼韦尔工代配合信号强制或解除，一般在进行简单逻辑功能测试时采用该方法；另一种是由就地调试人员直接配合霍尼韦尔工代执行测试，需要强制或解除的信号由工代在测试中直接执行，通常在进行信号较多的复杂逻辑功能测试时采用这种方法。实际工作中通常是根据DCS功能测试的难易程度来选择合适的执行方法。

4.2 执行中遇到的问题及解决方案

DCS功能测试在执行过程中存在问题较多，大致可以分为以下几种类型：

（1）DCS画面显示坏点问题。可能有两种原因，一是实际数值超出仪表或阀门量程，二是仪表或阀门卡件出现问题而无法正常显示。前者可重新进行仪表校验，后者需检修或更换受损部件。

（2）阀门损坏问题。由于安装或其他作业影响，可能导致阀门某些部件损伤，进而无法执行正常的开关操作，需根据实际情况补修或更换受损部件。

（3）仪表或阀门内部生锈问题。因阿美项目周期较长，再加上部分项目地处沿海地区降水量相对内陆地区较多，空气湿度较大，部分仪表或阀门安装后未能做好有效的防护，进而导致仪表或阀门内部生锈。设备安装后应及时做好防护，若因测试必须要打开，测试结束后应当场关闭，防止雨水渗入而生锈。

（4）阀门卡涩问题。阿美项目大多处于沙漠地带，常年风沙不断，且为起到润滑作用阀门杆上一般都涂有黄油，在其开关过程中很容易将沙尘带入内部，造成卡涩。安装后应做好阀杆隔离并定期清理阀杆。

（5）指令无法发出或无反馈问题。一般是因电缆接线问题引起，可能是其他测试结束后忘记恢复，或电缆接线松动；除此之外，也可能是就地阀门或电机收到指令后，因自身原因未动作，而导致无反馈。

（6）DCS系统逻辑问题。可能霍尼韦尔工代在进行逻辑配置时，存在逻辑与逻辑图纸要求不符现象，需设计确认后再由工代重新配置。

4.3 执行的难点

（1）由于阿美工作人员的工作习惯，每周参加DCS功能测试的见证时间有限，需在有限的时间内提高效率。

（2）功能测试团队组建困难，阿美项目一般招聘的外籍员工为印巴籍，技能有限，需长期培养。

（3）阿美所有项目均采用自己的标准，必须充分了解其标准后方可进行工作，不然返工风险较大，因此进展缓慢。

5 结束语

总所周知，阿美项目以PMCC为界限将调试工作一分为二，即预调试和调试。DCS功能测试是阿美项目预调试中不可或缺且尤为重要的一部分，一般是在回路测试之后进行，回路测试主要是对单个回路进行验证，而DCS功能测试则是在其基础上对全厂子系统进行逻辑功能的验证。DCS功能测试的下一个环节则是系统试运，而系统试运则是调试的一部分。顾名思义，功能测试在预调试与调试之间起到了承上启下的作用，对于整个阿美项目里程碑来说，DCS功能测试的意义更是不言而喻。

参考文献

[1]Saudi Aramco, Emergency Shutdown and Isolation Systems, SAES-J-601, 2009

[2]Saudi Aramco, Control Valves, SAES-J-700, 2011

[3]Saudi Aramco, Control building, SAES-J-801, 2013

[4]Saudi Aramco, Instrument Loop-Inputs Transmitter Circuit test, SATR-J-6501, 2013

[5]Saudi Aramco, Process Control Systems, SAES-Z-001, 2012

作者简介

韩鲁郑，大学本科，中国电建集团山东电力建设有限公司，仪控工程师。