任务2 自动化控制工程的设计方法与设计内容

2.2.1 自动化控制工程的设计方法

在接到一个工程项目后，进行自动化控制工程设计时，按照什么样的方法来完成这些内容呢？

1.熟悉工艺流程

熟悉工艺流程是自动化控制工程设计的第一步。自控设计人员对工艺熟悉和了解的深度将是重要的因素。在这个阶段还需收集工艺中有关的物性参数和重要数据。

2.确定自控方案，完成工艺控制流程图（PCD）

了解工艺流程，并在和工艺人员充分协商后，定出各检测点和控制系统，确定全工艺流程的自控方案，在此基础上可画出工艺控制流程图（PCD），并配合工艺系统专业完成管道仪表流程图（P&ID）。

3.仪表选型，编制有关仪表信息的设计文件

在仪表选型中，首先要确定是采用常规仪表还是DCS系统。然后，以确定的控制方案和所有的检测点，按照工艺提供的数据及仪表选型的原则，查阅有关部门汇编的产品目录和厂家的产品样本与说明书，调研产品的性能、质量和价格，选定检测、变送、显示、控制等各类仪表的规格、型号，并编制出自控设备表或仪表数据表等有关仪表信息的设计文件。

4.控制室设计

自动化控制工程方案确定和仪表选型后，根据工艺特点，可进行控制室的设计。采用常规仪表时，首先考虑仪表盘的正面布置，画出仪表盘布置图等有关图纸。然后均需画出控制室布置图及控制室与现场信号连接的有关设计文件，如仪表回路图、端子配线图等。在进行控制室设计中，还应向土建、暖通、电气等专业提出有关设计条件。

5.节流装置和调节阀的计算

因为控制方案已定，因此所需的节流装置、调节阀的位置和数量也都已确定，可根据工艺数据和有关计算方法进行计算，分别列出仪表数据表中调节阀及节流装置计算数据表与结果，并将有关条件提供给管道专业人员，供管道设计之用。

6.仪表供电、供气系统的设计

自动化控制工程的实现不仅需要供电，还需要供气（压缩空气作为气动仪表的气源，对于电动仪表及DCS系统，由于目前还大量使用气动调节阀，所以气源也是不可少的）。为此需要按照仪表的供电、供气负荷大小及配制方式，画出仪表供电系统图、仪表空气管道平面图（或系统图）等设计文件。

7.依据施工现场的条件，完成控制室与现场间联系的相关设计文件

土建、管道等专业的工程设计深入开展后，自动化控制专业的现场条件也就清楚了。此时按照现场仪表设备的方位、控制室与现场的相对位置及系统的联系要求，进行仪表管线的配置工作。在此基础上可列出有关的表格和绘制相关的图纸，如列出电缆表、管缆表，画出仪表位置图、仪表电缆桥架布置总图、仪表电缆（管缆）及桥架布置图、现场仪表配线图等。

8.根据自动化控制专业有关的其他设备和材料的选用等情况，完成有关的设计文件

自动化控制专业除了进行仪表设备的选用外，这些仪表设备在安装过程中，还需要选用其他一些有关的设备材料。对这些设备材料需根据施工要求，进行数量统计，编制仪表安装材料表。

9.设计工作基本完成后，编写设计文件目录等文件

在设计开始时，先初定应完成的设计内容，待整个工程设计工作基本完成后，要对所有设计文件进行整理，并编制设计文件目录、仪表设计规定、仪表施工安装要求等工程设计文件。

上述设计方法和顺序仅仅是原则性的提法，在实际工程设计中各种设计文件的编（绘）制，还应按照2.2.2节介绍的自动化控制工程设计的程序进行。

2.2.2 自动化控制工程设计的内容

自动化控制工程设计阶段的划分有多种，国内过去一般分为两个阶段，即初步设计和施工图设计，对于采用新技术和复杂的尚未成熟的工程设计，以前也可分为三个阶段进行，即初步设计、扩大初步设计和施工图设计。国际上通常把全部设计过程划分为由专利商承担的工艺设计（基础设计）和由工程公司承担的工程设计两大设计阶段，工程设计则再划分为基础工程设计和详细工程设计两个阶段。

在我国现行的设计体制程序中，工程公司在开始基础工程设计工作前，需要形成专利商的工艺设计（基础设计），向有关部门和用户报告供审批的初步设计，因此，在新体制规定的工程公司工程设计有关的工作内容中，保留有初步设计的名词。

1.国际通用设计体制

国际通用设计体制的工程设计分为两个阶段，即基础工程设计和详细工程设计。在这两个阶段，专业的设计文件将划分成各个版次，根据内容由浅入深地发表。一般需要完成七版设计。

（1）基础工程设计阶段编制四版：

1）初版（简称“A”版）。

2）内部审查版（简称“B”版）。

3）用户审查版（简称“C”版）。

4）确认版（简称“D”版）。

（2）详细工程设计阶段编制三版：

1）详1版（或称研究版，简称“E”版）。

2）详2版（或称设计版，简称“F”版）。

3）施工版（简称“G版”）。

根据经验，化工行业规定：对大型、新建的化工、石油化工等装置，在工程设计阶段，“管道仪表流程图”（P&ID）发表七版，“设备布置图”发表七版，“管道布置图”发表四版。对每项工程项目，根据项目的特点以及设计人员对项目的熟悉程度，可以发表其中的几个版次、全部版次或增加版次。

2.基础设计/初步设计

在基础设计/初步设计阶段，自控专业负责以下工作：

（1）完成基础设计/初步设计说明书。拟订控制系统、联锁系统的技术方案、仪表选型规定，以及电源、气源的供给方案等。

（2）完成初步的仪表清单、控制室平面布置和仪表盘正面布置方案，开展初步的询价工作。

（3）完成工艺控制流程图（PCD）。

（4）提出DCS的系统配置图。

（5）配合工艺系统专业完成初版管道仪表流程图（P&ID）

（6）向有关专业提出设计条件。

3.工程设计

工程设计阶段可划分为基础工程设计阶段和详细工程设计阶段。

（1）基础工程设计阶段。

基础工程设计阶段主要的设计工作如下：

1）设计开工前的技术准备。

2）编制仪表设计规定。

3）编制设计计划。

4）绘制工艺控制图，参加工艺方案审查会。

5）配合系统专业完成P&ID A版、B版，参加B版内审会。

6）接受和提交设计条件。

7）配合系统专业完成P&ID C版、D版。

8）提出分包项目设计要求。

9）编制工程设计文件。

基础工程设计阶段集散控制工程的设计文件如下：

1）仪表索引。

2）仪表数据表。

3）仪表盘布置图。

4）控制室布置图。

5）DCS系统配置图（初步）。

6）仪表回路图。

7）联锁系统逻辑图或时序图。

8）仪表供电系统图。

9）仪表电缆桥架布置总图。

10）DCS-I/O表。

11）主要仪表技术说明书。

12）DCS技术规格书。

13）仪表采购单。

（2）详细工程设计阶段。

详细工程设计是基础工程设计的继续和深化，两者之间除了要配合采购部门完成采购工作外，就自动化控制专业而言，两者之间没有严格界限。在详细工程设计阶段，自动化控制专业主要完成下列工作：

1）提交仪表连接、安装设计条件。

2）接受管道平面图和分包方技术文件。

3）配合系统专业完成P&ID E版、F版、G版。

4）完成工程设计文件。

2.2.3 采用常规仪表与集散控制工程设计文件

（1）采用常规仪表工程设计文件由以下内容组成：

1）设计文件目录。

2）仪表设计规定。

3）仪表技术说明书。

4）仪表施工安装要求。

5）仪表索引。

6）仪表数据表。

7）报警联锁设定值表。

8）电缆表。

9）管缆表。

10）铭牌表。

11）仪表伴热绝热表。

12）仪表空气分配器表。

13）仪表安装材料表。

14）控制室内电缆表。

15）电缆分盘表。

16）联锁系统逻辑图。

17）顺序控制系统时序图。

18）继电器联锁原理图。

19）仪表回路图。

20）控制室布置图。

21）仪表盘布置图。

22）闪光报警器灯屏布置图。

23）半模拟盘流程图。

24）继电器箱布置图。

25）端子配线图。

26）半模拟盘接线图。

27）仪表供电系统图。

28）供电箱接线图。

29）仪表穿板接头图。

30）控制室电缆（管缆）布置图。

31）仪表位置图。

32）仪表电缆桥架布置总图。

33）仪表电缆（管缆）及桥架布置图。

34）现场仪表配线图。

35）仪表空气管道平面图（或系统图）。

36）仪表接地系统图。

37）仪表安装图。

（2）采用集散控制工程设计文件的组成如下：

1）设计文件目录。

2）DCS技术规格书。

3）DCS-I/O表。

4）联锁系统逻辑图。

5）仪表回路图。

6）控制室布置图：

7）端子配线图。

8）控制室电缆布置图。

9）仪表接地系统图。

10）DCS监控数据表。

11）DCS配置图。

12）端子（安全栅）柜布置图。

在采用DCS的工程项目中，其自动化控制工程设计文件包括常规仪表部分和DCS部分，常规仪表部分的设计文件可按照上述常规仪表设计的有关要求开展设计工作。

（3）在承担DCS组态工作时应完成的设计文件如下：

1）工艺流程显示图。

2）DCS操作组分配表。

3）DCS趋势组分配表。

4）DCS生产报表。

5）其他必须文件。

为了了解这个国际通用设计体制所规定的自动化控制专业工程设计文件的全貌，现把《自控专业工程设计文件深度的规定》（HG/T 20638-1998）中设计文件的内容给予深度说明，并加以部分摘录。对完成工程设计的主要内容进行较为详细的介绍，以便于读者能按照“新体制”的规定，做好自动化控制工程设计工作。

（4）常规仪表设计文件内容的深度说明如下：

1）“设计文件目录”应列出工程设计的全部图表的名称、文件号、版次、图幅及张数。

2）“仪表设计规定”应说明工程设计项目的设计范围、设计采用的标准及规范、控制方案、仪表选型原则、安全及防护措施、材料选择、动力供应及仪表连接与安装要求等。

3）“仪表技术说明书”应包括各类仪表及仪表安装材料技术说明书，其主要内容应包括产品的标准和规范、技术条件、检验和试验，以及备品备件和消耗品等规定。

4）“仪表施工安装要求”应说明仪表施工安装要求。

5）“仪表索引”应以一个仪表回路为单元，按被测变量英文字母代号的顺序列出所有构成检测、控制系统的仪表的各位号、用途、名称和供货部门以及相关的设计文件号。

6）“仪表数据表”应是与仪表有关的工艺、机械数据对仪表及附件的技术要求、型号和规格等。

7）“报警联锁设定值表”应包括仪表位号、报警联锁系统用途、工艺操作正常值、报警值和联锁值。

8）“电缆表”应包括主、支电缆的编号、型号、规格、长度、起点与终点（接线盒号）、端子号、穿线管规格和长度等。

9）“管缆表”应包括主、支管缆的编号、型号、规格、长度、起点与终点（接管箱号）、接头号等。

10）“铭牌表”应注明仪表位号、注字内容、安装盘（箱）号。

11）“仪表伴热绝热表”应包括伴热绝热仪表的位号、被测介质名称、伴热方式、绝热材料、安装图号和保温箱型号等。

12）“仪表空气分配器表”应包括供气仪表位号、仪表空气管规格、材料、数量和仪表位置图号等。

13）“仪表安装材料表”应按辅助容器、电气连接件、管件、管材、型材、紧固件、阀门、保护（温）箱、电缆桥架和电线电缆等类别统计材料，并列出各种材料代码、名称及规格、材料、标准号或型号以及设计量、各用量和采购量。

14）“控制室内电缆表”应包括控制室内敷设的电缆编号、型号、规格和长度、柜（盘、台）编号、端子排号和端子号。

15）“电缆分盘表”应包括电缆分盘的盘号，电缆的名称、型号、规格和总长度，以及该盘内每个编号电缆的实际、各用量和总计长度。所有编号电缆的备用量总和应与“仪表安装材料表”中电缆的各用量相符合。

16）“联锁系统逻辑图”应采用逻辑符号表示出联锁系统的逻辑关系，包括输入、逻辑功能、输出三部分，必要时附简要说明。

17）“顺序控制系统时序图”应采用表格和图形的形式表示出顺序控制系统的工艺操作、执行器和时间（或条件）的程序动作关系。

18）“继电器联锁原理图”应标注被控设备和检出开关的位号，电气设备、元件及其触点号，接线端子号以及联锁的工艺要求和作用说明表等。

19）“仪表回路图”应用仪表回路图图形符号，表示一个检测或控制回路的构成，并标注该回路的全部仪表设备及其端子号和接线。对于复杂的检测、控制系统，必要时另附原理图或系统图、运算式、动作原理等加以说明。

20）“控制室布置图”应表示出控制室内所有仪表设备的安装位置，如仪表盘、操作台、继电器箱、总供电盘、DCS操作站、DCS控制站、端子柜、安全栅柜、辅助盘和UPS等。

21）“仪表盘布置图”应表示出仪表在仪表盘、操作台和框架上的正面布置，标注仪表位号、型号、数量、中心线与横坐标尺寸，并表示出仪表盘、操作台和框架的外形尺寸及颜色。

22）“闪光报警器灯屏布置图”应表示出闪光报警器各报警窗口的排列、报警仪表位号和注字内容。

23）“半模拟盘流程图”应表示出装置的主要流程，包括主要工艺设备、管道和检测控制系统的图示，根据需要，设置动设备和控制阀运行状态的灯光显示装置。

24）“继电器箱布置图”应表示出电气设备、元件在继电器箱内的正面布置，标注其中心线与横坐标尺寸、位号、铭牌及注字，并示出设备材料表和箱的外形尺寸与颜色等。

25）“端子配线图”应表示出仪表盘、操作台、继电器箱、端子柜、安全栅柜和供电箱等输入/输出端子的配线。

26）“半模拟盘接线图”应表示出半模拟盘背面各电气元件的接线。

27）“仪表供电系统图”应用方块图表示出供电设备之间的连接系统。如不间断电源装置（UPS）、电源箱、总供电箱、分供电箱和供电箱等的连接系统，并标注供电设备的位号、型号、输入与输出的电源种类、等级和容量。

28）“供电箱接线图”应表示出总供电箱、分供电箱和供电箱的内部接线。标注其电源的电压种类、电压等级和容量、各供电箱的位号和型号，各供电回路仪表的位号和型号以及容量等。

29）“仪表穿板接头图”应表示出仪表盘（箱）穿板接头进、出气信号管路的连接，标注其仪表位号和接头号以及材料表。

30）“控制室电缆（管缆）布置图”应表示出控制室内电缆（管缆）及桥架安装位置、标高和尺寸；进控制室的桥架安装固定、密封结构、安装倾斜度以及电缆（管缆）排列和编号等。

31）“仪表位置图”是用仪表位置图的图形符号表示出现场仪表安装的位置和标高，包括检测元件、基地式仪表、变送器、控制阀、现场安装的仪表盘（箱）等。

32）“仪表电缆桥架布置总图”应表示出工厂（装置）仪表电缆桥架总体平面布置、标高和尺寸，必要时绘制局部空视图。

33）“仪表电缆（管缆）及桥架布置图”应表示出电缆（管缆）桥架的安装位置、标高和尺寸；电缆（管缆）桥架安装支架与吊架位置和间距，以及电缆（管缆）在桥架中的排列和电缆（管缆）编号等。

34）“现场仪表配线图”应表示出现场仪表至接线箱（供电箱）、接线箱（供电箱）至电缆桥架以及现场仪表至电缆桥架之间的配线平面位置。按规定的文字代号标注电缆（线）的编号、规格和型号，以及穿线保护管的规格。

35）“仪表空气管道平面图（或系统图）”应表示出仪表空气干管或空气分配器至各用气仪表之间的仪表空气管的平面布置、标高和规格等。

36）“仪表接地系统图”应表示控制室和现场仪表设备的接地系统，包括接地点位置、分类、接地电缆的敷设以及规格、数量和接地电阻值要求等。

37）“仪表安装图”应包括现场仪表、检测元件在设备或管道上的安装及其管路的连接图、仪表电缆保护和连接图以及气动仪表管路连接安装图，并标注安装仪表、检测元件的位号、所在的设备位号和管道号、安装用的材料代码、名称及规格、材料标准号或型号和数量等。

（5）DCS设计文件内容的深度说明如下：

1）“DCS技术规格书”应包括工程项目简介、厂商责任、系统规模、功能、硬件、性能要求、质量、文件交付、技术服务与培训、质量保证、检验及验收、备品备件与消耗品以及计划进度等。

2）“DCS-I/O表”应包括DCS监视、控制的仪表位号、名称，输入、输出信号，是否提供输入、输出安全栅和电源。

3）“DCS监控数据表”应表示出检测控制回路仪表位号、用途、测量范围、控制与报警设定值、控制正/反作用与参数、输入信号、阀正/反作用及其他要求等。

4）“DCS配置图”应以图形和文字表示由操作站、控制站、通信总线等组成的DCS结构，并附输入、输出信号的种类和数量以及其他硬件配置等。

5）“端子（安全栅）柜布置图”应表示出接线端子排（安全栅）在端子（安全栅）柜中的正面布置。标注相对位置尺寸、安全栅的位号、端子排的编号并标出各材料表和柜的外形尺寸与颜色。

（6）DCS组态文件内容的深度说明如下：

1）“工艺流程显示图”应采用过程显示图形符号，按装置单元绘制带有主要设备和管路的流程图，包括检测控制系统的仪表位号和图形符号、设备和管路的线宽与颜色、进出物料名称、设备位号、设备和控制阀的运行状态显示等。

2）“DCS操作组分配表”应包括操作组号、操作组标题、流程图画面页号、显示的仪表位号和说明。

3）“DCS趋势组分配表”应包括趋势组号、趋势组标题、显示的仪表位号和颜色。

4）“DCS生产报表”应包括采样时间、周期、地点、操作数据、原料消耗和成本核算等。

2.2.4 施工图设计规定中各项设计文件的内容说明

1.自动化控制工程图纸目录

自动化控制工程图纸目录应包括工程设计图、复用图及标准图（不采用带位号的安装图时，仪表安装图列入标准图类）。

2.说明书

说明书内容应包括对初步设计的重大修改、审批文件号（必要时可摘要叙述初步设计中的重要方案及有关内容）；主要设计标准、规范；施工安装要求、推荐安装规程；仪表防爆、防腐、防冻等保护措施；采购和成套说明、风险说明以及设计人员认为需特殊阐明的其他问题。

3.自动化控制工程设备表

（1）所有控制系统（包括就地调节系统）及传送至控制室进行集中检测的仪表（不包括温度）均填表4-16（自动化控制工程设备表（表一）），并按信号流向依次填写。

（2）集中检测的温度仪表、就地检测仪表、仪表盘（箱）、半模拟盘、操纵台、保温（护）箱、报警器及控制室气源总管用的大型空气过滤器、减压阀、安全阀等均应填表4-17（自动化控制工程设备表（表二）），显示仪表排列在前。

（3）根据各设计院的具体情况也可全部采用自动化控制工程设备表一（见表4-16）或自控设备表二（见表4-17）。

（4）调节阀和节流装置的规格、附件和工艺参数在表4-17中可不列出。

4.节流装置数据表

按规定的格式填写，详见项目7中任务3的表7-5。

5.调节阀数据表

按规定的格式填写，详见项目7中任务3的表7-7。

6.差压式液位计计算数据表

按规定的格式填写，参见本规定的图（表）示例。

7.综合材料表

（1）综合材料表表统计与仪表盘成套定货以外的仪表及装置所需要的管路及安装用材料，如测量管路、气动管路、气源管路等所用的管材、阀门、管件；仪表及仪表盘（箱）等固定用的型钢、板材；导线管、汇线桥架等。

（2）现场仪表绝热伴热所需的主要材料（电伴热时，电热带等应统计在电气设备材料表中）。

（3）一般来说，M12及其以下的紧固件设计中不予统计，由施工单位根据实际情况备料，但对高压紧固件，M12以上的一般紧固件以及特殊仪表的安装紧固件必须详细列出。

8.电气设备材料表

电气设备材料表仅统计非仪表盘成套的电气设备材料，包括供电箱、接线箱、电气软管、防爆密封接头、电缆、电线等。

9.电缆表

电缆表表明各电缆（包括信号线和电源线）的连接关系，应标明电缆编号、型号、规格、长度及保护管规格、长度。此表也可用电缆、电线外部连接系统图和接线箱接线图取代。

10.管缆表

管缆表表明各气动管缆的连接关系，应标明管缆的编号、型号、规格、长度等。此表也可用气动管路外部连接系统图或接管箱接管图取代。

11.测量管路表

测量管路表表明各测量管路的规格材料和长度。

12.绝热伴热表

当仪表或管路需要绝热伴热时，必须采用绝热伴热表来表示其绝热伴热方式、保温箱型号、被测介质名称、温度及安装图等。

13.铭牌注字表

铭牌注字表列出各盘装仪表及电气设备的铭牌注字内容。

14.信号及联锁原理图

信号及联锁原理图应注明所有电气设备、元件及其触点的编号和原理图接点号，并列表说明各信号（联锁）回路的工艺要求和作用，注明联锁时的工艺参数。

15.半模拟盘信号原理图

半模拟盘信号原理图表明半模拟盘信号灯回路的动作原理，可参考信号及联锁原理图。

16.控制室仪表盘正面布置总图

控制室仪表盘正面布置总图表明在一个控制室中所有盘装仪表在若干块仪表盘上的正面排列，其绘制比例为1∶10。本图不标注仪表、电气设备的型号，不绘制铭牌框，设备表只列仪表盘、半模拟盘，只注主要尺寸。一般来说，还应绘出仪表盘等在控制室的平面位置，并注明仪表盘组装时的安装角度和控制室的平面尺寸。对大型控制室，也可单独绘制其平面布置图。

17.仪表盘正面布置图

（1）一般来说，仪表盘正面布置图绘制比例为1∶10，每块仪表盘绘制一张2号图。图中应绘出盘上安装的全部仪表，电气设备及其铭牌框，注出定位尺寸，并按照自上而下、从左到右的顺序编制设备表，其深度应能满足订货要求。

（2）图中应注出仪表盘号/型号、仪表位号/型号及电气设备的编号，当仪表型号过长以至标注有困难时，可酌情将型号简化。

（3）进口或试制的特殊仪表，必须绘制仪表盘开孔图。

（4）仪表盘需装饰边时，应在图上绘出。

（5）仪表盘颜色应注明色标号，对特殊要求应附色版。

（6）线条表示方法：仪表、仪表盘、电气设备采用粗实线，尺寸线采用细实线。

18.架装仪表布置图

一般来说，架装仪表布置图绘制比例为1∶10，每面框架绘制一张2号图。图中应绘出在框架式仪表盘的框架上、通道式仪表盘的后框架上或仪表盘背面安装的全部架装仪表及供电箱、电源箱、继电器箱等，注出其在框架上的安装高度，并按照自上而下、从左到右的顺序编制设备表。

19.报警器灯屏布置图

报警器灯屏布置图表明报警器位号、灯屏规格、所在仪表盘盘号、灯位、颜色及注字内容等。

20.半模拟盘正面布置图

（1）半模拟盘正面布置图以不小于1∶5的比例进行绘制，应绘出主要工艺设备、管道、全部控制系统及主要测量点。相同的工艺系统有几套时，在半模拟盘上可只表示一套，但动设备运行指示灯要全部绘出，必要时应绘出主要工艺参数越限报警信号灯和主要执行器的位置指示灯。

（2）半模拟盘上检测点位置应尽量与仪表盘上有关的仪表相对应。

（3）应说明半模拟盘的造型和结构，并绘出半模拟盘实际制作的图形符号和尺寸。

（4）每块半模拟盘均应标注盘号和型号，首尾盘需装饰边时应绘出。

（5）半模拟盘上图形和线条的着色按国标或制造厂的色标编号填写在设备和管线上，或列表加以说明。

（6）列出设备材料表。

21.继电器箱正面布置图

（1）按一定的比例绘出继电器箱正面安装的所有电气设备、元件的最大外形，并注出必要的安装尺寸。

（2）继电器箱可选用定型产品，有特殊要求的非定型产品应绘制箱的制造图。

（3）箱内设有安装隔板的，同样按正面图深度绘制。

（4）列出设备材料表。

（5）必要时说明与本图有关的图纸和资料。

（6）非定型的供电箱正面布置图可参考本图进行绘制。

22.总供电箱接线图

总供电箱接线图与分供电箱接线图联用，代替供电系统图，内容应包括：

（1）电源来源及电压等级，并注明来自电气专业的电缆号、柜（盘）号、电缆规格和接线编号。

（2）供电回路分配情况，包括供电对象的位号、型号、需要的容量和熔断丝的容量，供电电缆的编号、型号、规格和引向。

（3）列出设备材料表，非标准供电箱需列出箱内电气设备和配线型号、规格及数量。

23.分供电箱接线图

分供电箱接线图应包括：

（1）电源情况。电源电压等级、电缆编号、规格、接线编号及引向。

（2）供电回路分配情况。供电对象的位号、型号、需要的容量和熔断丝的容量、电线的型号、规格和引向。当分供电箱安装在现场时，电缆和保护管应列入电缆表，没有电缆表时，则在本图中列出并统计材料。

（3）设备材料表。

24.仪表回路接线图

仪表回路接线图表明电动控制或测量回路中所有仪表之间的连接关系。应标注接线箱及仪表盘（架）相应连接端子的编号、所在盘（架）号、供电回路号等，并应编制仪表回路接线图目录。

25.仪表回路接管图

仪表回路接管图表明气动控制或测量回路中所有仪表之间的连接关系。应标注接管箱及仪表盘（架）相应穿板接头编号、所在盘（架）号、（空气分配器）供气点号，并应编制仪表回路接管图目录。

26.报警器回路接线图

报警器回路接线图表明报警器与外部报警接点、消音和试灯按钮、供电回路、仪表盘端子之间的连接关系。

27.仪表盘端子图

仪表盘端子图表明盘（架）信号和接地端子排进、出线之间的连接关系。应注明连接仪表的位号或去向端子号、电缆（线）的编号，并编制设备材料表（包括报警器的电铃等）。

28.仪表盘穿板接头图

仪表盘穿板接头图表明盘（架）穿板接头进、出气动信号管路的连接关系。应注明连接仪表的位号、接头号、管缆编号、去向，并编制设备材料表。

29.半模拟盘端子图

参见仪表盘端子图。

30.继电器箱端子图

参见仪表盘端子图。

31.接线箱接线图

接线箱接线图表明接线图进、出线之间的连接关系。应注明所连现场仪表的位号、端子号、支电缆规格、型号，主电缆的去向、端子号、电缆编号，并编制设备材料表。设计中采用“电缆、电线外部连接系统图”代替“电缆表”时，还应标注支电缆长度、保护管规格及长度。

32.空气分配器接管图

（1）空气分配器接管图表明空气分配器与用气仪表之间的气源管路连接关系。内容包括空气分配器型号、安装位置、供气仪表位号、供气管的名称、规格、长度等，并编制设备材料表。

（2）盘装仪表的供气也用此图表示。若不采用定型的空气分配器，所需管路、阀门等统计在设备材料表中。

33.仪表供气空视图

（1）当仪表供气总管和支干管均由自控专业设计时，需绘制仪表供气空视图，而气源的分配采用空气分配器时，只需画至空气分配器。

（2）本图应按比例以立体图的形式绘制，内容应包括建、构筑物的柱轴线、编号、尺寸、所有供气管路的规格、长度、总（干）管的标高、坡度要求，气源来源，供气对象的位号（或编号），以及供气管路上的切断阀、排放阀等，并应编制材料表，至各供气仪表的气源阀可视情况统计在本图、空气分配器接管图或仪表安装图中。

（3）若工艺装置为多层布置，则允许层高不按比例，以求图面清晰。

34.伴热保温供气空视图

与仪表供气空视图原则相同。

35.接地系统图

绘出控制室仪表工作接地和保护接地系统，表示出接地分干线的规格和长度，并编制材料表。如公用连接板、接地总干线和接地极由电气专业设计时，应用虚拟线表示并注明。

36.控制室电缆、管缆平面敷设图

（1）按比例绘出仪表盘、操纵台、供电箱、继电器箱、供气装置等的平面位置，并注出有关尺寸。

（2）绘出进控制室及室内盘、箱之间电缆、管缆、供气管线等敷设图，并注出编号。

（3）有必要说明盘背面安装的仪表、电气设备、元件的位置以及管路在盘（或框架）上敷设的情况时，应绘出必要的剖视图。

（4）外部电缆、管缆进控制室穿墙（楼板）密封方式应加以说明或绘制有关图纸；

（5）列出设备材料表。

37.电缆、管缆平面敷设图

（1）按比例绘出工艺设备的平面位置（只画主要设备，次要的、无检测点的设备可以不画），注出设备位号，绘出与自动化控制工程专业有关的建筑物，并注出墙、柱坐标号和有关尺寸。

（2）绘出与控制室有关的变送器、执行器、接线（管）箱、现场供电箱、空气分配器等的位置，并注出位号（或编号）和标高。在工艺管道上安装的检测取源点、执行器等，还应注出所在工艺管道的管段号。

（3）电缆、管缆分别画到接线（管）箱，箱到检测点（取源部件）之间一般不画连线，由施工单位酌情敷设，但必要时（由检测元件或检测点不经接线（管）箱直接引到控制室），则应将电缆（线）、管缆（路）画到仪表检测点处。

（4）绘出管、线、缆集中敷设的汇线桥架，并注出标高和平面坐标尺寸，支架位置、编号，汇线架上敷设的电缆、管缆的编号、走向，必要时应画出局部详图。

（5）列表注出所选用的汇线桥架、支架等的型号、规格、数量。在特殊情况下应画出管架图，地下敷设的管、线、缆，应绘出敷设方式并说明保护措施。

（6）工艺装置为多层布置时要相应画出几个平面图。如有的平面上检测点和仪表较少或较集中时，可只绘局部图，也可用多层投影的方法画在一张图上。

（7）如一个车间（装置）有几个工段（工区），应绘制一张各工段（工区）与控制室之间的布线图，或用电缆表和管缆表表示各工段（工区）的连接关系。

38.（带位号的）仪表安装图

（带位号的）仪表安装图表明各类仪表及执行机构等的安装方式。除材料表外，还应列出采用该图的仪表位号。

39.非标准部件安装制造图

按加工制造要求绘制本工程设计项目所需要的非标准件的制造图及安装图。

40.管道和仪表流程图

管道和仪表流程图的过程检测和控制系统的标注，应符合《过程检测和控制系统用图形符号和文字代号》（HG 20505-92）的规定。在图纸目录中列入复用图纸。

2.2.5 设计图纸的说明

1.安装材料明细表

应统计所有测量、控制回路及保温系统的安装材料（包括管件、阀门、M12以上紧固件等）。

2.仪表盘背面电气接线图

（1）按不同的接线面绘出盘和框架上安装的全部仪表、电气设备、元件，可不按比例、不注尺寸，但相对位置应与正面图相符。在框架上安装的接线端子板等，如不按接线面绘制，也可用文字注明其安装位置。

（2）盘背面所有仪表、电气设备等均需标注位号、型号或编号。中间编号均标注在仪表等图形符号外的圆圈内。

（3）如实绘制仪表、电气设备、元件的接线端子，并注明其实际编号，与本图无关的接线端子可不画。

（4）仪表盘、仪表、电气设备、元件用中粗实线绘制，电气接线用细实线，引出盘的电缆、电线采用粗实线。

（5）盘背面配线方法有三种：直接连接法、相对呼应编号法、单元接线法。一般采用相对呼应编号法，编号以不超过8位为宜。当超过8位时，可采用加中间编号的方法。

盘引入、引出的电缆（线）应注编号，并注明去向。盘与盘之间的连线一般应经过端子板转接。

（6）盘上仪表的接地应设置单独的接地端子板或汇流排。

（7）编制盘背面设备材料表。

3.仪表盘背面气动管路连接图

（1）按不同的连接面绘出盘和框架上安装的全部气动仪表。可以不按比例、不注尺寸，但相对位置应与正面图相符。

（2）盘背面所有的气动仪表，均需标注位号、型号。

（3）如实绘制气动仪表的气接头，并注明气接头的字母代号。

（4）仪表间的管路用细实线表示，连接方式可根据实际情况采用直接连线法或相对呼应编号法。

（5）气动仪表之间的气动管路如需跨盘，一般应经过穿板接头。

（6）列出盘背面设备材料表。

4.仪表供气系统图

用系统图的方式表达“仪表供气空视图”的内容。

5.伴热保温供气系统图

用系统图的方式表达“伴热保温供气空视图”的内容。

6.电缆、电线外部连接系统图

（1）绘出所有电缆（线）连接的仪表盘、接线箱、供电箱、现场仪表等，注出其编号或位号，并绘出它们之间的连接电缆（线）的编号、型号、规格、长度，以及保护管的规格和长度。

（2）编制设备材料表。

7.气动管路外部连接系统图

（1）按系统绘出有气动管路连接的仪表盘、接管箱、变送器、调节阀等，并注出编号或位号。

（2）用粗实线（气动管路）把有关部分连接起来，并注出管路（缆）的编号、规格、长度。

（3）编制设备材料表。

8.接管箱接管图

接管箱接管图表明接管箱进、出气动信号管路间的连接关系。应注明所连现场仪表的位号、支管缆规格、主管缆去向、穿板接头号、管缆编号、规格，并编制设备材料表。

自动化控制工程设计概算是工程总概算的一部分，自动化控制工程专业人员应与概算专业人员配合进行。自动化控制工程专业人员应提供仪表设备汇总表和材料表，还应提供这些设备、材料的单价及有关设备费的汇总。概算专业人员编制设备运杂费、工资、间接管理费、定额依据、技术经济指标等。

2.2.6 自动化控制专业与其他专业之间的关系

自动化控制工程设计是一种集体的创造性劳动，自动化控制专业的设计是整个工程总体设计的一部分。设计工作的各部分具有密切的有机联系，是完整的统一体。因此，自动化控制专业设计人员除了应该精通本专业设计的业务知识外，还必须加强与外专业的联系，密切配合，才能做好设计，真正反映出设计人员的集体智慧。

1. 自动化控制专业与工艺专业之间的关系

（1）工艺专业设计人员必须向自控专业设计人员提供工艺流程图、工艺车间平面配管图。自动化控制专业人员与工艺专业人员共同研究，确定检测元件和控制阀的安装位置，制订带控制点的工艺流程图，确定中央控制室、就地仪表盘、仪表管线、电缆电线在现场的安装、敷设位置，确定自动化水平，确定仪表类型和设计的总投资。

（2）工艺专业设计人员必须向自动化控制专业设计人员提出自动化控制设计条件，包括提出详细的节流装置计算数据、控制阀计算数据、差压式液位计计算数据以及其他设计计算用条件和数据。根据工艺专业设计人员提供的条件和数据，自动化控制专业设计人员提供的条件和数据，自动化控制专业设计人员可以提出反条件，要求工艺专业人员对某些条件进行适当的修改和补充。各种条件与反条件应该有二级（设计、校核或审核）签字。

（3）工艺专业设计人员必须了解节流装置，控制阀，温度、压力、流量、物位和成分等仪表检出元件根部部件的安装尺寸及与它们配用的管线截止阀、法兰等规格。

（4）自动化控制专业设计人员必须了解工艺流程和车间布置的特点，特别要了解工艺在防爆、防腐、防堵等方面的要求，还应熟悉化工单元的操作和控制。

在设计会签阶段，自动化控制专业设计人员应对各种设计文件和图纸精心细致地核对，发现错误和遗漏后及时改正、补充，并在有关图纸、文件上签字。

2. 自动化控制专业与设备专业之间的关系

（1）自动化控制专业设计人员必须了解车间设备的大概情况，特别是塔设备、反应器、传热设备和传动设备的结构特点及性能。凡有仪表检测元件需要在工艺设备上安装时，必须与设备专业人员共同磋商仪表部件在设备上的安装开孔位置和尺寸大小。特别是注意所开安装孔的方位、高低是否合适，是否符合仪表的布置要求，是否有利于仪表安装、调整和维修。对于开孔的要求，自动化控制专业设计人员可根据《自控安装图册》规定，提出详细条件表。

（2）对于特殊仪表的机械设备和零件，可提请设备专业人员进行设计，自动化控制专业提出设计条件和要求，设备专业设计人员有权提出反条件进行修改。

（3）温度计、液位计等检测元件的插入深度及安装高度等应由自动化控制专业设计人员根据工艺要求及设备特点来确定。

3. 自动化控制专业与电气专业之间的关系

（1）自动化控制专业设计人员应向电气专业设计人员提出仪表供电电源的等级、供电电压，以及允许的电压波动范围和耗电总容量。应向电气专业设计人员提出控制室仪表盘前以及现场仪表的照明要求。

（2）自动化控制专业设计人员应与电气设计人员共同确定信号报警及联锁系统，泵、压缩机的启动、停止信号和按钮在仪表盘上的布置关系。电气接线以仪表盘电源接线端子排为界限，有关电气设备、元件及电气仪表的配线均由电气专业设计。控制室的接地网络和防雷措施的设计，应由自动化控制专业设计人员提出适当的要求，由电气专业人员设计。

（3）电气专业供电系统电缆应与仪表信号电缆分开敷设，以防止动力电源对仪表信号产生干扰。

4. 自动化控制专业与建筑结构专业之间的关系

（1）自控专业设计人员与建筑结构专业设计人员共同商定中央控制的结构、建筑要求和仪表修理车间、辅助房间的土建条件。自控专业设计人员必须提出地沟和预埋件的土建条件。楼板、墙上穿孔大于300mm×300mm时，必须向建筑结构专业提出条件予以预留，也可以由施工人员决定。

（2）根据仪表和管线的安装、敷设位置，自控专业设计人员还应提出防爆、防火、防晒、防雨、防潮、防热辐射、防强电干扰等要求。

（3）建筑结构专业人员有权向自动化控制专业提出反条件，提请自动化控制专业设计人员考虑和修改。有关的土建成品图应由自控专业设计人员会签，予以确认。

5. 自动化控制专业与采暖通风专业之间的关系

（1）自动化控制专业设计人员必须提出中央控制室的采暖通风条件、防爆正压通风要求，以及采暖设备、蒸汽、热水、回水管等在控制室内的安装位置。控制室需要空调时，必须提出室内温度和相对湿度的要求。

（2）空调机组和通风工艺过程的自动化控制设计，必须与采暖通风专业密切配合。这里，主导专业是采暖通风专业。其条件关系等应当同工艺专业一样处理。

6. 自动化控制专业与给/排水专业之间的关系

给/排水专业设计人员根据实际需要，可以向自动化控制专业提出设置流量计量仪表的要求。给/排水系统所需的温度、压力、流量等仪表的安装位置由给/排水专业设计人员提出，协商确定。同时，向建筑结构专业提出有关土建条件。

除了上述六个专业外，自动化控制专业与机修、外管、总貌、概算、动力等专业之间的关系虽然不十分密切，但设计工作中仍需与相关人员相互配合，协同处理，此处不再详细叙述。

总之，处理好各专业之间的关系是做好设计工作的重要条件，自动化控制专业应当充分重视与其他专业的合作，只有这样，才能保证设计工作的顺利进行和设计任务的圆满完成，确保自控设计质量的提高，进而确保整个工程的设计质量。自动化控制工程的设计程序如图2-1所示。

习题与思考

1.自动化控制工程设计人员应掌握哪些专业知识？

2.自动化控制工程设计要进行哪些工作？

3.按照什么样的方法来完成自动化控制工程设计内容呢？

4.什么是国际通用设计体制？

5.集散控制工程设计文件有哪些？

6.DCS组态工作应完成的设计文件内容是什么？

7.自动化控制工程设备表包括哪些内容？

8.自动化控制专业与其他专业之间的关系是什么？

9.设计文件目录包括哪些内容？

10.自动化控制工程设计程序如何安排？