從幾方面對(duì)控制室所需環(huán)境進(jìn)行介紹

工控制室是工作場(chǎng)所，它的設(shè)計(jì)應(yīng)符合人體物理學(xué)、心理學(xué)、人體工程學(xué)的特征，為操作人員的工作創(chuàng)造一個(gè)適宜的環(huán)境。同時(shí)控制室又是生產(chǎn)裝置的一個(gè)部分，它應(yīng)該保證人-機(jī)交互作用下生產(chǎn)監(jiān)控操作能夠安全、有效。

控制室的環(huán)境氣候條件

1.環(huán)境氣候條件對(duì)控制系統(tǒng)的影響

DCS受環(huán)境影響而失效或性能降低，往往是由于下列的環(huán)境氣候條件導(dǎo)致內(nèi)部元器件性能衰退：

a.低溫

溫度過(guò)低，影響電子元器件的電性能，元器件的塑料封裝材料也容易脆化。

b.高溫

容易造成電子元器件絕緣老化，性能變壞，材料容易變形，尺寸改變以至活動(dòng)件卡死。對(duì)模擬量卡件，溫度每變化10℃，精度將降低0.1%。對(duì)DCS元器件的表面溫升，在有些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)里(如日本富士)規(guī)定不得超過(guò)20℃。

c.溫度變化率

過(guò)大的溫度變化率因元器件的脹縮可導(dǎo)致引力、變形、開(kāi)裂、密封失效及保護(hù)層脫落。

d.濕度

若相對(duì)濕度超過(guò)65%，就會(huì)在物體表面形成一層水膜，使絕緣劣化；潮濕會(huì)加快腐蝕。相對(duì)濕度太低，合成材料容易變脆、收縮、表面龜裂；絕緣材料表面容易積累靜電。

e.陽(yáng)光輻射

陽(yáng)光輻射中的紅外線使物體升溫，材料老化，壽命縮短，紫外線不但對(duì)有機(jī)物有加速老化的作用，在有氧和水時(shí)，對(duì)絕緣材料和有機(jī)涂料也有劣化作用。

f.大氣壓力

大氣壓力降低時(shí)，空氣絕緣強(qiáng)度下降，海拔每升高100 m，絕緣強(qiáng)度將降低1%；大氣壓力降低時(shí)，空氣的熱容量減小，因而對(duì)DCS系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)熱元件的冷卻能力下降，海拔每升高100 m，元器件溫升增加0.2～1℃。

2.標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境氣候條件

根據(jù)HG/T20508－2000《控制室設(shè)計(jì)規(guī)定》的要求及“GB/T 17214.1－1998工業(yè)過(guò)程測(cè)量和控制裝置工作條件第1部分：氣候條件”中規(guī)定的屬于“有氣候防護(hù)的場(chǎng)所”中的B1級(jí)：升溫和(或)降溫的封閉場(chǎng)所，那么其氣候條件參數(shù)和嚴(yán)酷度應(yīng)滿足下表所示。

3.控制室設(shè)計(jì)應(yīng)采取的對(duì)策

為了滿足控制室的環(huán)境氣候條件，控制室的設(shè)計(jì)應(yīng)采取下列的措施：

a.控制室宜座北朝南，其次是朝北或朝東，不宜朝西，如不能避免時(shí)，應(yīng)采取遮陽(yáng)措施。

b.操作室和機(jī)柜室不宜開(kāi)窗或只開(kāi)少量雙層密封金屬窗。

c.控制室應(yīng)采用空氣調(diào)節(jié)，并應(yīng)設(shè)置門(mén)斗或前室。

d.控制室內(nèi)氣流組織，應(yīng)根據(jù)空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定。對(duì)設(shè)備布置密度大，設(shè)備發(fā)熱量大的機(jī)柜間通風(fēng)宜采用活動(dòng)地板下送上方式；其出口風(fēng)速不應(yīng)大于3 m/s。

控制室的空氣潔凈條件

1.空氣潔凈條件對(duì)DCS的影響

污染物對(duì)控制系統(tǒng)的影響是與濃度、溫度和暴露時(shí)間成正比的，并往往因濕度的增加而加劇。一般，應(yīng)考慮如下兩類污染物：

a.鹽霧等腐蝕氣氛

它會(huì)引起對(duì)金屬的強(qiáng)烈腐蝕。由于氯離子半徑極小，很容易穿透保護(hù)涂層到底部，又很容易被受潮金屬表面所吸附，所以對(duì)其要求更嚴(yán)格。此外，硫化氫能迅速腐蝕銅、銀和鐵合金，二氧化硫同樣對(duì)DCS也有腐蝕作用。

b.灰塵與沙塵

灰塵是指直徑1～150μm的顆粒，沙塵是指直徑100～1000μm的顆粒?；覊m與沙塵對(duì)控制設(shè)備的機(jī)械沖刷造成磨損；沉降在絕緣表面后吸潮而降低絕緣性能；吸潮或吸附腐蝕性氣體而加速化學(xué)腐蝕。

2.IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)反應(yīng)性環(huán)境(腐蝕氣氛)的分級(jí)方法

“IEC654-4：1987”標(biāo)準(zhǔn)對(duì)反應(yīng)性環(huán)境(腐蝕氣氛)的分級(jí)方法是根據(jù)污染物和銅起反應(yīng)的速率來(lái)確定工業(yè)環(huán)境的嚴(yán)酷度的。這種方法需要將事先制備好的銅試樣放置到被監(jiān)測(cè)場(chǎng)所，經(jīng)一定的暴露時(shí)間(1個(gè)月)后，對(duì)銅試樣進(jìn)行腐蝕膜厚度的測(cè)定或外觀檢查，而后可以按下表三種嚴(yán)酷度進(jìn)行分級(jí)。

對(duì)控制系統(tǒng)而言，由于存在大量的銅質(zhì)線路板，為了避免腐蝕對(duì)其性能的影響，所以控制室的反應(yīng)性環(huán)境要求應(yīng)按1級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即為受?chē)?yán)格控制的環(huán)境。

IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)反應(yīng)性環(huán)境(腐蝕氣氛)的分級(jí)方法

3.控制室對(duì)腐蝕性氣氛和空氣含塵量的要求

“IEC654-4：1987”標(biāo)準(zhǔn)對(duì)1級(jí)控制室內(nèi)的腐蝕氣氛要求如下表所示。

根據(jù)《電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境條件》GB4798.1)和《過(guò)程測(cè)量和控制系統(tǒng)環(huán)境條件空氣中的污染物》ISAS71.04)的規(guī)定，控制室內(nèi)含塵量應(yīng)＜0.2mg/m3(粒徑＜10μm)。

4.控制室設(shè)計(jì)應(yīng)采取的對(duì)策

為了滿足控制室的空氣潔凈條件，控制室的設(shè)計(jì)應(yīng)采取下列的措施：

a.在有腐蝕性介質(zhì)或塵埃的生產(chǎn)裝置內(nèi)，控制室宜布置在本地區(qū)常年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)或全年主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。

b.控制室不應(yīng)直接位于有腐蝕性液體的樓層下，不應(yīng)與有腐蝕性生產(chǎn)的廠房直接相通，也不應(yīng)與化學(xué)藥品庫(kù)、化驗(yàn)室毗鄰布置。

c.控制室內(nèi)不得安裝有腐蝕性介質(zhì)的在線分析一次儀表。

d.控制室地面應(yīng)平整、光潔，不起灰塵；墻面應(yīng)平整，不積灰，易于清潔；窗戶應(yīng)采用金屬窗，并應(yīng)有良好的氣密性。

e.控制室不宜設(shè)在工廠主要交通干道旁邊，以防揚(yáng)塵的危害。

f.對(duì)灰塵量較大的生產(chǎn)裝置，為了防塵，控制室可以采用清潔空氣的正壓通風(fēng)系統(tǒng)，它應(yīng)滿足：室內(nèi)門(mén)窗關(guān)閉時(shí)，壓力不低于25Pa；室內(nèi)門(mén)窗全開(kāi)時(shí)，通過(guò)門(mén)窗的氣流速度不低于0.3m/s；正壓通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)發(fā)出報(bào)警；正壓

通風(fēng)系統(tǒng)的電源應(yīng)采用獨(dú)立的電源回路。

控制室的機(jī)械工作條件——振動(dòng)

1.振動(dòng)對(duì)控制系統(tǒng)的影響

振動(dòng)是交變的機(jī)械外力。如果控制系統(tǒng)的安裝地點(diǎn)附近有強(qiáng)烈振動(dòng)的設(shè)備，例如球磨機(jī)、粉碎機(jī)、攪拌機(jī)、重型機(jī)床設(shè)備，它們產(chǎn)生的機(jī)械力會(huì)通過(guò)支架和地面?zhèn)鞯娇刂葡到y(tǒng)，影響控制系統(tǒng)的工作，長(zhǎng)時(shí)間的機(jī)械振動(dòng)力作用對(duì)控制系統(tǒng)的危害是十分嚴(yán)重的。

具體表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

a.高頻率、高加速度的振動(dòng)能損壞集成電路的內(nèi)部接頭。

b.繼電器是控制系統(tǒng)中最不耐振動(dòng)的部件，它的簧片在振動(dòng)時(shí)很容易發(fā)出錯(cuò)

誤的通斷信號(hào)，或者由于疲勞而損壞。

c.振動(dòng)可以使零件疲勞，出現(xiàn)裂縫，強(qiáng)度下降。當(dāng)振動(dòng)頻率與零部件的固有頻

率相同時(shí)，會(huì)發(fā)生諧振，振幅顯著增大，容易招致嚴(yán)重破壞。

d.振動(dòng)還可以使插接件松動(dòng)，接觸面磨損，黏接面脫落。

e.振動(dòng)將使永磁零件退磁，壓電元件產(chǎn)生有害的電信號(hào)，開(kāi)關(guān)和電位器接觸不良。

f.控制系統(tǒng)中的易碎器件，如CRT顯示管、光學(xué)零件、數(shù)碼管更經(jīng)不起強(qiáng)烈的振動(dòng)。

2.振動(dòng)的限制條件

控制室地面振動(dòng)的幅度、頻率和加速度應(yīng)該滿足控制系統(tǒng)制造商提出的限制條件。根據(jù)GB/T18271.3-2000《過(guò)程測(cè)量和控制裝置通用性能評(píng)定方法和程序 第3部分：影響量影響的試驗(yàn)》，控制系統(tǒng)應(yīng)低于如下表所示的振動(dòng)條件。

不同的DCS制造商對(duì)控制室提出的振動(dòng)要求，如果模擬量輸入模塊的精確度為a，在這樣的振動(dòng)條件下，模擬量的示值變化如小于0.5a%F.S是允許的。