工控制室是工作場所，它的設計應符合人體物理學、心理學、人體工程學的特征，為操作人員的工作創(chuàng)造一個適宜的環(huán)境。同時控制室又是生產(chǎn)裝置的一個部分，它應該保證人-機交互作用下生產(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)境氣候條件導致內(nèi)部元器件性能衰退：

a.低溫

溫度過低，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，尺寸改變以至活動件卡死。對模擬量卡件，溫度每變化10℃，精度將降低0.1%。對DCS元器件的表面溫升，在有些產(chǎn)品標準里(如日本富士)規(guī)定不得超過20℃。

c.溫度變化率

過大的溫度變化率因元器件的脹縮可導致引力、變形、開裂、密封失效及保護層脫落。

d.濕度

若相對濕度超過65%，就會在物體表面形成一層水膜，使絕緣劣化；潮濕會加快腐蝕。相對濕度太低，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.陽光輻射

陽光輻射中的紅外線使物體升溫，材料老化，壽命縮短，紫外線不但對有機物有加速老化的作用，在有氧和水時，對絕緣材料和有機涂料也有劣化作用。

f.大氣壓力

大氣壓力降低時，空氣絕緣強度下降，海拔每升高100 m，絕緣強度將降低1%；大氣壓力降低時，空氣的熱容量減小，因而對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.標準規(guī)定的環(huán)境氣候條件

根據(jù)HG/T20508－2000《控制室設計規(guī)定》的要求及“GB/T 17214.1－1998工業(yè)過程測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“有氣候防護的場所”中的B1級：升溫和(或)降溫的封閉場所，那么其氣候條件參數(shù)和嚴酷度應滿足下表所示。

3.控制室設計應采取的對策

為了滿足控制室的環(huán)境氣候條件，控制室的設計應采取下列的措施：

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，應采取遮陽措施。

b.操作室和機柜室不宜開窗或只開少量雙層密封金屬窗。

c.控制室應采用空氣調(diào)節(jié)，并應設置門斗或前室。

d.控制室內(nèi)氣流組織，應根據(jù)空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范并結合現(xiàn)場實際情況確定。對設備布置密度大，設備發(fā)熱量大的機柜間通風宜采用活動地板下送上方式；其出口風速不應大于3 m/s。

控制室的空氣潔凈條件

1.空氣潔凈條件對DCS的影響

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

a.鹽霧等腐蝕氣氛

它會引起對金屬的強烈腐蝕。由于氯離子半徑極小，很容易穿透保護涂層到底部，又很容易被受潮金屬表面所吸附，所以對其要求更嚴格。此外，硫化氫能迅速腐蝕銅、銀和鐵合金，二氧化硫同樣對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與沙塵對控制設備的機械沖刷造成磨損；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腐蝕。

2.IEC標準對反應性環(huán)境(腐蝕氣氛)的分級方法

“IEC654-4：1987”標準對反應性環(huán)境(腐蝕氣氛)的分級方法是根據(jù)污染物和銅起反應的速率來確定工業(yè)環(huán)境的嚴酷度的。這種方法需要將事先制備好的銅試樣放置到被監(jiān)測場所，經(jīng)一定的暴露時間(1個月)后，對銅試樣進行腐蝕膜厚度的測定或外觀檢查，而后可以按下表三種嚴酷度進行分級。

對控制系統(tǒng)而言，由于存在大量的銅質線路板，為了避免腐蝕對其性能的影響，所以控制室的反應性環(huán)境要求應按1級進行設計，即為受嚴格控制的環(huán)境。

IEC標準對反應性環(huán)境(腐蝕氣氛)的分級方法

3.控制室對腐蝕性氣氛和空氣含塵量的要求

“IEC654-4：1987”標準對1級控制室內(nèi)的腐蝕氣氛要求如下表所示。

根據(jù)《電工電子產(chǎn)品應用環(huán)境條件》GB4798.1)和《過程測量和控制系統(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＜0.2mg/m3(粒徑＜10μm)。

4.控制室設計應采取的對策

為了滿足控制室的空氣潔凈條件，控制室的設計應采取下列的措施：

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

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

c.控制室內(nèi)不得安裝有腐蝕性介質的在線分析一次儀表。

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

e.控制室不宜設在工廠主要交通干道旁邊，以防揚塵的危害。

f.對灰塵量較大的生產(chǎn)裝置，為了防塵，控制室可以采用清潔空氣的正壓通風系統(tǒng)，它應滿足：室內(nèi)門窗關閉時，壓力不低于25Pa；室內(nèi)門窗全開時，通過門窗的氣流速度不低于0.3m/s；正壓通風系統(tǒng)發(fā)生故障時，應發(fā)出報警；正壓

通風系統(tǒng)的電源應采用獨立的電源回路。

控制室的機械工作條件——振動

1.振動對控制系統(tǒng)的影響

振動是交變的機械外力。如果控制系統(tǒng)的安裝地點附近有強烈振動的設備，例如球磨機、粉碎機、攪拌機、重型機床設備，它們產(chǎn)生的機械力會通過支架和地面?zhèn)鞯娇刂葡到y(tǒng)，影響控制系統(tǒng)的工作，長時間的機械振動力作用對控制系統(tǒng)的危害是十分嚴重的。

具體表現(xiàn)在如下幾個方面：

a.高頻率、高加速度的振動能損壞集成電路的內(nèi)部接頭。

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

誤的通斷信號，或者由于疲勞而損壞。

c.振動可以使零件疲勞，出現(xiàn)裂縫，強度下降。當振動頻率與零部件的固有頻

率相同時，會發(fā)生諧振，振幅顯著增大，容易招致嚴重破壞。

d.振動還可以使插接件松動，接觸面磨損，黏接面脫落。

e.振動將使永磁零件退磁，壓電元件產(chǎn)生有害的電信號，開關和電位器接觸不良。

f.控制系統(tǒng)中的易碎器件，如CRT顯示管、光學零件、數(shù)碼管更經(jīng)不起強烈的振動。

2.振動的限制條件

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

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