从几方面对控制室所需环境进行介绍

工控制室是工作场所，它的设计应符合人体物理学、心理学、人体工程学的特征，为操作人员的工作创造一个适宜的环境。同时控制室又是生产装置的一个部分，它应该保证人-机交互作用下生产监控操作能够安全、有效。

控制室的环境气候条件

1.环境气候条件对控制系统的影响

DCS受环境影响而失效或性能降低，往往是由于下列的环境气候条件导致内部元器件性能衰退：

a.低温

温度过低，影响电子元器件的电性能，元器件的塑料封装材料也容易脆化。

b.高温

容易造成电子元器件绝缘老化，性能变坏，材料容易变形，尺寸改变以至活动件卡死。对模拟量卡件，温度每变化10℃，精度将降低0.1%。对DCS元器件的表面温升，在有些产品标准里(如日本富士)规定不得超过20℃。

c.温度变化率

过大的温度变化率因元器件的胀缩可导致引力、变形、开裂、密封失效及保护层脱落。

d.湿度

若相对湿度超过65%，就会在物体表面形成一层水膜，使绝缘劣化；潮湿会加快腐蚀。相对湿度太低，合成材料容易变脆、收缩、表面龟裂；绝缘材料表面容易积累静电。

e.阳光辐射

阳光辐射中的红外线使物体升温，材料老化，寿命缩短，紫外线不但对有机物有加速老化的作用，在有氧和水时，对绝缘材料和有机涂料也有劣化作用。

f.大气压力

大气压力降低时，空气绝缘强度下降，海拔每升高100 m，绝缘强度将降低1%；大气压力降低时，空气的热容量减小，因而对DCS系统内的发热元件的冷却能力下降，海拔每升高100 m，元器件温升增加0.2～1℃。

2.标准规定的环境气候条件

根据HG/T20508－2000《控制室设计规定》的要求及“GB/T 17214.1－1998工业过程测量和控制装置工作条件第1部分：气候条件”中规定的属于“有气候防护的场所”中的B1级：升温和(或)降温的封闭场所，那么其气候条件参数和严酷度应满足下表所示。

3.控制室设计应采取的对策

为了满足控制室的环境气候条件，控制室的设计应采取下列的措施：

a.控制室宜座北朝南，其次是朝北或朝东，不宜朝西，如不能避免时，应采取遮阳措施。

b.操作室和机柜室不宜开窗或只开少量双层密封金属窗。

c.控制室应采用空气调节，并应设置门斗或前室。

d.控制室内气流组织，应根据空气调节设计规范并结合现场实际情况确定。对设备布置密度大，设备发热量大的机柜间通风宜采用活动地板下送上方式；其出口风速不应大于3 m/s。

控制室的空气洁净条件

1.空气洁净条件对DCS的影响

污染物对控制系统的影响是与浓度、温度和暴露时间成正比的，并往往因湿度的增加而加剧。一般，应考虑如下两类污染物：

a.盐雾等腐蚀气氛

它会引起对金属的强烈腐蚀。由于氯离子半径极小，很容易穿透保护涂层到底部，又很容易被受潮金属表面所吸附，所以对其要求更严格。此外，硫化氢能迅速腐蚀铜、银和铁合金，二氧化硫同样对DCS也有腐蚀作用。

b.灰尘与沙尘

灰尘是指直径1～150μm的颗粒，沙尘是指直径100～1000μm的颗粒。灰尘与沙尘对控制设备的机械冲刷造成磨损；沉降在绝缘表面后吸潮而降低绝缘性能；吸潮或吸附腐蚀性气体而加速化学腐蚀。

2.IEC标准对反应性环境(腐蚀气氛)的分级方法

“IEC654-4：1987”标准对反应性环境(腐蚀气氛)的分级方法是根据污染物和铜起反应的速率来确定工业环境的严酷度的。这种方法需要将事先制备好的铜试样放置到被监测场所，经一定的暴露时间(1个月)后，对铜试样进行腐蚀膜厚度的测定或外观检查，而后可以按下表三种严酷度进行分级。

对控制系统而言，由于存在大量的铜质线路板，为了避免腐蚀对其性能的影响，所以控制室的反应性环境要求应按1级进行设计，即为受严格控制的环境。

IEC标准对反应性环境(腐蚀气氛)的分级方法

3.控制室对腐蚀性气氛和空气含尘量的要求

“IEC654-4：1987”标准对1级控制室内的腐蚀气氛要求如下表所示。

根据《电工电子产品应用环境条件》GB4798.1)和《过程测量和控制系统环境条件空气中的污染物》ISAS71.04)的规定，控制室内含尘量应＜0.2mg/m3(粒径＜10μm)。

4.控制室设计应采取的对策

为了满足控制室的空气洁净条件，控制室的设计应采取下列的措施：

a.在有腐蚀性介质或尘埃的生产装置内，控制室宜布置在本地区常年最小频率风向的下风侧或全年主导风向的上风侧。

b.控制室不应直接位于有腐蚀性液体的楼层下，不应与有腐蚀性生产的厂房直接相通，也不应与化学药品库、化验室毗邻布置。

c.控制室内不得安装有腐蚀性介质的在线分析一次仪表。

d.控制室地面应平整、光洁，不起灰尘；墙面应平整，不积灰，易于清洁；窗户应采用金属窗，并应有良好的气密性。

e.控制室不宜设在工厂主要交通干道旁边，以防扬尘的危害。

f.对灰尘量较大的生产装置，为了防尘，控制室可以采用清洁空气的正压通风系统，它应满足：室内门窗关闭时，压力不低于25Pa；室内门窗全开时，通过门窗的气流速度不低于0.3m/s；正压通风系统发生故障时，应发出报警；正压

通风系统的电源应采用独立的电源回路。

控制室的机械工作条件——振动

1.振动对控制系统的影响

振动是交变的机械外力。如果控制系统的安装地点附近有强烈振动的设备，例如球磨机、粉碎机、搅拌机、重型机床设备，它们产生的机械力会通过支架和地面传到控制系统，影响控制系统的工作，长时间的机械振动力作用对控制系统的危害是十分严重的。

具体表现在如下几个方面：

a.高频率、高加速度的振动能损坏集成电路的内部接头。

b.继电器是控制系统中最不耐振动的部件，它的簧片在振动时很容易发出错

误的通断信号，或者由于疲劳而损坏。

c.振动可以使零件疲劳，出现裂缝，强度下降。当振动频率与零部件的固有频

率相同时，会发生谐振，振幅显著增大，容易招致严重破坏。

d.振动还可以使插接件松动，接触面磨损，黏接面脱落。

e.振动将使永磁零件退磁，压电元件产生有害的电信号，开关和电位器接触不良。

f.控制系统中的易碎器件，如CRT显示管、光学零件、数码管更经不起强烈的振动。

2.振动的限制条件

控制室地面振动的幅度、频率和加速度应该满足控制系统制造商提出的限制条件。根据GB/T18271.3-2000《过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序 第3部分：影响量影响的试验》，控制系统应低于如下表所示的振动条件。

不同的DCS制造商对控制室提出的振动要求，如果模拟量输入模块的精确度为a，在这样的振动条件下，模拟量的示值变化如小于0.5a%F.S是允许的。