什么是工业自动化的“循环检查（Loop Check）”

✅ 一、什么是工业自动化的“循环检查（Loop Check）”？

循环检查（Loop Check）是指在工业自动化系统（DCS / PLC + 现场仪表）调试阶段，对 每一个控制回路（Control Loop） 进行从 现场 → 控制系统 → 输出执行器 → 返回反馈 的完整验证过程。

一句话总结：

循环检查 = 回路从头到尾是否“闭合正常”、动作准确、信号畅通的全面检查。

在投运前必须完成，是工控现场最关键的调试步骤之一。

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✅ 二、为什么要做循环检查？

工业现场如果控制信号不正常，会产生严重后果：

• 阀门乱冲（突然全开/全关）
• 设备损坏（泵空转、压缩机喘振）
• 控制不稳（温度、压力大幅波动）
• 安全事故（超压、泄漏）

循环检查的目标 就是确保：

✔ 仪表接线正确

✔ 信号输入/输出方向正确

✔ 控制器参数接收正确

✔ 控制逻辑能可靠地执行

✔ 执行机构动作正常

✔ 实现“闭环可控、安全运行”

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✅ 三、循环检查包含哪些内容？（从输入到输出）

循环检查一般包括 AI → PID → AO → 执行器 → 反馈 五部分。

下面是工业现场最常见的顺序：

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⭐ 1. AI检查（模拟量输入）

确认现场仪表的测量值是否正确传到控制系统。

重点检查：

• 信号类型（4–20mA / 1–5V / HART）
• 量程（LRV / URV）
• 极性是否正确
• 转换关系（比如温度变送器对应 °C）

典型测试方法：

• 用24V环路校验仪注入4mA、12mA、20mA
• 控制室趋势是否对应正确数值

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⭐ 2. 控制回路（PID）检查

确认控制系统内部的 PID 控制计算正确：

✔ PV（过程变量）正确

✔ SP（设定值）正确

✔ OUT（控制输出）随误差变化正确

测试内容：

• 手动 → 自动切换是否正常
• PID方向（正作用/反作用）正确
• 阶跃响应是否合理（如阻尼、延时）

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⭐ 3. AO检查（模拟量输出）

验证控制系统到执行机构的输出是否正确。

重点检查：

• 输出是否是4–20mA
• 电流大小与控制室显示一致
• 信号方向正确（增大→开阀/关阀取决于设计）

典型测试方式：

• 在控制系统界面输出 4%、50%、100%，确认执行机构动作是否对应 4mA、12mA、20mA

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⭐ 4. 执行机构动作检查

例如：

• 气动调节阀
• 电动阀
• 变频器
• 控制马达

检查内容：

• 阀门开/关方向是否正确
• 全开/全关位置反馈是否对应
• 变频器频率是否跟随控制输出变化
• 执行器行程、死区、迟滞是否正常

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⭐ 5. 回路闭环调试

最终让系统在自动模式下运行一段时间，观察：

✔ 回路能否稳定控制

✔ 波动是否正常

✔ 是否出现震荡

✔ 控制器参数是否需要优化（P、I、D）

这一步通常由工艺人员 + 控制工程师一起完成。

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✅ 四、循环检查流程（标准步骤）

以下为工业现场普遍采用的步骤（可用于DCS/PLC）：

1. 确认仪表和执行机构已安装完毕
2. 核对仪表接线图、IO表、回路号
3. AI检查（从现场到DCS）
4. AO检查（从DCS到现场）
5. 手自动切换检查
6. 阀位、行程、方向确认
7. 控制器（PID）方向确认
8. 闭环运行，调整控制参数
9. 形成循环检查记录表（Loop Check Sheet）

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✅ 五、循环检查中的关键概念（必须掌握）

⭐ 1. 正作用 / 反作用（Direct / Reverse）

决定 PID 算法“误差增大时，输出是增加还是减少”。

例：

• 压力低 → 开大阀（正作用）
• 温度高 → 关阀（反作用）

⭐ 2. 阀门气开 / 气关（Air-to-open / Air-to-close）

决定 AO 信号的“方向”。

⭐ 3. 阀的特性（Linear / EQ% / Quick open）

影响回路线性和控制稳定性。

⭐ 4. 回路时间常数 / 延时

用于PID调参。

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✅ 六、循环检查常见问题（非常实用）

❌ 信号极性接反 → 数值下降时控制室显示上升

❌ 阀门方向错误 → 越调越离谱导致震荡

❌ PID 方向错误 → 一开车就失控

❌ AO 满度不跟随 → 阀卡涩或定位器问题

❌ 变送器量程标定错误

❌ DCS 映射错误（错误IO点）

❌ 未检查手自切换逻辑 → 事故隐患

这些问题都能通过 循环检查阶段提前发现并解决。

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📌 七、总结（非常重要）

工业自动化中的 循环检查 = 控制回路从头到尾是否工作正常的全链路测试。

它包含：

1. AI测试（输入信号）
2. PID测试（控制逻辑）
3. AO测试（输出信号）
4. 执行器测试（动作）
5. 闭环调试（稳定性）

目的：保证系统安全可靠地运行，避免事故和控制失效。

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循环检查记录表（Loop Check Sheet）模板

注：本模板适用于 DCS / PLC / SIS / FCS 等工业自动化系统的回路调试，可按项目需要修改。

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一、基本信息

• 回路编号（Loop No.）：
• 回路名称（Loop Name）：
• 工艺单元（Unit/Area）：
• 仪表位号（Tag No.）：
• 控制系统（DCS/PLC）：
• 检查日期（Date）：
• 检查人员（Checked by）：
• 复核人员（Reviewed by）：

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二、仪表信息

• 测量类型（压力/温度/流量/液位/其他）：
• 传感器型号（Model）：
• 变送器型号（TX Model）：
• 量程（LRV/URV）：
• 信号类型（4-20mA / HART / FF / 其他）：

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三、AI输入检查（From Field → Control System）

测试项	预期值	实测值	状态（OK/NG）	备注
4 mA 输入	对应下限值
12 mA 输入	对应中间值
20 mA 输入	对应上限值
信号极性检查	正确/错误
仪表量程一致性	一致/不一致
信号噪声/稳定性	正常/波动

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四、PID 控制检查（Control Logic）

项目	结果	备注
PV 显示正确	是/否
SP 输入正确	是/否
OUT（控制输出）正确	是/否
手动→自动切换正常	是/否
自动→手动切换正常	是/否
控制方向（正作用/反作用）正确	是/否
逻辑联锁/顺控正常	是/否

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五、AO输出检查（Control System → Field）

控制室输出指令	预期阀位/输出	实测阀位/输出	状态	备注
0%（4 mA）	阀全关/低值		OK/NG
50%（12 mA）	阀中位		OK/NG
100%（20 mA）	阀全开/高值		OK/NG
阶跃响应（H/L）	平稳/有迟滞		OK/NG

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六、执行机构检查（Control Element）

检查项	状态（OK/NG）	备注
阀位反馈准确
行程全开/全关正常
阀门方向正确
定位器校准正常
无卡涩/迟滞
气源/电源正常
执行器报警检查

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七、闭环功能检查（Closed Loop Test）

项目	状态	备注
回路闭环控制稳定	OK/NG
无震荡/振荡可接受	OK/NG
PID 参数合适（P/I/D）	OK/NG
突加扰动下系统可恢复	OK/NG

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八、最终结论

• 回路状态： 通过 / 不通过（Pass / Fail）
• 需要整改事项（如有）：
• 整改完成确认： 是 / 否

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九、签字

• 调试工程师（Instrumentation）：
• 控制系统工程师（DCS/PLC）：
• 工艺工程师（Process）：
• 运行班长（Operations）：

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备注：本表格适合打印或电子化记录，可用于 FAT / SAT / 投运前调试。