工厂实用先择DCS控制系统技术要求.docx
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工厂实用先择DCS控制系统技术要求
建滔（河北）化工有限公司
5万吨/ａ苯加氢项目
分散型控制系统（DCS）
技术要求
建滔（河北）化工有限公司自控编制
目录
附件1技术要求........................................1
附件2供货范围........................................24
附件3技术资料及交付进度..............................28
附件4交货进度........................................31
附件5试验、验收和演示................................32
附件6技术服务和设计联络..............................35
附件7保证值..........................................38
附件1技术要求
1.概述
本套集散控制系统技术文件是为建滔（河北）5万吨/ａ苯加氢项目采用分散型控制系统（以下简称DCS）提出了技术方面和有关方面的要求。
DCS系统的完整性、正确性必须由供货方统一负责。
供货方保证所供设备的完整性、成套性，保证所供设备完全适用于本项目的工况及环境条件，并能达到设计院的技术要求。
设备提供商有责任提供设备的安装、调试方法，以及设备维护要领和操作方法，并对技术文件提出（但不限于或有必要）的要求进行技术支持。
对规格书中未提及的，但为实现系统技术性能和系统完整又是必须的系统配置和有关附件，供货商有责任向设计方提出建议，并提供完整的DCS系统配置。
供货方必须对苯加氢控制系统的完整性负责，并提供完整的控制系统软件、硬件配置。
1.2总则
1.2.1本技术文件提出的是最低限度的要求，并未对所有技术细节做出规定，也未完全陈述与之有关的规范和标准。
供货方提供符合本技术文件和有关工业标准要求的优质DCS。
1.2.2如果供货方未以书面形式对本技术文件提出异议，则意味着供货方提供的设备和DCS满足了本技术文件和有关工业标准的技术要求。
如有异议，不管是多么微小，都在技术协议中以“对规范书的意见和同规范书的差异”为标题的专门章节中加以详细表明。
1.2.3所有文件、图纸及通讯，均使用中文。
不论在合同谈判及签约后的工程建设期间，中文为主要的工作语言。
若文件原件为英文，同时附中文文件。
报价书及合同规定的文件，包括图纸、计算、说明、使用手册等，均使用国际单位制（SI）。
1.2.4只有招标方有权修改本技术文件。
经双方协商，最终确定的技术文件作为DCS合同的一个附件，并与合同文件有相同的法律效力。
1.2.5供货方的报价书至少包括下列内容：
1.2.5.1DCS的供货范围，包括所有硬件、软件、服务和有关图纸资料。
1.2.5.2DCS的详细说明，包括系统说明、子系统功能、操作员接口、系统性能等。
1.2.5.3对技术文件意见和同技术文件的差异。
1.2.5.4供货方认为有助于提高系统性能的建议和替代方案。
1.2.5.5对于提供的系统软件、控制优化软件、应用软件的配合和总包工作列出目录清单，分别报价。
对所供硬件设备做详细的分项报价。
1.2.5.6供货方所供的DCS设计结合工艺系统和控制系统特点并按物理分散的原则进行设计，是专用的控制系统。
在执行合同的过程中，随着工程设计进程和技术资料逐渐完善，在硬件、软件冻结前，对DCS过程I/O信号及控制要求的变化，供货方及时更新设计，在本技术文件所报出的I/O总点数范围内，需要更换I/O卡类型时，不发生费用问题。
1.2.6供货方的工作范围
1.2.6.1供货方提供满足本技术文件要求所必须的硬件、软件和各项服务。
其中包括（但不限于）下列内容：
1.2.6.1.1按照系统运行要求、本DCS技术文件的规定和适用的工业标准，配置一套完整的分散控制系统，并提供通讯电缆和柜间连接电缆。
1.2.6.1.2提供构成DCS所必须的全部硬件。
提供的DCS系统为DCS厂商的最新产品。
1.2.6.1.3实现本DCS技术文件规定的全部功能,在工厂完成系统调试，达到本DCS技术文件所规定的全部功能要求。
在DCS出厂前完成出厂验收试验。
1.2.6.1.4在制造厂内使用仿真装置对全部DCS的输入输出信号，进行闭环运行，测试和演示本技术文件对DCS的功能和性能要求。
这种仿真测试和演示，具备专职进行这种测试和演示的专家、训练有素的工作人员以及必要的测试设备和仿真装置。
1.2.6.1.5按照合同规定的进度要求，按时发运DCS。
1.2.6.1.6通电启动和调试服务，直到所提供DCS能令人满意地控制车间运行，达到DCS的全部功能要求，并保证系统平均无故障时间和平均故障修复时间达到规范要求。
1.2.6.1.7根据本技术文件的要求，提供DCS优化运行所必须的系统文件，使用户能掌握组态、编程、维护、修改和调试DCS。
1.2.6.1.8负责培训用户的运行、维护和工程技术人员，并使这些培训人员得心应手地操作、维护、编程、修改和调试DCS。
1.2.6.1.9为完成上述工作范围的DCS设计，以获得一个完整的自动化控制系统，DCS供货商负责协调与其他控制系统和设备之间的接口，并负责完成相关的通讯接口工作（包括双方设备通讯所必须的系统及应用软件、接口设计和调试），提供通讯接口设备及通讯电缆，编制接口软件。
2.技术要求
2.1控制盘、台、柜要求
要求如下：
a）盘、台、柜的设计，外表面光滑整洁，没有焊接、铆钉或外侧出现的螺栓头，整个外表面端正光滑。
b）控制柜用至少2mm厚的冷轧钢板制造并适当加强，以防止卷曲和弯曲。
c）所有金属结构件牢固地接到结构内指定的接地母线上。
d）端子排、电缆夹头、电缆走线槽（保证３０％空间余量）均由阻燃型材料制造。
端子排的安装位置便于接线。
e）盘、台、柜内设有独立的计算机系统接地、机壳安全地、电缆屏蔽接地端子，与结构内部未接地电路板在电气上隔离。
机柜（所有机柜均采用威图机柜）要求：
①每个机柜内的每种类型i/o测点都有20％的备用量，并合理分布。
②每个机柜有30％模件、插槽备用量，备用设备均安装，并合理分布。
该插槽配置必要的硬件，保证今后插入模件就能投入运行。
③机柜内空间预留20％以上。
每个机柜i/o点数一般不大于300点，电缆走线槽保证有30％空间余量。
④操作台：
除工程师、操作员站、打印机所用的操作台外，另增加一专用操作台，在控制室中手动实现紧急停车、紧急连锁等重要功能。
并且此功能直接采用硬接线实现，不可通过数据通讯总线传送。
供货方负责安装、调试。
（供货方提供所需的专用按钮，带保护罩。
数量20个。
按钮的型号、参数在开工会上由招标方确定）
⑤所有机柜、操作台采用内接线并保证尺寸、规范一致。
所有操作员站、工程师站主机放置在操作台内，操作台带锁并有通风散热设备。
⑥机柜内接线端子可直接压接4mm2及以下的导线，所有机柜内的接线端子选用魏德米勒（WEIDMULLER）或凤凰（PHENIX）产品。
⑦采用与机柜相同的操作台，提供打印机专用的打印机台/支架，所有机柜和台架必须配置接地端子。
电缆从机柜底部进入。
⑧机柜前后开门，机柜尺寸800×800×2300，所有机柜必须有通风、散热、照明设
备.
2.1.1设备外观
供货方所供设备的外表涂层不得有脱落、起泡和划痕等缺陷；紧固件不得有松动和损伤；铭牌及标志内容正确。
2.1.2设备标识
电气和仪表测量设备，控制箱、柜和接线盒有不锈钢铭牌、机柜内设备有中文标签等，铭牌材料采用不锈钢，内容包括设备名称、用途、设备号、制造日期等。
2.1.3设备警示标志
对所提供设备和材料在有可能潜在引起人身事故的部位必须提供警示标志。
从保护设备方面，为避免不适当的操作，同样提供操作指示标志。
2.1.4资料语言要求
所有文字资料均采用中文。
2.2技术要求：
a.系统的操作和运行规范能满足相应的当地标准。
b.在各种潜在运行工况下所有供货方供货设备需要合适地被冷却或加热，以防止受热而导致设备漂移或运行问题。
2.2.1系统分布情况：
控制系统采用4对冗余（容错）控制器（8个控制器），且每个控制器的cpu冗余，控制站能在线组态。
供货方需详细列明其硬件配置，且内存使用有错误校验的类型。
用于对加氢装置、蒸馏、油库等工段进行监控。
同时考虑与其它系统等进行通讯。
2.2.2DCS功能概述：
对于工艺操作所需要的各种操作参数均引至DCS控制系统,并视其重要程度分别进行指示,调节,记录,报警及联锁等。
通讯：
系统为了完成集中管理集中控制的功能，系统具备完善的通讯功能，将其它系统和设备的信息通过通讯功能实现实时数据通讯
2.3标准规范
除另有说明外，提供的系统符合下列规范和国家标准的最新版本:
●ANSI/ISAS5.1仪表图形符号和文字代号
●NEC 美国国家电气规范
●IEC国际电工委员会
●ANSIMC8.1/ISARP55.1数字过程计算机的硬件检验
●IEC529电器设备防护
●IEC584/751测温元件要求
●GB/T18268-2000测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求
●GB/T13423－92工业控制用软件评定标准
●GB/T7353－1999工业自动化仪表盘、柜、台、箱
●JB/T8207-1999工业自动化仪表用电源、电压
●JB/T8804－1998工业PC控制系统通用技术条件
●TCP/IP网络通讯协议
●ISO国际标准化组织
●IEEE802局域网协议
●DCS供方提供的上述未提及的标准和规范。
2.4I/O点数
2.4.1输入/输出信号类型
DCS的过程控制器能直接接收或处理以下各种类型的输入和输出信号：
1）模拟量输入
a热电偶（TypesJ、K、E、R、S、B）
b热电阻（RTD）
c4～20mADC二线制电流信号
d4～20mADC有源电流信号
2）数字量输入
干接点信号
3）模拟量输出
4～20mADC电流输出信号
4）数字量输出
24VDC有源信号
2.4.2I/O点数
苯加氢属于易燃、易爆区域，控制系统硬件必须高可靠性，高稳定性。
考虑到分散风险，要求所有的i/o卡件必须采用单通道隔离，所有的AI、AO必须采用8通道（单通道隔离），DI、DO必须采用16通道（单通道隔离）。
RTD171
4-20mADC309
AO107
DI410
DO132
AI冗余：
RTD14
4-20mADC75
AO冗余：
4-20mADC107
DO冗余：
31
计：
1356点
以上各点数为实际点数，需考虑20%余量
总点数为：
1356×1.25=1706点
1在DCS软件、硬件冻结前，对DCS过程I/O信号及控制要求的变化，供货方及时更新设计。
在I/O总点数范围内更换卡件类型时不发生费用。
2所有的AI、AO必须采用8通道（单通道隔离），DI、DO必须采用16通道（单通道隔离）。
3电气i/o与仪表i/o不共用一个i/o模块，不接受混合卡型。
4在运行环境温度范围内，i/o卡件不超过±0.1%的量程。
系统设计采用不需要手动校正而保证上述精度要求的模件。
5所有输入、输出卡件满足ANSI/IEEE472中“冲击电压承受能力试验导者（SWC）"规定：
在误加250V直流电压或交流电压时不损坏模块和系统。
6机柜内的模件能带电插拔而不损坏，且不影响其它模件的正常工作。
各输入卡件至少有一种保护装置（如：
光电隔离、变压器隔离、熔断器、限流器等）。
每个模拟量输入、输出卡件分别有独立的A/D、D/A转换器。
7供货方提供现场变送器所需的电源，每个模件可对现场变送器供电。
供货方提供现场仪表、现场变送器所需电源及供电设备，详见设计。
⑧所有接点输入模件都有防抖动滤波处理。
供货方保证消除接点抖动的影响并同时确保事故顺序信号输入的分辩率满足工艺要求。
⑨在控制系统连锁动作后，为方便找到第一事件的记录，并进一步查找故障原因，供货方需提供SOE（sequenceofevent）软件。
2.5系统功能要求
2.5.1概述
供货方为本项目推荐的DCS是采用近几年发展和改进的新技术、新设备的过程控制和工厂管理系统，必须是成熟的、经过实际应用考验的系统，便于扩展，能满足工艺生产的过程控制、检测、优化与管理的需要。
系统必须配置先进的、高可靠的设备。
供货方为本项目推荐的DCS有在国内外同类项目，使用同样系统，连续运行一年以上的使用资历。
报价书中列出用户名单、工程项目名称和基本配置情况。
DCS生产工厂具有ISO9001质量体系认证，报价书中提供的设备有两年以上的应用经历，并提供本系列DCS化工行业或冶金行业的应用情况。
2.5.2控制功能
DCS的控制站能满足过程控制的功能及速度要求，控制器具备快速控制能力，从I/O输入经过PID控制运算，到AO输出的累积时间在0.1秒以内。
报价书中对控制站的控制容量、控制时间、数据处理方式进行说明。
DCS具备PID参数自整定功能，报价书对系统的自整定功能的方式和软件进行说明。
控制站具有运行小规模控制应用软件的功能，作为模块插入运行的用户软件或第三方软件的规模不小于2×64K，由此而占用的运行容量不大于控制站总容量的20%。
2.5.3数据采集功能
控制站和检测站能满足所有过程检测的需要。
系统有数据存储的功能，可将各种工艺参数、检测信号、操作过程、报警事件数据按需要存入硬盘，并可随意调用。
2.5.4过程I/O接口
I/O接口除常用的类型外还配备下列几类：
（包括相应的软件）
智能变送器接口;
标准串行和并行通讯接口（如：
RS-232C、RS-485等）;
常用PLC接口;
各类卡件采用0.1%精度的单通道隔离产品，隔离型I/O卡用于对输入、输出、通道间、电源间的相互隔离。
I/O卡具备识别现场接线断路或短路并发出报警的功能。
输出信号卡在设备故障时能保持输出不变或达到预先设置的安全输出值。
用于热电偶温度检测的I/O卡具备冷端温度补偿的功能。
报价书对过程I/O接口的技术规格进行详细说明。
2.5.5监控画面功能
监控画面为操作员了解生产过程状态提供了显示窗口，并能支持以下几类画面，所有操作画面的调出和数据更新速度不大于1秒。
要求供货方系统能够在用户定义的画面中支持中文输入及显示，供货方在技术标书中对此进行详细说明。
2.5.5.1总貌画面
显示系统各设备、装置、区域的运行状态以及全部过程参数变量的状态、测量值、设定值、控制方式（手动／自动状态）、高低报警等信息。
从各显示块可以调出其他画面。
2.5.5.2分组画面
以模拟仪表的表盘形式按事先设定的分组，同时显示几个回路的信息：
如过程参数变量的测量值、调节器的设定值、输出值、控制方式等。
变量值每秒更新一次，分组可任意进行，操作员可从分组画面调出任一变量（模拟量或离散量）的详细信息。
对模拟回路可以手动改变设定值、输出值、控制方式等；对离散量可以手动操作设备的开启和停止，画面显示出指令状态和实际状态。
2.5.5.3单点画面（调整画面）
显示一个参数、控制点的全部信息以及实时趋势和历史趋势。
从调整画面也可以直接对模拟回路进行设定、调整操作。
2.5.5.4趋势画面
系统具有显示高速公路上任何数据点趋势的能力，并在同一座标轴上显示至少四个变量的趋势记录曲线，有可供用户自由选择的参数变量、不同颜色和不同的时间间隔，也可以对数据轴进行任意放大显示。
每台操作站上历史数据的存储至少能满足3000实时点，平均每1分钟采样1次，可保存3月。
2.5.5.5报警画面
显示当前所有正在进行的过程参数报警和系统硬件故障报警，并按报警的时间顺序从最新发生的报警开始排起，报警优先级别和状态用不同的颜色来区别，未经确认的报警处于闪烁状态。
报警内容包括：
----报警时间
----过程变量名
----过程变量说明
----过程变量的当前值
----过程变量的工程单位
----报警优先级别
2.5.5.6图形画面
生产装置的图片、工艺流程图、设备简图、单线图等都可以在CRT上显示出来，每个画面都包括字母数字字符和图形符号，通常采用可变化的颜色、图形、闪烁表示过程变量的不同状态，所有过程变量的数值和状态每秒动态刷新。
操作员在此画面对有关过程变量实施操作和调整。
2.5.5.7棒图
棒图可以表示过程变量的变化，如棒图表示塔的液位，棒图能以水平或垂直方式显示。
2.6报表功能
2.6.1DCS按照预先定义的格式打印报表，报表数据的收集和打印是按照用户定义的时间间隔自动进行，报表打印通常采用事件驱动方式或操作员命令方式，报表软件将自动产生所有的标题和表头。
2.7历史数据存储功能
DCS对报警、联锁、操作指令的变化等事件及其日期、时间作为历史数据加以储存。
有足够的能记录半年以上历史数据的磁介质存储空间，并具有可扩充至外部存储设备如磁带机、光盘等。
2.8通讯网络
通讯网络为生产过程控制网。
2.8.1网络特性
本规格书所要求的DCS的通讯网络符合ISO/IEEE802.3ISO/IEEE802.4的通讯标准。
通讯速度高于100Mbps，最小通讯间距大于1km，网络设备间通讯是对等方式。
网络设备具有在线上网和下网的功能，可以在线加入或摘除网络设备而不影响其他正常工作的设备的运行。
2.8.2网络连接
各控制室之间采用专用光缆连接，控制室内采用专用电缆连接。
2.8.3通讯协议
系统具有opc开放的通讯协议。
2.8.4网络技术要求
a.供货方说明消除数据传输过程中的误差和干扰，以及数据总线敷设时必须注意的事项，数据通讯总线能满足外界损伤和干扰。
b..网络自动切换和链路短路时不会使执行机构产生误动作
c.对交换机、工业以太网健康状况的监控
2.9系统配置
2.9.1配置原则
2.9.1.1DCS是由以微处理器为基础的、分布式的多台系统组件所组成，这些系统组件分布在具有开放式结构的冗余通讯网络上，包括：
操作员站、控制和数据采集系统、外设及有关的硬件和软件。
2.9.1.2系统是经过现场试验的，并且是出厂前最新的硬件和软件版本。
2.9.1.3通讯系统是可靠的，即单台硬件设备出现故障（包括通讯系统硬件故障）都不会影响其它系统组件之间的通讯。
2.9.1.4系统允许在不关闭系统的情况下在线更换系统模件或组件。
系统在有计划或无计划停车及本机故障时，能保存全部数据。
2.9.1.5系统中的任何组件通电或掉电都不会影响其它组件的运行。
2.9.1.6系统允许在线修改软件，也就是说：
除被修改的组件外，不会影响其它系统组件，数据点的修改仅仅影响被修改的回路，回路的输出将保持在修改前最后时刻的数值。
2.9.1.7联锁系统故障检出元件动作时，在操作站的CRT显示屏上进行声光报警，贮存在历史模件中，报警的确认和消声由键盘和按钮来实现，联锁系统通常采用手动紧急切断按钮和联锁复位按钮。
2.9.2操作站
2.9.2.1概述
操作站是操作员了解各装置全部信息的接口单元，操作员可在正常或异常情况下对各装置进行控制和监视。
操作站的功能如下：
----显示全部的过程变量及有关参数
----操作所有控制回路的参数，如改变设定点、工作方式、回路输出、调整PID参数等
----报警显示
----过程流程图显示
----趋势显示（实时的和历史的）
----报告和报表
----系统诊断报告
2.9.2.2支持功能
DCS操作站能支持通用的编程软件，以帮助用户维护和修改数据库、编制应用程序。
支持功能包括在线和离线的数据库定义（即组态、下载等）、备份（即拷贝、定期存贮到软盘等）、文件/程序管理等。
并具有工程组态文档自动生成的功能，能自动的连续打印工程文档。
2.9.2.3基本硬件
采用DELL工作站，原则上不低于附表中的要求。
2.9.3工程师站
2.9.3.1设置1台工程师站，由此完成全部工程的组态工作或临时操作台工作。
2.9.3.2工程师站能通过通讯总线，既可调出系统内任一分散处理单元的系统组态信息和有关数据，还可将组态数据从工程师站下载到各分散处理单元和操作员站。
此外,当重新组态的数据被确认后,系统能自动地刷新其内存。
2.9.3.3工程师站包括站用处理器、图形处理器及能容纳系统内所有数据库、各种显示和组态程序所需的主存贮器和外存设备。
供货方提供系统趋势显示所需的历史趋势缓冲器。
2.9.3.4工程师站能实现在线组态、下载数据文件，同时保证不影响控制器和操作站的正常运行和操作。
2.9.3.5DCS工程师站能支持通用的编程软件，以帮助用户维护和修改数据库、编制应用程序。
支持功能包括在线和离线的数据库定义（即组态、下载等）、备份（即拷贝、定期存贮到外部存储器）、文件/程序管理等。
并具有工程组态文档自动生成的功能，能自动打印工程文档。
2.9.3.6工程师站基本硬件配置
采用DELL工作站。
原则上不低于附表中的要求。
2.9.4打印机
1）打印机能自动、连续地打印报表、报警、系统维护记录等。
2）打印机为台式，并带安装支座、打印纸储存盒等。
硬件配置
要求具有全球联保服务。
原则上不低于附表中的要求。
详见附表：
计算机配置清单。
2.9.5DCS控制和数据处理系统
控制和数据处理系统包括完成控制功能和I/O监视功能的全部硬件和软件，系统通常是由控制处理器、I/O模件所组成，它们都安装在标准的机柜内，控制处理器执行控制功能，I/O接口模件处理现场输入/输出信号。
供货商按各种组件的20%提供备用量，同时在机柜中提供20%的备用空间以被将来扩展。
2.9.5.1I/O模件
1）控制和数据处理系统接收过程变量的输入信号，然后按照组态数据的要求，对输入信号进行处理，存放到相应的数据库中供显示或计算，传送输出信号至最终控制元件。
2）在I/O信号处理方面，系统对模拟量提供线性化、补偿、累积、开方和报警功能；系统对开关量提供报警和状态变化的检测。
3）在控制方面，系统能够完成调节控制、联锁逻辑、手动操作、由标准算法或用户程序组合而成的自动顺序。
4）调节控制功能至少包括各种PID算法（反馈、前馈、开关、比率、超前/滞后等）、标准计算（加、减、乘、除、复合运算等）、基本的控制功能（开关、限幅、高/低选择等）、自适应控制功能。
5）联锁控制功能包括用于调节控制的布尔逻辑和用于开关控制的梯形逻辑。
6）顺序控制功能可以执行启动/停止顺序、批量处理或任何预先定义的程序步骤。
7）控制器的CPU采用可靠的芯片技术。
8）控制器具有非易失性内存，在供电中断情况下可保存内存数据七天以上。
内存为带有错误校验的类型。
9）控制器采用全冗余的设计，在这种情况下，一台控制器或电源故障，系统将自动地切换到冗余的控制器，冗余控制器之间的同步通讯要通过备板实现，不接受外部连线的方式。
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