《分散型控制系统工程设计规范》HGT 3要点.docx

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《分散型控制系统工程设计规范》HGT3要点

前言

本标准是《分散型控制系统工程设计规定》（HG/T20573－95）的修订版。

本标准根据中华人民共和国工业和信息化部《关于印发2009年第一批工业行业标准制修订计划的通知》（工信厅科（2009）104）号文要求，由中国石油和化工勘察设计协会委托全国化工自动控制设计技术中心站组织修订。

本标准共分14章和1个附录。

本标准的主要技术内容是：

标准正文包含四个方面部分内容，第一方面内容为DCS技术要求，包括DCS系统总体要求、DCS工程设计原则、控制站/操作站/工程师站/通信系统等硬件部分选用原则、DCS应用软件与组态等；第二方面内容为DCS工程设计程序，包括DCS的基础工程设计、详细工程设计步骤及设计任务；第三方面为DCS控制室设计以及DCS供电、接地、防雷系统设计；第四方面为设计服务工作，即按需参加DCS检验、安装、联调和投运等工作。

标准附录为DCS技术规格书编制要求，包括DCS技术要求、DCS采购、DCS验收等方面的编制要求。

本标准对原标准修订的主要内容是：

1.将原标准的“附录ADCS工程设计程序”部分经修订后编入标准正文。

2.增加“术语定义和缩略语”、“DCS系统总体要求”、“DCS工程设计原则与职责分工”、“通信系统”四章。

3.删除“DCS采用原则”等内容，在修改、补充原标准的基础上重新编排本标准的目次与内容。

本标准由中国石油和化工勘察设计协会提出并归口。

本标准的日常管理单位是全国化工自动控制设计技术中心站

本标准的的主编单位是中国成达工程有限公司，负责具体技术内容解释。

执行过程中如有意见和建议请寄送日常管理单位和主编单位。

本标准日常管理单位：

全国化工自动控制设计技术中心站

通讯地址：

上海市徐汇区中山南二路1089号徐汇苑大厦12层

邮政编码：

200030

电话:

************

本标准主编单位：

中国成达工程有限公司

通讯地址：

成都市天府大道中段279号成达大厦

邮政编码：

610041

本标准主要起草人员：

童秋阶李一乐罗倩曾裕玲

本标准主要审查人员：

孙建文方留安高欣王发兵张晋红陈鹏马恒平王同尧

林洪俊于锋张同科孙旭张济航罗向东王雪梅

本标准1995年首次发布，2010年第1次修订，本次为第1次修订。

目次

前言…………………………………………………………………………………………………………Ⅴ

1范围………………………………………………………………………………………………………1

2规范性引用文件…………………………………………………………………………………………1

3术语定义和缩略语………………………………………………………………………………………1

3.1术语定义……………………………………………………………………………………………1

3.2缩略…………………………………………………………………………………………………4

4DCS总体要求……………………………………………………………………………………………5

4.1基本技术要求………………………………………………………………………………………5

4.2应用要求……………………………………………………………………………………………6

4.3硬件配置要求………………………………………………………………………………………7

5DCS工程设计原则与职责分工…………………………………………………………………………7

5.1设计原则……………………………………………………………………………………………7

5.2职责分工……………………………………………………………………………………………7

6控制站（过程控制站）……………………………………………………………………………………8

6.1控制站功能…………………………………………………………………………………………8

6.2控制站构成…………………………………………………………………………………………9

6.3控制站技术要求……………………………………………………………………………………9

7操作员站…………………………………………………………………………………………………10

7.1操作员站功能……………………………………………………………………………………10

7.2操作员站构成……………………………………………………………………………………10

7.3操作站员技术要求………………………………………………………………………………11

8工程师操作站…………………………………………………………………………………………12

8.1工程师操作站功能………………………………………………………………………………12

8.2工程师操作站构成………………………………………………………………………………12

8.3工程师操作站技术要求…………………………………………………………………………12

9通信系统………………………………………………………………………………………………12

9.1通信网络…………………………………………………………………………………………12

9.2通信系统组成与时钟同步系统……………………………………………………………………13

9.3DCS与其它数控装置通信………………………………………………………………………13

9.4通信网络技术要求…………………………………………………………………………………13

10软件配备、应用软件、组态文件与软件组态………………………………………………………14

10.1软件配备…………………………………………………………………………………………14

10.2应用软件…………………………………………………………………………………………14

10.3软件组态文件……………………………………………………………………………………14

10.4软件组态…………………………………………………………………………………………14

11DCS工程设计程序……………………………………………………………………………………15

11.1基础工程设计……………………………………………………………………………………15

11.2详细工程设计…………………………………………………………………………………15

12DCS控制室设计………………………………………………………………………………………16

13DCS供电、接地、防雷系统设计……………………………………………………………………16

13.1供电系统设计……………………………………………………………………………………16

13.2接地系统设计……………………………………………………………………………………16

13.3防雷系统设计……………………………………………………………………………………16

14DCS验收测试、安装、联调与投运…………………………………………………………………16

14.1DCS验收测试………………………………………………………………………………………16

14.2DCS安装……………………………………………………………………………………………17

14.3DCS联调与投运……………………………………………………………………………………17

附录ADCS技术规格书编制要求………………………………………………………………………18

A.1概述………………………………………………………………………………………………18

A.2买卖双方职责及供货范围………………………………………………………………………18

A.3DCS硬件配置及功能要求………………………………………………………………………18

A.4DCS技术要求……………………………………………………………………………………19

A.5DCS软件要求……………………………………………………………………………………19

A.6控制室设计要求…………………………………………………………………………………19

A.7供电、接地、防雷系统设计要求………………………………………………………………19

A.8端子柜及安全栅/隔离器柜……………………………………………………………………20

A.9备品备件及专用工具……………………………………………………………………………20

A.10文件资料………………………………………………………………………………………20

A.11工程管理………………………………………………………………………………………20

A.12验收测试…………………………………………………………………………………………20

A.13培训……………………………………………………………………………………………21

A.14初步的I/O清单………………………………………………………………………………21

本规范用词说明……………………………………………………………………………………………22

附：

条文说明………………………………………………………………………………………………23

分散型控制系统工程设计规范

1总则

1.0.1本规范规定了DCS的技术要求、DCS工程设计程序与任务，以及DCS技术规格书编制要求。

1.0.2本规范适用于化工行业及其它过程生产行业的DCS工程设计，既可用于新建工程项目以及老企业技术改造项目的DCS控制方案制订、DCS工程设计工作，也适用于DCS采购配合工作，以及参加DCS组态、安装、联调和投运等设计服务工作。

2规范性引用文件

下列文件对于本规范的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。

JB/T9268-1999分散型控制系统术语

HG/T20508控制室设计规范

HG/T20509仪表供电设计规范

HG/T20511信号报警、安全联锁系统设计规范

HG/T20513仪表系统接地设计规范

HG/T20699自控设计常用名词术语

HG/T20636.7自控专业工程设计程序

HG/T20700可编程控制器系统工程设计规范

SH/T30XX石油化工基金会现场总线控制系统设计规范

GB/T30XX石油化工仪表防雷设计规范

GB/T30XX石油化工安全仪表系统设计规范

GB50493-2009石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范

GB50093-2002自动化仪表工程施工及验收规范

3术语定义和缩略语

3.1术语定义

下列术语定义适用于本规范。

3.1.1应用软件applicationsoftware

为使DCS完成某种生产过程监控所需的计算机程序、过程、规则以及有关的文件的总称。

3.1.2可用性availability

一个装置或系统正确执行其指定功能的时间和计划执行该项预定功能的总时间之比，用百分数来表示。

3.1.3基带局域网basebandLAN

一种对数据进行编码以及无需进行载波调制便能实现数据传输的局域网。

3.1.4桥接器（网桥）bridge

将应用同一逻辑链路控制协议但可以应用不同媒体访问控制协议的两个局域网互连起来的一种功能单元。

3.1.5宽带局域网broadbandLAN

一种对数据进行编码、复用以及通过载波调制便能实现数据传输的局域网。

3.1.6总线网busnetwork

在任意两个数据站之间只存在一条通道，并且由一站所发送的数据对同一传输媒体上的所有其它站都是可用的一种局域网。

3.1.7通信系统communicationsystem

由各种通信链路、协议和功能单元所组成的一种系统，提供了计算机网络组成部分之间的有效通信。

该系统确保在一组互联站中，按某种确定的方式对信息进行转送。

3.1.8综合自动化系统computerintegratedprocesssystem—CIPS

集常规控制、先进控制、过程优化、生产调度、企业管理、经营决策等功能于一体的自动化控制系统。

3.1.9数据电路datacircuit

为双向数据通信提供的一对相关的发送和接收信道。

3.1.10数据处理系统dataprocessingsystem

一种包括装置、方法、程序及至人所组成的、能完成特定的一组数据处理功能的联合体。

3.1.11数据站datastation

也称为站。

由数据终端设备、数据电路终接设备及其公用接口所组成的成套功能单元。

3.1.12分散型控制系统distributedcontrolsystem—DCS

一种控制功能分散、操作显示集中，采用分级结构的智能站网络。

其目的在于控制或控制管理一个工业过程或工厂。

3.1.13工程师操作站engineer’soperatingstation

在分散型控制系统监控级供工程师使用的实现系统生成的智能站，一般也具有操作员站的功能。

3.1.14以太网ethernet

是一种计算机局域网组网技术，它规定了包括物理层的连接、电信号和介质访问层协议的内容，符合IEEE802.3标准的技术要求。

工业以太网在技术上与商用以太网（即IEEE802.3标准）兼容，但在产品的材质选用、产品强度、适用性与实时性、可操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面更能满足工业现场的需要。

3.1.15现场总线fieldbus

安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线。

3.1.16现场总线控制系统fieldbuscontrolsystem—FCS

现场总线技术是面向工厂低层自动化及信息集成的数字化网段技术。

基于这项技术的自动化系

统称为现场总线控制系统。

3.1.17功能模块functionmodule

一些按规定格式编制成的具有某种运算、处理、调节控制、限幅、报警等功能的程序模块。

3.1.18网间连接器（网关）gateway

在链路层之上操作的一个实体。

该实体在需要时可将一个网络所用的接口和协议，翻译为另一个不同网络所用的接口和协议。

3.1.19生命周期lifecycle

从工艺概念设计开始到DCS功能停止使用的全部时间。

3.1.20局域网localareanetwork-LAN

一种配置在用户场所、在有限地域内用于数据站之间进行数据通信的数据网络。

3.1.21管理级managementlevel

分散型控制系统分级体系结构中最上面的一级，由管理计算机等组成。

该级以综合信息管理与处理功能为主，包括生产调度、系统协调、质量控制、制作管理报表文件、收集运行数据和进行综合分析、提供决策支持等。

3.1.22网络协议networkprotocol

指定通信系统接口服务和指导数据网络工作的一组规则。

3.1.23开放系统opensystem

按照建立的标准能与其它系统相连接的一种计算机系统。

这样的系统包括一台或多台计算机，有关的软件，外围、终端、操作人员，物理过程和信息传递手段等，形成了一个能够完成信息处理的自治整体。

3.1.24开放系统互连opensysteminterconnection-OSI

计算机、终端设备、人员、进程或网络之间的数据交换的一种标准规程。

对这种规程的共同使用和支持可以达到彼此“开放”的目的。

3.1.25操作员站operator’sstation

分散型控制系统中监控级提供的、起操作员操纵台作用（系统监视、操作、维护）的智能站。

智能站为包括应用单元及能够启动和控制通过数据公路的信息事务处理的一个站。

3.1.26过程控制级processcontrollevel

分散型控制系统分级体系结构中最基础的一级。

该级由各种形式的过程控制站，诸如数据采集站，直接数字控制站，顺序控制站和批量控制站等组成。

各控制站直接与检测仪表和执行器相连，完成工艺过程数据的采集和处理，以及对工艺过程进行控制和监视。

3.1.27过程优化processoptimization

在各种约束条件下，求取目标函数的最优值，使生产过程的的物流分配和能量平衡达到最佳状态，以获得最大经济效益和社会效益。

3.1.28冗余redundancy

为了提高可靠性，采用多个部件或系统实现一个功能。

3.1.29冗余组态redundancyconfiguration

一种系统/子系统组态，发生故障时能够实现自动切换，并且系统功能不会丧失。

3.1.30环形网络ringnetwork

计算机网络的一种结构。

其中每台计算机只与相邻的计算机相连接。

3.1.31安全仪表功能safetyinstrumentedfunction—SIF

根据安全完整性等级（SIL），用一个或多个传感器、逻辑运算器、最终元件等实现仪表安全保护功能和仪表安全控制功能，防止或减少危险事件发生或保持过程安全状态。

3.1.32安全仪表系统safetyinstrumentedsystem—SIS

用于实现一个或几个安全仪表功能的仪表系统。

安全仪表系统由传感器、逻辑运算器、最终元件以及相关软件组成。

3.1.33服务器server

向局域网上其它数据站提供服务的一种数据站。

数据站是数据终端设备、数据电路终接设备及其公用接口所组成的成套功能单元。

3.1.34软件组态softwareconfiguration

在DCS硬件和软件的基础上，将系统提供的功能块用软件组态形式连接起来，以达到对过程进行控制的目的。

3.1.35软件可靠性softwarereliability

a）在规定的条件下，在规定的时间内软件不致引起系统失效的概率。

b）在规定的时间周期内和所述条件下执行所要求的功能的程序的能力。

3.1.36星形网络starnetwork

中心计算机和直接联到它上面的一些计算机或终端构成一个星形结构。

除了中心处理机外，其它计算机及终端之间一般不进行信息交换。

3.1.37监控级supervisionlevel

分散型控制系统分级体系结构中过程控制级的上一级。

由监控计算机，显示操作装置及有关外围设备组成。

该级主要完成监督控制与最佳控制以及集中监视操作处理等功能。

3.1.38系统软件systemsoftware

为专门的计算机系统或DCS所设计的软件，用以促进计算机系统及有关程序的运行和维护。

例如操作系统、编译程序、实用程序等。

3.1.39容错tolerance

系统在各种异常条件下提供继续操作的能力。

3.140拓扑topology

现场总线网段的形状和方案（如树形、菊花链、点对点、带分支的总线等）。

3.1.41传输媒体transmissionmedium

用以作为一条给定传输线的媒体（同轴电缆、光缆等）。

3.2缩略语

本规范采用下列缩略语：

AMS

AssetManagementSystem

设备管理系统

APC

AdvancedProcessControl

先进过程控制

CCS

CompressorControlSystem

压缩机组控制系统

CCR

CentralControlRoom

中心控制室

CCTV

ClosedCircuitTelevision

视频监视系统（工业电视）

CIMS

ComputerIntegratedManagementSystem

计算机综合管控系统

CPU

CentralProcessingUnit

中央处理单元（微处理机）

C/S

Client/Server

客户机/服务器

FAS

FireAlarmSystem

火灾报警系统

FAT

FactoryAcceptanceTest

工厂验收测试

FF

FoundationFieldbus

基金会现场总线

FRR

FieldRackRoom

现场机柜间

GDS

GasDetectionSystem

（可燃/有毒）气体检测系统

HMI

HumanMachineInterface

人机界面

HSE

HighSpeedEthernet

高速以太网

IEEE

InstituteforElectricalandElectronic

Engineers

电器和电子工程师学会

IT

InformationTechnology

信息技术

LCN

LocalControlNetwork

局部控制网络

MIS

ManagementInformationSystem

管理信息系统

MTBF

MeanTimeBetweenFailures

平均故障间隔时间

MTTR

MeanTimetoRepair

平均修复时间

OPC

ObjectLinkedEmbedding（OLE）forProcess

Control

对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用

OSI

OpenSystemInterconnectReferenceModel

开放式系统互联参考模型

P&ID

Piping&InstrumentDiagram

管道与仪表流程图

PLC

ProgrammableLogicController

可编程逻辑控制器

P/P

PeertoPeer

对等网络

Profibus

ProcessFieldBus

过程现场总线

RTU

RemoteTerminalUnit

远程终端

SAT

SiteAcceptanceTest

现场验收测试

SCADA

SupervisoryControlAndDataAcquisition

数据采集与监视控制系统

SIL

SafetyIntegrityLevel

安全完整性等级

SOE

SequenceOfEvent

事件顺序记录系统

TCP/IP

TransferControlProtocol/InternetProtocol

传输控制协议/互联网协议

UPS

UninterruptedPowerSupply

不间断电源

XML

ExtensibleMarkupLanguage

可扩展标记语言

4DCS总体要求

4.1基本技术要求

4.1.1分散性

DCS应通过对硬件单元分散配置，实现系统功能分散，运行危险分散，以及功能强大、配置灵活的要求。

4.1.2冗余性

DCS应通过对关键单元和部件冗余配置，实现提高系统运行可靠性的要求。

4.1.3开放性

DCS应具有开放性网络结构