DCS系统规格书.pdf
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DCS系统规格书.pdf
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首页COVER项目名称PROJECT中石化XXXX重庆XXX公司搬迁扩能改造项目(一期)分项名称SUBPROJECT矿物润滑油装置图号DWG.NO.版次REV.设计阶段STAGE详细设计第1页共19页SHEETOFDCS系统规格书DCSSPECIFICATION1版2012-11-05版次REV.说明DESCRIPTION设计DESD日期DATE校核CHKD日期DATE审核APPD日期DATE本文件中图样、文字及数据未经CWEC书面许可,不得以任何方式复制或扩散至第三方。
DCS系统规格书DCSSPECIFICATION项目名称PROJECT中石化XXX重庆XXX公司搬迁扩能改造项目(一期)分项名称SUBPROJECT矿物润滑油装置图号DWG.NO.版次REV.设计阶段STAGE详细设计第2页共19页SHEETOF本文件中图样、文字及数据未经CWEC书面许可,不得以任何方式复制或扩散至第三方。
1、概述1.1范围本技术规格书是为中石化RHY重庆分公司搬迁扩能改造项目(一期)矿物润滑油装置的分散型控制系统(Distributedcontrolorsystem;简称DCS)的各项要求而编制,内容包括DCS控制系统技术要求、询价、报价、订货以及DCS的制造验收、发运、质量保证、培训等各阶段的要求。
1.2标准规范除另有说明外,提供的系统应符合下列规范和国家标准的最新版本:
1)ANSI/ISAS5.1仪表符号和说明2)ISAS5.4仪表回路图3)NEC美国国家电气规范4)ANSIMC8.1/ISARP55.1数字过程计算机的硬件检验5)SH/T3092-1999石油化工分散控制系统设计规范6)SH/T30822003石油化工仪表供电设计规范7)SH/T30812003石油化工仪表接地设计规范8)HG20513-2000仪表系统接地设计规定9)其它IEC、ISO和制造厂标准1.3系统概述1.3.1范围及要求本技术规格书(询价书)内容包括中石化润滑油重庆分公司搬迁扩能改造项目(一期)矿物润滑油装置生产管理过程所需要的DCS系统的各项基本要求。
1.3.2卖方应对提供的系统的完整性负责。
本规格书中未提及的,但为保证DCS系统技术性能和系统功能完整又是必须的系统配置和有关附件,卖方有责任向买方提出建议,并提供完善的DCS系统配置。
1.3.3卖方提供的DCS系统需要和第三方控制系统进行通讯,卖方应配合第三方控制系统供应商完成不同系统间的通讯工作。
1.4系统特点1.4.1系统采用分布式结构,在开放式的冗余通讯网络上分布了多台系统组件,这些系统组DCS系统规格书DCSSPECIFICATION项目名称PROJECT中石化XXX重庆XXX公司搬迁扩能改造项目(一期)分项名称SUBPROJECT矿物润滑油装置图号DWG.NO.版次REV.设计阶段STAGE详细设计第3页共19页SHEETOF本文件中图样、文字及数据未经CWEC书面许可,不得以任何方式复制或扩散至第三方。
件带有独立的功能处理器,每个功能处理器都是为了完成特定的任务而进行组态和编程。
1.4.2用于现场控制的过程控制单元,其物理位置分散、控制功能分散、系统功能分散,而用于过程监视及管理的人-机接口单元其显示、操作、记录管理功能集中。
该系统将在生产装置内经过现场调试、配上电源、接上输入输出信号就可满足本装置的生产监视、过程控制、操作画面、参数报警、数据记录及趋势等项的功能要求,并能安全可靠运行。
1.5系统组成1.5.1过程控制器通过过程I/O硬件、连接端子及必要的信号处理,完成连续的、离散的、顺序的控制及数据采集功能,过程控制器设置在DCS机柜室。
1.5.2作为人-机接口的操作员和监视站包括键盘、打印机、彩色图形显示器等安装在控制室内。
1.5.3系统组件(过程控制器、操作员和工程师站)之间是通过高速数据总线进行通讯,系统中全部变量更新周期至少1次/秒,重要变量的更新周期为10次/秒。
2、供货方责任范围2.1指派一名项目经理在整个项目执行期间与买方进行主要联系,在项目执行期间,该项目经理应为同一人。
2.2提供的DCS系统应能完全满足本规格书所要求的硬件和软件功能。
2.3对其DCS系统提出优化配置方案及系统工程,包括控制室平面布置,系统配置、设备/组件清单、设备的热负荷、电源消耗、电路保护、接地要求、连接电缆(线)规格等。
2.4负责系统组态及生成工作,组态生成的文件和软件应满足本规格书及买方提出的全部功能和技术要求。
对买方参与组态工作的人员提供培训和技术支持。
2.5在DCS制造厂完成全部设备包括硬件和软件的检查和测试。
2.6设备包装后运至装置现场。
2.7现场服务包括设备开箱验收、现场安装、回路检查、开车等。
2.8在DCS制造厂培训中心和/或装置现场分别对用户生产操作人员、仪表维护人员、系统工程师进行有关课程培训。
2.9召开协调会和编制进度报表。
2.10按照本规格书的要求提供全部文件和资料。
3、技术要求及原则DCS系统规格书DCSSPECIFICATION项目名称PROJECT中石化XXX重庆XXX公司搬迁扩能改造项目(一期)分项名称SUBPROJECT矿物润滑油装置图号DWG.NO.版次REV.设计阶段STAGE详细设计第4页共19页SHEETOF本文件中图样、文字及数据未经CWEC书面许可,不得以任何方式复制或扩散至第三方。
3.1设计原则3.1.1DCS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。
3.1.2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。
3.1.3系统允许在线更换系统模件或组件即系统硬件支持热插拔功能,要求能在线增减硬件,无扰下装。
3.1.4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。
3.1.5系统提供的组态软件,应满足简单易用要求,能支持梯形图、顺序控制语言、逻辑功能块等多种组态手段,应能支持组态结果离线仿真调试、无扰动在线下装。
3.1.6联锁系统故障检出元件动作时,在操作站的液晶显示屏上应进行声光报警,同时报警打印机立即打印出来,并储存在历史模件中,报警的确认和消声由键盘和按钮来实现,联锁系统手动按钮和联锁复位按钮在操作员键盘上定义。
3.2控制站3.2.1控制和数据处理系统概述控制站应为冗余控制站。
主要由控制和数据处理系统、通讯模件等组成,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。
供货商应按各种组件的20%提供备用量,同时在机柜中提供20%的备用空间以备扩展。
3.2.2控制功能1)过程控制器能实现连续的和离散的功能,用户能够方便地定义控制器的多种处理速度,以不同的速度运行连续控制和联锁逻辑控制,控制器可以组态为1:
1冗余,每个控制器至少能处理1000个数据库记录、64个控制回路、999步梯形逻辑,控制器可以在不中断正在运行的程序或将控制转换至后备处理器的情况下,具有在线编程和修改的能力或支持组态结果的无扰动下装,系统扫描周期(控制器对所有输入输出完成一次扫描的时间)应小于1秒。
2)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显示或计算,传送输出信号至最终控制元件。
3)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DCS系统规格书DCSSPECIFICATION项目名称PROJECT中石化XXX重庆XXX公司搬迁扩能改造项目(一期)分项名称SUBPROJECT矿物润滑油装置图号DWG.NO.版次REV.设计阶段STAGE详细设计第5页共19页SHEETOF本文件中图样、文字及数据未经CWEC书面许可,不得以任何方式复制或扩散至第三方。
对开关量提供报警和状态变化的检测。
4)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。
5)过程控制器能完成基本的调节和先进的控制,调节控制功能至少包括各种PID算法、标准计算、基本控制功能(开关、限幅、高/低选择等)、自适应控制功能。
在连续控制方面,控制器至少应提供以下算法和功能:
各种PID控制(反馈、前馈、开关、比率、超前/滞后等)平方/开方加/减/乘/除四则运算分段线性化超前/滞后延时高/中/低选择变化率限制质量流量补偿运算累积、平均采样和保持用户自定义的功能块马达控制功能块硬/软操作器接口在离散控制方面,至少应提供以下算法:
开关控制与、或、非逻辑用户自定义的功能块6)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。
7)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。
8)负荷要求系统控制器的负荷不得超过60%,控制网络的负荷不应超过总负荷的40%。
当控制器和监DCS系统规格书DCSSPECIFICATION项目名称PROJECT中石化XXX重庆XXX公司搬迁扩能改造项目(一期)分项名称SUBPROJECT矿物润滑油装置图号DWG.NO.版次REV.设计阶段STAGE详细设计第6页共19页SHEETOF本文件中图样、文字及数据未经CWEC书面许可,不得以任何方式复制或扩散至第三方。
测器满负荷时,系统的电源、软件、通信负荷和其他各种负载应具有至少40%以上的工作裕量。
9)控制器应具有非易失性内存,在供电中断情况下可保存内存数据七天以上。
3.2.3DCS控制规模控制和数据处理系统可以支持来自现场设备的各种输入和输出信号,所有的输入和输出部件电路应能防止信号过载、瞬变和浪涌冲击。
1)输入/输出信号类型DCS系统的过程控制器应能直接接收或处理以下各种类型的输入和输出信号:
模拟量输入:
A热电偶(TypesJ、K、E、R、S、T、B)B热电阻(RTD)C420mADC二线制电流信号D420mADC有源电流信号EDC电压信号数字量输入:
A标准的数字量B事件顺序信号C脉冲信号D接点信号模拟量输出数字量输出BCD输入和输出ASC传送和接收2)DCS系统I/O模件转换精度0.2%FS3)输入/输出信号规模本项目I/O规模详见表A:
DCS系统I/O点数统计表表A为实际需要的输入/输出点数量,卖方应提供20%的备用量,并提供相应的备用空间、连接电缆等,安装在机柜内。
3.3通讯系统3.3.1通讯系统应具有数字化通讯网络,能保证整个DCS系统的控制、I/O模件等各单元之间以及与上位管理机之间的高速数据传输,DCS控制网络的通讯协议应满足IEEE802.4。
DCSDCS系统规格书DCSSPECIFICATION项目名称PROJECT中石化XXX重庆XXX公司搬迁扩能改造项目(一期)分项名称SUBPROJECT矿物润滑油装置图号DWG.NO.版次REV.设计阶段STAGE详细设计第7页共19页SHEETOF本文件中图样、文字及数据未经CWEC书面许可,不得以任何方式复制或扩散至第三方。
以冗余的工业以太网(TCP/IP100/1000MB)为高速数据通道,所有的DCS操作员站、工程师站和控制器分别通过冗余容错通信接口连接在工业以太网上。
3.3.2DCS的通讯网络应具有开放的接口标准和通讯协议,为该系统与买方的其它控制系统、工厂管控网络通讯和数据共享、以及INTELNET接入预备接口和能力。
3.3.3通讯系统是冗余的,它由两条独立设置的通讯总线和每台设备上安装的两套独立的通讯接口组成,通讯总线交替使用并不断地进行自检,总线之间自动进行切换,而不允许中断系统操作和产生数据丢失,故障时在操作台上报警。
总线通讯速率不低于500kbps。
3.3.4本项目DCS系统应预留相应数量的冗余通讯接口、通讯组件和OPC软件包,以实现本装置(单元)的DCS系统与全厂实时数据库骨干网通讯。
3.3.5要求本项目DCS系统能与其它机组设备成套控制系统通讯,本项目其它机组设备成套控制系统能完全上传到DCS操作员站,通过DCS系统操作员站能够对机组设备运行状态进行实时监视。
3.4操作站3.4.1功能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(包括系统诊断报告)3.4.2画面功能操作站画面为操作员了解生产过程状态提供了显示窗口,同屏最多可同时观察8个窗口画面,并能支持以下几类画面。
3.4.2.1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、DCS系统规格书DCSSPECIFICATION项目名称PROJECT中石化XXX重庆XXX公司搬迁扩能改造项目(一期)分项名称SUBPROJECT矿物润滑油装置图号DWG.NO.版次REV.设计阶段STAGE详细设计第8页共19页SHEETOF本文件中图样、文字及数据未经CWEC书面许可,不得以任何方式复制或扩散至第三方。
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。
3.4.2.2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。
3.4.2.3单点画面(调整画面)显示一个参数、控制点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。
3.4.2.4趋势画面系统具有显示数据总线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。
操作员可根据需求在线自定义趋势组,并在同一座标轴上显示至少八个变量的趋势记录曲线。
3.4.2.5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使报警处于闪烁状态。
报警可根据用户需求自由选取不同报警级别查看,可支持4级报警。
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、报警设定值、过程变量的工程单位、报警优先级别。
3.4.2.6图形画面生产装置的图片、工艺流程图、设备简图、单线图等都可以在显示器上显示出来,画面包含字母数字字符和图形符号,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。
操作员能在此画面对有关过程变量实施操作和调整,支持同时打开不少于12个操作窗口画面。
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3.4.2.7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,每屏至少能显示40点水平棒图或64点垂直棒图。
3.4.3报表功能3.4.3.1DCS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。
3.4.3.2报表类型如下:
有格式报表、无格式报表、事件顺序报表、诊断报告、设备操作报告、过程变量趋势。
3.4.4历史数据存储功能DCS应对报警、联锁、操作指令的变化等事件及日期、时间作为历史数据加以储存。
应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、光盘等功能。
当发生数据丢失及存储介质剩下10%空间时应有报警。
历史数据必须支持在线查询和独立离线查询方式,方便用户随时调取数据,要求各操作员站的历史数据保持一致。
3.4.5操作站软件DCS操作站应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、定期存储到移动介质上)、文件/程序管理等。
3.4.6操作站基本硬件1)操作站硬件主要包括操作站级工控计算机、液晶显示器、操作员键盘、鼠标器、存储器等组成。
2)作为操作站硬件工控计算机应包括微处理器、存储器、通讯电子组件和电源,系统CPU时钟频率至少为3.0GHz。
3)组成操作站的工作站级工控计算机配置不应低于以下要求:
DellPrecisionT5500(带LCD);英特至强双核处理器(3.0GHz)CPU;内存:
DDR24GB;硬盘:
500GB;独立显卡;22LCD;48XCD-RW光驱,键盘,鼠标,以太网接口,1.44MFD;WINDOWSXP(中文版)系统软件+SP2;电源:
220240VAC。
4)监视器为22英寸的高分辨率彩色液晶显示器,分辨率不低于12801024。
DCS系统规格书DCSSPECIFICATION项目名称PROJECT中石化XXX重庆XXX公司搬迁扩能改造项目(一期)分项名称SUBPROJECT矿物润滑油装置图号DWG.NO.版次REV.设计阶段STAGE详细设计第10页共19页SHEETOF本文件中图样、文字及数据未经CWEC书面许可,不得以任何方式复制或扩散至第三方。
5)操作员键盘采用全密封型设计,当按键动作时应发出声响,键盘上应具有报警蜂鸣器和报警确认按钮,至少提供50个用户功能键,对于操作员站与工程师站合一的系统,还应该提供工程师键盘(QWERTY键盘)。
6)外配具有足够音量的蜂鸣器,并能按工号用不同的声音区别。
7)每套操作站主机应提供热插拔工程师键盘接口。
3.4.7打印机)本项目利用控制室DCS系统打印机实现自动、连续地打印报表、报警、系统维护记录等,能按命令要求打印报表、屏幕画面和组态数据表等。
4、技术要求4.1冗余要求4.1.1控制和数据处理系统1)控制器应冗余配置。
控制器应具有高可靠的后备系统,在主控制器故障时,控制器的全部数据和功能将自动地切换到冗余的后备控制器,切换过程应低于1秒,同时不应对控制回路产生中断或不应有数据丢失。
2)在主控制器和后备控制器同时产生故障时,系统输出应保持在最后时刻的输出数值,或者是处于预先设定的故障安全状态。
3)控制器应具有非易失存储器,在失电后能保持全部的组态数据,或者说,在主电源故障的情况下,电池后备系统能保持存储器的电源至少72小时。
4.1.2通讯系统DCS内部通讯系统(包括通讯总线、通讯处理机、每台设备与总线之间的接口)均应为全冗余;总线通讯速率不低于500kbps,如果系统配置有其它的数据总线(如I/O总线等),这些总线也采用冗余配置。
4.1.3电源系统控制和数据处理系统的电源和电源转换器都应为冗余配置,且负荷分摊。
4.2平均无故障时间及平均故障维修时间4.2.1平均无故障时间(MTBF)制造商应在报价中给出其系统的MTBF,并能解释其计算方式。
4.2.2平均故障维修时间(MTTR)DCS系统规格书DCSSPECIFICATION项目名称PROJECT中石化XXX重庆XXX公司搬迁扩能改造项目(一期)分项名称SUBPROJECT矿物润滑油装置图号DWG.NO.版次REV.设计阶段STAGE详细设计第11页共19页SHEETOF本文件中图样、文字及数据未经CWEC书面许可,不得以任何方式复制或扩散至第三方。
制造商应在报价中给出其系统MTTR,并给出其计算方法,以及列举两个以上的控制回路所使用部件的MTTR。
4.2.3模块化要求制造商应保证DCS系统具备较高程度的模块化水平。
4.3DCS的自诊断及容错4.3.1DCS应具有完整的自诊断系统,并且定时自动或人工启动诊断系统,并在操作站/工程师站液晶显示器上显示自诊断状态和结果。
4.3.2自诊断系统包括全面的离线和在线诊断软件,诊断程序能对系统设备故障的检查和对外部设备运行状态的检查。
4.3.3DCS系统应具有一定程度的容错能力,即当某些模块发生故障后,不影响整个系统的有效工作。
制造商在报价时应就其系统对该项功能进行说明。
4.4过程硬件接口要求(I/O)4.4.1输入/输出接口应采用光-电隔离。
要求各模块各通道隔离,而不是组隔离。
4.4.2输入/输出接口信号的分辨率至少为16位。
4.4.3驱动接口应能保证驱动600m范围以内的二线制24VDC变送器。
4.5工作环境要求DCS将安装在控制室内,室内采用空调,温度范围为1530,湿度范围为4085%。
4.6电源系统DCS系统由UPS电源供电。
DCS制造商应提出供电电源等级及其偏差、供电频率及其偏差、纹波系数、最大幅值、最大需求负荷等要求。
DCS系统同时接收由电气配电室送来的两路220VAC电源,一路为UPS电源,另一路为非UPS电源。
4.6.1UPS系统的要求1)输入电源为220VAC50Hz;2)输出电源为220VAC50Hz;3)不间断供电时间为30分钟;停电维持30分钟供电。
4)具有自诊断及报警、工作状态显示。
4.7接地要求DCS系统规格书DCSSPECIFICATION项目名称PROJECT中石化XXX重庆XXX公司搬迁扩能改造项目(一期)分项名称SUBPROJECT矿物润滑油装置图号DWG.NO.版次REV.设计阶段STAGE详细设计第12页共19页SHEETOF本文件中图样、文字及数据未经CWEC书面许可,不得以任何方式复制或扩散至第三方。
DCS系统接地设计应符合国家相关标准规范要求,符合IEC标准规定的“等电位接地原则”。
制造商应给出系统的接地要求如下:
工作接地、信号屏蔽接地、安全保护接地等。
4.8机柜4.8.1系统机柜本项目在矿物润滑油装置机柜室设控制站4套。
DCS冗余控制器、冗余电源、冗余通讯单元、远程I/O单元(总线也需冗余)、I/O卡件、卡笼及配套安装附件等均集成安装在系统机柜内。
系统机柜安装空间不够时,系统供应商增加相应数量的扩展机柜。
4.8.2
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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