自控系统技术规范

    该套自控系统的设计必须满足工艺流程自控的要求，并且满足集团提出的设计要求、工艺要求等条件。确保自控系统在工艺流程中正常工作，生产工艺流程符合设计单位设计要求所要达到的设计目的，并具有与投影设备连接的通讯接口。

1．总则

为了生产线的平稳连续的运行，要求控制系统具有良好的精度、稳定性和可靠性，其软件及硬件遵循相应的工业控制标准和规范。

总控制点如下：

系统所依据的规范应符合相关世界上最新的工业生产及安全规范和标准.

3．功能要求

3．1    总则

3.1.1投标方所提供的自控系统能够最好地完成规范书规定的功能，以满足各种运行工况的要求。

3.1.2自控系统由智能分散处理单元、高速数据通讯系统和人机接口组成。

3.1.3自控系统要易于组态、易于使用、易于扩展。

3.1.4    投标方所提供的系统要具备诊断至模件级的自诊断功能，使系统具有高度的可靠性。

3.1.5    系统的参数、报警和自诊断功能均在CRT上显示和在打印机上打印 ，控制系统也按照控制功能和物理上分散。

3.1.6    系统具有有效措施，防止各类计算机病毒的侵害和DCS内各存储器的 数据丢失。

3.1.7    整个自控系统的可利用率为99.9％，MTBF时间>小时。

3．2    硬件要求

3.2.1总则

3.2.1.1    自控系统的硬件必须原厂生产制造，如果甲方需要，乙方必须提供原产地证明。

3.2.1.2    系统内所有模件为固态电路，标准化、模件化和插入式结构。

3.2.1.3    模件的插拔要有导轨和联锁，以免造成损坏或引起故障。模件的编址均不受在机柜内的插槽位置所影响。

3.2.1.4    机柜的模件能够带电插拔而不损坏，且不影响其它模件正常工作。

3.2.2    处理器模件

3.2.2.1    分散处理单元内的处理器模件功能上分离，以提高可靠性，处理模件 使用I/O处理系统采集的过程信息来完成模拟控制和数字控制 。

3.2.2.2处理器模件标明各元器件型号，并带有LED自诊断显示。

3.2.2.3处理器模件使用随机存取存贮器(RAM)。

3.2.2.4    某一个处理器模件故障不会影响其它处理器模件的运行。数据通讯总线故障时，处理器模件仍能继续运行。

3.2.2.5    对某一个处理器模件的切除、修改或恢复投运，均不影响其它处理器 模件的运行。

3.2.2.6    配置的处理器模件与系统均能接收系统对它们进行组态和修改。

3.2.2.7电源故障属系统的可恢复性故障，一旦重新受电，处理器模件能自动恢复正常工作而无需运行人员任何干预。

3.2.3    过程输入/输出(I/O)

3.2.3.1所有I/O模件都有标明I/O状态的LED指示和其它诊断显示，如模件电 源指示灯。

3.2.3.2自控系统与其它供货商提供的控制、保护装置间的信息交换采用I/O通道时，将采取电隔离措施。

3.2.3.3自控系统至执行回路的开关量输出信号将采用继电器干接点输出。DCS与执行机构等模拟量信号相连时，采用单端接地原则。

3.2.3.4自控系统对现场接点的供电电压在24—120V范围。

3.2.3.5重要的输入输出信号的通道分别配置在不同通道板上，必要时可分别配置在不同控制器的不同通道板上。

3.2.3.6控制回路的模拟量输入信号每秒至少扫描和更新4次，控制回路的数字量输入信号每秒至少扫描和更新10次。

3.2.3.7提供4~20mA信号的开路和短路以及输入信号超出工艺范围的检查功能，这些功能在每次扫描过程中完成，并有LED显示。

3.2.3.8所有接点输入模件都有防抖动滤波处理。如果输入信号在4毫秒之后仍抖动，模件不接收该接点信号。

3.2.3.9采用相应的手段，自动地和周期地进行零飘和增益的效正。

3.2.3.10 单个I/O模件的故障，不会引起其他任何设备的故障或跳闸。

3.2.3.11 在系统电源丧失时，执行机构应保持失电前的位置。

3.2.3.12 所有输入/输出模件，能满足ANSI/IEEE472“冲击电压承受能力试验导则（SMC）”规定。

3.2.3.13 每8路模拟量输入点至少有一个单独的A/D转换器，每一个模拟量输出点有一个单独的D/A转换器，每一路热电阻输入有单独的桥路。此外，所有的输入通道、输出通道及其工作电源均互相隔离。

3.2.3.14 在整个运行环境温度范围内，自控系统的精确度满足如下要求，模拟量输入信号精度为满刻度的±0.1%(高电平)，模拟量输入信号精度为满刻度的±0.17%(低电平)。模拟量输出精度为满刻度的±0.1%系统设计考虑在六个月内不需手动调整而保证这二个精确度的要求。

3.2.3.17 I/O类型

    a、模拟量输入：

4～20mA信号，最大输入阻抗为250Ω，系统提供4～20mA二线制变送器的直流24V电源

    b、模拟量输出：

4～20mA，具有驱动回路阻抗大于600Ω的负载能力。负端应接到隔离的信号地上。系统提供24VDC的回路电源。

    c、数字量输入:

数字量输入模件采取隔离，能接受闭合接点作为“状态1”，开断接点作为“状态0”，负端接在隔离地上，系统提供对现场输入接点的“查询”电压。“查询”电压不低于24V。

    d、数字量输出：

数字量输出模件采用DC24V输出。

    e、热电阻（RTD)输入:

直接接受三线制的Cu50、Pt100等类型的热电阻，并且提供这些热电阻所需的电源。

    f、 热电偶（T/C)输入:

能直接接受分度量为E、K型热电偶信号。热电偶在整个工作段的线性化，在过程站内完成而不需要通过数据通讯总线。

3.2.3.18模拟量输入，输出信号必须采用屏蔽电缆。系统能接受采用普通控制电缆(即不加屏蔽)的数字量输入 和输出。

3.2.3.19    所提供的模拟量、数字量通道满足本规范书规定的 形式和数量要求。

3.2.3.20    满足系统对输入输出信号的要求，如模拟量与数字量之间 转换的检查点、冷端补偿、电源电压检测及各子系统之间的硬接线联接点。

3.2.4    外围设备

3.2.4.1记录打印机。

3.2.4.1.1每套系统配备一台带微处理器的打印机，打印速率每秒400个字符, 每行至少132个字符。

3.2.4.2CRT和键盘

3.2.4.2.1    所供CRT有65000以上种颜色，屏幕尺寸为21英寸，分辨率为1280X 1024 象素。

3.2.4.2.2    每台CRT有其的显示发生器，单元控制室内的所有CRT的组态 相同，可互为备用。

3.2.4.2.3    每台CRT配置一个键盘，鼠标控制器。

3.2.4.2.5    此项目生产线控制系统需要三台操作站。

3.2.4.2.6此项目生产线控制系统需要3KVA,0.5小时的UPS电源一套，以保证在突然停电时整个系统能正常运行。

 3.2.5    环境

3.2.5.1    系统能在电子噪声、射频干扰及振动都很大的现场环境中连续运行， 且不降低系统的性能。

3.2.5.2    系统设计采用各种抗噪声技术、包括光电隔离、高共模抑制比。合理 的接地和屏蔽。抗共模电压>=250VDC，共模抑制比>=90dB, 差模电压>=60VDC, 差模抑制比>=60dB。

3.2.5.3    在距电子设备1.2m以外发出的工作频率达470MHz、功率输出达5W 的电磁干扰和射频干扰，不影响系统正常工作。

3.2.5.4    系统能在环境温度0～500C，相对湿度10~95%(不结露)的环境中连续 运行。

3.2.6    电子装置机柜和接线

3.2.6.1    电子装置机柜的外壳防护等级，室内为NAMA12，室外为NAMA4。

3.2.6.2    机柜门有封垫条，以提高抗射频干扰(RFI)能力。柜门上不装 设任何系统部件。

3.2.6.3    机柜的设计满足电缆由柜底引入的要求。

3.2.6.4    对需散热的电源装置，提供排气风扇和内部循环风扇。

3.2.6.5    机柜内装有温度检测开关，当温度过高时进行报警。

3.2.6.6    机柜内的端子排布置在易于安装接线的地方，即为离柜底300mm以上和距柜顶150mm以下。机柜内的每个端子排和端子都有清晰的标志，并与图纸和接线表 相符。

3.2.6.7    端子排、电缆夹头、电缆走线槽及接线槽均由“非燃烧”型材料制造。

3.2.6.8  机柜内预留充足的空间，使买方能方便的接线、汇线、布线。

3.2.6.9    组件、处理器模件或I/O模件之间的连接避免手工接线。

3.2.7    系统扩展

3.2.7.1    投标方须提供下列备用余量，以供系统以后扩展需要：

A、每个机柜内要求备用输入、输出点。

B、操作员站处理器处理能力有60%余量。

C、内部存储器有50%余量，外部存储器有60%余量。

D、电源余量为30-40%。

E、通讯总线负荷率不大于30-40%。

3.3    软件要求

3.3.1    投标方将负责整个自控系统的组态，保证所供系统是采用统一的方式进行组态。同时投标方为招标方培训一名技术工程师，使其能进行必要的程序修改和熟练的操作。同时如果甲方有要求，乙方将按照甲方的要求为甲方现场提供操作员培训，使其能达到操作的要求。

3.3.2    将提供一套完整的满足本规范书要求的程序软件包，包括实时操作系统 程序，应用程序，维护诊断程序，运行人员操作程序，各种支撑软件程序及性能计算程序以及适用于本系统的编程，以满足用户开发应用软件的需要。

3.3.3    所有的算法和系统整定参数驻存在各处理器模件的非易失性存储器内， 执行时不需重新装载。

3.3.4    模拟控制回路组态，通过贮存在处理器模件中的各类逻辑块的联结，直 接采用SAMA图方式进行，并用易于识别的工程名称加以标明。

3.3.5    在程序编辑或修改完成后，能通过通讯总线将系统组态程序装入各个有 关的处理器模件，而不影响系统的正常运行。

3.3.6    顺序控制的所有控制、监视、报警和故障判断等功能，均由处理器模件 提供。

3.3.7    顺序逻辑的编程使顺控的每一部分都能在CRT上显示，并且各个状态 都能得到监视。

3.4    人机接口

每个操作员站都能作为工程师站使用，并设置软件保护密码。

3.4.1    操作员站

    操作员站的任务是在标准画面和用户组态画面上汇集和显示有关的运 行信息，供运行人员据此对机组的运行工况进行监视和控制。

3.4.1.1    操作员站的基本功能如下:

A、监视系统内每一模拟量和数字量

B、显示并确认报警

C、显示操作指导

建立趋势画面并获得趋势信息

D、打印报表

E、控制驱动装置

F、自动和手动控制方式的选择

G、调整过程设定值和偏置等

H、提供对运行工况画面的开窗显示、滚动画面显示等。

3.4.1.2    任何显示和控制功能均能在任一操作员站上完成。

3.4.1.3操作站性能

服务器    处理器    Pentium P4     2.4Ghz  CPU

        内存        256MB    3.5软驱，48XCD ROM

        硬盘        60GB        

        显示器    21” 1280X 1024    

操作系统    Microsoft Windows ２０００

3.5    数据通讯系统

3.5.1    数据通讯系统将各分散处理单元、输入/输出处理系统及人机接口和系 统外设联结起来，以保证可靠和高效的系统通讯。

3.5.2    连接到数据通讯系统上的任一系统或设备发生故障，不导致通讯系统瘫痪或影响其他联网系统和设备的工作。通讯总线的故障不引起机组跳闸或使控制器不能工作。

3.5.3     TCP/IP协议，通讯速率>=10MBit/秒，传送方式应保证实时数据何时传送(确定性)，并不会因网上节点的增减而改变(重复性)。

3.5.4    挂在数据通讯总线上的所有站，都能接受数据通讯总线上的数据，并 可向数据总线上发送数据。

3.5.5    数据通讯协议包括CRC（循环冗余效验)、奇偶效验码等，以检测通讯 误差并采取相应的保护措施，确保系统系统通讯的高度可靠性。能连续诊断并及时报警。

3.5.6    当数据通讯系统中出现某个差错时，系统应能自动要求重发该数据，或 由硬件告知软件，再由软件判别并采取相应措施，如经过多次补偿无效，系统能自动采取安全措施，如切除故障设备，或切换至冗余的装置等。

3.6    系统的测试与维护

3.6.1   系统测试

DCS系统通过减少维护人员的修理时间而降低维护费用。这一切是通过模块的 自检、CRT诊断显示、故障登记、就地故障指示（LED）及系统的印刷电路卡 来实现的。为了使每块模件都运行正常，首先要进行大量的综合测试。任何一 种测试的失败均将在操作站、就地模件或卡本身上有故障显示。

3.6.2自检及故障检测

自检及故障检测已经内置在DCS产品的硬软件中。电源电压、数据通道及控制逻辑都在监控下，以使故障信息在最佳检测点被捕捉到。所有的故障都被记录在系统的故障日记中，而所有设备故障都将发出报警。控制站，操作站电子模件都有大量检查和故障检测电路与软件，从而保证这些模件过程信息的正确性：否则，这些检查系统将不允许错误信息传递及影响正常的系统操作，并将错误信息报告打印出来。这些电路和软件应具有有如下性能：

∙数据通道的完整性；

∙寄存器完整性；

∙存贮器及硬件系统完整性；

∙软件的完整性；

3.6    自控系统控制方案

    所有控制方案由集团项目工程师和投标方的工程师协商后，共同制定。