DCS技术协议

赤峰九联煤化有限责任公司 焦炉及风机房分散控制系统(DCS) 技术协议 根据九联二期工程需要特制定此技术协议作为焦炉及风机房的控制系统基本要求。 1 总则 1.1本技术协议书对九联煤化有限责任公司二期工程的DCS控制系统提出了技术方面呵有关方面的说明。本协议按焦炉和集气管压力控制两部分的要求制定。 1.2本技术协议书提出的是最低限度的要求,并未对所有的技术细节作出规定,也未完全陈述与之有关的规范和标准。供方应提供符合本技术协议书和有关工业标准要求的优质DCS。 1.3相互通讯文件和在谈判及工程建设中的工作语言,应使用中文。不论在合同谈判及签约后的工程建设期间,中文是主要的工作语言。若图纸、文件为英文,应同时附中文说明。 1.4供方分包商应具有相同的经验和业绩并完全执行本技术协议书的要求,分包商资格应由需方书面认可,不允许分包商再分包。 1.5合同签定前后,供方都应按照需方的时间、内容、深度要求提供其所需的资料,并按需方施工和设计进度要求随时修正。供方提供资料的时间和深度是否满足工程的需要将作为罚款的考核条件之一。 2 规范和标准 本技术协议书中涉及的所有规范、标准或材料规格(包括一切有效的补充或附录)均应为最新版本,即以需方发出本DCS订单之日作为采用最新版本的截止日期。若发现本技术协议书与参照的文献之间有不一致之处,供方应向需方指明。 供方可提出其它相当的替代标准,但需经需方确认。如果在上述引用的规范和标准与本技术协议书中有不一致时,则应按照较高的执行。 GB 19517-2004 国家电气设备安全技术规范 GB 50397-2007 冶金电气设备工程安装验收规范 GB 3797-2005 电气控制设备 GB 3368 工业自动化仪表电源、电压 GB 777 工业自动化仪表用模拟气动信号 HG 20511 信号报警联锁系统设计规定 HG/T 20573 分散控制系统工程设计规定 HG 20507 自动化仪表选型规 GB/T 2624 流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里测量 充满圆管的流体流量(等同于ISA 5167) HG/T 21581 自控安装图册 GB50093-2002 自动化仪表及验收规范 3 DCS技术要求 3.1总则 3.1.1DCS完成本技术协议书规定的数据采集(DAS)、模拟量控制(MCS)。 3.1.2DCS供应商应提供代表其最新技术的DCS,DCS通过其高性能的工业控制网络及分散处理单元、过程输入输出通道、人机接口和过程控制软件等完成焦炉各项参数的显示调节。DCS硬件应安全、可靠、先进。 3.1.3DCS应易于组态,易于使用,易于扩展。 3.1.4 DCS的设计应采用合理的冗余配置和诊断至通道级的自诊断功能,使其具有高度的可靠性。系统内任一组件发生故障,均不应影响整个系统的工作 3.1.5在部分传感器、组件和设备发生故障时,运行人员可选择较低级的 自动而不是丧失整个过程控制。 .3.1.6DCS应采取有效措施,以防止各类计算机病毒侵害和DCS内各存贮器的数据丢失。同时,供方还应在DCS内设置防火墙,对DCS网络与所有外部系统之间的通讯接口(网关、端口)进行实时在线监视,有效防范外部系统的非法入侵和信息窃取。 3.1.7供方提供的设备,其质量标准应一致,机柜尺寸、颜色、外形结构应相同,其中机柜颜色由需方指定。所有外部接线至少满足2.5mm2线芯截面的接线要求。预制电缆插件应连接可靠并可承受一定的外力。3.2 硬件要求 3.2.1总则 3.2.2系统硬件是有现场运行实绩的、先进可靠的和使用以微处理器为基础的分散型的硬件。所有微处理器的CPU至少应为32位类型。DCS厂家由甲方统一指定。 3..2.3机柜内的模件应能带电插拔而不损坏,且不影响其它模件正常工作。 3.2.3模件的种类和尺寸规格,应尽量少,以减少备件的范围和费用支出。 3.2.4安装于生产现场的DCS模件、设备应具有足够的防护等级和有效的保护措施,以保证在恶劣的现场环境下正常地工作。 3.2.5处理器模件应清晰地标明各元器件,并带有LED自诊断显示。处理器模件使用非易失性随机存储器(D.O.C)。 3.2.6冗余配置的处理器模件与系统均应有并行的接口,即均能接受系统对它们进行组态和组态修改。处于后备状态的处理器模件,应能不断更新其自身获得的信息。 3.2.7发生系统电源故障后,一旦处理器模件重新受电,处理器模件应能自动恢复正常工作而无需运行人员的任何干预。 3.2.8 I/O处理系统应尽可能“智能化”,以减轻控制系统的处理负荷。I/O处理系统应能完成扫描、数据整定、数字化输入和输出、线性化、热电偶冷端补偿、过程点质量判断、工程单位换算等功能。 3.2.9所有的I/O模件都应有标明I/O状态的LED指示和其它诊断显示,如模件电源指示等。 所有控制和保护回路的模拟量输入信号每秒至少扫描和更新4次,所有控制和保护回路的数字量输入信号每秒至少扫描和更新10次,事故顺序(SOE)输入信号的分辨率应不大于1毫秒。为满足某些需要快速处理的控制回路要求,其模拟量输入信号应达到每秒扫描8次,数字量输入信号应达到每秒扫描20次。 3.2.10应提供热电偶、热电阻及4~20mA信号的开路和短路以及输入信号超出工艺可能范围的检查功能,这一功能应在每次扫描过程中完成。所有接点输入模件都应有防抖动滤波处理。如果输入接点信号在4毫秒之后仍抖动,模件不应接受该接点信号。确保事故顺序信号输入的分辨率不大于1毫秒。 3.2.11 DCS至执行回路的开关量输出信号采用继电器输出。DCS与执行机构等以模拟量信号相连接时,二端对接地或浮空等的要求应相匹配,否则供方应采取电隔离措施。DCS应采取有效的措施对I/O的过压、过流进行保护。在系统电源丧失时,执行机构应保持安全位置(全开、全关)。 3.2.12所有输入/输出模件,应能满足ANSI/IEEE472“冲击电压承受能力试验导则(SWC)”的规定,在误加250V直流电压或交流峰--峰电压时,应不损坏系统。 3.2.13在整个运行环境温度范围内,DCS精确度应满足如下要求,所有mA DC信号从输入端转换到数字信号应具有±0.1%的转换精度;模拟量输出信号±0.25%。系统设计应满足在六个月内不需手动校正而保证这些精度的要求。 3.2.14对于有防爆要求的应用场合(如燃油泵房),当现场采用本安型仪表设备时,相应的I/O通道应考虑配置与之匹配的安全栅;所有与其它控制系统连接的模拟量输入/输出应配置独立的信号隔离器。当安全栅和信号隔离器需外部电源时,供方负责提供。 3.2.15 4~20mA信号(接地或不接地),最大输入阻抗为250Ω,系统应提供4~20mA二线制变送器的24VDC电源。对1~5VDC输入,输入阻抗必须是750KΩ或更大。每个模拟量输入信号与数字转换回路之间具有250VDC下100MΩ或更大的隔离阻抗。4~20mA或1~5VDC可选,具有驱动回路阻抗大于750Ω的负载能力。负端应接至隔离的信号地上。系统应提供24VDC的回路电源。 3.2.16负端应接至隔离地上,系统应提供对现场输入接点的“查询”电压。“查询”电压为48VDC 3.2.17有直接接受三线制(不需变送器)的Cu50、Pt100等类型的热电阻能力,并且供方应提供这些热电阻所需的电源。模数转换精度为满量程的±0.1%或0.1?C。每个输入信号应具有可选择的断线上/下限保护。 f. 热电偶(T/C)输入: 能直接接受分度号为E、J、K、T和R型的热电偶信号(不需变送器)。热电偶在整个工作段的线性化,应在过程站内完成而不需要通过数据通讯总线,且热电偶温度补偿范围应可满足环境温度的要求。模数转换精度为满量程的±0.1%或0.1?C。每个输入信号应具有可选择的断偶上/下限保护。 3.2.18机柜内应预留充足的空间,使需方能方便地接线、汇线和布线。供方应说明其系统接地原理并提供DCS与电气接地网的连接设计。供方应提供下列备用余量,以供系统以后扩展需要:各功能子系统中每种类型I/O测点都应有10%的备用量,用于现场修改和设计疏忽。但一个输入/输出卡上的备用点超过8点的部分不能计作备用点; 3.2.19每个机柜内另有10%的模件插槽备用量。该备用插槽应配置必要的硬件,保证今后插入模件就能投入运行;控制站的处理器处理能力应有60%余量,操作员站处理器处理能力应有60%余量;处理器内部存贮器应有50%余量,外部存贮器应有60%余量;40%电源余量。 3.3 软件要求 3.3.1供方应负责整个DCS的组态,并保证所供系统是采用统一的方式进行组态。 3.3.2供方应提供一套完整的满足本技术协议书要求的程序软件包,包括实时操作系统程序、应用程序及性能计算程序。供方提供的软件应包括所有必须的软件使用许可证,需方可不受限制地对具体的软件包加以使用。 3.3.3所有的算法和系统整定参数应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在工程师工作站上应能对系统组态进行修改。不论该系统是在线或离线均能对该系统的组态进行修改。系统内增加或变换一个测点,应不必重新编译整个系统的程序。 3.3.5顺序控制逻辑应采用熟悉的、类似于继电器型式的功能符号,以逻辑图或梯形图格式进行组态,并可在工程师站上按指令要求,以图形方式打印出已组态的逻辑。 3.3.6查找故障的系统自诊断功能应能诊断至通道级故障。报警功能应使 运行人员能方便地辨别和解决各种问。供方应明确定义系统自诊断的特征。 3.3.7在技术上相关联的模拟量和数字量信号,应组合成成组显示画面,并保存在存储器内,便于运行人员调用。 成组显示应能便于运行人员按需要进行组合,并且根据需要存入存储器或从存储器中删除。 成组显示应有色彩增亮显示和棒状图形显示。 一幅成组显示画面可包含20个以上的测点。任何一点在越过报警限值时,均应越限一值变为黄色,二值变为红色并闪光。 3.3.8棒状图显示 运行人员可以调阅动态,棒状图画面即以动态棒状图的外形尺寸反映各种过程变量的变化。棒状图应可在任何一幅画面中进行组态和显示,每一棒状图的标尺可设置成任何比例。 在一幅完全为棒状图的画面上,至少应显示16根棒状图,并且至少应提供50幅这样的显示画面。 3.3.9趋势显示 系统应能尽可能多的提供历史数据的趋势和实时数据的趋势显示。趋势显示可用整幅画面显示,也可在任何其它画面的某一部位,用任意尺寸显示。所有模拟量信号及计算值均可设置为趋势显示。 在同一幅LCD显示画面上,在同一时间轴上,采用不同的显示颜色,应能同时显示8个模拟量数值的趋势。 在一幅趋势显示画面中,运行人员可重新设置趋势变量、趋势显示数目、时间标度、时间基准及趋势显示的颜色。 每个实时数据趋势曲线应包括个历史趋势值,时间分辩率为1,10,30秒(存储速率),此值由运行人员选定。 每个历史数据应包括600个历史趋势值,时间标度可由运行人员按0.5分钟、1分钟、2分钟、5分钟、10分钟、15分钟、30分钟和60分钟进行选择。 趋势显示画面还应同时用数字显示出变量的数值。 趋势显示应可存贮在内部存贮器中,并应便于运行人员调用,运行人员亦可按要求组态趋势并保存在外部存贮器中,以便今后调用。 3..3.10 报警显示 系统应能通过接点状态的变化,或者参照预先存储的参考值,对模拟量输入、计算点、平均值、变化速率、其他变换值进行扫描比较,分辨出状态的异常、正常或状态的变化。若确认某一点越过预先设置的限值, LCD屏幕应显示报警画面,并发出声响信号。对于不同级别的报警应有不同的报警声音。重要的模拟量信号越限和重要的开关量变态应发出语音报警,声响应足以提醒运行人员注意。 报警显示应按时间顺序排列,最新发生的报警应优先显示在报警画面的顶部。报警点分为 3.3.11 DCS的操作指导功能用于对机组的运行提供详细而全面的智能操作指导,指导操作人员完成下列工作: 各种启/停工况下的操作;对故障的正确处理;焦炉异常或故障;防止误操作。 5 设计与供货界限及接口规则 5.1供方的工作范围 5.1.1按照焦炉运行要求、本DCS技术协议书的规定和适用的工业标准,设计并组态一套完整的分散控制系统。其中系统模块选用和利时产品、变送器选用微差压选用EJA隔爆其他选用E+H隔爆型、流量选用泉州日新、电动执行器选用天津津达产品、UPS选用珠海山特产品。煤气流 量计选用河北方圆测控技术有限公司的一体化孔板。 5.1.2提供构成DCS所必需的全部硬件,并全面负责,包括系统内的接线。负责其供货范围内所有设备的内部及其之间连线的设计和供货(包括系统内部机柜之间的连接电缆)。所有一次仪表、执行机构的安装调试电缆桥架的敷设。 5.1.3达到本DCS技术协议书规定的全部功能要求,进行DCS软件的编程和调试。负责设计MCS、SCS等的逻辑图和显示画面。定义I/O功能,并按需方要求的格式,向需方提供最终I/O清单。为达到本技术协议书规定的全部功能要求,提供全部必需的系统软件和应用软件,包括供方根据其最新研究成果,已成功有效地应用于实践的优化软件。供方应列出DCS中所采用的优化软件,对它们进行详细说明(包括控制策略,工作原理,功能,应用业绩和产生的效益等) 5.1.4根据本技术协议书的要求,提供必须的安装详图和安装指导。向需方提供施工图设计、安装调试、运行维护、系统二次开发所需的全部图纸、资料。 5.1.5根据本技术协议书的要求,向需方提供DCS优化运行所必需的系统文件,使需方能掌握、组态、编程、维护、修改和调试DCS。 5.1.6负责培训需方的运行、维护和工程技术人员,并使这些培训人员能得心应手地操作、维护、修改和调试DCS。 5.1.7负责培训需方的运行、维护和工程技术人员,并使这些培训人员能得心应手地操作、维护、修改和调试DCS。DCS系统的对外接口及技术配合。 5.1.8除表下的材料外其他所缺材料均由供方提供或由供方提供计划甲方采购。 有执行机构(除非另有规定)。清洁,油漆,包装,装卸,运输与储存在包装箱外,除了外面通常贴有装箱清单外,箱内还应有一张详细的装 箱清单。供方应向需方提供整套有关现场准备,装运和搬运的指导书。 6技术资料和交付进度 6.1供方提供的资料应包括涉及所有系统部件的安装、运行、注意事项 和维护的详细说明,此外还应包括所购设备的完整设备表和详细指 南。与设备表相对应设备项目代号应在所有相关图纸上表示出来,供方根据要求提供其设备代号与市场上可买到的该设备型号间的参照表。供方至少应提供下列手册和图纸: (1)系统硬件手册; (2)系统操作手册; (3)系统维护手册; (4)系统组态手册; (5)构成系统所有部件的原理图; (6)内部布置图; (7)符合需方要求格式的外部连接图,图上应有电缆编号和端子编号; (8)每只机柜、操作台的总布置图,这些图中应标明各模件和组装件的编号,并包括正视图、后视图、开孔图、总尺寸及开门所需的净空距离; I/O端子排布置图; (9)所有控制和调整装置在维护时所需的校验曲线; 所有供方外购设备手册; (10)DCS使用的一些特殊机械设备详图; (11)安装步骤,包括装配细节、设备散热和设备重量等; (12)材料清册; (13)所有外围设备的样本 6.2使用VC、VB等编程语言的支撑软件,应具有下列有关文件: (1)系统功能说明。系统功能说明采用通俗易懂的文字描述每一个系统的功能,所有特定术语应有定义,此外应配上一定的流程图或类似的描述。 (2)一般软件资料,包括所有与编程语言有关的指导和参考手册。 (3)编程指导资料。供方提供用于各系统程序的说明,包括程序中的注释,以便整个程序的理解,这一资料存放在光盘或硬盘内提供给需方。 6.3供方提供适合于用户工程师使用的、高质量的用户手册。内容包括: (1)LED和键盘用户手册; (2)试验、检查、故障诊断及排除步骤; (3)系统投运步骤。 6.4供方应提供适合于没有计算机专业知识的控制工程师使用的高质量文件。包括MCS的SAMA图、逻辑图,SCS、FSSS逻辑图 文件应清晰完整,并包括下列内容: 控制原理图的定义和说明,包括对每一张SAMA图和逻辑图所作的说明; 所有回路的SAMA图,应在图上标出与之相关的联锁和许可条件所 在逻辑图的对应编号和注释; 包含联锁和许可条件的逻辑图,图上应标出与之相关的SAMA图的对应编号和注释; 控制工程师的用户手册。 组态文件打印程序应作为控制系统的一个功能提供给需方。 6.5供方应提供适合于没有计算机专业知识的控制工程师使用的高质量文件。软件文件应清晰完整,并包括下列内容: 软件包使用和开发说明; 控制工程师的用户手册,组态文件打印程序应作为控制系统的一个功能提供给需方。 6.6供方应提供满足合同设备监造检验/见证所需的全部技术资料。 6.7施工、调试、试运、机组性能试验和运行维护所需的技术资料,包括但不限于: (1)设备安装、调试和试运说明书,以及组装、拆卸时所需的技术资料; (2)安装、运行、维护、检修所需的详尽图纸和技术文件,包括设备总图、部件总图、分图和必要的零件图、计算数据等; (3)设备安装、运行、维护、检修的说明书,包括设备结构特点、安装程序和工艺要求、启动调试要领。运行操作规定和控制资料、定期校验和维护说明书等。 6.8供方须提供的其它技术资料,包括但不限于: (1)检验记录、试验报告及质量合格证等出厂报告; (2)供方提供在设计、制造时所遵循的规范、标准的清单; (3)设备和备品备件管理资料文件,包括设备和备品备件发运和装箱的详细资料(各种清单). 7培训 7.1为使合同设备能正常安装、调试、运行、维护及检修,供方有责任提供相应的技术培训。培训内容和时间应与工程进度相一致 8交工进度 8.1设备交货(含专用工具、备品备件)进度满足工程安装进度要求。 8.2合同签订后65天