DCS评定标准,怎么知道DCS系统的好坏,有哪些评定标准?
没有对应的标准,看你实际需要了,就好像买一台电脑,你要提要求,别人就给你什么样的配置。都有自己的规格书啊,不符合功能要求的厂家,直接不要呗,总共也没多少生产厂家。
卖方为本项目提供的DCS应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,并且经过实际应用的系统,便于扩展,能满足石油化工装置大规模生产的过程控制、检测、优化与管理的需要。
本项目为易燃易爆、连续生产运行的大型化石油化工项目,应配置可靠的、先进的设备。卖方提供的DCS应充分满足石油化工企业对安全的需要。
卖方为本项目提供的DCS的设备型号和版本应有在国内外同类或相似规模的项目,使用同样系统,连续、成功运行一年以上的应用经验。报价技术文件中应列出用户名单、工程项目名称和基本配置情况。
DCS制造厂应具有ISO9001质量体系认证。
DCS系统的所有设备应是通过CE认证的。
22 过程控制和检测
221 控制功能
DCS的控制站应能满足大型石油化工装置过程控制的功能及速度要求,应具备连续过程控制、批量控制和顺序控制的功能。
控制器应具备快速控制能力,从I/O输入经过PID控制运算,到AO输出的累积时间应在02秒以内。
报价技术文件中应对控制站的控制容量、控制时间、数据处理方式进行说明。
DCS应具备PID参数自整定功能,报价技术文件应对系统的PID参数自整定功能的方式和软件进行说明。
控制站或应用服务器应当具有运行控制应用软件及高级编辑语言的功能,作为模块插入运行的用户软件或第三方软件的规模应不小于2×64K,运行容量应不大于控制站总容量的20%。
控制站的微处理机应为32位或以上。
222 数据采集功能
数据采集功能是将过程变量及状态存入系统。
控制站应能满足所有过程变量检测的需要。
系统应有数据存储的功能,可将各种工艺变量及参数、检测信号、操作过程、报警事件等数据按需要存入硬盘,并可随意调用。
223 过程I/O接口
I/O接口除常用的类型外还应配备下列几类(包括相应的软件):
远程I/O接口;
智能变送器接口(HART通信协议);
标准串行通信接口(如:RS-485);
各类卡件应有01%精度的产品;
I/O卡应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应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卡应具备冷端温度补偿的功能。
报价技术文件应对过程I/O接口的技术规格进行详细说明。
224 冗余
控制站和检测站的控制器、电源单元、通信单元等功能卡必须1:1冗余配置。控制用的多通道I/O卡必须1:1冗余配置。
23 操作环境与人机接口
231 操作站
操作站是操作人员监视、控制生产过程、维护设备和处理事故的人机接口。其硬件和软件应具有高可靠性和容错性,软件应有从错误中迅速恢复的功能。
232 操作站的主机
操作站的主机应是工作站或高性能工业用计算机,其操作系统应是通用的、适用于工业化的、可靠的操作系统。
操作站的硬件规格应为32位总线,32位或以上CPU,SCSI外设控制器。操作站应带有硬盘驱动器,并能配置成冗余型,使主机能够单独自启动。操作站应能配置光盘驱动器、活动硬盘等高密度外部数据存储设备。操作站可配触摸式操作员键盘。
操作站所有的外设及接口应是通用的,硬盘驱动器、光盘驱动器、显示器、通用键盘、鼠标或球标、打印机等应当是商业化可互换的。
233 操作站的软件
操作站的软件操作环境应能适应大型石油化工装置过程控制的操作需要,可以根据操作者的权限访问和调用工艺流程图、过程参数、数据记录、报警处理以及各种可用数据,并能有效地调整控制回路的输出和设定参数。
对网络上的数据资源,必须能分成不同的操作区域或数据集合,可以根据需要进行监视、控制等不同操作。
操作站必须具备不同级别和不同操作区域或数据集合的操作权限。操作级别和权限用密码或钥匙的方式限定。操作员密码和操作权限应能由系统管理员设定和修改。
报价技术文件应对操作站的功能进行详细说明。
报价技术文件应对操作事件记录的功能和追溯方法进行详细说明。
234 操作站的组态
操作站可以运行组态软件或用作工程师站的组态终端,并配有通用键盘,使其具备工程师组态环境,并可对网络上的设备进行运行状态诊断和数据维护。
235 数据处理能力
操作站的数据存放格式应是通用的,其数据库及数据库管理系统应是标准的、商品化的,应能被网络上的其他有权限的工作站、PC机调用。
系统应当满足所有数据的记录需要,可由用户任意选定记录的参数、采样时间和记录长度,并可对记录的数据进行编排处理和随时调用。硬盘上的永久记录应能转存到磁带机或其他存储设备上。
报价技术文件应对其他工作站、PC机对网络上的过程控制数据的调用方式、方法(如DDE、OPC、RDI等)进行说明,并列出软件清单。
236 过程报警和系统报警
操作站应具有完善的报警功能,对过程变量报警和系统故障报警应有明显区别。应能对过程变量报警任意分级、分区、分组,应能自动记录和打印报警信息,区别第一事故报警,记录报警顺序,时间分辩率应精确到01秒。
报价技术文件应对过程报警和系统报警的功能进行说明。
24 系统管理及工程实施
系统管理的内容有系统常驻数据的管理、系统各设备的在线诊断、系统软件数据的维护、系统组态及修改、图形管理,此外还有用户应用程序,生产过程控制数据的进一步处理,文件服务等。系统应支持离线组态和调试。
工程实施主要是系统及设备的组态、生成、修改、测试、下载,建立组态数据库等。
系统管理及工程实施应在工程师站进行。需要时也可在操作站进行。
25 系统的可靠性和可用性
251 系统的可靠性
报价技术文件中应提供所有设备的可靠性数据,及最小的平均无故障时间(MTBF)和平均故障修复时间(MTTR),说明计算的依据,提供可靠性分析说明及有关数据。
252 系统的可用性
系统的可用性应≥9999%。
系统的各种插卡应能在线插拔、更换。
冗余设备必须能在线自诊断,出错报警,无差错切换。
系统必须具有完善的硬件、软件故障诊断及自诊断功能,自动记录故障报警并能提示维护人员进行维护。
报价技术文件应对系统各部分的故障限制功能进行说明。
26 通信网络
通信网络分为过程控制网和工厂管理网。
261 网络特性
报价技术文件所推荐的DCS的局域控制通信网络应符合ISO/IEEE的通信标准。通信速度不低于10Mb/s,最小通信间距大于15km,网络设备间通信应是对等方式。网络设备应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。
262 网络连接
通信网络应能与工厂管理网相连,与工厂网的通信带宽不宜低于1Gb/s。一般工厂管理网采用以太网 (Ethernet),常用的通信方式为TCP/IP。系统应具备联接工厂管理网的功能。在报价技术文件中提出与DCS生产过程控制网相配合的工厂管理网的连接方案。
27 高级控制及生产管理
系统应满足集成化生产的需要,应能根据用户的需要连接通用工作站或高性能PC机,以运行高级控制和优化控制软件。
系统应能与工厂管理网上的设备进行数据交换。
报价技术文件中应列出推荐的软、硬件及卖方清单,介绍应用功能。
28 仪表设备管理系统
仪表设备管理系统应包括:仪表设备组态、状态监测及诊断、校验管理和自动文档记录管理等功能。
设备管理系统的基本规格包括以下几部分:
281 数据读取
设备管理系统应能自动读取系统连接的所有HART设备中的有效数据(包括生产厂商、设备型号、产品编号、名称、系列号、软件版本、地址、仪表位号、仪表规格等)。自动完成系统的数据存储和管理,自动显示系统及设备的连接状态和诊断信息。HART信号采集应在DCS I/O接口或端子上实现。
282 设备组态
设备管理系统应完全兼容标准HART设备的通信和数据交换,采用简便易行的标准化组态方式。使用标准化的数据库和文件方式,并可采用标准化的设备描述文件,增加当前数据库外的或新品种的标准HART设备。报价技术文件中应提供该系统确定能存取的HART设备清单。
283 设备诊断
设备管理系统对连接的设备应具有完善的诊断功能,对设定的重要数据应具有异常状态报警功能。应能识别信号线路的短路和断路,并报警。应能实现自动定时、定期诊断检查和人为随时诊断检查。
284 软件基础
设备管理系统应能在PC机上运行,能在Windows XP及Windows 2003操作系统下运行。应带有SQL Server 2000或Oracle数据库软件。
285 模板方式
设备管理系统应能采用模板方式建立或传送仪表组态显示数据,可自动对应不同类型智能设备,完整地显示仪表数据和诊断状态。
286 用户管理
设备管理系统应具有用户管理功能,可以设置不同权限的用户和密码,保证操作管理的安全。HART设备中的有效数据可以在DCS 系统上引用。对现场出现故障的HART 设备,能在操作画面上显示,并且可生成对应的故障报表。
287 非智能设备管理
对非智能设备,可采用人工输入的方式建立仪表管理档案。
288 预测维护管理
设备管理系统应具有预测维护管理的功能。根据仪表运行时间和诊断信息,预测维护的时间,内容和计划等。
设备管理软件应有国内、外用户的应用经历。
29 可燃气体及有毒气体检测报警系统
若可燃气体、有毒气体报警器信号引入DCS,应分别接到各个现场机柜室内独立的DCS卡件中,在DCS系统操作站上或信号报警盘上显示报警
、I/O总线
它把多种I/O信号送到控制器,由控制器读取I/O信号,I/O模件之间并不交换数据。I/O总线包括并行总线和串行总线。I/O总线的传输速率是不高的,从几十K到几兆不等,为了快速,最好是并行总线。采用并行总线,其I/O模件必须与控制器模件相邻。若采用串行总线,I/O模件和控制器之间的距离也要比较近才行。通常把控制器模件和I/O模件装在一个机柜内或相邻的机柜内。
2、现场总线
现场总线是90年代初发展起来的,远程I/O应该采用现场总线,如CAN、LONWORKS、HART总线。在DCS系统中,远程I/O采用HART总线比较多。比如现场的变送器,距离控制器机柜比较远,常把16个变送器来的信号编成一组,用HART总线把信号送到控制器,控制器同时读进16个变送器来的信号。采用现场总线,控制器和变送器两者距离可达1公里以上。
3、控制总线
把完成不同任务的三种控制器连在一条总线上,实现控制器之间的通讯,称为控制总线。在控制总线上的不同控制器的数量不受限制,在这一条总线上除控制器模件以外,还有DCS网络的接口模件。在控制总线上,控制器之间可以调用数据,使得模拟量和开关量之间的结合很好。控制总线不是DCS系统都具有,可以把各种控制器分别连到DCS网络上,控制器之间的数据调用通过DCS网络。控制总线的传输速率与I/O总线的传输速率相类似。通常是几十K到几兆之间。
DCS系统电缆布线规范
一、信号分类
电缆的合理布设可以有效地减少外部环境对信号的干扰以及各种电缆之间的相互干扰,提高DCS系统运行的稳定性。
信号分类如下:
1、Ⅰ类信号:热电阻信号、热电偶信号、毫伏信号、应变信号等低电平信号。
2、Ⅱ类信号:0~5V、1~5V、4~20mA、0~10mA模拟量输入信号;4~20mA、0~10mA模拟量输出信号;电平型开关量输入信号;触点型开关量输入信号;脉冲量输入信号;24VDC小于50mA的阻性负载开关量输出信号。
3、Ⅲ类信号:24V~48VDC感性负载或者电流大于50mA的阻性负载的开关量输出信号。
4、Ⅳ类信号:110VAC或220VAC开关量输出信号,此类信号的馈线可视作电源线处理布线的问题。
其中,Ⅰ类信号很容易被干扰,Ⅱ类信号容易被干扰,而Ⅲ和Ⅳ类信号在开关动作瞬间会成为强烈的干扰源,通过空间环境干扰附近的信号线。
二、信号电缆布设总体原则
1、对于Ⅰ类信号电缆,必须采用屏蔽电缆,有条件时最好采用屏蔽双绞电缆。
2、对于Ⅱ类信号,尽可能采用屏蔽电缆,其中Ⅱ类信号中用于控制、联锁的模入模出信号、开入信号,必须采用屏蔽电缆,有条件时最好采用屏蔽双绞电缆。
3、对于Ⅳ类信号严禁与Ⅰ、Ⅱ类信号捆在一起走线,应作为220V电源线处理,与电源电缆一起走线,有条件时建议采用屏蔽双绞电缆。
4、对于Ⅲ类信号,允许与220V电源线一起走线(即与Ⅳ类信号相同),也可以与Ⅰ、Ⅱ类信号一起走线。但在后者情况下Ⅲ类信号必须采用屏蔽电缆,最好为屏蔽双绞电缆,且与Ⅰ、Ⅱ类信号电缆相距15cm以上。
为保证系统稳定、可靠、安全地运行,与DCS系统相连的信号电缆还必须保证:
1、Ⅰ类信号中的毫伏信号、应变信号应采用屏蔽双绞电缆,这样,可以大大减小电磁干扰和静电干扰。
2、条件允许的情况下,Ⅰ~Ⅳ类信号尽可能采用屏蔽电缆(或屏蔽双绞电缆),还应保证屏蔽层只有一点接地,且要接地良好。
3、绝对禁止大功率的开关量输出信号线、电源线、动力线等电缆与直接进入DCS系统的Ⅰ、Ⅱ类信号电缆并行捆绑。
4、绝对禁止采用一根多芯电缆中的部份芯线用于传输Ⅰ类或Ⅱ类的信号,另外部分芯线用于传输Ⅲ类或Ⅳ类信号。
5、严禁同一信号的几芯线分布在不同的几条电缆中(如三线制的热电阻)。
因此,在现场电缆敷设中,我们必须有效地分离Ⅲ、Ⅳ类信号电缆、电源线等易产生干扰的电缆,使其与现场布设的Ⅰ、Ⅱ类信号的电缆保持在一定的安全距离(如15cm)以上。
三、现场电缆布设的几项规定
为了叙述方便,我们把Ⅰ、Ⅱ类信号电缆统称为信号电缆,把Ⅲ、Ⅳ类信号电缆和现场电源电缆统称为电源电缆。在有条件的场合,信号电缆和电源电缆应采用不同走线槽走线,在进入DCS机房(或机柜)时,也应尽可能相互远离。当这二种电缆无法满足分开走线要求时,它们必须都采用屏蔽电缆(或屏蔽双绞电缆),且满足以下要求:
1、如果信号电缆和电源电缆之间的间距小于15cm时,必须在信号电缆和电源电缆之间设置屏蔽用的金属隔板,并将隔板接地。
2、当信号电缆和电源电缆垂直方向或水平方向分离安装时,信号电缆和电源电缆之间的间距应大于15cm
对于某些干扰特别大的应用场合,如电源电缆上挂接电压为220V AC,电流在10A以上感性负载,而且电源电缆不带屏蔽层时,那么要求它与信号电缆的垂直方向间隔距离必须在60cm以上。
3、在两组电缆垂直相交时,若电源电缆不带屏蔽层,最好用厚度在16mm以上的铁板覆盖交叉部分。
DCS集散系统故障防范及维护措施
诸多故障实例表明,降低DCS系统的故障几率,必须做好DCS从选型设计到运行启停维护全方位工作。
1DCS的选型设计调试
11系统和控制器的配置要重点考虑可靠性和负荷率(包括冗余度)指标。通讯负荷率必须控制在合理范围内,控制器的负荷率尽可能均衡,避免“高负荷”问题的发生。
12系统控制逻辑的分配,不宜过分集中在某个控制器上,主要控制器应采用冗余配置。
13电源设计必须合理可靠。注意电源设计的负荷率和电源的冗余配置方式,保证两路独立电源。
14注重DCS系统接口的可靠性,注意重要接口的接口方式和冗余度。
15 DCS系统接地按厂家要求执行,避免接地问题造成系统大面积故障。应注重考虑系统的抗干扰措施,I/O通道应强调隔离措施。重视电缆质量与屏蔽,重要信号及控制使用计算机专用通讯屏蔽电缆。
16根据设备运行特点和各种工况下机组处理紧急故障的要求,配置操作员站和后备手操装置。紧急停机停炉按钮配置,应采用与DCS分开的单独操作回路。
17对于保护系统,采用多重化信号摄取法。合理使用闭锁条件,使信号回路具有逻辑判断能力。
18调试期间按照调试大纲、办法,对所有逻辑、回路、工况进行测试,确保各参数设置正确合理。
2DCS运行、启停维护
21做好维护准备工作
DCS系统的维护需做好以下准备工作:
(1)维护人员应熟悉DCS系统结构和功能构成,了解系统设备硬件知识,熟练掌握DCS组态软件。
(2)系统备份:包括操作系统、控制系统软件、逻辑组态,确保数据完整和最新。优先采用光盘,使用移动硬盘、U盘等保证专盘专用。
(3)硬件储备:对易损、使用周期短的部件和关键部件作适量的备份,保证各类型卡件、模块备品不少于1个,并按照制造厂要求存放,如有条件应对备品进行校验。
(4)整理产品售后服务范围、时间表,形成DCS厂家、设计调试单位技术支持通信录。
22日常维护
系统的日常维护是DCS稳定运行的基础,主要包括以下几点:
(1)根据25项反措要求、DL/T774检修维护规程等文件规定,完善DCS系统管理制度。
(2)电子间封闭良好,保证温湿度、空气洁净度符合制造厂规定。可将电子间的环境温度信号引入DCS监测。
(3)每天检查系统各机柜风扇是否工作正常,风道有无阻塞。
(4)保证系统供电电源质量且为两路电源可靠供电,当任一电源失去即报警。
(5)电子间禁止使用无线通讯工具,避免电磁场对系统的干扰,避免拉动或碰伤设备连接电缆和通讯电缆等。
(6)规范DCS系统软件和应用软件管理,软件的修改、更新、升级必须履行审批授权及负责人制度。做好主机USB端口、光驱等的封闭管理工作。
(7)做好各控制回路的PID参数、调节器正反作用等系统数据记录工作。
(8)检查控制主机、显示器、鼠标、键盘等硬件是否完好,画面是否正常。查看故障诊断画面,是否有故障提示。
(9)DCS设备包括DPU、人机接口站等上电应按照一定次序逐一进行,每台设备上电观察正常后再进行下一设备操作。
(10)定期对DCS主系统及与主系统连接的所有相关系统的通信负荷率进行在线测试。检查冗余主从设备状态,条件许可时或定期进行主从设备切换。
(11)对重要组态页进行中文描述;编制试验操作卡并保证随时更新。规范DCS组态作业,运行中尽量不做重大组态修改。
(12)定期逐台重新启动所有人机接口站一次(建议2、3个月左右),以消除计算机长期运行的累计误差。
23停运维护
机组检修期间应对DCS系统应进行彻底的维护,主要包括:
(1)利用机组检修时间逐个复位DCS系统的DPU、CPU和操作员站及数据站;删除组态中的无效I/O点,对组态进行优化。
(2)系统冗余测试:对冗余电源、服务器、控制器、通讯网络进行冗余测试。注意系统各设备停电时,主从设备切换、网络、人机接口站是否正常;系统检修重新上电后对各设备进行切换测试。
一个控制回路是由控制器、执行机构、检测机构组成。对于单回路控制来说,是一个控制模块,一个执行机构(一般为调节阀),一个检测机构(一般为温度变送器、液位变送器、压力变送器、流量变送器等等)。串级控制回路是2两个控制器,两个检测机构,一个执行机构。还有三冲量控制回路等等,这些回路本身就是可以自由组合的。
不知道对你有没有帮助,如有问题我们在沟通。
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