集散控制系统的工程设计答案Word文档格式.docx
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招标文件不应具有倾向性。
④语言的精练性和确定性。
不应在招标文件中出现模棱两可、容易误
解的语句。
(3)招标文件主要内容
卖方及制造厂简介。
系统概述、系统配置总图和功能说明。
技术指标和规格。
附件和备件。
文件。
技术服务和保证。
质量保证体系。
系统集成设各配置及功能说明。
与招标书的偏离项说明。
提供系统负荷及计算方法。
5.1.2集散控制系统评估
(1)偏离表法
偏离表法根据投标文件列出的价格,从高到
低排序,从价格低的厂商开始,分别列出各项技
术性能的偏离情况,对标书中提出的条件,投标
商未回答或未正确回答的,可直接询问,并有书
面材料予以说明。
对使用单位技术要求加入权函数,并依据“性
能满足要求并且优于该要求、满足要求、基本满
足要求”等逐项打分,并加权后计算总分,以总分
最高者中标。
(2)矩阵表法
中、小规模生产过程的控制要求不很高,大
多数集散控制系统都能满足应用单位的技术要
求,常对几家集散控制系统制造商进行询价并进
行评估。
矩阵表法适合用于符合要求的产品中取性能
价格比优者。
其方法如下。
由使用单位制定所需评估项目和每个项目的权重系
数。
组织有经验的专家对所需项目,按各厂商进行评
分。
计算各厂商的总分,选用最高分者上报审批。
使用矩阵表法评估时,应注意下列事项:
①确定需评估项目。
评估项目的确定应根据应用要求,可分层次列出。
评估项目的确定还应有价格项,而不应仅列出技术性能项目。
②确定项目的评估权重系数。
一般来说,权重系数越高的项目应是使用要求越高的项目。
③专家评估。
熟悉工艺过程、反应机理的工艺技术人员。
熟悉工艺操作的高级操作人员。
熟悉仪表维护和修理的高级仪表维修人员
熟悉集散控制系统,了解工艺过程的自控技术人员
熟悉计算机软硬件计算机技术人员
其他人员
5.1.3现场总线控制系统评估
智能仪表类型(供电方式、电流、数量);
网段数量、长度,电缆的类型、数量、规格;
电源的类型、数量、规格;
终端器的数量、类型,是否由其他设备提供内部终端器;
现场接线盒、中继器等网络设备的规格、数量;
本安场合应用时,本安隔离栅和本安接线盒规格、数量;
冗余应用时,冗余设备的规格、数量要求;
现场总线接口设备的规格和数量;
其他问题。
5.2图形符号和文字符号
随着控制功能扩展,对集散控制系统、现场总
线控制系统、可编程控制器和计算机控制系统都规
定了相应的图形符号和文字符号。
5.1.1功能图描述符号
在初步设计阶段,作为独立应用的功能单元;
在施工图设计详图中,作为虚拟的功能符号完
成相应的功能;
在共用控制系统中,与共用显示、共用控制设
备相邻绘制,完成相应功能。
5.2.2分散控制、共用显示、逻辑和计
算机系统的设计符号
(1)图形符号
工程设计中,仪表的图形符号是一个直径约llmm的圆,
在缩小复印为3号规格图幅时,圆的直径可选13mm。
但
同一套带控制点工艺流程图上,应采用同一尺寸的仪表
图形符号。
以共用功能为特点的分散控制/共用显示类型的仪表用
正方形框图形符号表示,它适用于集散控制系统和现场
总线控制系统的工程设计,也适用于其他仪表计算机控
制系统。
计算机图形符号是一个正六边形。
它适用于含有确认为
“计算机”部件的系统。
逻辑和顺序控制的通用图形符号是一个正菱形。
它用于
没有明确规定的、复杂的、互连的逻辑和控制系统。
系统链的图形符号是小圆和直线的交替。
它
既用于表示软件或数据链,也用于表示制造商所
提供的各功能模块连接的系统。
共用信号线也可
用系统链的图形符号表示。
PT-101-All表示压力变送器中通道1的AI功能模块
(2)文字符号
共用控制/共用显示的文字符号与过程检测和控
制流程图用文字符号相同。
(GB2625-81)
字母可以相互组合。
字母的先后顺序应与仪表功
能对应
后继字母的确切含义,根据实际需要,可以有不同的解
释。
例如:
“R”可以解释为“记录仪”、“记录”或“记录用”;
“T”可理解为“变送器”、“传送”等。
后继字母“G”表示功能“玻
璃”,用于对过程检测直接观察而无标度的仪表。
后继字母
“L”表示单独设置的指示灯,用于显示正常的工作状态。
例
如:
显示温度高低的指示灯用“TL”标注。
后继字母“K”表示设
置在控制回路内的自动—手动操作器。
流量控制回路
的自动—手动操作器为“FK”,它区别于被测变量字母代号
“H”—手动(人工触发)和“HC”—手动控制。
表示被测变量的任何第一位字母与修饰字母
“d”(差)、“f”(比)、“q”(积分、积算)组合
起来使用时,应把第一字母与修饰字母看作一个
具有新的含义的组合体。
修饰字母一般用小写,
在不会产生混淆时,也可以用大写,但在同一设
计项目中应统一。
“TdI”与“TI”分别表示温
差指示和温度指示;
“Td”与“T”为两个不同的变
修饰词“S”表示安全,仅用于检测仪表或检出
元件及终端控制元件的紧急保护。
“TSA”表
示温度的联锁与报警。
当选用第一位字母“A”作为分析变量
时,应在图形符号圆圈外标明分析的具体内
容。
分析一氧化碳含量,应在圆圈外
标注CO,而不能用“CO”取代圆圈内的“A”。
“指示”的功能是指检测仪表将被测变量显示
出来的功能。
如果仪表指示值的改变并非直
接由于测量值的变化所引起,而是人工调整
仪表标度盘的结果,则不包括在此项功能之
内。
当字母“H”、“M”、“L”表示被测变量的
“高”、“中”、“低”值时,应标注在仪表圆圈外
面。
当使用字母“H”、“L”表示阀门或其它通、断
设备的开关位置时,则“H”表示阀在全开或接近全
开的位置;
“L”表示阀在全关或接近全关的位
置。
在带控制点工艺流程图以外的设计文件中,
表示报警、联锁的“高”、“低”值时,可将“H”、
“L”标注在后继字母的末位。
流量指示,高
低值报警,标注为“FIAH—111”和“FIAL—111”。
字母“U”表示“多变量”时,可代替两个以上
第一位字母的含义。
当表示“多功能”时,则代替
两个以上功能字母的组合。
“未分类”的变量和“未分类”的功能字
母“X”,指在个别设计中,仅使用一次或在
一定范围内使用,而表示未列入其含义的字
母。
当“X”和其它字母一起使用时,除了具
有明确意义之外,应在图形符号圆圈外标明
“X”的具体意义。
“XI—1”可以是振动
指示仪;
“XR—2”可以是应力指示仪;
“XX—
3”可以是应力示波器。
“供选用”的字母,是指在个别设计中反
复使用,而表中未列出其含义的字母。
使用
时字母含义需在具体工程的设计图例中作出
规定,第一位字母是一种含义,而后继字母
表示另一种含义。
字母“N”,作为第
一字母时可为“应力”,而作为后继字母时可
为“示波器”。
按工段编制的数字编号,包括工段号和回路顺序
号,一般用三位或四位数字表示,如下例所示。
仪表位号的第一位字母(或者是被测变
量字母和修饰词字母组合)只能按照被
测变量来分类,即同一装置(或工段)
的相同被测变量的仪表位号中数字编号
是连续的,但允许中间有空号;
不同被
测变量的仪表位号不能连续编号。
FR—1、FR—2、FR—5、FR—7。
LI—1、LI—3、LI—4。
不能编成FR—
1、TR—2、PR—3、LR—4。
仪表位号的第一位字母不能按仪表本身的结
构或操纵变量来选用。
当被测变量为
液位时,差压式液位变送器标为LT,差压记
录仪标为LR,控制阀标为LV;
流量时,差压式流量变送器标为FT,差压记
录仪标为FR,控制阀标为FV;
压差时,差压式变送器标为PdT,差压记录仪
标为PdR,控制阀标为PdV。
在带控制点的工艺流程图和仪表系统图中,仪表
位号的标注方法是:
圆圈上半圆中填写字母代
号,下半圆中填写数字编号。
如图所示。
多机组的仪表位号一般按顺序编制,而不用
相同位号加尾缀的方法。
锅炉给水泵
通常有两台,一用一备,每台泵出口压力都
需要配置一个压力指示仪表,仪表的位号应
编为PI—1和PI—2,而不能编为PI—1A和
PI—1B。
如果同一个仪表回路中有两个以上
具有相同功能的仪表,可用仪表位号后附加
尾缀(大写英文字母)的方法加以区别。
某控制系统中,PT—101A和PT—101B分
别表示同一系统中的两台变送器,FV—201A
和FV——201B分别表示同一系统中的两台控
制阀。
5.2.3过程显示图形符号和文宇符号
采用过程显示图形符号体系的优点:
减少操作人员的误操作。
缩短操作人员的培训时间。
控制系统设计人员的设计意图能较好地被系统用户
所接受。
符号的大小应显示设备的纵横比;
图形符号的设置应采用前后一致的方式;
设备的轮廓线和管线的颜色、亮度和线条的宽度
应有区别。
图形符号的显示仅用于需要通过它了解操作
过程或它是被描述过程的整体部分时才显示。
5.2.4设计符号的应用示例
功能图的应用示例
分散控制、共用显示、逻辑和计算机系统设
计符号的应用示例
5.2.5现场总线设备连接图
现场总线设备具有通信功能,对接地和
屏蔽接线等有强制性规定,应根据现场总线
的安装和接线规定绘制有关接线图。
现场总线设备有总线供电和单独供电两种:
总线供电现场总线设备的电源由总线供电,现
场设备从现场总线上摄取电能,即在现场总线
上不仅传输各种数据信号,还提供电源。
单独供电的现场总线设备由单独的电源对其供
电,即在现场总线上仅传输有关数据信号。
(1)与一般模拟仪表接线的区别
①通信系统的接线需要设置终端器实现线路阻
抗匹配。
②一般模拟仪表系统的接线电缆可根据实际的
电流或传送距离等条件选用各种类型的电
缆;
现场总线的电缆有一定的类型规定,对
导线线径、特征阻抗等都有严格要求。
③一般模拟仪表系统采用标准电流(或电压)
信号,一些仪表之间采用串联连接;
而现场
总线控制系统中的仪表是并联连接到现场总
线的。
④受输入和输出阻抗的限制,一般模拟仪表的输
出可允许连接两台模拟输入仪表。
现场总线控
制系统中,一条现场总线上最多可挂接的现场
总线设备数量也受到连接方式、通信量、通信
电缆类型等限制。
基金会现场总线设各的总数
为16台。
⑤一般模拟仪表的输人和输出是电压或电流信
号,因此,它们的连接有极性。
现场虑线设各
有极性连接和无极性连接两种,对无极性设备
的接线可直接接线,不必考虑信号线极性。
(2)接线图
示例
(3)功能块连接
除了需要外部的接线图外,还需要绘制功能模块的连接图,用
说明各功能模块的连接关系,即说明控制算法的实现方法。
上图中,没有画出液位、给水流量指示仪表框的图形符号,也
没有画出三冲量与单冲量控制的切换开关等。
5.3集散控制系统的工程设计
集散控制系统工程设计指施工图设
计。
它是在集散控制系统选型已经完
成,初步设计已通过审批后进行的设计
工作。
由于集散控制系统的特点,施工
图设计阶段,自控设计人员仍要与制造
商、建设单位和各专业设计人员密切配
合,精心设计,才能在施工图设汁阶段
和使用阶段起好指导作用。
5.3.1施工图设计的基本程序
施工图是用于施工的技术文件。
它从施
工角度出发,解决设计中的细节部分。
施工
图设计的基本程序如下。
1)施工图设计前的调研:
施工图设计前的调研主要解决下列问题。
初步设计阶段发现的技术问题。
集散控制系统定型后发现的技术问题。
经试验后尚未解决的问题。
2)施工图开工报告
施工图开工报告主要包括:
设计依据、自动化水平确定、控制方案确
定、仪表选型、控制室要求、动力供应、带
控制点工艺流程图及有关材料选型等。
3)设计联络
与集散控制系统制造厂商进行设计联络,
解决下列问题:
确定设计的界面。
熟悉集散控制系统硬、软件环境对设计的要
求。
集散控制系统定型后遗留的技术问题。
对集散控制系统外部设备的要求。
4)施工图设计
除了一般施工图设计文件外,根据集散控制
系统的特点,还需对计算机的有关内容进行补
充。
其设计深度规定如下。
⑴DCS设计文件目录
指有关DOS设计文件的目录。
⑵DCS技术规格书
包括集散控制系统特点、控制规模、系统功能要
求、系统设计原则、硬件性能和技术要求、质量
保证、文件交付、技术服务及培训、检查和验
收、发送条件、备品各件及易损件、DCS工作进
度计划等。
⑶DCS-I/O表:
包括DCS监视、控制的仪表位号、名称、输人
输出信号类型、是否需要提供输入输出安全
栅和电源等。
它常作为DCS询价和采购的依
据。
⑷联锁系统逻辑图:
包括逻辑图图形符号和文字符号的图例、有
关联锁系统的逻辑原理和连接图。
图中需说
明输人信号的位号、名称、触点位置、联锁
原因、故障时触点状态、联锁逻辑关系、故
障时动作状态、连接设各名称和位号等。
常用于DCS中完成联锁控制系统的组态。
⑸仪表回路图:
以控制回路为单位,分别绘制DCS内部仪表
(功能模块)之间,它们与外部仪表、供电电
源、端子柜、电缆、接线盒及接线端子之间的
连接关系,DCS内部通信链的连接关系等。
用于控制系统的组态。
⑹DCS监控数据表:
包括检测和控制回路的仪表位号、用途、测量
范围、控制和报警设定值、控制器正反作用和
控制器参数、输人信号、控制阀故障时的状态
及其他要求等。
它用于编制DCS组态工作单。
⑺DCS系统配置图:
以特定图形符号和文字符号表示操作员站、
工程师站、分散过程控制站、输入输出及通
信系统组成的集散控制系统结构。
需说明输
人输出信号类型、数量、有关硬件配置情
况。
它用于DCS询价和采购。
通过该系统配置
图可了解DCS的基本硬件构成。
⑻控制室布置图:
包括控制室内部操作员站、端子柜、辅助机
柜、配电盘、DCS机柜和外部辅助设各,例
如,打印机、拷贝机等的布置,硬件和软件
工作室、UPS电源室等用房的布置。
它作为土
建专业的设计条件和用于确定设备的位置
等。
⑼端子(安全栅)柜布置图:
包括接线端子排(安全栅)在端子柜中的布置。
需标
注相对位置的尺寸、安全栅位号、铭牌及注字、端子
排编号、设各材料表及机柜外形尺寸、颜色等。
它用
于DCS询价和采购及有关设各的采购等。
⑽工艺流程显示图:
采用过程显示图形符号,按照装置单元,绘制带有主
要设备和管道的流程显示画面(包括总貌、分组、回
路、报警、趋势及流程画面等),用于在显示屏显
示,供操作、控制和维护人员使用。
流程图应包括检
测控制系统的仪表位号和图形符号、设备和管道的线
宽和颜色、进出物料名称、设备位号、动设各和控制
阀等的运行状态显示等。
⑾DCS操作组分配表:
包括操作组号、操作组标题、流程图画面页
号、显示仪表位号及说明等。
它用于DCS组态
和生成图形文件。
⑿DCS趋势组分配表:
包括趋势组号、趋势组标题、显示趋势的仪表
位号和趋势曲线颜色等。
它用于DCS组态和生
成图形文件。
⒀DCS生产报表:
包括生产报表格式(班报、日报、周报、旬报、月报
等)、采样时间、周期、地点、操作数据、原料消耗
和成本核算等。
它用于编制DCS组态工作单,便于为用
户提供生产报表。
⒁电缆布置图:
包括控制室电(光)缆布置和现蜘电(光)缆布置
图。
控制室电(光)缆布置图是在控制室布置图的基
础上绘制进出控制室的信号电缆、接地线、通信电
(光)缆电源线等电(光)缆和电线的走向、电
(光)缆绲号、位置和标高、汇线槽编号、位置和走
向等。
现场电缆布置图常用于现场总线控制系统的布
线,应根据现场总线控制系统的要求,绘制各电
(光)缆的线缆走向、位置、编号、现场仪表位号、
汇线槽编号、位置和走向等。
电缆布置图用于DCS系统
的安装。
⒂仪表接地系统图:
绘制仪表盘、DCS操作站、工程师站、端子柜
和有关仪表和设各的保护接地、系统接地、本
安接地等接地系统的连接关系,注明有关接地
线的规格、接地体的接地要求等。
它用于安装
连接。
⒃操作说明书:
包括工艺操作员、设备维护和系统操作人员的
操作规程。
主要内容有控制系统操作、参数整
定和故障处理方法;
操作键盘各键钮功能和操
作方法;
显示画面规格、类型和画面调用方
法;
打印报表分类、内容和打印方式;
系统维
护等。
⒄控制功能图:
按检测、控制回路,分别绘制由相应的功能模
块连接组成的控制功能图,列出内部功能模块
的名称、数量、连接端子等用于控制系统组
态。
⒅通信网络设备规格表:
列出通信网络设备的型号、规格、数量及连接
电(光)缆的型号、规格和长度等。
5)设计文件的校审和会签
设计、校核、审核和审定等各级人员要按各
自的职责范围,对设计文件进行认真负责的校审。
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