智能MCC控制系统110324.docx
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智能MCC控制系统110324.docx
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智能MCC控制系统110324
智能MCC监控系统
技术规格书
版次
REV.
说明
DESCRIPTION
日期
DATE
设计
PREPARED
校核
CHECKED
审核
APPROVED
图号
DWG.NO.
设计阶段
STAGE
施工图
第页共页
SHEETOF
项目名称
PROJECT
华北制药股份有限公司新制剂项目
装置名称
UNIT
目次
1概述
1.1范围
1.2标准规范
1.3系统组成
1.4供货方责任范围
2系统功能
2.1控制功能
2.2画面功能
2.3报表功能
2.4历史数据存储功能
3系统设计
3.1设计原则
3.2实时/历史数据服务器
3.3操作员站
3.4打印机
3.5控制系统软硬件性能
3.6通讯系统
4技术要求
4.1实时/历史数据服务器、操作员站冗余要求
4.2平均无故障时间及平均故障维修时间
4.3智能MCC监控系统的自诊断及容错
4.4工程环境要求
4.5电源系统
4.6控制柜
4.7智能MCC监控系统接线
4.8机械要求
5文件交付
5.1供货方提交文件
5.2用户提交文件
6技术服务及培训
6.1技术服务
6.2用户培训
7检查和验收
7.1工厂验收
7.2现场验收
7.3其他检查
8发运条件
9智能MCC监控系统工作进度计划
1概述
1.1范围
本规格书概括了用于华北制药股份有限公司新制剂项目工程的智能MCC监控系统的各项要求,内容包括智能MCC监控设备询价、报价、订货以及系统制造、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,但不局限于此:
美国电气和电子工程师学会(IEEE)
美国电子工业协会(EIA)
美国仪器学会(ISA)
美国电气制造商协会(NEMA)
美国保险商实验室(UL)
国际电工委员会(IEC)
FM工厂互证
NEC美国国家电气规范
ANSIMC8.1/ISARP55.1数字过程计算机的硬件检验
1.3系统组成
华北制药股份有限公司现有质检楼、动力车间、保健品车间、口服制剂车间、无菌制剂车间、物流立体库、综合库七个车间,不同车间要通过智能型MCC提供供配电系统,并通过DeviceNet网络将现场的供配电信息,例如,各个回路的分闸、电流、故障、预警,电能消耗等重要信号或参数通过各个车间的独立PLC系统采集数据,并发送到中央控制室的HMI服务器中,在不同车间的操作员(客户端)站中,将显示各自的状态信息,并能实现远程的自动操作和控制。
1.4供货方责任范围
1.4.1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。
1.4.2提供的智能MCC监控系统应能完全满足本规格书所要求的硬件和软件功能。
1.4.3对其智能MCC监控系统系统提出优化配置方案及工程实施方案,包括控制室平面布置图,系统配置图、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。
1.4.4负责完成全部的系统组态及生成工作,内容包括控制回路、参数指示、越限报警、各种组显示、历史数据、联锁逻辑、顺序控制、各种用户画面等。
1.4.5在智能MCC监控系统制造厂完成全部设备包括硬件和软件的检查和测试。
1.4.6设备包装后运至装置现场。
1.4.7现场服务包括设备开箱验收、现场安装、回路检查、开车等。
1.4.8在智能MCC监控系统制造厂和装置现场分别对用户生产操作人员、系统工程师进行有关课程培训。
1.4.9召开协调会和编制月进度报表。
1.4.10按照本规格书的要求提供全部文件和资料。
2系统功能
2.1控制功能
智能MCC监控系统能够实现对低压配电系统每一回路进行单相/三相运行模式的设定,对过载、缺相、欠载、电流不平衡等进行脱扣保护及完成报警功能,对每相电流、平均电流、已使用的电机热容量百分比、电流不平衡百分比等电流参数进行监视,对设备状态、脱扣状态、报警状态、距离脱扣时间、距离脱扣后重新启动时间、最近脱扣原因记录等诊断参数进行监控。
这些实时数据及历史数据均应保存在相应服务器中,以便调取查询。
在七个车间,每个车间的PLC将基于罗克韦尔自动化的Logix平台,每个独立的配电回路均采用罗克韦尔自动化智能型元器件E3,用以监控配电回路的状态,每个E3具有独立的微处理器和通讯接口,并通过独立接口与放置在各个车间的PLC控制系统通信,各个PLC将从网络扫描模块的数据映像区读取控制和状态数据。
因此实现了系统的分散控制。
在中央控制室,将基于罗克韦尔自动化FactoryTalkViewSEHMI平台,采用server/client的模式,实现了集中的监控。
智能MCC配电监控系统的任务是实现七个车间配电系统能够可靠的,安全的正常运转。
整个系统由人机界面(含工程师站)、PLC、智能过载元器件E3、以及相关的控制网络组成。
PLC是监控系统的核心,主要根据要求,实现各车间分闸的控制、各配电回路的连锁保护,现场数据的采集和信息交换。
自动化控制系统由ControlLogix做为控制器。
底层的控制总线采用DeviceNet网络。
实现控制级与现场级之间的通讯,由于DeviceNet通信采用了CDTMA技术,保证了信息交互地及时性、准确性和可靠性。
PLC主要实现下述控制
-各个车间各配电回路的分闸控制
-分部各参数的实际值测量
-回路的联锁控制
-启动与事故报警
-安全保护
-各分部就地控制接口
-诊断功能
-其它必需的功能
1.
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以太网通信主要用于PLC和HMI之间进行数据交换。
各车间PLC到中控室的通讯介质采用采用光纤。
其监控系统示意图如下所示:
2.2画面功能
主要由工业控制计算机和AB的FactoryTalkView人机监控软件以及工程师编程软件RSLogix5000构成。
主要任务是对整个传动系统进行集中监控、管理、事件记录、报表处理与打印。
-显示及记录配电回路信息;
-各回路参数的实测值显示
-事故报警显示
-安全保护状态显示
-电流显示
-显示电机的工作状态
-显示网络工作状态诊断(EtherNet,DeviceNet)
以及控制工程师对PLC、HMI画面等程序进行更改、编程和对回路进行参数重新设定等。
操作员站画面为操作员了解生产过程状态提供了显示窗口,并能支持以下几类画面。
2.2.1总貌画面
显示低压配电系统各回路单相/三相运行模式、合闸/脱扣状态、平均电流、报警等信息。
从各显示块可以调出其他画面。
2.2.2单回路画面
显示一个回路的全部信息以及实时趋势和历史趋势,并对回路进行设定、控制操作。
2.2.3趋势画面
系统具有显示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。
2.2.3报警画面
显示当前所有正在进行的参数报警,并按报警的时间顺序从最新发生的报警开始排起,报警优先级别和状态用不同的颜色来区别,未经确认的报警处于闪烁状态。
报警内容包括:
--报警时间
--变量名
--变量说明
--变量的当前值
--报警设定值
--变量的工程单位
--报警优先级别
2.3报表功能
2.3.1智能MCC监控系统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。
2.3.2报表类型如下:
1有格式报表
2无格式报表
3变量趋势
2.4历史数据存储功能
智能MCC监控系统应对报警、联锁、操作指令的变化等事件及其日期、时间作为历史数据加以储存。
应有足够的能记录3个月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的功能。
当发生数据丢失及磁介质剩下10%空间时应有报警。
--系统应能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。
--在同一幅显示画面上,在同一时间轴上,采用不同的显示颜色,应能同时显示4个以上数值的趋势。
--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刷新时间为1秒。
--每个历史数据趋势曲线记录时间为1秒(暂定,可根据实际数据量进行调整),时间标度可由运行人员按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系统设计
3.1设计原则
3.1.1智能MCC监控系统系统组件分布在环形结构的冗余以太网络上,包括:
实时/历史数据服务器、操作员站、控制和数据采集系统、外设及有关的硬件和软件。
通讯系统是可靠的,即单台硬件设备出现故障(包括通讯系统硬件故障)都不会影响其它系统组件之间的通讯。
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系统允许在不关闭系统的情况下在线更换系统模件或组件。
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。
3.1.4系统允许在线修改软件,也就是说:
除被修改的组件外,不会影响其它系统组件,数据点的修改仅仅影响被修改的回路,回路的输出将保持在修改前最后时刻的数值。
3.2实时/历史数据服务器
3.2.1概述
实时/历史数据服务器是各装置全部信息的采集、分析和存储单元。
实时/历史数据服务器的功能如下:
--采集全部的变量及有关参数
--采集并存储所有报警
--实时/历史数据分析
--报告和报表
--系统诊断报告
3.2.2基本硬件
1服务器配置IBMSystemx3650M3(7945Q8D)
基本参数
服务器级别
企业级
服务器类型
机架式
服务器结构
2U
主要性能
标配CPU个数
1颗
最大CPU个数
2颗
CPU类型
IntelXeonE5640
处理器
标称主频
2.66GHz
智能加速主频
2.933GHz
二级缓存
4×256KB
三级缓存
12MB
总线规格
5.86GT/s
多核运算
四核心八线程
内存
内存容量
8GB
内存描述
PC3-10600DDR3RDIMM
内存扩展
最高192GB
内存插槽
18个DDR3插槽
存储
标配硬盘容量
730GB
标配硬盘类型
SAS
标配硬盘描述
5×146GBSAS
RAID阵列模式
RAID5
光驱
DVD
网络
网络控制器
2×千兆接口
电源
电源功率
675W
电源数量
2
电源类型
热插拔电源
其他
PCI扩展槽
标配:
4×PCI-E
3.3工程师站/操作员站
3.3.1概述
工程师站/操作员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:
--显示全部的变量及有关参数
--操作所有控制回路的参数
--报警显示
--趋势显示(实时的和历史的)
--报告和报表显示
--系统诊断报告显示
3.3.2基本硬件
1工程师站/操作员站配置ThinkCentreM8200s(i7860/4G/500G)
主要性能
电脑类型
商用
CPU
Intel酷睿i7860
CPU描述
四核心/八线程,Intel睿频技术最高至3.46GHz
CPU频率
2.8GHz
二级缓存
4×256KB
三级缓存
8MB
主板芯片组
IntelQ57
内存容量
4GB
内存类型
DDR31333
硬盘容量
500GB
硬盘描述
7200转,SATA
光驱
DVD刻录机
音/视频
显卡类型
独立
显卡
AMDRadeonHD4650
显存容量
512MB
声卡
支持IntelHighDefinitionAudio立体声音效
显示器
显示器尺寸
23寸
分辨率
1920×1080
显示比例
16:
9
网络规格
有线网卡
千兆网卡
外设
鼠标
USB光电鼠标
键盘
防水功能键盘
其他参数
操作系统
WindowsXP专业版
随机软件
随机软件
保修
3年质保
3.4打印机
打印机应能自动、连续地打印报表、报警、系统维护记录等,也能按命令要求打印报表、屏幕画面和组态数据表等。
惠普LaserJet5200n(Q7544A)
基本参数
打印机类型
黑白激光打印机
适用类型
商用打印机
缓存
64MB
最大可扩展内存
512MB
硒鼓型号
Q7516A查看硒鼓报价
硒鼓寿命
12000
字体
103种内置可扩展PCL字体,93种内置PostScript字体
接口
1个IEEE-1284并行端口/1个1个IEEE-1284并行端口,1个USB端口,1个EIO端口,1个JDI10/100端口
系统兼容
Windows98,Me,2000,XPHome,XPProfessional,Server2003,MacOSX,10.2,10.3,10.4及更高版本
打印性能
最高分辨率
1200×1200
黑白打印速度
35ppm
最大打印幅面
A3
打印介质
打印纸(普通纸,预印纸,信头纸,预穿孔纸,证券纸,再生纸,彩纸,糙纸,轻质纸,牛皮纸,粗纸),投影胶片,标签,信封,卡片
供纸方式
自动
首页出纸时间
10秒
纸张容量
350张
打印负荷
65000页/月
支持双面打印
选配
支持网络打印
支持网络打印功能
其他参数
随机软件
HPPCL5,HPPCL6,HPPostScript,打印驱动程序和安装软件光盘
随机附件
采用智能打印技术的HPLaserJetQ7516A黑色硒鼓,文档(入门指南和网络安装指南),软件和文档CD,电源线,100页多用途纸盒1,250页输入纸盒2
电力规格
电源电压
220-240
电源频率
50/60±2
功率
打印600W,待机27W,节能7.5
外观参数
噪音
54db
颜色
白色
体积
490×563×275mm
重量
20.2Kg
环境参数
工作温度
10-32
工作湿度
20-80%
存储温度
0-40
存储湿度
10-80%
惠普ColorLaserJetCP2025
基本参数
打印机类型
彩色激光打印机
适用类型
商用打印机
缓存
128MB
最大可扩展内存
384MB
字体
84种可扩展TrueType字体
接口
高速USB2.0端口;内置快速以太网10/100Base-TX
系统兼容
Windows2000,XPHome,XPProfessional,XP64-Bit,Server2003/2008;WindowsVista;MacOSXv10.28,v10.3,v10.4,v10.5
打印性能
最高分辨率
600×600dpi
黑白打印速度
20ppm
彩色打印速度
20ppm
最大打印幅面
A4
打印介质
纸张(证券纸,宣传册纸,彩纸,光面纸,信头纸,相纸,普通纸,预打印纸,预穿孔纸,再生纸,糙纸),投影胶片,标签,信封
供纸方式
自动
首页出纸时间
17.8秒
纸张容量
550张
打印负荷
最多40000页
支持双面打印
不能双面
支持网络打印
支持网络打印功能
其他参数
随机软件
打印机驱动程序
随机附件
包装箱内含的文件(入门指南),驱动程序软件和文档CD-ROM,电源电缆,预装硒鼓
电力规格
电源电压
220-240V
电源频率
50±2Hz
功率
最大445瓦(活动),最大18瓦(就绪)、最大6.7瓦(睡眠),最大0.48(关闭)W
外观参数
颜色
灰色
体积
484×405×322mm
重量
23.9Kg
环境参数
工作温度
15-27℃
工作湿度
10-80%
存储温度
-20-40℃
存储湿度
30-70%
3.5控制系统软硬件性能
3.5.1FactoryTalkView软件概述
FactoryTalkView是罗克韦尔自动化公司推出的一种容易使用、集成化、基于组件概念的人机界面系统。
是一类通用的产品。
FactoryTalkView的规模可以定制,小规模的HMI系统为基本型单机版操作员接口装置,支持150个标签,大规模的是一类充分集成的,系统级的客户端/服务器系统架构,支持的标签达70,000个。
FactoryTalkView用很多不同的通信协议,可与市面上绝大部分知名品牌PLC产品进行通信。
FactoryTalkView利用最新的微软技术,并在其产品中包含各种接口和标准,其中有:
-ActiveX-可入因特网的控制“模块”
-COM-部件目标模型
-DCOM-分布式部件目标模型
-OLE-目标连接及嵌入
-OPC-过程控制用OLE
-ODBC-开放式数据库连通性
-DE-动态数据交换
这些技术向第三方开发的应用程序提供接口及向其扩展的能力,只要第三方遵守这些标准。
另外,FactoryTalkView的功能可通过VBA(基本视图应用)的书写得到扩充。
3.5.2FactoryTalkView的特点
-生动的图形界面
FactoryTalkView的操作员显示画面采用集成的绘画工具建立简单或复杂的图形目标及文字,还利于含有很多常用的图形目标的图库,将图形目标拖到画面上来显示。
在AutoCAD及CorelDRAW软件包内的目标也可来信用。
利用FactoryTalkView生动化控制,画面目标可变得生动,利用反映过程中的变化。
-安全性
可以按工种项目级及系统级分级进行安全级设定。
工种项目级安全性可以限制使用者或使用者群体调用某些画面或限制改变特殊标识符的数值。
安全性可让使用者锁定在FactoryTalkView的应用程序内工作而不能退出到Windows的操作系统中。
-标签数据库的再利用
FactoryTalkView允许用户简单地打开FactoryTalkView标签数据库浏览器的方法输入用户全部RSLogix5000程序标签数据库。
FactoryTalkView提供一个方便的,学习式的“书本”结构使用户容易地组织及再利用已有标签变量。
-图形的再利用
FactoryTalkView支持很多标准图形文件格式,让用户可再利用现存的图形而不需重新建立。
用户可采用拖拽或复制及粘贴图形文件到FactoryTalkView图板中去或利用FactoryTalkView图形库来代替用户自己去创建复杂的图形。
FactoryTalkView内存有几百个图形文件,可以拖拽到显示画面上。
用户也可收集常用的图形文件到用户图库中。
-交互工作性
罗克韦尔的软件产品具有集成化的特点,能够形成一体的、用户化的应用程序环境。
RSLogix5000程序数据库标签可以在FactoryTalkView的环境内使用。
利用同样的RSLinx通信驱动器,你可直接地将RSLogix5000程序及RSViewSE软件连接到ControlLogix上。
工具RSTools用ActiveX控制自动地直接集成到FactoryTalkView的工具条中去。
-与微软产品共享信息
FactoryTalkView采用开放式设计,使它容易地与微软产品共享信息。
FactoryTalkView标签数据库遵循ODBC标准,因此用户可利用第三方数据库工具,如微软的Access来观察及管理标签变量。
FactoryTalkView图形画面是ActiveX及OLE集合。
3.5.3DeviceNet的技术规格
-总线型式:
控制I/O与编程数据在同一总线上传送。
-总线速度:
500K,250K,125K
-通信模式:
生产者/消费者,点对点,广播方式等。
-节点数:
64个最大可编址的节点
-设备目标模式采用设备外形图(DeviceProfile)
总线网络拓扑结构:
线型、树型、星型,上述三者之一的任意组合
长度:
500m(粗缆,125K),250m(粗缆,250K),100m(粗缆,125K)
物理介质:
圆形电缆或者扁平电缆
3.5.4ControlLogix控制器
ControlLogix系统特点:
ControlLogix提供了适用于任何使用要求的实时控制。
系统具有多个处理器,它们通过控制器框架内的底板进行内部通讯或通过DeviceNet进行外部通信。
ControlLogix的操作系统含有多重处理及多重任务的功能。
多重处理功能允许ControlLogix控制系统扩展,并提高性能及处理器的能力。
紧凑的硬件设计使它可在有限的板屏空间内安装。
ControlLogix机架能在同一个底板上插入所需的足够数量的处理器。
底板上的高速通道使每个处理器方便地与其他处理器存取信息而且共享I/O数值及其他信息。
程序可从一个处理器移送到另一个处理器而无需将现存的软件进行重写。
多重任务的功能用于将处理器内的控制功能划分成几个单独的程序(任务)。
多重任务在共享系统数据及控制信号的情况下,根据优原则协调程序的执行。
虽然一次只能执行个程序,每个程序都可按计划执行,从而使所有的程序在预先规定的时间片段内共享处理器的使用。
因此,重要的任务可较快的应答而不降低其他任务的性能。
另外,多重任务简化了编程,调试及维护。
ControlLogix系统可用于个人计算机进行编程。
编程器可连接在处理器的编程端口或者利用DeviceNet卡连接到DeviceNet网的任何一个节点上。
这样可在程序上/下载,检测及维护过程中,调用系统中的任何ControlLogix处理器,程序或输入/输出点。
带电插拔任何模块,不中断系统内其他模块的工作,使系统可更换出故障的模块而维持其他部分继续工作。
ControlLogix系统有开放式的通信网络。
用户可选用均为开放式的并与主要供应商兼容的EtherNet,ControlNet及DeviceNet。
工业化强化处理的硬件平台设计使之成可忍受恶劣工业环境的振动,极热及电噪声。
Contr
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