海伦DCS技术协议.docx
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海伦DCS技术协议
黑龙江省海伦市生物质热电联产工程
分散控制系统（DCS）技术协议
辽宁高科能源集团有限公司
辽宁高科节能热电设计研究院
浙江中控技术股份有限公司
2009年12月2日
目次
1．范围
1.1总则
1.2卖方的工作范围
1.3买方的工作范围
2规范和标准
2.1引用的规范和标准
3．技术要求
3.1总则
3.2硬件要求
3.3软件要求
3.4人机接口
3.5数据通讯系统
3.6数据采集系统（DAS）
3.7模拟量控制系统（MCS）
3.8顺序控制系统（SCS）
4．备品备件和专用工具
4.1备品备件
4.2专用工具
5．设计联络会议（DLM）
6．工程服务
6.1项目管理
6.2工程设计
6.3现场服务
7．试验、验收和演示
7.1总则
7.2工厂验收试验和要求
7.3现场试验
7.4保证期
8．数据和文件
8.1总则
8.2硬件资料
8.3软件资料
8.4用户手册
8.5控制逻辑文件
8.6I/O清单
9．包装运输和储存
10．培训
10.1总则
10.2工厂培训
10.3现场培训
附录A环境条件及工程概况（内容提要）
1．范围
1.1总则
1.1.1本技术协议对黑龙江省海伦市生物质热电联产工程2X75T/H角管式蒸汽锅炉（生物质）及2X15MW抽凝式汽轮发电机组工程采用的分散控制系统（以下简称DCS）提出了技术方面和有关方面的要求。
本技术协议的内容，是按2炉2机的主辅设备热力过程的监控及电气设备的起停整套DCS系统；本次所选用SUPCONJX-300XP系统（以下简称JX-300XP或本系统）完全能满足协议书提出的要求。
1.1.2本技术协议提出的是最低限度的要求，并未对所有技术细节作出规定，也未完全陈述与之有关的规范和标准。
卖方应提供符合本技术协议和有关工业标准要求的先进、可靠、有良好运行业绩的DCS。
1.1.3如果卖方未以书面形式对本技术协议提出异议，则意味着卖方提供的设备和DCS满足了本技术协议和有关工业标准的要求。
如有异议，不管是多么微小，都应在报价书中以“对技术协议的意见和同技术协议的差异”为标题的专门章节中加以详细表明。
1.1.4所有文件、图纸及相互通讯，均应使用中文。
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。
1.1.5合同规定的文件，包括图纸、计算、说明、使用手册等，均应使用国际单位制（SI）。
1.1.6只有买方有权修改本技术协议。
经招、投标双方协商，最终确定的技术协议应作为DCS合同的一个附件，并与合同文件具有相同的法律效力。
1.1.7卖方应提供下列内容：
1.1.7.1DCS的供货范围，包括所有硬件、软件、服务和有关图纸资料。
1.1.7.2DCS的详细说明，包括系统配置图及说明、子系统功能、系统结构、系统通讯、操作员接口、和其它系统接口、系统性能、系统接地要求等。
1.1.7.3电源配置图及DCS硬件系统的用电负荷。
1.1.7.4卖方认为有助于提高系统性能的建议和替代方案。
1.1.7.5所提供的DCS系统在同类型电厂应用业绩清单，DCS所实现的功能和达到的主要技术指标，用户的反馈意见。
1.2卖方的工作范围
1.2.1卖方应提供满足本技术协议要求所必须的硬件、软件和各项服务。
其中包括（但不限于）下列内容：
1.2.1.1按照机组运行要求、本DCS技术协议的规定和相应的工业标准，配置一套完整的自动控制系统。
1.2.1.2提供构成DCS所必需的全部硬件（包括机柜、自供设备之间联络电缆、通讯电缆）、支持软件（原装正版）和各项服务，保证海伦市生物质发电有限责任公司2×12MW发电项目安全、可靠和长期有效的运行。
负责DCS（包括应用软件）的整体协调工作。
1.2.1.3按照本技术协议规定的全部功能要求，根据买方提供的工艺系统及说明，完成整个机组DCS（DAS、MCS、FMT、FSSS、SCS、ETS）网络的全部应用软件的设计、组态、编程和调试。
1.2.1.4按照合同规定的进度要求，负责按时发送DCS，并提供SAMA图（调节框图）和顺控框图（逻辑框图）。
1.2.1.5根据本技术协议的要求，提供必须的安装详图和安装指导。
1.2.1.6预制电缆的现场恢复、通电启动和调试服务，直到所供DCS能令人满意地控制机组运行，达到DCS的全部功能要求，并保证系统可利用率不低于99.9%。
1.2.1.7根据本技术协议的要求，向买方提供DCS优化运行所必需的系统文件，使买方能组态、编程、维护、修改和调试DCS。
1.2.1.8负责培训买方的运行和维护的工程技术人员，并使这些培训人员能得心应手地操作、维护、修改和调试DCS。
1.2.1.9DCS总接地应能直接接到电厂电气接地网上。
卖方应提供DCS详细的接地方式及要求（包括对电缆规范的要求）。
1.2.1.10供DCS操作员站和工程师站控制台（包括控制台接线）。
1.2.1.11卖方按照双方确认的设计界限，向买方（设计院）提交设计所需接口资料和图纸，以便买方能顺利地开展其设计工作。
1.2.2除了上述工作范围外，DCS供货商还应与其它供货商供应的控制系统和设备相协调，并提供DCS侧接口硬件，负责接口的技术归口，采用开放的通讯协议，以便于DCS与其它系统通讯时用。
1.3买方的工作范围
1.3.1买方将提供下列设备和服务：
1.3.1.1控制室的基础、布置、地脚螺栓和灌浆。
1.3.1.2卖方提供的过程I/O端子柜与就地间的接线工作。
1.3.1.3模拟量输入信号变送器、热电偶、热电阻及分析仪表。
1.3.1.4数字量输入信号接点和脉冲设备。
1.3.1.5所有执行机构、报警光字牌。
1.3.1.6按卖方要求提供DCS接地和接地所需电缆。
1.3.1.7P&ID图和过程I/O清单。
1.3.2确认卖方提出的设计方案、SAMA图和顺控框图。
1.3.3DCS设备现场装卸和安装所需的劳动力及服务。
2．规范和标准
2．1本技术协议中涉及的所有规范、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，即以买方发出本DCS订单之日作为采用最新版本的截止日期。
若发现本技术协议与参照的文献之间有不一致之处，卖方应向买方指明。
卖方可提出其他相当的替代标准，但需经买方确认。
3．技术要求
3.1总则
3.1.1DCS应完成本技术协议规定的模拟量控制（MCS）、顺序控制（SCS）、数据采集（DAS）、汽机保护（ETS）功能，以满足各种运行工况的要求，确保机组安全、高效运行。
3.1.2DCS应由分散处理单元、数据通讯系统和人机接口组成。
3.1.3DCS系统应易于组态，易于使用，易于扩展。
3.1.4DCS的设计应采用完善、合理的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能，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系统的参数、报警和自诊断功能应高度集中在CRT上显示和在打印机上打印，控制系统应在功能和物理上适当分散。
3.1.6DCS应采取有效措施，以防止各类计算机病毒的侵害和DCS内各存贮器的数据丢失。
3.1.7整个DCS的可利用率至少应为99.9%。
3.1.8所提供的DCS在类似机组相同功能成功应用业绩。
3.1.9卖方所提供的DCS应结合电厂工艺系统的特点，按功能分散和物理分散的原则进行设计，是专用的控制系统。
在执行合同的过程中，随着工程设计进程和技术资料的逐渐完善，在不超出I/O总量的前提下，买方对过程I/O信号及控制要求的变化，卖方应及时响应买方的要求而不发生费用问题。
3.1.10卖方所提供的设备，其质量标准应一致，要求机柜尺寸、颜色、外型结构应相同。
3.2硬件要求
3.2.1总则
3.2.1.1系统硬件应采用有现场运行实绩的、先进可靠的使用以微处理器为基础的分散型的硬件（杭州和利时）。
DCS各系统的硬件均使用统一的硬件。
卖方应承诺所供应的DCS硬件设备是供货时的成熟的主流产品。
3.2.1.2系统内所有模件均应是固态电路，标准化、模件化和插入式结构。
3.2.1.3模件的插拔应有导轨和联锁，以免造成损坏或引起故障。
模件的编址不应受在机柜内的插槽位置影响，而是在机柜内的任何插槽位置上都应能执行其功能。
3.2.1.4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。
3.2.1.5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。
3.2.1.6如果有部分DCS模件、设备要求安装于现场，则其应具有足够的防护等级及有效的保护措施，以保证在恶劣的现场环境下正常工作。
3.2.1.7操作员台和工程师台及打印机桌
卖方应随系统提供放置4个操作员站的操作台，和2个用于工程师站和历史站的操作台，4个用于DEH的操作台，一共10个操作台。
操作台的尺寸、形式、颜色、材质应得到买方的认可。
在操作员站的操作台上，将布置少量紧急操作和后备操作设备，卖方应根据买方的设计资料，完成该部分设备的购置、安装、接线。
提供放置3台打印机的打印机桌。
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应各司其职（按工艺系统划分），以提高系统可靠性。
处理器模件应使用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处理器模件应清晰地标明各元器件，并带有LED自诊断显示。
3.2.2.3处理器模件若使用随机存取存储器（RAM），则应有电池作数据存储的后备电源，电池的更换不应影响模件的工作。
3.2.2.4某一个处理器模件故障，不应影响其它处理器模件的运行。
此外，数据通讯总线故障时，处理器模件应能继续运行。
3.2.2.5对某一个处理器模件的切除，修改或恢复投运，均不应影响其它处理器模件的运行。
3.2.2.6所有的处理器模件均应冗余配置，一旦某个工作的处理器模件发生故障，系统应能自动地以无扰方式，快速切换至与其冗余的处理器模件，并在操作员站报警。
当故障处理器修复后，系统应自动进行状态拷贝并使其处于冗余运行方式。
3.2.2.7冗余配置的处理器模件与系统均应有冗余的接口，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。
3.2.2.8卖方应在其报价书内说明冗余处理器模件的切换时间和数据更新周期，并应保证系统所有数据和功能不会因冗余切换而丢失或延迟。
3.2.2.9电源故障应属系统的可恢复性故障，一旦重新受电，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。
断电时，处理器模件应能保存断电瞬间前的状态。
3.2.2.10卖方提供的控制处理器不仅应满足本规范规定的负荷率指标，还应充分考虑物理上和功能上的分散。
3.2.2.11各控制站设计计算负荷率应小于40%。
3.2.3过程输入/输出（I/O）
3.2.3.1I/O处理系统应“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。
3.2.3.2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。
3.2.3.3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6次，数字量输入信号应达到每秒扫描20次。
3.2.3.4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。
3.2.3.5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。
卖方应详细说明采取了何种措施，来消除接点抖动的影响并同时确保事故顺序信号输入的分辨率为1毫秒。
I/O模件对现场接点的供电电压在24-120V范围。
3.2.3.6DCS至调节回路的开关量输出信号采用继电器输出。
DCS与执行机构等模拟量信号相连接时，采用单端接地原则。
DCS与其他供货商提供的控制保护装置间信息交换采用I/O通道时，输出信号侧应采取电隔离措施。
DCS应采取有效措施对I/O的过压、过流进行保护。
3.2.3.7重要的I/O点应冗余配置，并分别配置在不同通道板上，必要时应分别配置在不同控制器的不同通道板上。
3.2.3.8处理器模件的电源故障不应造成已累积的脉冲输入读数丢失。
3.2.3.9应采用相应的手段，自动地和周期性地进行零漂和增益的校正。
3.2.3.10冗余输入的热电偶、热电阻、变送器、开关量接点信号的处理，应由不同的I/O模件来完成。
单个I/O模件的故障，不能引起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，卖方应在报价书中说明采取的措施。
3.2.3.12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。
3.2.3.13每16个模拟量输入点至少有一个单独的A/D转换器，若不能满足时，允许最多32个模拟量输入点采用一对冗余的A/D转换器，每一个模拟量输出点应有一个单独的D/A转换器，每一路热电阻输入应有单独的桥路。
此外，所有的输入通道、输出通道及其工作电源，均应互相隔离。
3.2.3.14执行机构、电动头反馈信号以及电动机电流信号等4～20mA模拟量输入信号原拟采用进口隔离器进行隔离，以平衡“地”参考电压并减小电气及电磁干扰，其技术要求如下：
精度0.1%；温度系数：
±0.015%/℃（或150ppm/K）；由于卖方承诺其系统本身带有隔离装置，不需另加隔离器，所以此要求取消。
3.2.3.15在整个运行环境温度范围内，DCS精确度应满足如下要求，模拟量输入信号（高电平）±0.1%；模拟量输入信号（低电平）±0.2%；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三个精确度的要求。
3.2.3.16I/O类型：
a．模拟量输入：
4～20mA或0~10mA信号（接地或不接地），最大输入阻抗为250Ω，系统应提供4～20mA二线制变送器的直流24V电源。
模拟量输出应采用隔离器进行隔离，以平衡“地”参考电压并减小电气干扰。
对1～5VDC或0~5VDC输入，输入阻抗必须是500kΩ或更大。
b．模拟量输出：
4～20mA，0~10mA或1～5VDC可选，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。
系统应提供24VDC的回路电源。
模拟量输出应采用隔离器进行隔离，以平衡“地”参考电压并减小电气干扰。
c．数字量输入：
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48V～120V。
d．数字量输出：
数字量输出模件应采用电隔离输出，隔离电压≥250V，能直接驱动任何中间继电器。
卖方应提供中间继电器、继电器柜及可靠的工作电源，中间继电器接点容量应满足250VAC,3A或220VDC,1A。
e．热电阻（RTD）输入：
有直接接受三线制（不需变送器）的Cu50、Pt100以及其它特殊类型（分度号由买方提供）热电阻的能力。
f．热电偶（T/C）输入：
能直接接受分度号为E、K、T型或其它特殊热电偶信号（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通过数据通讯总线。
g．脉冲量输入：
每秒能接受6600个脉冲。
3.2.3.17卖方应对传感器及输入、输出信号的屏蔽提出建议，以满足其系统设计要求。
但是，系统应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而不受影响系统性能。
3.2.3.18卖方提供的模拟量、数字量和脉冲量通道应满足本技术协议规定的型式和数量要求。
3.2.3.19分散处理单元之间用于跳闸、重要的联锁和超驰控制的信号，应直接采用硬接线，而不可通过数据通讯总线发送。
3.2.3.20卖方除提供规定的现场输入输出通道外，还应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。
3.2.3.21现场I/O信号数量粗略估计如下表：
DCS系统I/O测点统计表
信号类型
锅炉
汽机
公用系统
合计
冗余%
AI
热电阻Pt100
30
102
33
165
热电偶K
76
34
6
116
脉冲量
4~20mA
170
68
38
276
DI
数字量
218
82
64
364
AO
4~20mA
72
4
76
DO
数字量
186
116
80
382
SOE
36
36
ETS
2
合计
752
438
225
1415
注：
1.总I/O数量不包括20%的备用点，亦不包括DCS内部的硬接线联系点（如MCS至DAS，MCS至SCS等）。
3.2.4外围设备
3.2.4.1记录打印机和彩色图形打印机。
3.2.4.1.1记录打印机应是带微处理器的单色打印机，打印速率每秒不少于400个字符，每行至少132个字符。
3.2.4.1.2所有记录打印机都应能互相切换使用，DCS应配置3台记录打印机（包括打印机桌），其中工程师站应配置一台激光打印机，安放在工程师间，另外2台普通记录打印机，安放在机炉电集中控制室。
3.2.4.2CRT和键盘
3.2.4.2.1屏幕尺寸应不小于21英寸，分辨率不低于1600×1280象素。
3.2.4.2.2每台CRT应有其独立的显示发生器，集中控制室内所有DCS操作员站CRT显示器应组态相同，可互为备用。
3.2.4.2.3鼠标器或跟踪球应作为可选的光标定位装置。
3.2.4.2.4每台CRT应配置一个键盘。
除具有完整的数字、字母键外，卖方还应提供若干用户键，使运行人员能直接调出各种所需的画面。
这些用户键的用途应可由买方编程人员重新定义。
键盘的操作应有触感和声音反馈，反馈的音量大小可以调整。
3.2.4.2.5提供6台CRT，其中5台作为操作员站，安放在集中控制室内，1台作为工程师站，安放在工程师间内。
3.2.4.3磁盘驱动装置：
应提供三种类型的磁盘驱动装置存储系统数据，即固定式温切斯特盘、光盘。
3.2.5电源
3.2.5.1买方提供二路交流220V±10%，50Hz±1Hz的单相电源。
这二路电源中的一路来自不停电电源（UPS），UPS不间断电源由卖方根据DCS系统用量配置，负荷用量不超过总容量的60%。
另一路来自厂用电。
其它电压等级的电源均应由卖方自行解决。
3.2.5.2卖方所供设备除能接受上述二路电源外，应在各个机柜和站内配置相应的冗余电源切换装置和回路保护设备，并用这二路电源在机柜内馈电。
卖方在投标书中应附电源配置图及电源容量。
3.2.5.3卖方应提供机柜内的二套冗余直流电源。
这二套直流电源的容量、电压应能满足设备负载的要求。
3.2.5.4电子装置机柜内的馈电应分散配置，以获取最高可靠性，对I/O模件、处理器模件、通讯模件和变送器等都应提供冗余的电源。
3.2.5.5接受变送器输入信号的模拟量输入通道，应能承受输入端子完全的短路，并不应影响其它输入通道，否则，应有单独的熔断器进行保护。
3.2.5.6每一路变送器的供电回路中应有单独的熔断器，熔断器开断时应报警。
在机柜内，熔断器的更换应很方便，不需先拆下或拨除任何其它组件。
3.2.5.7无论是4～20mA输出还是脉冲信号输出，都应有过负荷保护措施。
此外，应在系统机柜内为每一被控设备提供维护所需的电隔离手段。
任一控制设备的电源被拆除，均应报警，并将受此影响的控制回路切至手动。
3.2.5.8每一数字量输入、输出通道板都应有单独的熔断器或采取其它相应的保护措施。
3.2.6环境
3.2.6.1系统应能在电子噪声、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。
3.2.6.2系统设计应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。
3.2.6.3在距电子设备1.2米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，应不影响系统正常工作。
3.2.6.4系统应能在环境温度0～40℃，相对湿度10～95%（不结露）的环境中连续运行。
3.2.7电子装置机柜和接线
3.2.7.1电子装置机柜的外壳防护等级，室内不低于NEMA12，室外应为NEMA4。
3.2.7.2机柜门应有导电门封垫条，以提高抗射频干扰（RFI）能力。
柜门上不应装设任何系统部件。
3.2.7.3机柜的设计应满足电缆由柜底引入的要求。
3.2.7.4对需散热的电源装置，应提供排气风扇和内部循环风扇。
3.2.7.5机柜内应装设温度检测开关，当温度过高时进行报警。
3.2.7.6装有风扇的机柜均应提供易于更换的空气过滤器。
3.2.7.7机柜内的端子排应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。
3.2.7.8机柜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。
3.2.7.9端子排、电缆夹头、电缆走线槽及接线槽均应由“非燃烧”型材料制造。
3.2.7.10卖方提供的机柜、控制台以及其他设备之间互联的电缆（包括两端的接触件）应由卖方提供，这些电缆应符合IEEE防火标准。
3.2.7.11组件、处理器模件或I/O模件之间的连接应避免手工接线。
3.2.7.12机柜内应预留充足的空间，使买方能方便地接线、汇线和布线。
3.2.7.13端子排的设计应考虑接地端子，以方便引线。
3.2.8系统扩展
3.2.8.1卖方应提供下列备用余量，以供系统以后扩展需要：
——每个机柜内的每种类型I/O测点都应有20%备用量。
——每个机柜内应有10~15%的模件插槽备用量。
该备用插槽应配置必要的硬件，保证今后插入模件应能投入运行。
——控制器站的处理器处理能力应有40%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%以上电源余量。
——以太网通讯总线负荷率不大于20%，通讯总线负荷率不大于40%。
——在机柜空间允许的范围内提供适量的备用继电器，数量在投标书中列出。
以上参数都应是按系统联调成功正式投运时的最终容量计算的百分比值。
3.2.8.2卖方应提供计算并验证上述备用量的方法。
3.3软件要求
3.3.1卖方应负责整个DCS系统的组态，并保证所供系统是采用统一的方式进行组态。
3.3.2卖方应提供一套完整的满足本技术协议要求的程序软件包，包括实时操作系统程序、应用程序及性能计算程序以上程序应为最新版本；卖方应在投标书中列出所提供的软件包清单、功能说明。
卖方提供的软件应包括所有必须的软件使用许可证，买方可不受限制地对具体的软件包加以使用。
以上程序应为最新版本。
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