PLC工程设计规范送审稿Word文档格式.docx
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4控制站5
4.1控制站功能5
4.2控制站构成5
4.3控制站技术要求5
5编程器7
5.1编程器功能7
5.2编程器构成7
5.3编程器技术要求7
6操作员站8
6.1操作员站功能8
6.2操作员站构成8
6.3操作员站技术要求8
7辅助操作台和操作面板10
7.1辅助操作台10
7.2操作面板10
7.3便携式操作监视器10
8通信系统11
8.1通信网络11
8.2通信网络技术要求11
9软件配备及组态12
9.1软件配备12
9.2软件组态文件12
9.3软件组态12
10设计原则与职责分工13
10.1设计原则13
10.2职责分工13
11PLC工程设计程序14
11.1基础工程设计14
11.2详细工程设计14
12PLC控制室设计15
13PLC供电、接地、防雷系统设计16
13.1PLC供电系统16
13.2PLC接地系统16
13.3PLC防雷系统16
14PLC验收测试、安装、联调与投运17
14.1PLC验收测试17
14.2PLC安装17
14.3PLC联调与投运17
附录A18
PLC技术规格书编制要求18
本规定用词说明21
Contents
ForwordⅠ
1Generalprinciples1
2Termsandabbreviations2
2.1Terms2
2.2Abbreviations2
3Generalrequirements4
3.1Basicrequirements4
3.2Applicationrequirements4
3.3Hardwareconfigurationrequirements4
4Controlstations5
4.1Functionofcontrolstations5
4.2Structureofcontrolstations5
4.3Technicalrequirementsofcontrolstations5
5Programmer7
5.1FunctionofProgrammer7
5.2StructureofProgrammer7
5.3TechnicalrequirementsofProgrammer7
6Operatorstations8
6.1Functionofoperatorstations8
6.2Structureofoperatorstations8
6.3Technicalrequirementsofoperatorstations8
7AuxiliaryconsoleandOperationpanel10
7.1Auxiliaryconsole10
7.2Operationpanel10
7.3Portableoperationmonitor10
8Communicationsystems11
8.1Communicationnetworks11
8.2Technicalrequirementsofcommunicationnetworks11
9Softwareandconfiguration12
9.1Software12
9.2Configurationdocumentations12
9.3Configuration12
10Designprinciplesandresponsibilitydistribution13
10.1Designprinciple13
10.2Responsibilitydistribution13
11ProcedureforPLCengineeringdesign14
11.1Basicengineeringdesign14
11.2Detailengineeringdesign14
12DesignofPLCcontrolrooms15
13Powersupply,groundingandlightningproofdesignofPLC16
13.1Powersupplysystemdesign16
13.2Groundingsystemdesign16
13.3Lightningproofsystemdesign16
14Acceptancetest,installation,integrationtestandcommissioningofPLC17
14.1AcceptancetestofPLC17
14.2InstallationofPLC17
14.3IntegrationtestandcommissioningofPLC17
AnnexA:
RequirementsofPLCtechnicalspecification18
ContentsofReferenceStandard21
1总则
为了统一可编程控制器（PLC）在化工行业及其它过程生产行业的技术要求，总结先进的科技成果和使用经验，推进工程设计的规化，使工程设计符合国家有关法律法规的要求，达到技术先进、经济合理、安全适用的目的，制定本规。
本规适用于化工行业及其它过程生产行业新建、扩建和改建项目的安全型PLC方案制定、工程设计，也适用于采购、组态、安装、联调和投运等设计服务工作。
可编程控制器的工程设计，除应符合本规要求外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语和缩略语
2.1术语
2.1.1应用软件applicationsoftware
为使完成某种生产过程监控所需的计算机程序、过程、规则以及有关的文件的总称。
2.1.2总线bus
连接几个节点的通讯媒介，通过电子导体或光纤串行或并行传输数据。
2.1.3组态configuration
机架/插槽模块的布置以及（对于信号模块）地址。
2.1.4通讯模块communicationmodule
用于点对点通讯和总线通讯的模块。
2.1.5中央处理器CPU
PLC的中央处理器由控制和运算器、存储器操作系统和编程器接口组成。
2.1.6以太网ethernet
一种计算机局域网组网技术，它规定了包括物理层的连接、电信号和介质访问层协议的容，符合IEEE802.3标准的技术要求。
工业以太网在技术上与商用以太网（即IEEE802.3标准）兼容，但在产品的材质选用、产品强度、适用性与实时性、可操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面更能满足工业现场的需要。
2.1.7现场总线fieldbus
安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线。
2.1.8生命周期lifecycle
从工艺概念设计开始到PLC功能停止使用的全部时间。
2.1.9局域网localareanetwork-LAN
一种配置在用户场所、在有限地域用于数据站之间进行数据通信的数据网络。
2.1.10网络协议networkprotocol
指定通信系统接口服务和指导数据网络工作的一组规则。
2.1.11可编程控制器（PLC）
是一种电子控制器，其功能可以作为一个程序保存在控制单元中。
因此，控制器的组态和布线与控制器系统功能无关。
PLC具有计算机的结构：
由CPU、存储器、I/O模块和部总线系统组成。
2.1.12编程器programmingdevice
一种小型、便携式工业用计算机，安装有专用的硬件和软件。
2.1.13系统软件systemsoftware
为专门的计算机系统或PLC所设计的软件，用以促进计算机系统及有关程序的运行和维护。
2.2缩略语
本规采用下列缩略语：
AMS
AssetManagementSystem
设备管理系统
C/S
Client/Server
客户端/服务器
CPU
CentralProcessingUnit
中央处理单元（微处理机）
FAT
FactoryAcceptanceTest
工厂验收测试
FF
FoundationFieldbus
基金会现场总线
FRR
FieldRackRoom
现场机柜间
HMI
HumanMachineInterface
人机界面
HSE
HighSpeedEthernet
高速以太网
IEEE
InstituteforElectricalandElectronic
Engineers
电器和电子工程师学会
IT
InformationTechnology
信息技术
LCN
LocalControlNetwork
局部控制网络
MTBF
MeanTimeBetweenFailures
平均故障间隔时间
MTTR
MeanTimeToRepair
平均修复时间
OSI
OpenSystemInterconnectReferenceModel
开放式系统互联参考模型
P&
ID
Piping&
InstrumentDiagram
管道与仪表流程图
P/P
PeertoPeer
对等网络
PLC
Programmedlogiccontroller
可编程控制器
Profibus
ProcessFieldBus
过程现场总线
RTU
RemoteTerminalUnit
远程终端
SAT
SiteAcceptanceTest
现场验收测试
SIL
SafetyIntegrityLevel
安全完整性等级
TCP/IP
TransferControlProtocol/InternetProtocol
传输控制协议/互联网协议
UPS
UninterruptedPowerSupply
不间断电源
XML
ExtensibleMarkupLanguage
可扩展标记语言
PCS
ProcessControlSystem
过程控制系统
3总体要求
3.1基本要求
3.1.1PLC应技术上先进、成熟、模块化、易于扩展，I/O卡件便于远程布置并适合于现场工作环境。
3.1.2PLC可通过对关键单元和部件冗余，实现系统运行的可靠性。
3.1.3PLC应具有开放性网络结构，支持OPC开放标准，遵循OSI（开放系统互连）、IEEE通信标准，实现与PCS及其它控制与管理计算机互联。
3.1.4PLC应具有先进的硬件及软件环境，能满足用户安全控制的先进性要求。
3.1.5PLC应硬件坚固耐用，软件成熟安全。
3.2应用要求
3.2.1独立应用应符合下列规定：
1过程控制参数以数字量为主，且控制系统以顺序控制、逻辑控制为主的工业生产装置，适合采用独立的PLC控制系统。
2执行生产过程监控职能，对生产过程的操作参数实施集中显示、自动控制、远程操作、信息管理。
3应具有可靠的I/O模块、丰富的连续控制算法、强大的离散控制能力和编程简单灵活、先进可靠的标准组态软件。
4能挂接工厂信息管理和计算机，实施企业信息化管理。
3.2.2PLC与PCS联用可采用下列方式：
1PLC可采用约定的通信方式与PCS通信，明确PLC与PCS通信的主/从关系。
2PLC与PCS之间的重要数据传递宜采用硬线连接。
3.2.3成套设备的应用应符合下列规定
1为了适应不同操作场合的需要，现场执行单一任务的PLC应有专用操作员模块、操作员界面。
2现场安装的PLC应满足现场环境要求，采用多层次的抗干扰措施。
3根据需要可与上位机实现通信。
3.3硬件配置要求
3.3.1PLC的网络体系结构可由控制和监控两级构成：
1控制级
配置为直接与检测仪表和执行器相连的各种控制站，如I/O单元、数据采集单元（按需要）、控制单元（包括远程控制单元）及网络设备等。
2监控级
配置人机接口设备、工程师站、网络设备以及外围设备等。
3.3.2PLC可通过RS-232C、RS-422、RS-485和工业以太网等与第三方过程控制设备进行通信。
3.3.3根据工程项目需要可配置安全栅/隔离器/继电器柜或中间端子柜。
4控制站
4.1控制站功能
4.1.1控制站应具有实现各种物理信号的输入和处理，实现各种实时常规连续控制功能，且应配置仪表功能模块和计算功能模块等。
4.1.2控制站应具有实现批量控制、顺序/联锁逻辑等控制功能，且应配置逻辑控制等功能模块。
4.1.3控制站应具有较大容量的存储器和较高的运算速度。
4.2控制站构成
4.2.1控制站一般可由过程接口单元、控制单元（控制器）、数据采集单元（PLC制造厂按需配置）构成。
4.2.2控制站功能卡件可包括控制卡件、I/O卡件、辅助卡件、通信接口、安装功能卡件的卡件箱以及总线底板等。
4.2.3控制站可提供远程I/O站。
4.2.4小型和专用PLC可以是一个包括各种输入/输出、计算、显示、操作、电源、通讯等功能的一体化多功能控制器。
4.3控制站技术要求
4.3.1过程I/O接口单元应符合下列规定：
1过程I/O接口应包括AI、AO、DI、DO、PI等类型，应具备智能变送器接口、串行和并行通信接口等；
2过程I/O卡件输入电路应带电磁隔离或光电隔离，应符合IEC61000或SAMAPMC33.1标准抗干扰规定；
3对于来自或送至爆炸危险区域的信号，在采用本安防爆技术时，应在I/O接口现场侧设置安全栅或本安型I/O点；
4开关量接口容量不能满足负载的要求或需将开关量隔离时，应配置继电器；
5所有的I/O卡件都应有标明I/O状态的LED指示，如卡件电源指示等；
6所有接点输入卡件都可有防抖动滤波处理功能；
7PLC的I/O卡应有保护I/O过压、过流的措施；
8当I/O卡件故障时，宜有相应措施确保工艺系统处于安全状态，不出现波动,在系统电源丧失时，使执行机构处于安全位置（全开、全关、保位等）；
9根据信号源与I/O卡的连接需要，可提供转换器或隔离器；
10环境温度围下，I/O卡件精度应满足下列要求：
1）模拟量输入信号精度为±
0.1%FS；
2）模拟量输出信号精度为±
0.1%FS。
4.3.2控制单元应符合下列规定
1控制单元应是基于带微处理机（CPU）的多功能控制器，存和扫描时间应满足程序和过程响应时间的要求，其响应时间包括输入输出扫描处理时间一般不大于500ms.
2控制单元应提供多种通信接口，与第三方设备进行通信；
3控制单元宜具有PID功能。
4.3.3数据采集单元（按需要设置）应符合下列规定：
1数据采集单元应能完成输入信号的数据处理、报警、记录等功能。
2检测点扫描周期应可根据检测对象整定，扫描周期最长时间不大于1s。
4.3.4控制站的冗余配置应符合下列规定：
1控制回路I/O卡及重要检测点I/O卡宜冗余配置；
2控制单元的CPU宜1∶1冗余配置；
通信接口、电源宜为1∶1冗余配置；
3数据采集单元的CPU、通信卡宜1∶1冗余配置。
4.3.5过程接口的备用宜符合下列规定：
1各类控制点、检测点的备用点数为实际设计点数的10%～15%；
2输入输出卡件槽座（位）的备用空间为10%～15%。
4.3.6控制单元最大负荷应不超过60%。
5编程器
5.1编程器功能
5.1.1编程器应能完成PLC的配置、监控回路组态及下装到人-机接口和控制器的功能。
5.1.2编程器应能完成程序开发、系统诊断、系统维护和系统扩展工作。
5.1.3编程器安装操作员站软件后可作为操作员站使用。
5.2编程器构成
5.2.1编程器可由主机、显示器、键盘等构成。
5.2.2为保证PLC组态、下装、修改、维护等工作安全顺利进行，PLC系统应配置编程器。
5.3编程器技术要求
5.3.1编程器硬件规格应为32位总线、32位或64位CPU；
5.3.2编程器应进行控制系统在线/离线组态、生成应用程序；
5.3.3编程器可对系统网络上运行的所有组件及线路进行诊断、测试；
5.3.4在线操作时能从网络上获得实时数据，能进行系统修改；
5.3.5编程器应设置软件保护密码，以防其他人员擅自改变控制策略、应用程序和系统数据库；
5.3.6编程器应配备通用的高级语言、数据库管理系统、电子表格、网络管理等应用软件及工具软件；
5.3.7工程师站宜设置防病毒等保护措施。
6操作员站
6.1操作员站功能
6.1.1大、中型规模PLC需集中操作和管理，应设操作员站便于操作人员对生产过程的监视与操作。
6.1.2操作员站的控制调节功能可通过流程画面开辟调节仪表窗口，或通过控制总貌画面进入分组画面。
一个完整的控制调节画面应包含棒图调节仪表、PV、SV、MV、实时趋势画面以及回路参数列表。
回路调节应有手动/自动/串级控制方式的切换、SV/MV值的调整、PID参数的整定等功能。
6.1.3操作员站的趋势显示功能应包括实时趋势显示和历史趋势显示。
实时趋势曲线采样时间宜为1s，曲线时间最长为Xmin。
历史趋势曲线采样时间可设定为1min到1个月。
6.1.4操作员站的报警管理和显示功能应在任何画面可及时将报警状态显示出来，宜区分出第一事故报警。
6.1.5操作员站的报表管理和打印可根据要求编排、组态方便，并具有统计计算功能。
6.1.6操作员站还应具有如下功能：
1自诊断功能；
2系统操作的口令字保护功能；
3操作记录功能；
4在线控制策略调试功能；
5文件转存功能。
6.2操作员站构成
6.2.1操作员站可由主机、显示器、操作员键盘等构成。
6.2.2操作员站配置应符合下列原则：
1工艺的操作区域；
2重要的工段、关键设备、专用功能等配置操作员站。
6.2.3操作员站数量可根据数字量I/O的数量来配置，并符合以下规定
11500~3000数字量I/O点；
可配2~3台；
23000~5000数字量I/O点；
可配3~4台；
35000~8000数字量I/O点；
可配4~6台；
48000数字量I/O点以上可根据实际需要配置。
6.3操作员站技术要求
6.3.1操作员站的硬件规格应为32位总线、32位或64位CPU。
6.3.2操作员站主机宜是近二三年投放市场的工作站或高性能工业用计算机，操作系统应是通用性的。
6.3.3操作员站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功能，操作员站宜互为冗余。
6.3.4操作员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、打印机等应是商业化、可互换的。
6.3.5操作员站的软件环境应符合下列要求：
1对网络上的数据资源应能根据需要进行监视、控制等不同操作，操作员站应能对网络上的任一控制器或检测器的数据进行存取；
2操作员站应具备不同级别的操作权限，操作权限由密码等方式限定并在组态中划分，供不同级别的人员使用。
6.3.6操作员站数据处理能力应符合下列要求：
1系统应满足所有数据的记录需要，可由用户选定记录的参数、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；
2硬盘上的永久记录应能转存到存储设备上；
6.3.7操作员站应满足以下技术指标：
1彩色液晶显示器对角线尺寸≥47cm（19″），分辨率至少为1640×
1280，象素颜色至少256种；
2数据更新周期≤1s，动态参数刷新周期≤1s；
7辅助操作台和操作面板
7.1辅助操作台
7.1.1紧急停车按钮、开关、信号报警器及信号灯等应安装在PLC的辅助操作台上。
7.1.2一般信号报警在操作员站显示，关键信号报警除在操作员站显示外，宜在辅助操作台上设灯光显示
7.1.3辅助操作台灯光颜色应符合下列规定：
1红色灯光表示越限报警或紧急状态；
2黄色灯光表示预报警；
3绿色灯光表示运转设备或过程变量正常
7.1.4辅助操作按按钮颜色应符合下列规定：
1紧急停车按钮宜采用红色；
2旁路开关宜采用黄色；
3确认按钮宜采用黑色；
4试验按钮宜采用白色。
7.2操作面板
7.2.1应用于现场就地操作的人-机接口可采用下述类型：
1按钮面板：
一般安装在机组上，具有系统操作面板的所有功能，附加功能不需要PLC编程。
2按键面板/触摸屏：
防护等级较高，可直接安装在机组上,并可装载监控软件和编程数据，具有显示过程监控数据和操作过程变量，配方管理等功能。
7.3便携式操作监视器
7.
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