DCS系统要求.docx
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DCS系统要求
DCS系统要求
1.DCS控制规模
1.1输入/输出信号类型
DCS的过程控制器应能直接接收或处理以下各种类型的输入和输出信号:
1.1.1模拟量输入
a.热电偶（TypesJ、K、E、R、T、B）
b．热电阻（RTD）
C．4-20mA.DC二线制电流信号（可冗余/非冗余）
D．4-20mA.DC有源电流信号（可冗余/非冗余）
e．DC电压信号
f脉冲频率信号
1.1.2数字量输入
a.标准的数字量（可冗余/非冗余）
b.事件顺序信号
c.脉冲信号
d.接点信号
1.1.3模拟量输出4-20mA.DC（可冗余/非冗余）
1.1.4数字量输出
1.1.5BCD输入和输出
1.1.6ASCII传送和接收
1.2输入/输出信号规模
详见表A:
系统规模数据
表A为实际需要的输入/输出点数量，卖方必须考虑20%的备用量，这些卡件必须在安装在机柜内.同时卡件的空间位置也必须另外提供20%的备用量，以备日后扩容。
2.系统功能要求
2.1控制功能
过程控制器可以实现连续和联锁逻辑控制:
控制器可以组态为1:
1冗余，每个控制器至少能处理1000个数据库记录、200个控制回路及复杂控制回路、300个顺序控制程序，顺序编程环境具备良好的灵活性，友好性能，应具有多个同时使用的组态编程软件，并应具有仿真软件能力，控制器可以在不中断正在运行的程序或将控制转换至后备设备器的情况下，具有在线编程、修改和下装的能力，新的控制功能块可以插入正在运行程序中的任何位置，在1秒钟内能够传送到高速数据总线上所有的操作员站。
2.1.1连续控制
过程控制器可以完成基本的调节和先进的控制、控制器至少应提
供以下算法:
一各种PID控制
一平方/开方
-对数/指数
一加/减/乘/除四则运算
一分段线性化
一超前/滞后
一延时
一高/中/低选择
-变化率限制
一流量补偿运算
一累积、平均运算
一采样和保持
一用户自定义的功能块
一硬/软操作器接口
2.1.2离散控制功能
在离散控制中至少应提供以下算法
一开关控制
一与、或、非逻辑控制
-触发器功能
一计数/计时
一用户自定义的功能块
2.2画面功能
CRT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，本项目所需要各画面的数量详见附件A。
2.2.1总貌画面
显示系统各设备、装置、区域的运行状态以及全部过程参数变量的状态、测量值、设定值、控制方式（于动/自动状态）、高低报警等信息。
从总貌画面的各显示块可以调出其他相应的画面。
2.2.2控制分组画面
以模拟仪表的表盘形式按事先设定的分组，同时显几个回路信息:
如过程参数变量的测量值、调节器的设定值、输出值、控制方式等。
变量值每秒更新一次，分组可任意进行，操作员可以从分组画面调出任一变量（模拟量或离散量）的详细信息。
对模拟回路可以手动改变设定值、输出值、控制方式等:
对离散量可以手动操作设备的开启和停止，画面显示出指令状态和实际状态
显示一个参数、控制点的全部信息以及实时趋势和历史趋势。
从调整画面可以直接对模拟回路进行设定、调整操作。
2.2.4趋势画面
系统具有显示数据总线上任何数据点趋势的能力，并在同一座标轴上显示至少六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和缩小显示。
2.2.5报警画面
显示当前所有正在进行的过程参数报警和系统硬件故障报警，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:
一报警时间
一过程变量名
一过程变量说明
一过程变量的当前值
一报警设定值
一过程变量的工程单位
一报警优先级别
2.2.6图形画面（流程图画面）
生产装置的工艺流程图、设备简图、单线图、和其它图片等都可以在CRT上显示出来，每个面都包括字母数字字符和图形符号，通常采用可变化的颜色、图形、闪烁表示过程变量的不同状态，所有过程变量的数值和状态每秒钟运态刷新1次。
操作员在此画面对有关过程变量实施操作和调整。
2.2.7棒图
棒图可以表示过程变量的变化，如棒图表示塔的液位和界面。
棒图能以水平或垂直方式显示，每屏至少显示40点水平棒图或64点垂直棒图。
2.3报表功能
2.3.1DCS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、定时方式、或操作员命令方式，报表软件将自动生成所有的标题和表头。
2.3.2报表类型如下:
一有格式报表
一无格式报表
一事件顺序报告
一诊断报告
一设备操作报告
一过程变量趋势
2.4历史数据存储功能
DCS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。
应有足够的能记录半年以上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和磁带机、光盘等。
当发生数据丢失及磁介质剩下10%空间时应进行报警。
3.系统设计
3.1设计原则
3.1.1DCS是由以下微处理器为基础的、分布式的多台系统组件所组成，这些系统组件分布在具有开放式结构的冗余通讯网络上，包括操作员站、控制和数据采集系统、外部设备及相关的硬件和软件。
3.1.2系统是经过现场检验过的，并且是出厂前最新的硬件和软件版本。
3.1.3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。
3.1.4允许在不关闭系统的情况下在线更换系统模件或组件（模件可
带电插拔）。
3.1.5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
3.1.6系统允许在线修改软件，也就是除被修改的组件外，其它不会影响;
3.1.7联锁系统故障检出元件动作时，在操作站的CRT显示屏上应进行声光报警，同时报警打印机立即打印出来，并储存在历史模件上，报警的确认和消声由键盘和按钮来实现，联锁系统通常采用手动紧急切断按钮和联锁复位按钮。
3.2操作站
3.2.1概述
操作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:
一显示全部的过程变量及有关参数
一操作控制回路的参数，如改变设定点、工作方式、回路输出、调整PID参数等
一报警显示
一过程流程图显示
一趋势显示（实时的和历史的）
一报告和报表
一系统诊断报告
3.2.2支持功能
DCS操作站应能支持通用的编程软件，以帮助用户维护和修改数据库、编制应用程序。
支持功能包括在线和离线的数据库定义（即组态、下载等），备份（即拷贝、定期存储到软盘等〉、文件/程序管理等。
3．2．3基本硬件
1.操作站主要由彩色显示器、操作员/工程师键盘、鼠标、中央处理单元等组成，同时可以支持各种外部设备，如光驱、打印机、拷贝机、趋势记录仪等。
2.操作站的配置不应低于以下水平:
CPU采用Pentium3芯片、主频450MHz、256岛也内存、80GB硬盘、40倍速DVD光驱，操作站的实际处理能力不能超过满负荷的30%。
3.每台操作站具有独立的CPR，在2台操作站之间采用全冗余的CPU
设计，在这种情况下，一台处理器或电源故障，系统将自动地切换到冗余的处理器，操作站之间应具有内部切换的能力。
4.CRT监视器为剑英寸高分辨率的彩色纯显示器，CRT分辨不低于1600*1280。
5.操作员键盘采用全密封型设计，当按键动作时应发出声响，键盘上应具有报警峰鸣器和报警确认按钮，至少提供50个用户功能键，对于操作员站与工程师站合一的系统，还应该提供工程师键盘（PWERTY键盘）。
3.2.4打印机
1.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。
在两台打印机中，如果一台出现故障，系统应能自动切换至另外一台。
2.打印机应采用激光打印机，打印能力至少为150个字符/秒的速度和132个字符/行的宽度。
3.打印机应兼具屏幕拷贝机的功能，拷贝将在100秒内完成。
3.2.5磁盘驱动器
磁盘驱动系统主要用于系统下装和组态数据的备份，系统具有格式化磁盘的能力。
系统操作站和工程师站应同时具备DVD光驱和1.44MB软驱、2套磁盘驱动器。
3.2.6记录仪
根据工艺操作要求配备多笔记录仪并由系统驱动，操作员能够从操作站中选择系统变量在记录仪上进行记录，也能控制记录仪的启动/停止时间。
3.3控制和数据处理系统
控制和数据处理系统包括完成控制功能和I/O监视功能的全部硬件和软件，系统通常是由控制处理、I/O接口模件处理现场输入/输出信号。
供货商应按各种组件的20%左右提供备用量，同时在机柜中提供20%左右的备用空间以备来扩展。
3.3.1能力
1.控制和数据处理系统接收过程变量的输入信号，然后按照组态数据的要求对输入信号进行处理，存放到相应的数据中显示或计算，传送输出信号至最终控制元件。
2.在I/O信号处理方面，系统对模拟量提供线性化、补偿、累积、开方和报警功能:
系统对开关量提供报警和状态变化的检测。
3.在控制方面，系统能够完成调节控制、联锁逻辑、手动操作、由标准算法或用户程序组合而成的自动顺序。
4.调节控制功能至少包括各种PID算法（反馈、前馈、开关、比率、超前/滞后等）、标准计算（加、减、乘、除、复合运算等）、基本的控制功能（开关、限幅、高/4氏选择等）、自适应控制功能。
3.3.2输入/输出
控制和数据处理系统可以支持来自现场设备的各种输入和输出信号，所有的输入和输出电路都能防止信号过载、瞬变和浪涌冲击。
所有的I/O信号处理单元全部为智能模件。
3.4具有与DCS一体化的SIS系统通讯点数大于1000点。
3.5具有与DCS一体化的CCTV系统。
3.6具有与第三方DCS或PLC系统的通讯能力.
3.7具有向上级管理层的通讯能力.
4技术要求
4.1冗余要求
4.1.1操作站
DCS操作站CRT应具有独立的电子单元或采用1:
1后备方式，操作员可从系统同任何一台操作站中访问装置内所有的过程变量和
图形
4.1.2控制和数据处理系统
1.控制器应具有高可靠的后备系统，在主控制器故障时，控制器的全部数据和功能将自动地切换到冗余的后备控制器，切换过程应低于1秒，同时不应对控制回路产生中断或不应有数据丢失。
2.主控制器和后备控制器同时产生故障时，系统输出应保持在最后时刻的输出数值，或者是处在预先设定的故障安全状态。
3.控制器应具有非易失存储器，在失电后能保存全部的组态数据，或者说，在主电源故障的情况下，电池后备系统能保持存储器的电源至少72小时。
4.1.3通讯系统
DCS内部通讯系统（包括通讯总线、通讯处理机、每台设备与总线之间的接口）均应为全冗余;如果系统配置有其他的数据总线（如I/O总线……等），这些总线也采用冗余配置。
4.1.4电源系统
控制和数据处理系统的电源和电源转换器都应为冗余配置。
4.2平均无故障时间及平均故障维修时间4.2.1平均无故障时间（MTBF）
制造商应在报价中给出系统的MTBF，并能解释其计算方式。
4.2.2平均故障维修时间（MTTR）
制造商应在报价中给出其系统的MTTR，并给出其计算方法，以及列举两个以上的控制回路所使用部件的MTTR。
4.2.3模块化要求
制造商应DCS系统具备较高程度的模块化水平。
4.3DCS的自诊断及容错
4.3.lDCS应具有完整的自诊断系统，并且定时自动或人工启动诊断系统，并在操作站/工程师站CRT上显示自诊断状态和结果。
4.3.2自诊断系统包括全面的离线和在线诊断软件，诊断程序能对系统设备故障的检查和对外部设备运行状态的检查o
4.3.3DCS系统应具有一定程序的容错能力，即当某些模块发生故障后，不影响整个系统的有效工作。
制造商在报价时应对其系统的该项功能进行说明。
4.4过程硬件接口要求（I/O）
4.4.1输入/输出接口应采用光一电隔离。
4.4.2输入/输出信号的分辨率至少为12位，精度不低于0.2%。
4.4.3驱动接口应能保证驱动600m范围以内的二线制24V.DC变送器。
4.4.4所有的I/O信号处理单元全部为智能模件。
4.4.5数字量输入/输出的通道数应大于、等于16通道，模拟量的输入/输出的通道数应大于、等于8通道。
4.5工作环境要求
DCS将安装在电央控制室的DCS机柜室内，室内采用空调，温度范围为18-27°C，湿度范围为35-75%。
4.6电源系统
4.6.1UPS系统的要求
1.输入电源为220V.AC/50H;2.输出电源为220V.AC/50H;3.工作时间为30分钟:
4.具有自诊断及报警、工作状态显示。
4.6.2DCS对供电质量要求
DCS制造商提出系统供电电源等级及其偏差、供电频率及其偏差、纹波系数、最大幅值等要求。
4.7接地要求
制造商应给出系统的接地要求如下:
一工作接地（包括信号回路接地和信号屏蔽接地）;
一安全保护接地。
4.8接线端子柜
制造商应给出系统的接地要求如下:
一机械制造要求:
一电缆进线、分线位置:
一接线方式。
4.9DCS接线
4.9.1制造商负责从机柜内I/O端子后的所有接线工作并提供所需要的材料。
4.9.2用户接线从I/O端子现场侧开始。
4.10机械要求
4.10.1尺寸和布置
卖方应提供所有台、柜、外设等的最大外围尺寸，人员走动及操作的最小间距要求，并给出系统平面布置图。
4.10.2重量
卖方应说明各设备的重量和地板负荷要求。
4.10.3喷漆
所有设备的颜色按双方预先确定的颜色标准进行。
除DCS系统外其它供货范围：
1.DCS需10台操作站（双屏），2台工程师站（单屏）,1台现场防爆操作站
2.12个双屏操作台，2个工程师台。
3.3个紧急操作台
4.10面安全栅柜（安全栅买方供货）
5.21面继电器柜
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