01控制系统技术规格书.docx
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01控制系统技术规格书
目录
1前言2
2相关资料2
3供货商要求5
4供货范围6
5设计基础资料8
6DCS系统技术要求11
7PLC系统技术要求24
8备件及专用工具30
9检验、试验和证书30
10铭牌31
11性能保证31
12油漆和运输32
13文件图纸32
14技术服务和培训32
附：
控制系统原理框图
1前言
本技术规格书规定了用于塔河油田三号联轻烃处理工程·轻烃处理站自动化控制系统的设计、材料、制造、检验和试验的最低要求。
2相关资料
2.1引用标准
下列文件中的条款通过本技术规格书的引用而成为本技术规格书的条款。
1．AmericanPetroleumInstitute,API
APIRP550
:
ManualonInstallationofRefineryInstrumentsandControlSystems
APIRP552
:
TransmissionSystems
APIRP554
:
ProcessInstrumentationandControl
2．InternationalElectrotechnicalCommission,IEC
IEC60529
:
DegreesofProtectionProvidedbyEnclosures（IPCode）
IEC60801
:
ElectromagneticCompatibilityforIndustrialProcessMeasurementandControlEquipment
IEC-61010
:
SafetyRequirementsForElectricalEquipmentForMeasurement,ControlAndLaboratoryUse
IEC61508
:
FunctionalSafetyofElectrical/Electronic/ProgrammableElectronicSafetyRelatedSystems
IEC61131
:
ProgrammableControllers
3．InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,IEEE
IEEEC37.90.1
:
GuideForSurgeWithstandCapabilityTests
IEEE802.3
:
StandardforInformationTechnology-LocalAreaNetworks
4．InstrumentationSystemsandAutomationSociety,ISA
ISA-5.1
:
InstrumentationSymbolsAndIdentification
ISA-5.2
:
BinaryLogicDiagramsForProcessOperations
ISA-5.3
:
GraphicSymbolsForDistributedControl/SharedDisplayInstrumentation,LogicAndComputerSystems
ISA-5.4
:
InstrumentLoopDiagrams
ISA-5.5
:
GraphicSymbolsForProcessDisplays
ISA-18.1
:
AnnunciatorSequencesAndSpecifications
ISA-50.00.01
:
CompatibilityofAnalogSignalsforElectronicIndustrialProcessInstruments
ISA-RP55.1
:
HardwareTestingofDigitalProcessComputers
ISA-RP60
:
ControlCentreFacilitiesManual
ISA-84.01
:
ApplicationOfSafetyInstrumentedSystemsForTheProcessIndustries
5．NationalElectricalManufacturersAssociation,NEMA
ICS6
:
EnclosuresForIndustrialControlEquipmentAndSystems
Std.250
:
EnclosuresForElectricalEquipment
6．NationalFireProtectionAssociation,NFPA
NFPA70
:
NationalElectricCode
NFPA72A
:
StandardforInstallation,MaintenanceandUseofLocalProtectiveSignallingSystems
7．ScientificApparatusManufacturersAssociation,SAMA
PMC33.1C
:
RadioFrequenciesSensitivityTest
8．Underwriter’sLaboratory,UL
UL-13
:
PowerLimitedCircuitCables
UL-44
:
RubberInsulatedWireAndCable
UL-62
:
FlexibleCordandFixtureWire
UL-94
StandardforTestsforFlammabilityofPlasticMaterialsforPartsinDevicesandAppliances
UL-508
:
StandardforIndustrialControlEquipment
UL-913
:
StandardForIntrinsicallySafeApparatusAndAssociatedApparatusForUseInClassI,IIandIII,DivisionI,Hazardous（Classified）Locations
UL-1569
:
MetalCladCables
UL-1581
:
ReferenceStandardforElectricalWires,CablesandFlexibleCords
UL-2225
:
MetalCladCablesAndCableSealingFittingsForUseInHazardous（Classified）Locations
UL-2250
:
InstrumentationTrayCable
9．DeutschesInstitutfurNormung,DIN
V19250
:
FundamentalSafetyAspectsForMeasurement&ControlEquipment
V19251
:
MCProtectionEquipment
10．EuropeanCommitteeForElectrotechnicalStandardization,CENELEC
EN50081
:
ElectromagneticCompatibility–GenericEmissionStandards
EN50082
:
ElectromagneticCompatibility–GenericImmunityStandards
EN-50083
:
RadioFrequencyImmunityRequirements
EN-61000
:
ElectromagneticCompatibility（EMC）
11．OtherBodies
TUVHandbook
:
MicrocomputersinSafetyTechniques
EIAStandards
:
ElectronicsIndustryAlliance
FCCStandards
:
FederalCommunicationsCommission
ITUStandards
:
InternationalTelecommunicationUnion
ModbusProtocol
:
ModiconInc.
12．控制系统卖方（包括DCS系统制造厂、成套供货商）所采用的上述未提及的标准和规范
注：
以上规范和标准均为最新版本。
2.2业主文件
与本技术规格书相关的文件如下：
控制系统原理框图：
为本技术规格书附件
2.3优先顺序
应遵照下列优先次序执行：
●本技术规格书
●控制系统原理框图
●规范和标准
若本规格书与有关的其它规格书、数据表、图纸以及上述规范和标准出现相互矛盾时，应按最为严格的执行。
供货商若有与以上文件不一致的地方，应在其投标书中予以说明，若没有说明，则被认为完全符合上述文件所有要求。
即使供货商符合本规格书的所有条款，也并不等于解除供货商对所有提供的设备和附件应当承担的全部责任，所提供的设备和附件应当具有正确的设计，并且满足特定的设计和使用条件以及当地有关的健康和安全法规。
对于不能妥善解决的问题，供货商有责任以书面形式通知业主。
3供货商要求
1）供货商应通过ISO9000质量体系认证，有健全的质量保证体系。
ISO9000质量证书必须在有效期内。
2）供货商应能提供良好的售后服务和技术支持。
供货商应有在近年来天然气处理工程或其他相关领域中的供货业绩，设计、制造能力证明及提供长期技术支持的能力。
供货商需递交所提供设备的实际应用证明。
3）供货商可根据经验、技术和产品，推荐和提供与本技术规格书不同的方案。
这些方案应用中文加以详细和完整的描述，以供业主和设计方评估和决策。
4）供货商推荐的产品应该是成熟的产品类型，技术先进，经过证明，在要求的操作条件下能够稳定、可靠地工作。
5）除非经业主批准，供货商提供的设备应完全依照本规格书、其它相关资料及规范标准的要求。
规格书中的任何遗漏都不能作为解脱供货商责任的依据，所有改动应提交给业主批准。
6）规格书中对控制系统的配置规模、功能要求及配套范围是最低要求，报价中应根据这些最低要求，使用制造厂商的最佳设备和系统加以实现，制造厂商应了解用户意图后提出一个性能/价格比最好的报价。
7）卖方应按下列顺序分别报价：
1．系统硬件费应按下列内容分别报价：
系统（机柜、各种I/O板）、操作站计算机、打印机、操作台、电源、电缆或光缆等逐项报价。
2．系统软件费
3．系统详细设计费
4．培训费
5．组态费
6．20％备件费和易耗品费
7．现场服务费
8．工厂验收费
9．现场验收费
10．项目管理费
11．运输包装费
12．陆地运输费
13．延长保证期费用
14．卖方建议可作为选项报价
15．其他费用
4供货范围
4.1供货范围
供应商的工作范围
·根据要求完成系统的设计及文件编制；
·控制系统的集成及供货；
·根据系统设计图纸完成系统的连接；
·根据设计文件要求及系统结构完成系统的各种组态（数据连接、逻辑控制功能组态等）；
·系统部分硬件设备的制造（如机柜）；
·系统设备的安装调试；
·工厂验收试验（FAT）；
·现场验收试验（SAT）；
·参与投运及综合试验（integratedtest）；
·售后技术支持及各种服务；
·培训。
4.2具体硬件、软件供货内容
过程控制系统DCS系统和控制系统PLC系统均为进口知名品牌，由同一供货商集成，通过无缝硬件技术与冗余的工业以太网连接。
1．DCS系统1套，完成过程控制系统（PCS）的数据采集及控制；DCS系统为冗余以太网结构，通过网络完成与其它系统的通讯；包括的软、硬件内容为：
Ø主热备交换机、副热备交换机各1套：
通过两套热备交换机搭建成DCS系统冗余以太网的通讯结构，两套交换机的物理间距为270m，使用光电转换设备完成通讯。
Ø光电转换设备1套
Ø控制机柜3面：
包括冗余容错的控制器1套；冗余的电源模块、通讯模块（完成与数据采集/控制模块之间的通讯）各1套；数据采集/控制模块1套（根据下表进行相应配置：
表4.2.1DCS系统I/O信号一览表）；辅材1套：
包括继电器、浪涌保护器（SPD）、防雷端子、接线端子、空气开关、柜内配线及照明等。
注：
塔河油田三号联轻烃处理工程建设于雷暴天数较多地带，因此DCS控制机柜与外部连接的防雷击保护方式为：
AI/AO/CIO通道使用SPD，DI通道使用防雷端子，DO通道使用继电器，仪表单独供电使用空气开关。
表4.2.1DCS系统I/O信号一览表
信号
类别
监测
控制
顺控
安全
机泵
运行
总计
自动
手动
输
入
信
号
AI
4～20mA
164
164
DI
状态触点
176
176
CIO
RS232/485
16
16
输
出
信
号
AO
4～20mA
64
64
DO
24VDC/1A
106
138
220VAC/5A
32
Ø工程师操作站1台：
为单液晶显示，可完成操作员站功能。
Ø操作员操作站2台：
为双液晶显示。
Ø激光打印机1台：
过程报表打印。
Ø宽行针式打印机1台：
报警及事件打印。
Ø软件1套，包括：
编程软件，控制器、操作站运行软件。
2．PLC系统1套，完成安全仪表系统（SIS）的数据采集及控制；PLC系统下挂于DCS系统的冗余以太网，通过网络完成与DCS系统的硬件无缝连接；包括的软、硬件内容为：
Ø控制机柜2面，包括：
具有SIL3认证的控制器1套，控制器为冗余、容错结构（QMR）；具有SIL3认证的冗余电源模块、通讯模块（完成与数据采集/控制模块之间的通讯）各1套；具有SIL3认证的数据采集/控制模块1套（根据下表进行相应配置：
表4.2.2PLC系统I/O信号一览表）；辅材1套：
包括继电器、浪涌保护器（SPD）、防雷端子、接线端子、柜内配线及照明等。
注：
PLC控制机柜与外部连接的防雷击保护方式为：
AI通道使用SPD，DI通道使用防雷端子，DO通道使用继电器。
表4.2.2PLC系统I/O信号一览表
信号
类别
监测
控制
顺控
安全
机泵
运行
总计
自动
手动
输
入
信
号
AI
4～20mA
12
12
DI
状态触点
201
201
CIO
RS232/485
输
出
信
号
AO
4～20mA
DO
24VDC/1A
39
39
220VAC/5A
ØSOE站：
通过以太网与PLC系统控制器进行通讯，对SIS系统的突发动作进行跟踪。
ØESD盘：
内置防误操作按钮，通过硬线与数据采集/控制模块相连。
Ø消防盘：
内置防误操作按钮，通过硬线与数据采集/控制模块相连。
Ø软件1套，包括：
编程软件，控制器、SOE站运行软件。
3．操作桌椅1套。
Ø放置于已建集中控制室的操作桌椅，2套，操作桌大约尺寸：
1600X900mm（宽X深）；注：
可进行适当调整，用于摆放操作员操作站和打印机。
Ø放置于新建自控系统维护间的操作桌椅，1套，操作桌大约尺寸：
1500X1000mm（宽X深）；注：
可进行适当调整，用于摆放工程师操作站。
5设计基础资料
5.1工程概述
5.4.1控制系统
塔河三号联合站轻烃处理工程.轻烃处理站自控系统包括：
过程控制系统（PCS）和安全仪表系统（SIS）。
过程控制系统（PCS）以集散型控制系统（DCS）为核心，完成以下工艺装置的自动化检测及控制：
生产装置区；水处理装置区；凝液储存装置区；公共工程装置区。
生产装置区包括：
原料气压缩部分，天然气脱硫部分，硫磺回收部分，天然气脱水部分，冷凝分离部分，凝液分馏部分，外输气压缩机部分，外输计量部分及辅助制冷部分；水处理装置区包括：
污水处理部分和喷淋水部分；凝液储存装置区包括：
液化气储存部分，轻油储存部分及凝液装车部分；公共工程装置区包括：
放空火炬部分，氮气部分，闭式排放、开式排放部分，燃料气部分，化学药剂加注部分及热媒部分。
安全仪表系统（SIS）以达到一定安全等级认证的逻辑控制系统（PLC）为核心，完成的功能为：
站内天然气及H2S泄漏检测；凝液储存罐区火焰检测，站内设施火灾报警；消防装置的自动化检测及释放终端的远程控制；危险情况发生时，工艺流程的紧急关断。
SIS系统与PCS系统硬件通过以太网实现无缝连接，共享操作站及打印机。
塔河油田三号联合站轻烃处理站与油站建设在同一站场；油站为已建工程，主要完成原油、污水处理及井口回注等工艺，在油站内已建集中控制室面积较大。
根据西北分公司提出“新建塔河油田三号联轻烃处理站与已建油站一起进行值班、管理”的要求，本次工程仅新建自控系统维护间，将操作员操作站及需手动操作的控制盘摆放于油站已建集中控制室，将仅需正常维护的控制机柜及UPS摆放于新建自控系统维护间。
构成控制系统冗余网络的主热备交换机放置于自控系统维护间，通讯专业使用光缆通过交换机完成自控数据的上传。
已建集中控制室与新建自控系统维护间距离较远（270m），主热备交换机无法直接与集中控制室内设备进行通讯，因此在集中控制室内设置副热备交换机。
5.4.2工艺概述
塔河油田三号联轻烃处理工程的主要功能是生产高附加值的液化气和轻油产品，并为下游用户提供合格的天然气。
由于原料气中含有较多的H2S，无法满足外输天然气的质量指标及轻烃回收的要求，因此，需对原料气进行脱硫处理。
由于附近没有利用C2的下游工业，所以C2组份不必回收；C3以上的组份回收后可分离为丙烷、丁烷（或液化气）和轻油作为产品直接外销。
所以该处理站的产品方案应是天然气（干气）、液化气和轻油；副产品为硫磺。
5.2站场气象条件
极限最高气温（℃）：
44
极限最低气温（℃）：
-20.7
年平均相对湿度（%）：
64~83
年日照时间（h）：
1231~2585
5.3工作环境
本次工程所有的控制系统设备均摆放于自控系统维护间（新建）和油站集中控制室（已建），两个房间均满足以下条件：
Ø结构要求：
水泥地面，上铺防静电活动地板，活动地板的平均负荷不小于5000N/m2，水平度±1.5mm。
Ø环境条件：
噪音低于55dB（A）；安装空调，可调节温度：
冬天20±2℃，夏天26±2℃，温度变化率小于5℃/h。
Ø采光与照明：
采用人工照明，照明灯使用荧光灯；距地面0.8米平面上的不同区域照度为500lx；设有事故照明系统，事故照明的照度50lx。
Ø进线方式：
进线采用电缆沟方式。
Ø室内电缆敷设：
基础地面上，防静电地板下敷设。
Ø设备的安装固定：
机柜固定在型钢制作的支撑架上，该支撑架固定在基础地面上。
Ø安全保护：
放置控制系统的房内内均设置手动消防设施。
5.4供电
控制系统所有设备一律经不间断电源进行1对1单独UPS供电，UPS电池容量保证掉电后，系统在100负荷时运行30分钟。
UPS为第三方供产品，单相电源，AC220V±5%，50Hz±0.5Hz，波形失真率小于5%，允许电源瞬断时间小于等于20ms，电压瞬间跌落小于10%。
现场仪表：
24VDC电源由控制柜内电源输出模块供电；220VAC电源由控制柜通过空气开关对现场仪表进行供电。
5.5接地
控制系统接入全站的联合接地；联合接地电阻为工频接地电阻，不大于4Ω；控制系统与联合接地之间的连接电阻不大于1Ω。
在自控系统维护间和集中控制室均设置保护接地箱，为控制系统所有设备进行1对1单独保护接地；保护接地箱及连接电缆由建设单位完成。
在摆放控制机柜的自控系统维护间设置工作接地箱，为所有控制机柜进行1对1单独工作接地；工作接地箱及连接电缆由建设单位完成。
每座控制机柜内需由控制系统设置工作接地汇流铜排。
5.6控制系统硬件位置摆放
控制系统的所有设备摆放于两个房间，具体内容如下：
Ø控制机柜：
5面，摆放于新建自控系统维护间。
内置：
控制系统的控制器、电源模块、通讯模块、数据采集/控制模块、辅材及主热备交换机等。
Ø工程师操作站：
1台，摆放于新建自控系统维护间，用于控制系统的编程及维护，为巡检人员提供人机界面，可完成操作员站所有功能。
Ø操作员操作站：
2台，摆放于已建集中控制室的操作间，为值班人员提供人机操作界面；并可显示SIS系统全部SOE信息，包含卡件诊断信息。
Ø激光（报表）打印机：
1台，摆放于已建集中控制室的操作间，完成过程控制打印。
Ø宽行针式（报警）打印机：
1台，摆放于已建集中控制室的操作间，完成报警的实时打印。
ØESD盘及消防盘：
壁挂于已建集中控制室的机柜间。
Ø操作桌椅：
1套，放置于已建集中控制室的操作间，摆放操作员操作站及SOE站。
Ø操作桌椅：
1套，放置于新建自控系统维护间，摆放工程师操作站。
Ø副热备交换机：
1套，放置于已建集中控制室操作桌内。
Ø光电转换设备：
完成主、副热备交换机之间的通讯，包括冗余的光电转换器2套（1套放置于主热备交换机侧，1套放置于副热备交换机侧）、光纤、尾纤及光缆终端盒等。
6DCS系统技术要求
本部分规定了负责采集和控制PCS系统数据的DCS，在功能、基本配置、软件功能及编制等方面的最低要求。
6.1功能
DCS系统系统应能完成以下功能：
1、数据采集和存储
2、控制
3、报警
4、记录及打印
5、显示
6、操作
6.1.1数据采集和存储
操作站负责系统的数据采集和存储，数据的存储应符合以下要求：
1、系统应能检测模拟和数字两种信号，并把数据存储在存储器内。
2、控制室操作人员应能中止对任一模拟输入输出信号的扫描并能修改设定参数。
3、各模拟输入信号的扫描时间如下：
温度、压力2S；流量2S；液位2S；其它4S。
4、数字输入信号每秒扫描一次。
5、趋势记录采样时间，根据需要0.5s～24h可选，对测量、给定和操作输出均可有趋势采样功能。
6、应对过程变量的历史数据建立数据库，数据库应每6分种将瞬时值存盘一次，并保留前7天的瞬时值。
数据库应保存前3个月的2小时平均值和累积值，保存1年的8小时、24小时、月平均值和累积值。
6.1.2控制
1、连续控制
系统应有连续控制的功能，主要有定值、比值、分程、PI
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