11自控专业设计统一规定.docx
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11自控专业设计统一规定
自控专业
总体设计统一规定
业主名称:
山东滨化滨阳燃化有限公司
项目名称:
山东滨化滨阳燃化有限公司高硫重油综合利用项目
项目号：
85091
项目地点:
中国.山东.滨州
目录
1、总则3
2、设计选用的标准规范3
3、设计基础6
4、自动控制水平9
5、自动控制系统方案10
6、仪表选型13
7、控制室20
8、仪表电源、气源、热源22
9、仪表材料及安装23
10、设计范围28
1、总则
1.1目的
本规定用于山东滨化滨阳燃化有限公司高硫重油综合利用项目仪表和控制系统的设计，对本工程仪表和控制系统的配置方案进行总体规划，提出了本工程总体自动控制水平，规定了仪表及控制系统的应用和设计原则，对仪表安装及材料的选用原则提出了通用规则。
本规定同时作为基础设计和详细设计的依据。
1.2标准、规定及审查意见的执行原则
在项目的执行过程中，当出现标准、规定及审查意见阐述不一致的情况时，应向总体院提出，并按照以下优先级次序执行。
1.2.1国家强制性标准规范及条文。
1.2.2行业标准规范及条文。
1.2.3专利商的设计方案。
1.2.4山东滨化滨阳燃化有限公司对项目总体设计、基础工程设计的审查批复意见。
1.2.5山东滨化滨阳燃化有限公司与承包方的会议纪要。
1.2.6山东滨化滨阳燃化有限公司项目可行性研究报告。
1.2.7总体院编制的自控专业统一规定（本规定）。
2、设计选用的标准规范
2.1引用规则
下列文件中的条款通过本规定的引用而成为本规定的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用本规定。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规定。
引进技术装置所采用的标准和规范按合同的规定。
2.2图纸内容及深度
《石油化工大型建设项目总体设计内容规定》SHSG-50-2008
《石油化工装置基础工程设计内容规定》SHSG-033-2008
《石油化工装置详细工程设计内容规定》SHSG-053-2003
《石油化工自控专业工程设计施工图深度导则》SHB-Z01-95
2.3仪表选型
《石油化工自动化仪表选型设计规范》SH3005-1999
《IndustrialPlatinumResistanceThermometerSensors》（工业铂电阻感温元件）IEC751
《ThermocouplesPart1referencetables》（热电偶第一部分参照表）DIN/IEC584
2.4流程图
《过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号》GB/T2625-1981
《过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号》HG/T20505-2000
2.5节流装置计算
《流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》GB/T2624；或ISO-5167-1，91，Measurementoffluidflowbymeansofpressuredifferentialdevices-Part1:
Orificeplates,nozzlesandVenturitubesinsertedincircularcross-sectionconduitsrunningfull.
2.6调节阀计算
《在安装条件下不可压缩流体的阀门口径计算公式》IEC60534-2（1978）
《FlowEquationsforSizingControlValves》（调节阀口径计算技术公式）ANSI/ISAS75.01
《ControlValvesAerodynamicNoisePredication》（调节阀噪音预估）ISAS75.17
《ControlValveSeatLeakage》调节阀泄漏等级ANSI/FCI70-2
《气动调节阀》GB/T4213-92
2.7仪表外壳防护等级
《ClassificationofDegreesofProtectionProvidedbyEnclosure》（外壳防护等级）IEC60529-2001
《IndustrialControlsandSystem/Enclosure》（工业控制器和系统/外壳）NEMAICSI-110-1993
《外壳防护等级的分类》GB4208-1993
2.8危险区域划分及设计
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-1992
《石油化工企业设计防火规范（1999年版）》GB50160-2008
《爆炸性气体环境用电气设备第4部分：
本质安全型“i”》GB3836.4-2000
《爆炸性气体环境用电气设备第2部分：
隔爆型“d”》GB3836.2-2000
《爆炸性气体环境用电气设备第14部分：
危险场所分类》GB3836.14-2000
2.9仪表工程设计规范
《石油化工控制室和自动分析器室设计规范》SH3006-1999
《石油化工安全仪表系统设计规范》SH/T3018-2003
《石油化工仪表管道线路设计规范》SH/T3019-2003
《石油化工仪表供气设计规范》SH3020-2001
《石油化工仪表及管道隔离和吹洗设计规范》SH3021-2001
《石油化工仪表及管道伴热和隔热设计规范》SH3126-2001
《石油化工企业职业安全卫生设计规范》SH3047-1993
《石油化工企业可燃气和有毒气体检测报警设计规范》SH3063-1999
《石油化工仪表接地设计规范》SH/T3081-2003
《石油化工仪表供电设计规范》SH/T3082-2003
《石油化工分散控制系统设计规范》SH/T3092-1990
《可编程控制器系统设计规定》HG/T20700-2000
《石油化工仪表安装设计规范》SH/T3104-2000
《炼油厂自动化仪表管线平面布置图图例及文字代号》SH/T3105-2000
《钢制对焊无缝管件》SH/T3408-1996
《锻钢制承插焊管件》SH/T3410-1996
《工业金属管道设计规范》GB50316-2000
《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85
《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG20592~20635-97
《PipeFlangesandFlangedFittings（NPS1/2ThroughNPS24）ANSIB16.5（管法兰及法兰配件）》
《PipeThreads,GeneralPurpose（inch）》（普通NPT锥管螺纹）ANSI/ASMEB1.20.1
2.10施工验收规范
《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501-2002
《石油化工仪表工程施工技术规程》SH3521-1999
《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92
《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97
3、设计基础
3.1测量单位
测量单位使用国际单位制（SI单位）。
常用单位如下：
温度单位：
℃；
压力单位：
Pa、kPa、MPa；
流量单位：
液体kg/h、t/h、m3/h；
气体m3/h、Nm3/h（标准状态）
蒸汽kg/h、t/h
液位单位：
mm；％；
密度单位：
kg/m3、kg/Nm3（标准状态）；
运动粘度单位：
mm2/s；
动力粘度单位：
mPa.s；
3.2仪表传输标准信号
气动信号：
20~100kPa；
电动信号：
4~20mADC；
开关量输入信号采用无源触点进入控制系统；
与电气专业相连的开关量输出信号为无源触点，且加继电器隔离。
3.3仪表编号
3.3.1新区新建炼油装置及储运部分仪表编号
1）仪表编号原则
仪表编号按照“AAAAA-BBB-CDDEE”原则编写，其中：
AAAAA—装置或系统单元代号,以工厂设计规定为准。
BBB—被测变量及其功能代号。
按GB/T2625《过程检测和控制流程图用图形符号及文字代号》和公司相关规定以及《Instrumentationsymbolsandidentification》ISAS5.1编写。
其中可燃气和有毒气体报警器现场变送器统一采用“AT”;差压变送器采用“PDT”（D为大写）；开关量仪表采用XSH/XSL（高/低）和XSHH/XSLL（高高/低低），其中X为工艺变量T、P、F、L；安装在调节阀（或切断阀）风路管线上的电磁阀采用“XSV”，其中X为工艺变量T、P、F、L，若为切断阀，则X可以取消；联锁切断阀采用“UV”；开关量阀位回讯器采用“ZSO”（开）和“ZSC”（关）；模拟量阀位回讯器采用“ZT”。
C—装置或系统单元内的各部分,用1位阿拉伯数字表示，按1.2.3等顺序号编制。
DD—仪表所在的PID图号，用2阿拉伯数字表示。
EE—仪表回路的顺序号，用2阿拉伯数字表示，按01.02.03等顺序号编制。
注意事项：
仪表编号前缀“AAA”在PID图中不用表示，但要在图中注释部分用“本图内所有仪表编号均以‘AAA-’为前缀”文字注明，在仪表规格书、联锁逻辑图、仪表室外图等文件中需表示仪表编号前缀。
2）各装置代号及仪表编号
序号
装置名称
单元号
仪表编号举例
设计分工
备注
1
工艺装置
1.1
30X104tt/a石脑油改质
3211
LZPEC
新建
第一部分
3211-FT10101
第二部分
3211-FT20101
1.2
40X104tt/a原料油预脱硫
待定
华东设计院
新建
第一部分
待定
第二部分
待定
1.3
80X104tt/a催化裂解
待定
华东设计院
新建
第一部分
待定
第二部分
待定
1.4
50X104tt/a气体分离
待定
待定
华东设计院
新建
1.5
12X104tt/aMTBE
待定
待定
待定
新建
1.6
17×104t/a丁烯丁烷分离
待定
待定
待定
新建
1.7
40×104t/a油品改质
待定
待定
上海华西
新建
1.8
2×104Nm3/h制氢
待定
待定
上海华西
新建
2
主体设计及全厂公用工程扩改
待定
LZPEC
扩改
第一部分
待定
第二部分
待定
3
污水处理及中水回用
待定
待定
待定
4
锅炉
待定
待定
待定
3.3.2老区改造装置仪表编号
老区改造装置（如果有）仪表编号在原装置编号的基础上由设计单位自行确定,但应避免各装置间仪表编号的重复。
3.4自然条件
3.4.1气温
年平均温度12.6℃
极端最高温度39.0℃
极端最低温度-21.5℃
最热月最高平均温度26.6℃
最冷月最低平均温度-3.4℃
3.4.2相对湿度
年平均相对湿度67%
历年最高相对湿度82%
历年最低相对湿度61%
4、自动控制水平
4.1山东滨化滨阳燃化有限公司高硫重油综合利用项目实施后，最终将实现新建装置和配套系统（单元）控制、管理、经营一体化；各生产装置、储运系统、以及公用工程的自动控制达到国内先进水平。
4.2新建炼油各工艺装置、储运系统、公用工程采用集散型控制系统（简称DCS）进行过程控制和检测。
4.3储运罐区实施罐区监控自动化；
4.4新建炼油项目的过程控制层包括：
集散型控制系统（DCS）
安全仪表系统（SIS）
设备包控制系统（PLC）
压缩机组控制系统（CCS）等。
4.5各装置除DCS以外的其它主要控制系统应设置与DCS进行通讯的接口，当DCS系统与其它控制系统之间的距离＜1000m时，信号传输采用RS485，全双工，ModbusRTU通讯协议；当距离＞1000m时，信号传输采用TCP/IPOPC通讯协议。
DCS系统应设置与全厂计算机信息和生产调度系统管理网相连的以太网通信接口,并建立实时数据库,为全厂信息管理系统提供所需的数据和网络结构基础。
4.6山东滨化滨阳燃化有限公司全厂计算机信息管理和生产调度系统由用户或另行委托的第三方统一考虑。
5、自动控制系统方案
5.1概述
山东滨化滨阳燃化有限公司高硫重油综合利用项目控制室按设计院各自负责的装置分别设置。
各新建工艺生产装置、配套的炼油区储运设施、炼油公用设施、给排水及消防设施、炼油厂外设施（原油及成品油）的DCS/PLC显示操作站及附属设备均集中在各自控制室，而其控制站及其附属设备均安装在各装置或单元的控制室内。
DCS系统的操作站还可通过通讯接口同时监视其它系统的信息，如SIS系统等。
安全仪表系统（SIS）独立于装置的DCS系统，其显示操作站、开关面板及附属设备均集中在控制室，其控制站及其附属设备均安装在各装置或单元的控制室内。
压缩机组控制系统（CCS）在控制室进行监控，并采用MODBUSRTU协议与DCS控制器进行通讯，通讯连接应在机柜室内完成，接口采用冗余方式。
老装置的改造原则上只在原控制室扩容。
5.2分散型控制系统（DCS）
整个DCS控制系统由控制站、操作站、大屏幕显示器、工程师站等组成。
各装置的DCS控制站均各自独立设置，以保证各装置在正常生产和开、停工过程中互不干扰，减少不必要的停工，控制站安装在机柜室。
控制室根据装置和系统需求设置操作站、打印机、辅助操作台、大屏幕显示器等设备。
本工程各生产装置采用同一机型的分散型控制系统（DCS），分散型控制系统具体技术要求如下。
5.2.1设置原则
DCS的基本设置原则为：
控制单元的CPU等功能卡为1：
1冗余或容错配置；DCS的电源卡或设备按1：
1冗余配置；DCS各级网络通讯总线和通讯设备及部件为1：
1冗余配置；控制回路的多通道I/O卡为1：
1冗余配置。
冗余设备必须能在线自诊断，出错报警，无差错切换。
系统的各种插卡应能在线插拔、更换。
控制站原则上按装置独立设置。
5.2.2操作站设备
DCS系统操作站以工业PC机为基础，包括数据处理器、显示器、操作员键盘、鼠标或球标以及网络通信接口。
每一个操作站带双层20"液晶显示器，采用WindowsXP操作系统，能与DCS系统局域网和信息管理网进行通讯连接。
操作员键盘采用防溅隔膜型，操作站具有键锁或设置密码功能，用于设置不同的操作或管理级别。
操作站的存贮器有足够的空间来保存和调取所负责区域的流程图画面。
并按需要配置针式打印机用于打印报警、报表文件。
5.2.3工程师站设备
DCS系统工程师站以工业PC机为基础，包括数据处理器、显示器、工程师键盘、鼠标、以及以太网网络通信接口，用于DCS系统组态、调试、维护和管理。
每一个工程师站带双层20"液晶显示器，采用WindowsXP操作系统，能与DCS系统局域网和信息管理网进行通讯连接。
工程师站有足够的硬盘空间用于组态和下装系统软件和应用软件。
工程师站设备的规格与操作站相同，并配置激光打印机用于打印流程图和组态文件。
5.2.4备用要求
DCS的各类机柜及卡件箱应留有15%已经接好线的输入/输出（I/O）点作为备用，还应预留20%的卡笼安装空间和20%的预留接线端子。
5.2.5负荷要求
控制站按实际需要配置，不得将不同装置的控制回路放在同一控制站中。
各控制站I/O卡件插槽必须预留20%的余量。
当控制站满负荷时，系统的电源、软件、通讯负荷和其他各种负载应具有至少40%以上的工作裕量。
操作站和控制站的负荷不应超过60%。
5.3安全仪表系统（SIS）
根据各工艺装置及关键设备设置必要的安全仪表系统（SIS）。
SIS系统独立于DCS系统设置。
SIS系统的安全综合等级可按照IEC61508中规定的SIL2、SIL3级考虑。
SIS系统应采用由TUV安全认证的冗余、冗错的可编程序控制器（ProgrammableLogicController-PLC）完成装置的紧急停车（ESD）。
SIS系统按照故障安全型设计，与DCS系统实时数据通讯。
各装置SIS系统设置独立的控制站，使SIS的运行不受其他装置运行的影响，以确保人员及生产装置、重要机组和关键生产设备的安全。
根据需要SIS系统可设置显示操作站，相应的报警及操作通过显示操作站（软按钮）完成；对于重要的场合，应采用“一硬一软”的方式，即：
除软按钮外，还应在CCR的辅助操作台设置紧急停车按钮（硬按钮），用导线与炼油管控中心的SIS系统的DI卡（远程I/O卡）连接，经光电转换发送与接收设备通过冗余光缆与现场机柜间中的SIS控制系统连接。
SIS系统设置工程师站和事件序列记录工作站（SER）。
其中工程师站用于SIS系统的组态、下装、调试和日常维护；SER用于报警事件顺序的记录，以便事故原因的追溯。
工程师站和SER站互为备用。
SIS系统应有15%已经接好线的输入/输出（I/O）点作为备用，这些备用点平均地分布在各个独立的SIS系统中。
在端子接线柜中，有20%的裕量端子作为备用；在系统机柜中，有20%的裕量空间用于安装I/O卡件。
SIS系统的处理器、数据存贮器和数据通信网络及电源单元的负载最高达到60%；应用软件和通信系统有30%的扩展能力。
新建部分的SIS系统采用统一品牌的系统。
5.4机组专用监测和控制系统CCS
根据生产装置的实际需要，对于较复杂的机组设置机组专用监测和控制系统（CCS），完成机组的调速、防喘振控制、负荷控制、过程控制、联锁保护等功能，并与装置的DCS进行通讯。
CCS应采用专用的应用软件，如转速控制，防喘振控制等，同时具有事件顺序记录功能。
对于较简单的机组（如往复式压缩机），机组的监控应由装置的DCS完成，机组的安全联锁保护应由SIS完成。
新建部分的CCS系统采用统一品牌的系统。
5.5设备包控制系统PLC
特殊工艺设备的现场仪表和控制系统由工艺设备供货商配套，该控制系统应通过MODBUS协议和装置的DCS进行通讯。
PLC系统应统一品牌的系统。
6、仪表选型
6.1通则
根据各装置的生产规模、流程特点选择性能可靠、技术先进、精度适当、价格合理，售后服务和技术支持良好的仪表和控制系统。
仪表选型要充分满足石油化工装置生产需要。
选用的仪表必须是国家技术监督部门批准的、取得制造许可证的合格产品。
优先选用通过ISO9000标准质量管理体系认证的工厂、公司或制造商生产的产品。
凡进口计量器具需取得国家技术监督局的《中华人民共和国计量器具型式批准证书》。
现场仪表原则上选用电子式，变送器和阀门定位器选用智能型。
采用4～20mADC标准信号叠加HART协议。
现场仪表原则上不采用气动仪表和调节器。
用于SIS系统的仪表，原则上应独立于DCS的监视和控制仪表单独设置取压口，传感器信号直接进SIS系统。
对于三取二联锁，无法分别设置取压口的场合，如节流元件，可公用两对取压口，设置4台传感器，其中1台用于监视和控制，信号直接进DCS系统，仪表的供电由DCS系统提供；3台用于联锁，信号直接进SIS系统，仪表的供电由SIS系统提供。
为使SIS系统构成的中间环节最少，对于仅用于联锁的回路，SIS的传感器信号应直接进SIS系统，SIS提供通讯将该信号送往DCS系统监视。
高压、高温、高差压、特种工艺介质检测、控制仪表，如：
高压、高温及高差压调节阀、高压紧急放空阀、高压气缸式切断阀、电磁阀、高压浮筒液位计等选用进口仪表。
引进工艺包装置的仪表选型，原则上应遵照专利商的要求选用，并应符合国家有关强制执行标准。
6.2温度仪表
6.2.1现场温度仪表刻度应采用直读式刻度，正常使用温度应为仪表量程的50%～70%，最高测量值不应超过量程的90%。
就地温度指示仪表选用带外保护套管的万向型双金属温度计，刻度盘直径一般宜选用ф100mm。
若安装地点不易通行或观察时，或测量低温介质时，可选用毛细管充填式温度计，毛细管长度不宜超过6m。
6.2.2需远传的温度测量宜选用带弹簧铠装热电阻/热电偶和一体化温度变送器，在铠装温度元件顶部接线盒环境温度超过50℃或在一些特殊的场合，应采用分体式温度变送器。
测温元件一般不采用双式热电偶结构，需要在两地显示或要求备用或既要控制又要报警联锁时，应选用两只单独安装的测温元件。
当测温元件为热电偶时，该回路应具有断偶保护功能。
6.2.3除特殊情况外，所有温度元件应有保护套管，保护套管材料为316SS，均采用法兰式接口与工艺连接，公称压力与管道等级相同。
原则上保护管长度在管道内为50～200mm，在设备内为400mm。
对小管径（小于等于3”）应采用局部扩大管方式。
6.2.4除专利商或设备成套商的特殊要求外，本项目中不采用温度开关。
6.2.5对于检测点比较集中，且用于DCS监视的热电偶等测温元件，可采用多路温度发射及接收装置与DCS连接；对于参与控制的测温元件，应经温度变送器与DCS的输入卡件连接，温度变送器采用室内安装。
6.3压力仪表
6.3.1测量稳定压力时，正常操作压力应为压力仪表量程的1/3～2/3；测量脉动压力时，正常操作压力应为压力仪表量程的1/3～1/2。
6.3.2一般情况下，压力表宜选用表壳直径ф100mm；精度不低于1.5级；压力表应有后部泄压安全措施。
6.3.3就地压力指示仪表一般采用“YTS”系列不锈钢压力表。
压力≥4kPa以上时,宜选用弹簧管压力表；压力＜4kPa以下时,宜选用膜盒压力表，特殊介质可选用隔膜压力表；有振动场合的压力表宜选用耐振压力表。
6.3.4除专利商或设备成套商的特殊要求外，本项目中不采用压力开关。
6.3.5压力、差压远传选用智能型压力、差压变送器（4-20mADC标准信号叠加HART协议），测量压差或微压力选用差压变送器，测量腐蚀性或易堵介质的压力选用膜片密封式法兰压力变送器。
6.3.6压力仪表测量元件的材料最低要求为316SS不锈钢。
6.3.7往复泵、压缩机出口的压力表应设有脉冲阻尼器。
压力表或压力变送器应有超量程保护设施。
6.4流量仪表
6.4.1工艺最大流量不应超过流量仪表量程的90%，正常流量测量应为流量仪表量程的50%～70%，最小流量不应小于流量仪表量程的10%。
6.4.2流量测量优先选用差压式流量计，也可选用涡街流量计、面积式流量计、容积式流量计、电磁流量计、质量流量计、楔式流量计、靶式流量计等流量仪表。
6.4.3节流装置采用国际标准ISO5167-1（1991）标准计算、制造和验收。
孔板的β值应在0.3～0.7之间。
通常变送器的差压范围选用：
0～5,0～10,0～16，0～25,0～50kPa。
6.4.4根据管道情况，合理选择节流装置的前后直管段。
对特殊非标准场合应选用带前后直管段的节流装置（Meter-Run）。
6.4.5
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