矿热炉DCS系统招标清单及技术规范.docx

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矿热炉DCS系统招标清单及技术规范

矿热炉DCS系统招标清单及技术规范

矿热炉DCS系统

《招标清单及技术规范》

一.概述

1.1目的

编写本规格书的目的，是对湖北兴山县兴发硅业有限公司的集散控制系统（即DCS系统）在配置规模、系统功能、技术性能等方面提出要求，对制造厂商的供货范围、技术服务、现场工作提出要求。

它概括了用于工程的DCS的各项技术要求，内容包括DCS的询价、报价、订货、编程组态、人员技术培训、出厂验收、发运、安装、调试、投运、现场服务、质量保证等各阶段的要求。

1.2工程项目概况

1.2.1厂址：

本工程建设地位于湖北省兴山县。

1.2.2工程项目采用DCS集散控制系统、安检系统、光纤传输（局域网）系统、LED滚屏字幕报警和语音报警（广播）系统等组成。

工程建设规模为2×12500KVA工业硅（I期）。

工程DCS控制系统包括：

配料仓进料系统1套（输送设备已经订货）。

配料dcs系统1套（秤体、给料设备已经订货）。

电炉上料系统2套（输送设备已经订货）。

电炉自动进料系统2套（环形布料小车、滑线等设备已经订货）。

电炉自动化系统2套（油站、电极升降、电极自动压放、冷却水、变压器检测、变压器自动调档、中控测控都是2套）。

水泵房控制系统1套。

仪器仪表：

料位仪（高温、防腐蚀）。

行走位置检测传感器（防碰创，防尘）。

电极大力缸位移变送仪（要求本安接口，显示精度0.1mm）。

压力变送仪（含配套的阀门、三通等套件）。

热电阻、热电偶（包括配套保护管、安装配套件、密封件）。

数显温度变送仪。

流动开关。

跑偏开关、拉绳开关。

电液动棒闸（闸阀已订，需做控制部分）。

炉变参数检测仪表一批。

配料设备：

（设备已定，需做dcs控制部分）

16台电振给料机（已订货）。

8台配料斗（已订货）。

视频监控系统：

22个现场摄像头。

中控室要求做标准电视墙。

16台26″和1台42″液晶电视。

滚动信息显示屏一块。

视频控制矩阵一套。

工程采用DCS集散控制方式，设置一个DCS中央控制室（即操作员站室）。

工业硅炉、水泵房站、配料仓进料系统站、配料控制站、上料系统站、炉进料控制、冷却水检测、变压器控制站等通过数据通讯网络进入中央控制室。

各控制分站既能独立控制又能集中控制，各站互不影响。

1.3DCS系统组成

采用PCS7系统，进口品牌西门子6ES7系列CPU，内存大于8M组成控制系统，采用对等分布式结构，主要由操作站（操作员站、监控浏览站、工程师站）、控制站、数据通讯网络构成。

1.3.1操作站

操作站由4个操作员站（其中炉控每台炉1个，水泵站1个，上配料站2个）、5个监控浏览站（有机调度、生产部调度各1个、厂长室1个、公司领导办公室2个）和1个工程师站构成。

1.3.2现场控制站

本工程DCS系统配置5个现场控制站：

即配料仓进料站、配料上料站、1#炉控制站、2#炉控制站、水泵站等5个工段各1个控制站（各现场控制站根据现场情况分别安装于各控制站低压室）。

每个工段由一个控制器及其I/O组件等独立控制。

每个控制站由安装有主控制器、外部通讯组件和I/O模块的主机柜、安装端子和隔离继电器的扩展机柜、隔离器柜以及UPS电源柜等构成。

控制站应独立完成控制和数据采集。

即使操作站故障，控制站仍能按规定的控制策略完成设定的功能。

现场控制站配备足够的主机柜、扩展机柜及隔离器柜，全部设备集中布置在控制站的机柜室内（包括UPS电源）。

安装卡件、接线端子、隔离继电器、模拟量隔离模块、UPS电源的机柜由供应商根据所配置的控制设备的数量来配置。

（控制站模拟量必须配置信号隔离器和过流、过压保护装置）。

1.3.3系统网络通讯

主控操作站与现场控制站间通过系统网络进行通讯。

系统通讯网络采用标准工业以太网。

为实现企业管理的现代化，DCS通过网络接口与企业信息管理系统连接，以完成信息管理及综合调控功能。

二、标准规范

DCS应遵循的标准和规范:

基础标准有关条款

温度仪表标准

压力仪表标准

流量与物位仪表标准

检测和记录仪表标准

工业控制机与计算机技术应用装置标准

自动装置与遥控装置标准

调节器标准

执行器标准

电力屏柜、箱、盘等标准

EN55022、EN55014

无线电干扰抑制能力

IEC801，EN60801，VDE0843，NAMUR

抗电磁干扰能力

IP22，IP65

外壳防护标准

IEEE802.3/DIN/ISO8802

以太网标准

DIN/IS011898

CAN总线标准

TCP/IP,IEC870-5

网络通讯协议

CAN,Modbus,Profibus,FF,HART

现场总线标准

DDE,OPC

开放数据互联协议

制造厂及IEC、ISA的其他标准

对本规格书未提及的系统所应执行的标准，DCS厂商也应详细列出。

三、买卖双方的职责或要求

卖方必须熟悉工业硅生产工艺控制流程，否则对配料、上料、进料、矿热炉的控制弄不清楚而造成自控设备形同虚设。

PLC柜（隔离器和保护器、PLC模块、网络交换、光纤及接口）等。

炉进料控制系统（2套）：

内容包括：

投料管相应的电液动棒阀的自动/手动控制。

低压柜（现场控制使用）。

现场手动给料箱：

由炉操作工根据炉况，指定部位进料。

送给PLC信号后，由PLC自动根据设定的程序，给炉实现均匀、满足物料配比的供料。

PLC控制柜（隔离器和保护器、PLC模块、网络交换、光纤及接口）。

电液动棒阀：

（配置位置检测传感器）。

电炉自控系统

内容包括：

液压站控制（2套）、变压器测控（2套）、电炉负荷测控控制（2套，含电炉中控手动操作台），电极控制（2套），压放控制（2套），冷却水测控（2套），循环水泵房控制（1套）。

电炉液压站控制（2套）：

内容包括：

液压站的控制（油泵的启停、油压的检测、油温的冷却与加热、油温的检测）。

低压柜（油泵的启停、油温的现场控制）。

PLC柜（油压、油温的检测，油站的自动控制），仪表、传感器、隔离器和保护器、网络交换、光纤及接口等。

变压器的测控（2套）：

内容包括：

冷却水流、冷却油泵、油流、冷却风扇、油温、瓦斯、压力阀等信号的测控。

低压柜（油泵、风扇的现场控制）。

PLC柜（油泵、变压器冷却的自动控制），相关安全参数的仪表、传感器，及其检测。

隔离器和保护器、网络交换、光纤及接口等。

电炉负荷测控（2套）：

内容包括：

炉变的电压、电流、有功、无功、功率因素的检测与控制，变压器有载调档器的自动控制，电炉的分闸、合闸。

电炉手动操作台（2台）。

具有手动功能。

具有PLC控制的标准接口。

PLC柜（变压器负荷的自动控制），相关的本安仪表、传感器，及其检测。

隔离器和保护器、网络交换、光纤及接口等。

电极控制（2套）：

内容包括：

电极的冷却、加热，电极的升降控制，电极的位移检测。

低压控制柜（包含电极的现场控制）。

电极的加热、冷却控制（必须具有标准的电流检测输出）。

电极的升降控制。

电极的位移检测（本安）。

PLC控制柜（实现电极的自动控制）。

相关的本安仪表、传感器，及其检测。

隔离器和保护器、网络交换、光纤及接口等。

压放控制（2套）：

内容包括：

电极的手动、自动压放，电极的消耗检测。

低压控制柜（包含电极的压放现场控制）。

电极的消耗检测（本安）。

PLC控制柜（实现电极压放的自动控制）。

相关的本安仪表、传感器，及其检测。

隔离器和保护器、网络交换、光纤及接口等。

冷却水测控（2套）：

内容包括：

电极的接触元件、底环、炉盖、水冷料管、膛口等的检测。

保证电炉的安全、可靠运行。

可有效降低炉的维修次数，保证运转率。

仪表检测箱（2套）：

仪表检测箱防尘、防水、防喷火（现场使用）。

热电阻、热电偶的检测范围与炉参数配套。

所有温度，必须提供数显温度变送仪。

热电阻、热电偶的提供，必须配套提供安装的保护套管，安装配套件（由卖方加工配套，市场没有标件可买）。

PLC控制箱（实现温度的自动传送）。

相关的仪表、隔离模块。

网络交换、光纤及接口等。

循环水泵房控制（1套）：

低压控制柜（包含水泵的现场控制）。

电流、压力、水流采集。

PLC控制柜（实现水泵的自动控制）。

隔离器和保护器。

网络交换、光纤及接口等。

工程师站（详见配置）。

视频监控系统。

22个现场摄像头。

中控室要求做标准电视墙。

16台26″和1台42″液晶电视。

滚动信息显示屏一块。

视频控制矩阵一套。

含视频电缆、通讯光纤、通讯的交换机。

五、供货原则及保证

卖方必须接受下列四项原则：

服从原则

所有的不能严格满足技术规格要求有偏离的在偏离表中列出，并由用户认可。

完整性原则

将为买方提供一套完整的、全新的、技术先进的、工作安全可靠的、满足买方技术规格书中所有要求的系统。

并提供合法的正版操作系统和组态软件、组态工具等。

可靠性原则

所有供货设备必须满足稳定可靠运行。

负荷原则

所有的子系统，包括控制站、操作站、工程师站、通讯系统、电源系统等，其负荷都不应超过其硬件、软件能力的百分之捌拾伍。

六、报价要求

6.1卖方应在满足询价书中的所有要求的条件下，提供一个性能/价格比最好的方案和报价。

6.2卖方的报价书至少应包括以下内容

6.2.1卖方应对报价作全面说明，包括DCS技术规格、功能、应用业绩等。

6.2.2卖方应提供DCS系统配置图及硬件清单、系统软件清单、电源系统图、接地系统图、及相关功能的描述。

6.2.3报价中应分别列出各类硬件、软件、备品备件、技术服务、培训、组态、工厂验收、工程项目实施等各项内容。

6.2.4卖方应将其DCS的新技术、新版本、最佳配置方案及卖方认为有助于提高系统性能的建议和替代方案，提供给买方做参考。

6.2.5对规格书的意见和同规格书的差异。

报价应明确说明所有不符合本规格书要求的项目内容。

6.2.6报价应列出DCS系统硬件、软件的选项。

6.2.7料位仪选型报价。

6.2.8仪器仪表选型及报价。

七、技术要求

7.1投标的总体要求

A．卖方对所提供DCS系统的硬件、软件、技术服务、工程服务、软件组态、系统集成、工厂验收（FAT）、包装运输、开箱检验、现场安装、现场测试、现场验收（SAT）直至装置开工中DCS系统投运等各个环节负有完全责任。

B．本技术规格书对系统配置规模、功能要求等为基本要求。

卖方根据这些基本要求必须配置制造厂商可靠的、先进的、新型的、一流的主流设备及软件版本，并根据买方的要求作出性能、价格比最好的报价。

C．对技术规格书中未提及的但又是必须的系统配置和有关附件，卖方有责任建议招标方，并提供完善的DCS系统配置。

如是卖方没有提出，但在系统安装又必须要的系统配置和有关附件，卖方应免费提供。

D．卖方还应该考虑买方组建ERP系统时，卖方提供的DCS系统具备Profibus或者工业以太网通讯协议以便与其他系统的数据传送和共享，同样，卖方应在技术标书中详细说明硬件的解决方案和软件配置。

7.2系统基本硬件

要求操作站、浏览站为DELL，22英寸液晶显示器，配备专用的操作台。

7.2.1工程师站

主机配DELLOptiplex760MT（Q9650/4GB/500GB）。

CPU酷睿2双核；处理器主频3000.00RAM4G；

硬盘500G；

通讯集成1000以太网卡，DVD刻录机16X光驱。

·DELL22″液晶显示器SVGA分辨率1280×1024以上。

·专用/通用键盘。

·鼠标/轨迹球。

·内置千兆网卡。

·操作台及专用操作坐椅。

．系统配置1台惠普A4激光打印机（HP5200Lx），对报表编制等进行打印。

7.2.2操作站

·主机配DELLOptiplex760MT（Q9650/4GB/500GB）。

CPU酷睿2双核；处理器主频3000.00RAM4G；

硬盘500G；

通讯集成1000以太网卡，DVD刻录机16X光驱。

·DELL22″液晶显示器SVGA分辨率1280×1024以上。

·专用/通用键盘。

·鼠标/轨迹球。

·内置千兆网卡。

·操作台及专用操作坐椅。

·硬件配置：

1、操作站构成：

操作站由数据文件台、CRT操作台和外围设备三部分构成，是操作员完成过程监控管理任务的环境。

通过逼真的流程图画面，现场工艺布局一目了然，多窗口画面显示功能可以方便的对生产过程信息进行集中操作和管理。

在管理过程中除具有操作的所有功能外，装有系统组态平台，工程技术人员可以通过这个平台作出满足生产工艺要求的各种应用系统。

系统组态平台包括：

工程管理器、回路组态工具、流程图组态工具、画面组态工具等。

（1）数据文件台，是操作站的运算处理设备，它通过通讯接口与通讯网络连接，作为局部网络的节点装置或工作站。

功能：

对全系统所有点的监视，对各回路的控制和操作的运算处理，是操作站的主机。

包括：

微计算机、磁盘驱动器和系统键盘（对整个操作站系统进行维护工作。

）

（2）CRT操作台，是人与被控制和管理系统进行对话的界面。

由CRT和操作盘构成。

（3）外围设备，是大容量的外存（磁盘、磁带）、打印机。

2、操作站的主要功能：

（1）显示功能：

1）过程点显示功能：

可以以模拟方式（棒图）、数字方式及趋势曲线方式实时显示过程点所包括的PV，SV，MV所有过程点都标记上名称，出现在总貌画面中。

2）检测点显示功能：

非控制过程变量的实时测量值以及经处理后的输出值都可以以模拟方式及数字方式显示于CRT上。

3）状态显示功能：

以字符、模拟方式、图形及不同色彩显示回路操作装态（手动、自动、串级），显示顺序控制、批量控制的执行情况。

4）丰富的画面显示功能：

还有强大的画面生成、转换及协调能力，显示系统控制流程画面、维护检修画面等。

（2）报警功能：

有多方式报警功能，以画面形式、色彩、模拟和数字等方式对各种参数的超限进行报警显示，并伴有声响等报警信号；也对设备异常情况进行报警。

（3）操作功能：

可对全系统各个控制回路进行操作；对设定值、输出值、控制回路常数值、顺控条件值及操作值进行调整操作；对控制中各类操作状态进行切换；对报警限制、顺控定时器及计数器的设定值进行修改和重设定；为系统安全而采取的紧急操作处理；可提供操作指导。

（4）报告生成功能：

有强大的报表生成功能，配合生产管理可以打印各种班报表、日报表、操作日记及历史记录等，允许用户编制各种报表用于管理。

（5）组态和编程功能：

可按设计要求对全系统各单元功能进行组态、编程，进行系统生成，对已组态编程的各单元进行修改；对已生成系统进行修改。

（6）系统维护功能：

在系统单元发生故障时可以进行维护、修理、排除故障，甚至提供远方技术中心服务。

（7）现场与控制室联络功能。

7.2.3服务器

·服务器选DELLT410：

CPUE5504/内存2G/硬盘146G/集成显卡/DVD/19“显示器。

放置服务器等的桌、椅、柜的数量由卖方确定。

7.2.4现场控制站

7.2.4.1现场控制站的功能：

集散控制系统一般由工程师站、操作员站、历史站、现场控制站，以及连接这些站点的通信网络组成。

现场控制站是完成对现场I/O处理并实现直接数字控制（DDC）的网络节点，主要包含三个方面的内容：

（1）将各种现场发生的过程量（流量、压力、液位、温度、电源、电压、功率以及各种状态等）进行数字化，并将这些数字化后的量存储在存储器中，形成一个与现场过程量相一致的，能一一对应的、并按实际运行情况实时地改变和更新现场过程量的实时映像。

（2）将本站采集到的实时数据通过网络发送到操作员站、工程师站以及其他现场I/O控制站，以便于实现全系统的监督和控制，同时现场I/O控制站还可以接受由操作员站、工程师站下发的命令，以实现对被控对象的人工控制或对本站的参数设定。

（3）在本站实现局部自动控制、回路的计算及闭环控制、顺序控制等。

完善的控制功能：

连续控制，顺序控制和批量控制集中于一体，有丰富的控制算法，可实现串级控制、前馈—反馈复合控制系统、smith预估器、自适应自整定控制系统、多变量解偶系统。

1）反馈控制功能：

包括输入信号处理功能、报警检验功能、补偿运算和计算功能、控制运算功能。

控制运算功能：

PID、位式、时间比例控制；信号选择和设定；综合功能如实现回路连接、组态，将内部的仪表连接起来（软连接）。

2）顺序控制功能

3）批量控制功能

4）附加功能

5）多种控制方式：

回路手动、手动方式、自动方式、串级方式、计算机方式。

6）算术运算功能

7）通信功能

8）报警功能

在控制站中将一些控制仪表所共有的运算和处理归并在内部仪表的功能之内。

一个现场控制中的调节单元除包含PID控制功能外，还要具有信号变换、流量的温度压力补偿及积算、报警检测、输出信号处理等，相当于单回路控制器中5~10个运算控制模块。

而要由这些内部仪表构成控制回路则通过组态实现。

7.2.4.2现场控制站的可靠性和可维护性：

1、可靠性要求：

（1）平均无故障工作时间（MTBF）在10万小时。

（2）平均修复时间要求小于2小时。

2、保证可靠性采取的措施：

（1）元件选用采用低额值原则。

（2）元器件严格筛选、测试、高温老化处理、低温冲击试验等。

（3）接插件和各种开关采用双接点结构。

（4）安装工艺采用多层印制板高密度表面安装技术。

（5）各种模板级产品多做高温老化和低温冲击试验。

（6）改善模件运行环境。

机柜设计成防震、防电磁干扰、防尘、防潮的型式，采用散热、恒温措施。

3、采用冗余技术：

控制站直接与现场环境打交道。

电源、网络、主机系统、关键I/O部件均可实现1：

1冗余配置，具有在线故障诊断、故障自动隔离和无扰动切换，以及带电更换I/O模件的功能。

现场控制站采用双重化配置，DCS系统的控制单元、网络总线、电源和通讯模板等均进行双重化配置。

（1）电源：

交流电源和直流电源一般均采用1：

1冗余以及并联在线工作，只在多个电源的子模件上采用N：

1冗余。

（2）主机：

一般采用1：

1离线热备份方式，由一个主从控制电路协调双机的运行，实现状态互检和数据同步。

（3）网络接口：

采用1：

1冗余结构。

4、可维护性：

互为冗余的部件均采用完全一致的插件结构；输入输出电缆设置在机架后方，系统自检中将故障部件显示在前面板上，更换部件全部采用热插拔模块，保证系统的可靠运行。

·控制器至少为32位CPU，时钟频率＞100MHz，内存至少16M。

·电源冗余。

·卡件电源。

·I/O卡件按规模要求配置。

·主机柜及扩展机柜。

·连接电缆

7.2.5外部通讯组件

·应具有以微处理器为核心的通讯控制器,应具有足够的缓存容量。

·通讯物理接口暂按标准工业以太网考虑。

·通讯协议由DCS供货商提供。

7.2.6通讯网络

·网络接口保证控制站与监控站间数据可靠传输，系统网络必须冗余配置。

·管理网络及系统网络传输介质为光纤,控制网络传输介质为电缆。

·系统网络速率按大于100Mbps配置,控制网络传输速率≥10Mbps。

7.3性能要求

7.3.1平均无故障时间MTBF≥100000h,平均故障修复时间MTTR≤2h。

制造商应给出系统的MTBF及MTTR，并给出其计算方法。

并列出两个以上控制回路所用部件的平均故障修复时间。

7.3.2自诊断功能

系统应有完善的自诊断功能，包括全面的离线及在线自诊断软件，能自动—手动启动诊断系统，并能在操作站上显示出诊断结果。

7.4过程I/O接口

PLC要求：

1、CPU模块

2、开关量I/O模块

3、模拟量I/O模块

4、特殊功能模块

7.4.1总则

接口硬件包括接线端子，连接电缆、输入/输出（I/O）卡件等。

I/O卡件及相关设备安装在现场机柜室内的各独立机柜中，且应符合有关的国际制造标准，并提供所执行标准的有关文件。

7.4.2过程接口硬件要求

·I/O接口应采用光电隔离或其他可靠隔离措施。

·模拟量I/O分辨率应为12位，每通道采用一个A/D转换器，都要配置隔离模块。

·应配置24VDC直流西门子开关电源。

·离散输出接点容量应在250VAC，5A以上，选择OMRONMY2NJ或者MY4NJ中间继电器。

·压放控制站压放继电器柜继电器必须配置JZ7-4型电流中间继电器，必须要有小继电器扩展。

·所有I/O卡件要求能带电热拔插。

·I/O卡件应该能够支持冗余配置。

7.4.3过程I/O卡件

·配置原则:

I/O模件应采用支持现场总线的远程I/O

·模拟输入/输出卡件的通道数不超过8点，并且每通道单独隔离。

·数字输入/输出卡件的通道数不超过32点。

·无论何种输入/输出卡件均必须带有LED显示其运行状态（RUN/FAULT）。

·各类卡件技术要求如下：

A、模拟输入4～20mADC和1～5VDC

要求4～20mA电流输入信号可采用由DCS系统供电（供电电压：

24～26VDC）或不由DCS系统供电两种方式，只要对同种卡件简单地改变一下接线即可。

输入模件应能够容许现场仪表短时间短路而不导致卡件损坏。

输入模件应允许本装置的现场智能变送器与DCS进行双向数字通讯，供应商应在报价中说明其通讯协议。

分辨率不低于12位，更新周期不高于8毫秒。

B、热电偶mV和RTD

要求至少能够接收IEC：

“S”型、“K”型、“三线制Pt100热电阻信号。

对热电阻输入信号，卖方应提供允许的线路电阻值。

分辨率不低于12位，更新周期不高于150毫秒。

C、模拟输出4～20mADC

要求模拟输出卡件具有回路诊断功能，并具有正、反向输出功能。

分辨率不低于12位。

D、触点输入

DCS系统供电，由触点闭合/断开产生的数字信号进入系统。

E、脉冲输入

要求脉冲输入卡件能接受由流量仪表发出的信号，频率：

0.5-2000HZ，并且能兼容12V/24V供电的传感器，识别电压为5V/8V，计数误差必须小于1个脉冲。

F、触点输出

由触点闭合/断开产生的数字信号输出到其他硬件设备，主要用于控制继电器或机泵的启停（DCS系统供电）。

触点容量不低于24VDC,2A或220VAC,5A。

接线端子应满足美国国家电气法规（NEC）端子保护要求。

G．卖方应对开关量的输入和输出采用继电器隔离，以确保DCS系统安全运行。

7.4.4输入/输出信号规模，已按照加裕量配置方案配置（见下表）：

序号

名称

DI

DO

AI

AO

累计

1

泵房系统

48

32

16

0

96

2

配料系统

144

80

16

32

272

3

1#炉控

208

128

104

0

440

4

2#炉控

208

128

104

0

440

5

累计

608

368

240

32

1248

DCS系统必须配置远程PLC调试模块。

支持远程调试、维修。

具体的每个小子系统的点数，由卖方整理。

不能整理出来的，说明对该系统了解不深。

7.4.5输入处理

7.4.5.1模拟输入的处理

系统应采用智能型I/O模件，在I/O卡件级