PLC综合项目工程设计标准规范送审稿.doc
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1、前 言依据中国工业和信息化部相关印发第一批工业行业标准制修订计划通知(工信厅科()104)号文要求,由中国石油和化工勘察设计协会委托全国化工自动控制设计技术中心站组织修订。本规范关键技术内容是:第一部分为PLC技术要求,包含PLC系统总体要求、PLC工程设计标准、控制器/人-机接口/操作站/编程器/通信系统等硬件部分选择标准、PLC应用软件和组态等;第二部分为PLC工程设计程序,包含PLC基础工程设计、具体工程设计步骤及设计任务;第三部分为PLC控制室设计和PLC供电、接地、防雷系统设计;第四部分为设计服务工作,即按需参与PLC检验、安装、联调和投运等工作。本规范修订关键技术内容是:.本规范由
2、中国工业和信息化部负责管理,由全国化工自动控制设计技术中心站负责日常管理。实施过程中如有意见或提议,请寄送全国化工自动控制设计技术中心站(通讯地址:上海市徐汇区中山南二路1089号徐汇苑大厦12层,邮政编码:30,电话: ,传真:)。本规范主编单位:中国天辰工程XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX本规范参编单位: XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX本规范参与单位: XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX本规范关键起草
3、人员: XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX本规范关键审查人员: XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXXXXX XXX XXX XXX目 次前 言1 总 则12 术语和缩略语22.1 术语22.2 缩略语23 总体要求43.1 基础要求43.2 应用要求43.3 硬件配置要求44 控制站54.1 控制站功效54.2 控制站组成54.3 控制站技术要求55 编程器75.1 编程器功效75.2 编程器组成75.3 编程器技术要求76 操作员站86.1 操作员站功效86.2 操作员站组成86. 3 操作员站技术要求87
4、 辅助操作台和操作面板107.1 辅助操作台107.2操作面板107.3便携式操作监视器108 通信系统118.1 通信网络118.2 通信网络技术要求119 软件配置及组态129.1 软件配置129.2 软件组态文件129.3 软件组态1210 设计标准和职责分工1310.1 设计标准1310.2 职责分工1311 PLC工程设计程序1411.1 基础工程设计1411.2 具体工程设计1412 PLC控制室设计1513 PLC供电、接地、防雷系统设计1613.1 PLC供电系统1613.2 PLC接地系统1613.3 PLC防雷系统1614 PLC 验收测试、安装、联调和投运1714.1 P
5、LC 验收测试1714.2 PLC安装1714.3 PLC联调和投运17附 录 A18PLC技术规格书编制要求18本要求用词说明21ContentsForword1 General principles12 Terms and abbreviations22.1 Terms22.2 Abbreviations23 General requirements43.1 Basic requirements43.2 Application requirements43.3 Hardware configuration requirements44 Control stations54.1 Functi
6、on of control stations54.2 Structure of control stations54.3 Technical requirements of control stations55 Programmer75.1 Function of Programmer75.2 Structure of Programmer75.3 Technical requirements of Programmer76 Operator stations86.1 Function of operator stations86.2 Structure of operator station
7、s86.3 Technical requirements of operator stations87 Auxiliary console and Operation panel107.1 Auxiliary console107.2 Operation panel107.3 Portable operation monitor108 Communication systems118.1 Communication networks118.2 Technical requirements of communication networks119 Software and configurati
8、on129.1 Software129.2 Configuration documentations129.3 Configuration1210 Design principles and responsibility distribution1310.1 Design principle1310.2 Responsibility distribution1311 Procedure for PLC engineering design1411.1 Basic engineering design1411.2 Detail engineering design1412 Design of P
9、LC control rooms1513 Power supply, grounding and lightning proof design of PLC1613.1 Power supply system design1613.2 Grounding system design1613.3 Lightning proof system design1614 Acceptance test, installation, integration test and commissioning of PLC1714.1 Acceptance test of PLC1714.2 Installati
10、on of PLC1714.3 Integration test and commissioning of PLC17Annex A: Requirements of PLC technical specification18Contents of Reference Standard211 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技术要求,总结优异科技结果和使用经验,推进工程设计规范化,使工程设计符合国家相关法律法规要求,达成技术优异、经济合理、安全适用目标,制订本规范。本规范适适用于化工行业及其它过程生产行业新建、扩建和改建项目标安全型PLC方案制订、工程设计,也适
11、适用于采购、组态、安装、联调和投运等设计服务工作。可编程控制器工程设计,除应符合本规范要求外,尚应符合国家现行相关标准要求。2 术语和缩略语2.1 术语2.1.1 应用软件 application software为使完成某种生产过程监控所需计算机程序、过程、规则和相关文件总称。2.1.2 总线 bus 连接多个节点通讯媒介,经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/插槽模块部署和(对于信号模块)地址。2.1.4 通讯模块 communication module用于点对点通讯和总线通讯模块。2.1.5 中央处理器 CPU PLC中央处理器由控制和
12、运算器、存放器操作系统和编程器接口组成。2.1.6 以太网 ethernet一个计算机局域网组网技术,它要求了包含物理层连接、电信号和介质访问层协议内容,符合IEEE802.3标准技术要求。工业以太网在技术上和商用以太网(即IEEE802.3标准)兼容,但在产品材质选择、产品强度、适用性和实时性、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需要。2.1.7 现场总线 fieldbus安装在生产过程区域现场设备/仪表和控制室内自动控制装置/系统之间一个串行、数字式、多点通信数据总线。2.1.8 生命周期 life cycle 从工艺概念设计开始到PLC功效停止使用全部时间。2.1.
13、9 局域网 local area network - LAN一个配置在用户场所、在有限地域内用于数据站之间进行数据通信数据网络。2.1.10 网络协议 network protocol指定通信系统接口服务和指导数据网络工作一组规则。2.1.11 可编程控制器(PLC)是一个电子控制器,其功效能够作为一个程序保留在控制单元中。所以,控制器组态和布线和控制器系统功效无关。PLC含有计算机结构:由CPU、存放器、I/O模块和内部总线系统组成。2.1.12 编程器 programming device一个小型、便携式工业用计算机,安装有专用硬件和软件。2.1.13 系统软件 system softwa
14、re为专门计算机系统或PLC所设计软件,用以促进计算机系统及相关程序运行和维护。2.2 缩略语本规范采取下列缩略语:AMSAsset Management System设备管理系统C/SClient/Server用户端/服务器CPUCentral Processing Unit中央处理单元(微处理机)FATFactory Acceptance Test工厂验收测试FFFoundation Fieldbus基金会现场总线FRRField Rack Room现场机柜间HMIHuman Machine Interface人机界面HSEHigh Speed Ethernet高速以太网IEEEInsti
15、tute for Electrical and ElectronicEngineers电器和电子工程师学会ITInformation Technology信息技术LCNLocal Control Network局部控制网络MTBFMean Time Between Failures平均故障间隔时间MTTRMean Time To Repair平均修复时间OSIOpen System Interconnect Reference Model开放式系统互联参考模型P&IDPiping & Instrument Diagram管道和仪表步骤图P/PPeer to Peer对等网络PLCProgram
16、med logic controller可编程控制器ProfibusProcess Field Bus过程现场总线RTURemote Terminal Unit远程终端SATSite Acceptance Test现场验收测试SILSafety Integrity Level安全完整性等级TCP/IPTransfer Control Protocol/Internet Protocol传输控制协议/互联网协议UPSUninterrupted Power Supply不间断电源XMLExtensible Markup Language可扩展标识语言PCSProcess Control Syste
17、m过程控制系统3 总体要求3.1 基础要求3.1.1 PLC应技术上优异、成熟、模块化、易于扩展,I/O卡件便于远程部署并适合于现场工作环境。3.1.2 PLC可经过对关键单元和部件冗余,实现系统运行可靠性。3.1.3 PLC应含有开放性网络结构,支持OPC开放标准,遵照OSI(开放系统互连)、IEEE通信标准,实现和PCS及其它控制和管理计算机互联。3.1.4 PLC应含有优异硬件及软件环境,能满足用户安全控制优异性要求。3.1.5 PLC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要求:1 过程控制参数以数字量为主,且控制系统以次序控制、逻辑控制为主工业生产
18、装置,适合采取独立PLC控制系统。2 实施生产过程监控职能,对生产过程操作参数实施集中显示、自动控制、远程操作、信息管理。3 应含有可靠I/O模块、丰富连续控制算法、强大离散控制能力和编程简单灵活、优异可靠标准组态软件。4 能挂接工厂信息管理和计算机,实施企业信息化管理。3.2.2 PLC和PCS联用可采取下列方法:1 PLC可采取约定通信方法和PCS通信,明确PLC和PCS通信主/从关系。2 PLC和PCS之间关键数据传输宜采取硬线连接。3.2.3 成套设备应用应符合下列要求1 为了适应不一样操作场所需要,现场实施单一任务PLC应有专用操作员模块、操作员界面。2 现场安装PLC应满足现场环境
19、要求,采取多层次抗干扰方法。3 依据需要可和上位机实现通信。3.3 硬件配置要求3.3.1 PLC网络体系结构可由控制和监控两级组成:1 控制级配置为直接和检测仪表和实施器相连多种控制站,如I/O单元、数据采集单元(按需要)、控制单元(包含远程控制单元)及网络设备等。2 监控级配置人机接口设备、工程师站、网络设备和外围设备等。3.3.2 PLC可经过RS-232C、RS-422、RS-485和工业以太网等和第三方过程控制设备进行通信。3.3.3 依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 控制站功效4.1.1 控制站应含有实现多种物理信号输入和处理,实现多种实
20、时常规连续控制功效,且应配置仪表功效模块和计算功效模块等。4.1.2 控制站应含有实现批量控制、次序/联锁逻辑等控制功效,且应配置逻辑控制等功效模块。4.1.3 控制站应含有较大容量存放器和较高运算速度。4.2 控制站组成4.2.1 控制站通常可由过程接口单元、控制单元(控制器)、数据采集单元(PLC制造厂按需配置)组成。4.2.2 控制站功效卡件可包含控制卡件、I/O卡件、辅助卡件、通信接口、安装功效卡件卡件箱和总线底板等。4.2.3 控制站可提供远程I/O站。4.2.4 小型和专用PLC能够是一个包含多种输入/输出、计算、显示、操作、电源、通讯等功效一体化多功效控制器。4.3 控制站技术要
21、求4.3.1 过程I/O接口单元应符合下列要求:1 过程I/O接口应包含AI、AO、DI、DO、PI等类型,应含有智能变送器接口、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SAMA PMC33.1标准抗干扰要求;3 对于来自或送至爆炸危险区域信号,在采取本安防爆技术时,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要求或需将开关量隔离时,应配置继电器;5 全部I/O卡件全部应有标明I/O状态LED指示,如卡件电源指示等;6 全部接点输入卡件全部可有防抖动滤波处理功效;7 PLCI/O卡应有保护I/O过压、过流
22、方法;8 当I/O卡件故障时,宜有对应方法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,使实施机构处于安全位置(全开、全关、保位等);9 依据信号源和I/O卡连接需要,可提供转换器或隔离器;10 环境温度范围下,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要求1 控制单元应是基于带微处理机(CPU)多功效控制器,内存和扫描时间应满足程序和过程响应时间要求,其响应时间包含输入输出扫描处理时间通常小于500ms.2 控制单元应提供多个通信接口,和第三方设备进行通信;3 控制单元宜含有PID功效。4
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