SDEP-SPT-IN2001-2008(分散型控制系统（DCS）技术规定)

ICS 75.020 P 72 Q/SH Q/SH 0700—2008 中国石化炼化工程建设 分散型控制系统（DCS）技术规定 Specification for distributed control dystem （DCS） SDEP-SPT-IN2001-2008 2008-01-21 发布 2008-02-01 实施 中国石油化工集团公司 发 布 中国石油化工集团公司企业标准 编号: SDEP-SPT-IN2001-2008 修改: 1.0 分散型控制系统（DCS）技术规定 第 1 页 共 36 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 目 次 前言 ..................................................................................... 2 1 范围 ................................................................................... 3 2 规范性引用文件 ......................................................................... 3 3 缩略语 ................................................................................. 3 4 技术要求 ............................................................................... 4 4.1 总体要求 ............................................................................. 4 4.2 基本要求 ............................................................................. 5 4.3 过程接口 ............................................................................. 7 4.4 过程控制站（PCS） .................................................................... 9 4.5 操作站（OPS） ....................................................................... 13 4.6 工程师站（EWS） ..................................................................... 19 4.7 系统负荷要求 ........................................................................ 19 4.8 维护和可靠性要求 .................................................................... 20 4.9 供电要求 ............................................................................ 21 4.10 环境要求 ........................................................................... 22 4.11 机械要求 ........................................................................... 23 4.12 时间同步........................................................................... 23 5 卖方职责要求 .......................................................................... 23 5.1 技术服务 ............................................................................ 23 5.2 质量保证 ............................................................................ 25 5.3 文档资料 ............................................................................ 25 5.4 工厂验收步骤 ........................................................................ 27 5.5 支持服务（保证） .................................................................... 28 5.6 软件许可证 .......................................................................... 29 附录 A................................................................................... 30 附录 B................................................................................... 31 附录 C................................................................................... 32 附录 D................................................................................... 34 编号: SDEP-SPT-IN2001-2008 修改: 1.0 分散型控制系统（DCS）技术规定 第 2 页 共 36 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 前 言 本标准是根据《关于中国石化工程建设标准研究与编制项目启动会议纪要》（集团公司[2006]第 1 号） 编制的。 本标准共分 5章和 4个附录，附录 A～D 均为规范性附录。 本标准主要内容有： 规定了分散型控制系统（DCS）的设计、组态、采购、施工及检验的最低要求。 主编单位：中国石化工程建设公司 参编单位：中国石化集团洛阳石油化工工程公司 中国石化上海工程有限公司 中国石化宁波工程有限公司 中国石化南京设计院 主要起草人：林 融 王为华 黄步余 本规定于 2008 年首次发布。 编号: SDEP-SPT-IN2001-2008 修改: 1.0 分散型控制系统（DCS）技术规定 第 3 页 共 36 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 1 范围 本标准规定了分散型控制系统（DCS）的设计、组态、采购、施工及检验的最低要求。 本标准适用于中国石化新建石油炼制、石油化工工程项目的分散型控制系统（DCS）实施。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规定的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修 改单或修订版均不适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 SDEP-SPT-IN2014 仪表接地设计规定 ANSI 37.90 Relays and relay systems associated with electric power apparatus IEC 60801 Industrial-process measurement and control – system aspects IEC 61000 Electro megnetic ompatibility 3 缩略语 下列缩略语适用于本标准。 缩略语 英文释义 中文释义 AMS Asset Management System 仪表设备管理系统 APC Advanced Process Control 先进过程控制 CCR Central Control Room 中央控制室 CCS Compressor Control System 压缩机控制系统 DCS Distributed Control System 分散型控制系统 DDR Double Data Rate is a type of SDRAM （Synchronous Data Random Access Memory） in which data is sent on both the rising and falling edges of clock cycles in a data burst. 双数据率是一种 SDRAM（同步数据随机存取存储 器），其中数据在时钟的上升和下降周期的数据脉 冲中同时发出。 EWS Engineer Work Station 工程师工作站 FAR Field Auxillary Room 现场机柜室 FAH Field Analyzers House 现场分析间 FAT Factory Acceptance Test 工厂验收 FGS Fire and Gas Detection System 火灾及气体系统 HDD Hard Disk Drive 硬盘驱动器 I/O Input/Output 输入/输出 编号: SDEP-SPT-IN2001-2008 修改: 1.0 分散型控制系统（DCS）技术规定 第 4 页 共 36 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 缩略语 英文释义 中文释义 ITB Invitation To Bid 标书 LCD Liquid Crystal Display 液晶显示器 MAS Management Automation System 储运自动化系统 HMI Man Machine Interface 人机接口 MES Manufacturing Executive System 生产执行系统 MMS Machinery Management System 机组监测系统 MTBF Minimum Mean Time Between Failures 最小的平均无故障时间 MTTR Mean Time for Trouble Repair 平均故障修复时间 NEC National Electrical Code 美国国家电气法规 OPC OLE for Process Control 用于过程控制的对象链接嵌入（OLE） OPS Operation Station 操作站 PAS Process Analyzers System 在线分析仪系统 PCS Process Control Syatem 过程控制系统 PGC Process Gas Chromatograph 工业气相色谱仪 PLC Programmable Logic Controller 可编程逻辑控制器 RAID Redundant Array of Independent （or Inexpensive） Disks 冗余阵列磁盘机 RTDB Real Time Data Base 实时数据库 SAT Site Acceptance Test 现场验收 SIS Safety Instrument System 安全仪表系统 VDU Visual Display Unit 可视显示设备 4 技术要求 4.1 总体要求 4.1.1 卖方应对所提供 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、安装指导、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。 4.1.2 本规定对系统配置规模、功能要求等为基本要求。卖方应根据这些基本要求配置制造厂商的成熟 的、新型的主流设备和软件版本，并根据招标方的要求作出性能、价格比最好的报价。 4.1.3 对设计规定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。 4.1.4 卖方应按设备的分类分项报价，卖方的建议可作为选项报价。 编号: SDEP-SPT-IN2001-2008 修改: 1.0 分散型控制系统（DCS）技术规定 第 5 页 共 36 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 4.2 基本要求 4.2.1 系统 4.2.1.1 本标准要求的 DCS 应具有开放性网络结构、支持 OPC 开放标准和现场总线技术标准，操作和工 程技术环境标准化、综合过程自动化与工厂自动化、高可靠冗余的 DCS，并取得 ISO-9000 认证，具有先进 可靠的硬件和软件，又有成熟、有效的高级应用软件包，可满足大规模石化企业生产、控制、优化管理的 需要。 4.2.1.2 系统的构成包括过程控制站，操作站，工程师站和通信系统。卖方应推荐最适合的系统结构， 提供系统结构图，并作详细说明。 4.2.1.3 DCS 应与容错的工业以太网进行双向通信。该系统应向网络提供过程变量信息，供复杂控制和 计算、历史数据收集、远程操作显示、设备至设备数据通信等。控制系统应接受来自网络的信息，进行设 定点调整、控制器微调等。控制系统屏幕（如：操作站、工程师工作站）应可以查询 DCS 服务器内的 DCS 历史数据库。应提供用作 DCS 和 MES 之间接口的实时数据库（RTDB），用于收集过程数据并向 MES 上载数 据。RTDB 应配备防火墙，防止从 MES 层未经授权进入 DCS。应采取适当的安全措施保证信息和控制机制的 正常维护。 4.2.1.4 每个 CCR 内应提供仪表设备管理系统（AMS）、历史站/服务器以及应用软件。 4.2.1.5 DCS 的设计应保证将控制功能分散于基于模件的多个控制器，这些控制器从物理上相互独立， 从而分散了风险并简化了执行过程。各控制器应通过冗余的通信高速公路进行连接，实现位于 FAR 的控制 器和位于 CCR 的中央系统之间的数据传输。 4.2.1.6 DCS 应基于“开放”的系统架构，即系统本身应具备与其他品牌的系统设备和平台通过工业标准 通信、平台和实现集成和信息交换。必需的协议至少应包括 HART、Modbus、TCP/IP 和 OPC。 4.2.2 过程控制站 4.2.2.1 过程控制站应完成下列功能：I/O 处理，，数据采集，模拟控制和顺序控制，RS232/485 通信。 为了保证系统的可靠性，过程控制站的电源、通信、控制器 CPU 和控制 I/O 卡等应按 1:1 冗余配置。容错 功能应包括，但不仅局限于控制处理器、电源、接线、I/O 和总线。 4.2.2.2 每一种类型的 I/O 应将已安装的 I/O 中的至少 20%（组态 I/O 的 25%）作为备用 I/O 点，并在 每个控制器组内完成全部接线装置的 DCS I/O 统计表格式见附录 A。 4.2.2.3 卖方报价时，每台机柜留出至少 15%的 I/O 扩展空间，即在每台机柜（包括控制器和电源等） 中都可以再增加至少 15%的 I/O 卡件或端子板。 4.2.2.4 备用卡件、端子板和连接电缆，其数量应按系统配置数量的 20%考虑。 4.2.2.5 控制处理器的负荷不得超过 60%。 4.2.2.6 控制网络的负荷不应超过总负荷的 40%。 4.2.3 操作站 4.2.3.1 卖方应负责设计和安装项目中所有控制室内的操作接口。操作站应由卖方集成并包括： a） 操作站（OPS），包括双 VDU、键盘、启动设备（鼠标、跟踪控制球、触摸屏等）； b） 按钮和键开关。 4.2.3.2 控制室操作站的所有计算机应安装在独立的计算机室内的机架安装上。显示和键盘延长电缆应 由卖方提供。 4.2.3.3 按钮/指示灯/键开关 a） 卖方应提供 CCR 操作站上的专用的子键盘,安装有的按钮指示灯和键开关； b） 卖方负责敷设从按钮/指示灯/开关到相应的机柜之间的接线，并提供每个按钮/指示灯/键开关的 标签； c） 所有的按钮都应为瞬时型（弹簧复位）； d） 所有的按钮都应配备塑料保护罩，防止意外操作。 编号: SDEP-SPT-IN2001-2008 修改: 1.0 分散型控制系统（DCS）技术规定 第 6 页 共 36 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 4.2.3.4 OPS/EWS 安装于装置内配备了空调的 CCR 中。OPS/EWS 应集中安装在卖方提供的操作站上。 4.2.3.5 安装于 CCR 内的 DCS/OPS 监控整个工艺和公用工程设施。业主的所有装置和公用工程包均应将 DCS/OPS 用作常规的操作接口。 4.2.3.6 任何一台 OPS 都应可以调用系统中的任何画面。显示设备应允许显示至少三个级别（概貌、系 统、子系统）。另外，系统还应允许对象显示。应可以直接从一个显示级别进入另一个级别。 4.2.3.7 宜配备一台大屏幕显示器。该设备应配备可选的工艺和公用工程系统动态显示功能，同时显示 FGS 和 SIS 状态。 4.2.4 工程师站 4.2.4.1 工程师站（EWS）用于系统的工程组态，如控制回路组态，画面生成，报表生成等。工程师工 作站应符合本节和 4.5 节规定的对操作站的所有要求。 4.2.4.2 工程师工作站操作系统采用 MS Windows 2000 系统或更新的版本。 4.2.5 现场机柜室（FAR） 4.2.5.1 每一间 FAR 应配备至少一台 OPS/EWS，用于连接 SIS & FGS 网络及其他系统，作为 FAR 内所有 自动化系统的公用窗口。OPS 的准确数量应在详细设计阶段确定。 4.2.5.2 控制台应为 CCR 中标准的双层 DCS 型。在 FAR 中使用单层替代可以作为备选提交。 4.2.5.3 每间 FAR 应可以支持一台与 OPS 具有相同功能的维护工作站，在现场设备开车过程中为现场技 术人员提供一种确定工艺设备状态的手段。 4.2.6 通信系统 4.2.6.1 通信系统以冗余的工业以太网（TCP/IP 100/1000MB）为高速数据通路，所有的 DCS 操作站、 工程师站和控制器分别通过冗余容错通信接口连接在工业以太网上。本网络采用安全网关实现与更高级别 的高级控制和监控网络的相互连接。另一道安全网关和防火墙将实现高级控制和监控网络与全厂信息网络 的连接。 4.2.7 通信系统负荷 4.2.7.1 卖方应在报价中提供系统负荷系数及其计算方法。 4.2.7.2 在正常情况下，通信系统速率的估算负荷不得超过可用资源（如存储器、数据传送速度等）的 40%。 4.2.8 回路组态 4.2.8.1 买方应为所有的回路（简单或复杂）提供下列标准信息：I/O 类型、模拟量量程、PID 正反作 用、模拟输出反向、应用说明和报警/停车设定值。 4.2.8.2 任何符合下列任一条标准的回路都应视作复杂回路： 1） 该回路的 PID 说明以及标准信息没有提供足够用于组态的细节； 2） 要求简单回路之外的其他功能，如模拟计算或离散逻辑。除非要求提供非标准的跟 踪或反馈，串级控制、超迟控制和分程控制不作为复杂回路。 4.2.8.3 买方应提供复杂回路的说明、逻辑文件（逻辑图或逻辑说明或因果图），以协助卖方编制程序 和进行复杂回路的组态。复杂回路的说明应包括功能描述、元件概述、操作接口要求等。 4.2.8.4 卖方应负责典型简单回路的完整执行文件，包括但不仅局限于单 PID 控制、串级联控制、优先 顺序控制、比例控制、配命令和状态反馈的复合离散回路。 4.2.8.5 卖方该当负责复杂回路的完整执行文件。 4.2.8.6 差压流量变送器的平方根开方应在变送器内执行。如果流量测量的平方根开方在DCS软件执行， 买方应提供每个回路的文件。 4.2.8.7 对使用三台现场传感器的控制回路（含三选二表决逻辑的回路），由 DCS 计算中间值，并用此 值进行控制。信号偏离大于 5%应产生报警。 4.2.8.8 二选一、二选二、或三选二表决回路中的每一个输入点、每一个输出点以及对 A/B 设备的每一 编号: SDEP-SPT-IN2001-2008 修改: 1.0 分散型控制系统（DCS）技术规定 第 7 页 共 36 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 个输出点应连接到独立的 I/O 卡上，它们中的每一个点都通过配备单独保险丝的电源回路供电。为达到这 一要求，每块 I/O 卡应分别安装在独立的 I/O 卡槽内。 4.2.8.9 回路组态缺省值应如下： a） 流量回路的设定点为 70%，其他回路为 50%； b） 如果规定了高位报警，流量回路的设定点为 85%，其他回路为 75%。如果规定了低位报警，流量 回路的设定点为 50%，其他回路为 25%； c） 对数字量报警，输入触点打开即为报警状态； d） 对数字状态显示，输入触点关闭应用作各种触点的正状态显示，如电机运行触点、模式选择器开 关触点、许可/验证开关触点、阀门限位开关（阀门打开限位开关触点关闭即为阀门打开、阀门 打开限位开关触点打开即为阀门关闭），以避免由于触点接线松脱而出现假显示； e） 用于联锁的输入应进行认真评价并组态为故障安全模式； f） 在联锁投用状态时，将控制器设定为手动状态，并将控制器输出设定为 0%或 100%； g） 如果控制器输入（PV）出现坏值报警，将控制器设定为手动模式并保持在最后的正确输出； h） 对配置了压力和/或温度补偿的流量输入，如果出现压力和/或温度坏值报警，流量补偿块应可以 利用最后一次正确的压力和/或温度补偿值； i） 对流量比例回路，如果出现任何一个流量输入故障，流量比例块应能够使用故障流量的最后一个 正确值进行比例计算，并产生一个坏点报警。 4.3 过程接口 4.3.1 I/O 机柜 4.3.1.1 全部 I/O 卡件及相关设备应安装在机柜里，机柜前后开门并带锁。（见 SDEP-SPT -IN2007）。 4.3.1.2 全部外部配线应从机柜底部进入连接到端子，热电偶补偿导线直接连接到 T/C 卡的端子。 4.3.1.3 每个机柜里接线端子应留 20%备用，并留 15%空间供未来扩充。 4.3.2 I/O 卡配置原则 4.3.2.1 控制用 AI/AO 卡应 1：1冗余配置 4.3.2.2 如果 DI/DO 卡根据联锁要求需要冗余配置，应采用 1:1 冗余。 4.3.2.3 控制用 AI/AO 卡的通道数不超过 16 点 4.3.2.4 监测用 AI 卡的通道数不超过 32 点 4.3.2.5 监测用 TC、RTD 卡的通道数不超过 32 点 4.3.2.6 监测用脉冲输入卡的通道数不超过 16 点 4.3.2.7 DI 卡（24V DC,无源）的通道数不超过 32 点 4.3.2.8 DO 卡（24V DC,继电器输出）的通道数不超过 16 点 4.3.3 I/O 卡抗干扰要求 4.3.3.1 全部 I/O 卡输入电路应带电磁隔离或光电隔离，符合 IEC61000 或 SAMA PMC33.1 标准规定。 4.3.3.2 制造厂应提供全部 I/O 卡的下列特性： a） 共模电压，共模抑制比； b） 电路隔离形式； c） 输入阻抗； d） 驱动输出负荷能力。 4.3.4 I/O 类型 4.3.4.1 高电平模拟量输入卡：4mA DC～20mA DC,1V DC～5V DC 24V DC 由 DCS 系统供电。 4.3.4.2 高电平模拟量输入卡：4mA DC～20mA DC 外部供电。 4.3.4.3 高电平 HART 输入卡（冗余及非冗余）：4mA DC～20mA DC，配分层 HART 数字信号，24V，DCS 系统供电。 编号: SDEP-SPT-IN2001-2008 修改: 1.0 分散型控制系统（DCS）技术规定 第 8 页 共 36 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 4.3.4.4 低电平模拟量输入卡：TC，RTD,包括冷接线补偿和用户可选上升/下降故障模式。 4.3.4.5 低电平摸拟量输入卡：RTD。 4.3.4.6 模拟量输出卡（冗余及非冗余）：4mA DC～20mA DC, 负载电阻大于 750 欧姆，具有正反向输出 功能。 4.3.4.7 HART 输出卡（冗余及非冗余）：4mA DC～20mA DC，带 HART 数字信号，其负载阻抗大于 750 欧姆，具有正作用和反作用输出功能。 4.3.4.8 数字量输入卡（冗余及非冗余）：系统电源提供给外部输入触点（一般为继电器型）。如果提 供的是固态触点，买方应负责向卖方提供制造商名称/固态设备型号。卖方应确认外部固态设备与 DCS 输 入回路的兼容性。系统供电既可以是来自卖方的 24V DC 电源，也可以是买方通过 DCS 机柜分配的 220V AC 50 Hz 单相中性线接地电源。 4.3.4.9 数字量输出卡（冗余及非冗余）：继电器输出或固态输出。买方应规定是由系统供电还是无电 压（无源）供电。系统供电既可以是来自卖方的 24V DC 电源，也可以是买方分配于 DCS 机柜内的 220V AC 50Hz 单相中性线接地电源。如果被输出驱动的设备为固态，买方应负责向卖方提供制造商名称/固态设备 型号。卖方应确认外部固态设备与 DCS 输出回路的兼容性。应提供如下各种等级的输出触点： a） 24V DC 固态型，每点 1安培连续量，每点可接受 2.5ms 的 2.5 安培电涌； b） 24V DC 继电器型，接触能力 3安培； c） 220V DC，继电器型，接触能力 2安培，每点可接受 20ms 的 11 安培电涌。 4.3.4.10 脉冲输入卡：10Hz～5000Hz 4V DC～24V DC。 4.3.4.11 所有的模拟输入、DCS 供电的数字输入和 DCS 供电的输出应配备带保险熔断指示的可单独更 换（非软焊型）的熔断型保险丝，或分别配备电流限制电路。除非询价书中另有说明，对 DCS 从外部供电 的无电压输入和输出的保护应由其他系统提供。 4.3.4.12 已安装且已经组态进 DCS 的备用 I/O 点应根据需要短路或切断，以避免出现有害的故障或诊 断。 4.3.5 输入处理 4.3.5.1 模拟量输入的处理 4.3.5.2 在 I/O 卡件级完成输入滤波、工程单位转换及对非线性输入的线性化及其他信号的调整功能。 对选定模拟输入的信号调整参数应从操作站设定。卖方应在投标书中规定可用的信号调整方法。 4.3.5.3 脉冲量输入的处理 4.3.5.4 在 I/O 卡件级至少要完成信号的检查、计数、工程单位转换、瞬时流量的计算和流量的累积。 4.3.5.5 触点状态检查 由系统供电（最好是 24V 直流）检查现场触点的状态变化。 4.3.6 电气特性 4.3.6.1 卖方应在技术标书中说明各类输入输出卡件的电气特性： a） 输入范围； b） 过/欠压范围； c） 输入阻抗； d） 转换精度； e） 响应时间。 4.3.6.2 所有进出系统的输入输出信号都要满足 ANSI37.90 抗冲击测试要求。 4.3.6.3 所有的输入和输出点应配备现场瞬时电涌保护，如相互间最小隔离为 500V AC/DC 的尖峰和电 涌、接地 500V AC/DC。隔离应通过光电耦合或其他相当手段实现。工业以太网和网络也应配备电气尖峰/ 电涌保护或隔离。 4.3.6.4 电磁干扰（EMI）保护应符合 IEC 60801 标准的规定。 编号: SDEP-SPT-IN2001-2008 修改: 1.0 分散型控制系统（DCS）技术规定 第 9 页 共 36 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 4.3.7 危险区域要求 4.3.7.1 DCS 设备将安装于通用的配备了空调和空气净化设备的非爆炸危险区域。如果规定使用室外设 备，各元件应适用于规定的环境和区域分类。 4.3.7.2 现场设备应获得适用于规定的环境和区域分类的认证。 4.3.7.3 安装了 DCS 设备的各建筑物之间的电缆应与现场设备一样适用于相同的危险区域。 4.3.8 现场电缆 4.3.8.1 卖方应在技术标书中说明对现场电缆型式和屏蔽要求，特别是对电感、电容、电阻或电缆线径 方面的限制。卖方在计算上述限制参数时应考虑到本安,总线和标准的要求。由卖方提供接线端子，并满 足 IEC 和中国国家规范中有关端子保护的要求。 4.3.8.2 每幢楼内的光纤转接柜应包括在卖方的报价中。 4.3.8.3 FAR 至 CCR 的铠装单模多芯光缆应由卖方规定。 4.3.8.4 FAR 和 CCR 内的多模光缆应由卖方提供。 4.3.9 现场仪表的直流供电 4.3.9.1 由 DCS 系统电源对现场变送器供电，电压为 24V DC。 4.3.9.2 对现场仪表的 24V DC 直流供电应装在系统机柜内部。卖方应在报价中详细说明整个系统的负 荷，以及所需要的电源数量。 4.3.10 通信接口 4.3.10.1 卖方推荐可行的通信方案。买方拟进行的通信和目前打算接入 DCS 的系统见表 4.3.10.1。 表 4.3.10.1 通信接口类型 通信类型 通信协议 通信距离 备 注 SIS 通信 OPC 或 MODBUS RTU，TCP/IP FGS 通信 OPC 或 MODBUS RTU，TCP/IP 工厂信息管理系统 TCP/IP，OPC CCS 通信 MODBUS RTU，TCP/IP PAS 分析系统 MODBUS RTU 或 OPC MAS 通信 MODBUS RTU APC 通信 OPC PAS 通信 MODBUS RTU AMS 通信 TCP/IP 或 MODBUS RTU MMS 通信 MODBUS RTU 或 OPC 其它通信 4.3.10.2 卖方将负责有关上述通信的全部事宜，从电缆接线选择和供应，与智能仪表制造厂商协调， DCS 系统内部组态，到出厂模拟调试，一直到最终现场调试完成。 4.4 过程控制站（PCS） 4.4.1 总则 4.4.1.1 处理器/控制器应完成全部的监测、调节和顺序控制功能。包括：温度、压力、流量、液位的 编号: SDEP-SPT-IN2001-2008 修改: 1.0 分散型控制系统（DCS）技术规定 第 10 页 共 36 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 检测、监视，PID 调节和各种复杂调节，顺序控制，各种设备运行状态的监视及联锁保护等功能。 4.4.2 控制硬件 4.4.2.1 卖方应在技术标书中说明控制站的硬件能力，包括 CPU 型号、内存及硬盘容量，时钟频率等功 能。 4.4.2.2 处理器/控制器和 I/O 系统电源应由 UPS 电源提供，以维持主电源断电时的运行。如果使用冗 余 UPS 或非热备份/离线型 UPS 系统，UPS 的最高切换时间应小于 5ms。当 UPS 切换时，不会影响 DCS I/O 信号的处理。处理器/控制器单元应使用配备电池的永久性存储器或随机存储器（RAM）保证组态数据常驻 内存七天。另外，如果所有的处理器/控制器单元组态数据常驻于工程师工作站的硬盘，那么工程师工作 站应配备冗余电源和磁盘阵列。 4.4.3 冗余和容错 4.4.3.1 买方要求处理器/控制器必须为带容错功能的 1:1 冗余配置。采用此配置，两台控制器均应读 取输入数据，参与控制并表决输送到最终执行元件的输出值。如果处理器/控制器不一致，它们应具备判 断错误的能力。处理器/控制器应包括一般性的硬件和软件自检查功能，包括： a） I/O 转换器未安装或未加电； b） 输出超限或低限； c） 计算检查； d） 通信检查； e） 内存极性检查； f） 中央处理单元总线超时； g） 电源临界检查。 4.4.3.2 处理器/控制器、模块/卡件和冗余 I/O 模块/卡件应可以在通电状态下拆除而不会干扰系统功 能。卡件更换后应能够自动从冗余备份卡件中下载内存数据。从冗余卡的回存可以为手动。非冗余 I/O 模 块/卡件应可以在通电状态下拆除，拆除过程中只会影响与该 I/O 相关的数据处理而不应影响系统其他的 功能。 4.4.3.3 基金会现场总线 H1 系统、故障检测、处理、控制方式和启动应符合基金会现场总线标准。标 准的基金会现场总线软件算法应可以用于实现常规的控制功能。此类过程控制功能应由预先设定的算法通 过可组态参数实现。无论是常驻于系统控制器还是 H1 现场设备中，标准的基金会现场总线控制算法应是 相同的。对 FF 系统的要求，请参阅项目规定：“FF 现场总线系统实施准则”。 4.4.3.4 卖方应在技术标书中说明切换时间及对常规控制操作的影响。卖方应充分说明冗余切换过程， 包括故障诊断方法以及后备控制硬件的数据更新方法和速度。卖方应在技术标书说明允许在线更换控制器 以及与控制有关的 I/O 卡件。 4.4.3.5 DCS 系统的设计应保护其所控制的工艺不受临时、瞬时和永久性系统故障的影响。电路卡件任 务划分和自诊断应成为设计特征有机组成部分，从而保证设备性能有预见性地从上一个多级性能级别下降 到另一个。 4.4.3.6 任何导致系统失灵的故障应为故障状态时通过可编程故障安全进入‘OFF’或‘ON’或‘HOLD’ 状态。 4.4.3.7 任何单个的 DCS 元件故障均不应导致全系统停车。出现此类故障后，系统应保持在线并保持对 工艺的控制。如果控制某些点的 DCS 元件出现故障，受影响的所有输入点应组态成维持最后的状态，或进 入‘ON’或‘OFF’状态。 4.4.3.8 所有的控制器、通信卡件、电源等应可以配置一比一冗余。 4.4.3.9 冗余控制器、电源或工业以太风处理器的切换应平稳，同时不得影响操作员监控或操作任何点 的能力。切换应在 DCS 上报警和。 4.4.3.10 如果控制器从工业以太网上断开，该控制器的控制功能应单独继续。 编号: SDEP-SPT-IN2001-2008 修改: 1.0 分散型控制系统（DCS）技术规定 第 11 页 共 36 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 4.4.3.11 冗余中的后备或一级控制器应可以在控制活动状态拆除、更换和重新编程而不需要中断底板 的电源，且不会影响另一控制器的正常运行。 4.4.3.12 DCS 系统中所有的供电卡件应冗余配置并进行均载连接，保证一块供电卡出现故障不会影响 系统的控制和操作功能。卡件故障时，故障供电卡的切换应为全自动的，切换应在 DCS 和打印机上报警和 记录。 4.4.3.13 DCS 系统应使用电网供电系统中的多条馈电线，保证在一条馈电线路出现故障时不会导致整 个控制系统停车。 4.4.3.14 对需要高利用率的应用，应采用下列冗余配置： z 冗余控制器不得安装于同一块底板上； z 冗余 I/O 卡不得安装于同一块底板上； z 冗余电源不得安装于同一块底板上。 4.4.4 处理器/控制器功能 卖方列出控制站配备的标准算法表。 4.4.4.1 卖方应在技术标书中说明如何使用标准算法进行控制回路和计算组态。 4.4.4.2 卖方应在技术标书中说明是否允许系统进行在线控制组态。 4.4.4.3 卖方应在技术标书中提供 PID 在线自整定软件。 4.4.4.4 基本的 DCS 系统应具备控制应用编程能力。基本级的控制应用可以通过顺序块编程和/或高级 编程语言（C语言或其他过程控制语言）编程。程序应能够解释和进行所有系统数据，包括工艺变量、操 作变量、控制器模式、设定点、输出值等的计算。投标人应明确说明诸如 DMC、RTO 等高级应用是否可以 在基本的 DCS 系统中实施。 4.4.4.5 买方要求卖方提供的控制站能够执行高级语言程序的技术规格和程序空间。买方要求有足够的 优先级分配、服务频率和时间，保证所有的控制功能的执行周期。 4.4.4.6 顺序/批量控制功能由操作员手动或自动地启动和停止。它可以根据操作员的命令或选定的信 号自动动作，执行特定功能。可以根据逻辑功能、真值表、定时器、计算器、“IF”判断等进行开阀、关阀、 启泵、停泵等动作。它还可对不正常的条件、中断等做出报警，完成对各种设备和操作的监视及报警。操 作员通过显示可以监视顺序执行过程并且随时可以中断顺序，在解除危险后还可以恢复被中断的顺序。 4.4.4.7 DCS 中应包括一套全面的数据库，包含常规、批处理、数字量和逻辑控制功能、算法等功能。 输入和输出模块应可以组态成一比一冗余以支持这些功能。至少应包括： a） 带顺序控制、间隙、比例偏移、适应性参数、纠错、计算机 DDC 和上位功能的 PID； b） 计算功能 – 加、减、乘、除、平方根、幂、三阶多项式、对数、热电耦线性化、倒数、滤子、 失效时间补偿、超前滞后、累加、斜率； c） 超驰功能 – 带小数点扫描的输出限制、积分限制、比例限制、输出速度限制、振幅限制、高位 选择、低位选择、中位选择、输入平均； d） 逻辑功能 – 与、或、异或、逆选、闭锁、延时、二元真表判断、计时器、计数器、大于、小于、 等于、不等于； e） 条件转移要求 – 用于设定点、输出、参数、模式和常量值变化的 Go to、if then 等条件语句， 一般直接由主机通过操作员请求或通过主机内的预设定功能执行。 4.4.4.8 基金会现场总线应作如下考虑。故障检测、处理、控制模式和启动应符合基金会现场总线标准。 标准的基金会现场总线算法应可以用于实现常规的控制功能。此类过程控制功能应通过用可组态参数预先 设定的算法实现。无论其常驻于系统控制器还是 H1 现场设备之中，标准的基金会现场总线控制算法应是 相同的。符合基金会现场总线规定的下列控制功能应作为标准的可组态分项提供，如果适用，无论在系统 控制器还是在现场设备中执行，它们也应是相同的。 a） 正比例微积分； 编号: SDEP-SPT-IN2001-2008 修改: 1.0 分散型控制系统（DCS）技术规定 第 12 页 共 36 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 b） 正比例积分； c） 正比例微分； d） 仅正比例； e） 仅积分； f） 外部反馈； g） 配偏移控制的自动/手动； h） 比例控制； i） 带非线性增益的 PID； j） 超驰控制； k） 前馈 PID； l） 适应性调整； m） 模糊逻辑控制； n） 信号分配器； o） 线性输出； p） 带限位的线性输出（高、低限位）； q） 输出的非线性特征； r） 变化限位输出率。 4.4.5 组态 4.4.5.1 所有的组态数据（系统、标记定义、控制器组态）均必须可以从工程师工作站下载。 4.4.5.2 应可以使用安装了 Microsoft Windows 的标准 PC 和微软文件格式组态（编程）DCS 的控制回路、 控制策略、控制器调整、数字功能、表格式、趋势显示、图形显示、报表或其他标准功能。 4.4.5.3 DCS 应可以进行在线和离线组态，离线编程时可以使用与 DCS 不相连 IBM 兼容 PC。 4.4.5.4 应提供所有控制策略（包括标记）的视频文件。 4.4.5.5 应提供在线帮助。 4.4.5.6 向 DCS 控制器和数据获取装置下载程序修改时应不需要工艺停车或影响工艺装置的操作。程序 文件的下载也应平稳，不应干扰正在运行的程序。 4.4.5.7 所有系统信息的存取应通过标记名称，而不需要物理地址。 4.4.5.8 仪表标记针对具体的物体，遵守“标记.参数”惯例，如：1050TI100.pv.。 4.4.5.9 智能和基金会现场总线型变送器必须可以通过操作员工作站进行组态。 4.4.5.10 标准的仪表位号组态应至少包括下列参数： a） 位号和描述； b） 信号类型； c） 量程范围； d） 报警限制； e） 故障模式； f） 报警动作； g） 调整参数； h） 变量坏点报警。 4.4.6 位号惯例 4.4.6.1 使用唯一位号或拥有多个位号的显示名称应可以在数据库中查询。每个位号应至少包含 16 位 数字加字母构成的标记名称，另加至少 16 位的数字加字母的标记描述符。 4.4.6.2 位号一般应包括下列信息： a） 工艺装置的四位数字标识符； 编号: SDEP-SPT-IN2001-2008 修改: 1.0 分散型控制系统（DCS）技术规定 第 13 页 共 36 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 b） 一位（如果必要则为二位）字母参数代码（即：F、P、PD 等）； c） 一位或多位字母功能代码； d） 三至五位数字序列号； e） 可选的一至三位字母加数字编码。 4.4.6.3 控制块或 I/O 点的位号应在系统中是唯一的，DCS 中禁止重码。如果某位号在系统中已经用于 另一点，应告知程序员。 4.4.6.4 位号描述应为自由格式的字母加数字组合。 4.4.7 系统负荷 4.4.7.1 卖方应在技术标书中说明控制站更新输入的方法，如“扫描法”或“例外报告法”。由卖方保 证和证明有足够的优先级分配、服务频率和时间，使所有的控制功能在一个输入/输出扫描周期内得到更 新数据。 4.4.7.2 应可以： a） 将每个控制器的“基本处理器周期”（BPC）设定为某一缺省值，并将每个控制器内 各回路的执行速度设定为选定 BPC 的倍数； b） 将每个回路的周期设定为某一绝对值。卖方应在标书中规定回路执行周期的范围 （最低-最高）。 4.4.7.3 卖方应估算假设所有输入和输出变量的扫描周期为 0.5s 时的系统负荷。报价应基于控制器处 理器的最大组态负荷为总负荷的 50%，将剩余的算法功能裕量用于基本控制和未来 I/O 扩充之外的高级控 制。在运用所有的算法能力时不应使 CPU 超载。原装 CPU 的最高处理器负荷、传输能力和存储能力应为总 能力的 50%。处理器的所有负荷要求均基于无论冗余处理器是否在用的单处理器运行。 4.5 操作站（OPS） 4.5.1 总则 4.5.1.1 每个操作员工作站应包括（处理）至少 30000 个位号、500 幅流程图、100 张报表、过程趋势 和参数调整等的能力。除正常操作，操作员工作站还应具备系统组态功能和整体保存和读取功能。一般情 况下，每台操作员工作站平均装载的控制回路不应超过 100 条。（例如：如果一个工厂或区域拥有 500 条 控制回路，该工厂或区域的操作员工作站数量不得少于五台）。 4.5.1.2 操作站由可选择的电子驱动设备、显示器、操作键盘和工程师键盘、触摸屏、跟踪操作球/鼠 标等构成。 4.5.1.3 操作站的最终数量应在询价书中说明。 4.5.1.4 每台操作站应包括双 21 英寸 LCD（视频接口）彩色显示器。每台显示器的分辨率至少应达到 1280×1024 象素，最大点距为 0.28mm。操作员工作站与 DCS 网络的连接首选采用 TCP/IP 通信协议通过以 太网实现。所有操作员工作站的操作系统应为 MS Windows 2000 或更高版本（如：Windows 2003,或 Windows XP）。 4.5.1.5 操作站将在正常或异常条件下控制生产工艺，它可以监控操作数据和状态。 4.5.1.6 操作站的操作级别细分为：操作员、管理员、工程师三级，同时设定安全密码。同时为了安全 原因，操作员工作站不配备各种通用软件存取接口设备。 4.5.1.7 系统的操作站、打印机由电子驱动单元支持，电子驱动单元包括 CPU、MEM、COMM 卡件等。买 方要求电子驱动单元至少有 32 位 CPU，至少 1GB 内存，至少 2.4GHz 主频，至少 7200RPM 的 80GB 硬盘、双 视频接口、两个 USB 接口。 4.5.1.8 操作键盘至少有以下功能：选择画面、选择控制方式（MAN/AUTO/CAS）、设定值/输出值的升/ 降（用光标或数字键）、顺序起动/停止、选择报警组、报警确认/复位、打印屏幕、选择趋势记录和报表。 可对常规控制的参数进行显示和修改。每台操作员工作站都可以进行显示和控制。除了操作员键盘，每台 操作员工作站应配备标准的 PC "qwerty"键盘，并在不使用的时候方便键盘储存。 编号: SDEP-SPT-IN2001-2008 修改: 1.0 分散型控制系统（DCS）技术规定 第 14 页 共 36 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 4.5.1.9 每台工作站应可以在任何时候、以任何顺序、以任何组态显示下列标准画面，每台工作站显示 不同的画面： a） 总貌图；