本技術方案是以我公司承擔的同類系統建設經驗為基礎,結合國內外自動化設備的*技術和發展趨勢進行編制的。 同時,考慮到 國內水泥企業及余熱發電實際情況,在跟蹤技術的前提下保持了符合國情的適度*性,從而獲得性能價格比, 并且能夠保證成功地實施:
- 采用三層網絡結構: 設備主干網( 高 速 工 業 以 太 網10/100Mbps ) 、 現 場 總 線PROFIBUS-DP (12Mbps)。 通 過 三 層 網 絡 實 現 監 控 系 統、 控 制 器 、 工 程 師 站和 現 場 設 備 的 連 接。
- 監 控 系 統 采 用 單 用 戶 結 構 ,各個操作站和工程師站處于同一平臺上,相互備用,可相互替代。
- 控 制 器 采 用S7-400 系 列 的高可靠性處理器單 元。統一標準,通訊、組態、編程方便可靠 。
1.系統特點
本方案采用西門子S7-412 2DP高可靠性系列自動化系統,其控制過程具備如下特點:
- 開放的網絡結構與OPC標準
- 靈活、多樣的系統可擴展能力,同時系統可實現真正的在線擴展。
- 所有模板及現場設備都具備自診斷功能,便于維護管理
- 系統可以在線進行編程修改。
2. 硬件說明
SIEMENS S7系列產品功能強大,配置靈活,有如下突出特點:
● 高速: 在程序執行方面,極短的指令執行時間使S7-400在競爭中脫穎而出。
●堅固: 即使在惡劣、不穩定的工業環境下,全封閉的模板依然可正常工作;無風扇操作降低了安裝費用;在運行過程中,模板可插拔。
●功能完善、強大: 允許多CPU配置,功能更強、速度更快。同時,配有品種齊全的功能模板,充分滿足用戶各種類型的現場需求。
●強通訊能力:分布式的內部總線允許在CPU與I/O間進行非??斓耐ㄓ崳珼P總線與輸入/輸出模板進行數據交換,總線將大量數據傳送到功能模板和通訊模板,同時DP總線可以和遠在現場的PLC設備或I/O設備方便的進行通訊。
a)總則
- 系統硬件為當前所應用的*可靠的系統,使用以微處理器為基礎的分散型的硬件,應用廣泛可靠。
- 系統內所有模件均應采用低散熱量的固態電路,并為標準化、模件化和插入式結構。
- 模件的插拔導軌和聯鎖,以免造成損壞或引起故障。I/O模件的編址不受在機柜內的插槽位置所影響,而是在機柜內的任何插槽位置上都能執行其功能。
- 所有模件能帶電插拔而不損壞,且不會影響其它模件正常工作。并帶有故障自診斷、LED顯示、報警、能參與編程和故障輸出狀態的設置。
- 所有設備能夠在不再采取任何特殊預防措施的情況下(空調、除塵、電磁干擾等)高度可靠地運行,安裝于生產現場的過程控制模件、設備應具有足夠的防護等級和有效的保護措施,以保證在惡劣的現場環境下正常地工作。
b).硬件技術指標
- 采用德國、國際西門子PLC、研華工業控制計算機等產品。
- 主站和擴展i/o的通訊通過專用的PROFIBUS-DP智能總線卡,保證傳輸速率不小于1.5m,使各i/o站和主站之間運行可靠、實時通訊。
- 能完成工藝生產過程的各種參數的采集、處理,過程回路控制等。
- 系統具備豐富的功能模塊,能完成一些計算和特殊功能。
- 具有提供生產控制所需的各種功能軟件包;
- 能接受來自控制室操作站發出的命令,完成相應的控制功能。
- 具有自診斷功能和在線/離線組態功能
- 所有模板均應通過機構的安全認證,包括ul、ce標準。系統硬件能在溫度0-60攝氏度、濕度無冷凝0-95%范圍連續可靠地運行。
- 所有I/O模板的平均時間(mtbf)均大于20萬小時,以保證系統的高可靠性。
- 任何模板包括電源、cpu、通訊和i/o模板外型尺寸相同、均可安裝在底板的任意槽位,增強系統配置的靈活性,主站i/o和擴展i/o站的模板應采用相同型號電源模板、i/o模板等。
- 所有模板上有集中的數字形式led顯示單元,能夠方便并實時地顯示模板的運行和故障狀態及i/o信號的狀態。
- 電源模板通過底板向其他模板提供工作電源,避免采用不可靠的硬線連接。
- cpu模板應采用英特爾公司的工業型處理器芯片,能夠進行大量的定點和浮點運算,具有pid調節和其他過程控制功能,并且,當電源掉電恢復后,處理器應不需人工干預而自動重新啟動。并且cpu的內置固件可由用戶簡單地通過flash進行軟件升級,減少未來擴展的投資水平。
c).硬件技術參數
- cpu模板:
- intel芯片 ≥80486 80mhz
- flash內存 ≥1m
- 數字量處理器容量≥65536
- 寄存器容量 ≥57k
- 程序掃描速度 ≥0.1m/s
- 集成通訊端口 iec標準總線端口
- 后備電池 安裝在模板上,后備電池壽命至少2年
- 數字量輸入模板:
- 通道數:32點
- 輸入信號電壓 :24v Dc
- 隔離方式:每組單點隔離,輸入點和輸入點之間的隔離耐壓不小于500VAC,持續1分鐘;
- 數字量輸出模板:
- 通道數:32點
- 輸出信號電壓 : 24V DC輸出
- 輸出負載:每點不小于2A
- 模擬量輸入模板:
- 通道數:8點
- 輸入信號:4-20ma差分輸入方式;
- 分辨率:≥12位
- 對地隔離電壓 :≥1500v/min
- 輸入阻抗為250Ω,系統應提供4~20mA二線制變送器的直流24V電源
- 具有斷線故障檢測功能
- 數據交換功能
3、方案說明
硬件配置基礎:
類別 | 點數 | 模塊數 |
AI 8X4-20MA 4線制/2線制通用 | 按需配置 | 按需配置 |
AI 8XRTD | 按需配置 | 按需配置 |
AO 4X4-40MA | 按需配置 | 按需配置 |
DI 32X24VDC | 按需配置 | 按需配置 |
DO 32X24VDC | 按需配置 | 按需配置 |
實際點數合計 | 按需配置 | 按需配置 |
a.控制室操作站
提供的人機接口包括操作員站(2臺)、工程師站(1臺),軟件采用西門子配套軟件WINCC,系統采用的是 漢 化 的 64K 變 量 WinCC.。 WinCC 是 西 門 子 公 司 在 自 動 化 領 域 采 用 的 技 術 、與 微 軟 公 司 共 同 開 發 的 、 居 于 地 位 的 工 控 軟 件 。 WinCC 即 WINDOWS _ CONTROL _ CERTER ( 視 窗 控 制 中 心 ) 。
系統配置圖
WinCC 是一個強大的全面開放 的監控系統 ,既可以用來完成小規模的簡單的過程監控應用 ,也可以用來完成復雜的應用 。在任何 情況下 WinCC 都可以生成漂亮而便捷的人機對話接口 , 使操作員能夠清晰地管理和優化生產過程 。
(計算機配置按供貨時市場配置為準,但不低于以下要求)
- Dell OptiPlex GX270高性能計算機;
- CPU:P4 3.0GHz或以上, 主板800MHz FSB 或以上;
- 內存:512MB(2*256),DDR 內存;
- 硬盤:80GB,7200轉/分鐘 EIDE接口;
- 內置驅動器:48xCD-R , 1.44MB軟驅;
- 監視器: 19寸LCD高亮彩色顯示器,1600X1200,65535種顏色
- 網卡:10/100M自適應(雙網卡);
- 鍵盤,光電鼠標等外設;
- 操作系統:Windows NT/2000 中文版;
- 基本功能
- 每臺操作站(OS)均能對整個工藝線進行監視和操作;
- 具備對整個系統的硬件及網絡監測和故障診斷的功能:當系統卡件或網絡出現故障時,能及時報警及顯示詳細位置;
- 用戶定義動態工藝流程圖>300幅;
- 每臺操作站(OS)動態標簽數≥1000點;
- 趨勢曲線,歷史曲線記錄功能,趨勢曲線總數>1000條;
- 趨勢曲線掃描周期為1分鐘間隔,24小時趨勢曲線大于64條;
- 具有生產報告、事件報告、報警報告等;
- 畫面切換或刷新時間<1秒,(包括動態和靜態數據);
- 對于手動操作:從鍵盤發出命令到過程反饋到流程圖上顯示<2秒;
- 每個操作員站可互相備用,單臺操作員站均能獨立監控整個生產過程,在操作組內應有對馬達組啟動/停止、單機啟動/停止、事故緊急停車等軟手操功能,可完成在線/離線組態或參數修改;
- 操作員站對全廠生產的運行數據進行處理、儲存和管理,以分級顯示的形式反映工廠的運行狀況。分級顯示的畫面一般有總貌顯示,組顯示,單回路細目顯示,歷史趨勢顯示,在線流程圖畫面顯示,報警顯示等。操作人員通過鍵盤,根據工藝操作要求調用所需顯示的畫面,控制現場設備。
- 激光打印機
- A4幅面;
- 分辨率1200×1200dpi/A3/22ppm(A4)/11ppm(A4)/黑白/。
- 彩色打印機
- A4幅面;
- 最少應有8種顏色;
- 分辯率為95點/CM;
- 復印時間為70~90S/張。
b、工程師編程站
方案配置兩套工程師站,分別配備WINCC RC及STEP7、PDM,以完成HMI維護組態、控制站及現場儀表的參數組態維護工作。
功能如下
- 工程師站用于程序開發、系統診斷和維護、控制系統組態、數據庫和畫面的編輯及修改。
- 具備在線調試和在線下裝的功能,能實現在線修改和刷新程序;
- 提供離線編程、組態、仿真調試程序;
- 具備對整個系統的硬件及網絡監測和故障診斷的功能:當系統卡件或網絡出現故障時,應能及時報警及顯示詳細位置;
- 能通過通訊總線調出系統內任一分散處理單元的系統組態信息和有關數據,還可使需方人員將組態數據從工程師站下載到各分散處理單元和操作員站。此外,當重新組態的數據被確認后,系統應能自動地刷新其內存。
- 工程師站可設置軟件保護密碼,以防一般人員擅自改變控制策略、應用程序和系統數據庫。
- 提供的編程語言STEP75.3滿足IEC-1131,編程語言應包括:梯形圖、順序功能塊圖、功能塊圖、結構化文本、指令表等,并可自定義功能塊和數據結構。
- 工程師站上能調出任一已定義的系統顯示畫面。在工程師站上生成的任何顯示畫面和趨勢圖等,均應能通過數據高速公路加載到操作員站。并可完成全部操作員站功能。
- 工程師站能通過通訊總線調出系統內任一分散處理單元的系統組態信息和有關數據,還可使需方人員將組態數據從工程師站下載到各分散處理單元和操作員站。此外,當重新組態的數據被確認后,系統應能自動地刷新其內存。
4、電源與接地
a、系統配置在線式不間斷電源供電,負荷10KVA,滿負荷帶電時間30分。
- 輸入電壓:180-230V AC 50HZ。
- 輸出電壓:220V AC 50HZ。
- 電壓穩定度: <±1%。
- 諧波失真度:< 2%(線性滿載)。
- 超載能力:105%-125% 維持2分鐘以上,150% 維持20 秒以上。
- 電池:全密封、免維護鉛酸蓄電池,長壽命電解液。
- 轉換時間:小于2毫秒。
- 旁路:手動和自動旁路。
- 電池快速充電。
- 工作環境: 0 OC — 40OC
- 不間斷電源屏尺寸:2200×800×1000(H×W×D)。
b、系統配置單獨的接地系統,PLC機柜內信號地和電器地分開分別接到各自的接地母排上,現場聯到專門的接地系統。
5、控制柜配置:
根據實際需要,系統配置2臺控制柜,不單獨設置電源柜、繼電器柜:
- )控制柜采用標準工業用PS機柜。柜內加照明、強制通風、防塵裝置。
- )柜內電氣元件全部采用國產公司產品。
- )柜內所有端子采用菲尼克斯彈簧端子(不小于2.5mm2)。
- )無源干接點數字量輸入信號每路電源輸出端加保險端子。
- )提供兩線制變送器24VDC電源。電源選用西門子開關電源。
- )為現場兩線制儀表提供24V電源的接線端子采用菲尼克斯帶保險、指示燈的彈簧端子。
- )DO輸出全部通過中間繼電器隔離。中間繼電器選用歐姆龍帶指示燈繼電器
- )柜內配線標識清晰。柜底部預留電纜固定裝置。
6、 技術服務及進度安排
1) 、 概述
我公司將提供完整的技術服務。技術服務包括項目服務與現場服務。項目服務有項目管理、文件資料提供、工廠測試與出廠驗收、培訓服務、指導安裝等?,F場服務包括到貨開箱檢查、系統通電、聯調試運和裝置投運等。
2) 、 工程會議
在雙方確認合同生效之后,我方將著手準備工程會議文件,如準備初步的系統硬件設計,包括機柜布置,電源以及環境要求等,并向工程公司提供系統設計參考資料,包括硬件/軟件使用手冊和組態指南,以及技術參考資料等。
(2)工程會議的主要議題
我方將簡介系統功能,澄清系統硬件、軟件的技術細節,例如I/O接口電路圖,趨勢曲線的操作等。確認可能出現的小修改。
討論我方提供的硬件設計方案,包括I/O接線端子布置,機柜布置,操作站布置等。
3) 、 軟件組態培訓
軟件組態培訓,由我公司高級工程師主講。
培訓前我方向用戶提供主講人員履歷,由用戶對主講人員進行資格確認。
保證技術人員地掌握使用及維護技術,以達到地使用本系統。
4) 、 維護培訓
我方對用戶維護人員將進行具有正式培訓課程的維護培訓,具體事宜合同簽訂后雙方商議。
保證維護人員地掌握使用及維護技術,以達到地使用本系統。
5) 、 項目進度
合同簽約后,在條件會上由我方與用戶共同制定本項目培訓時間安排、組態時間安排、到貨時間、投用時間。
6) 、工廠測試與出廠驗收(FAT)
在系統制造、組裝完成之后,驗收測試之前,我方將提交一套標準驗收程序及測試文件,由雙方確認。系統出廠驗收由雙方技術人員共同執行,在組裝地進行,用戶派人參加。出廠驗收將對系統的全部組件及成套部分的安裝、接線、標識、功能進行測試,建立完整的功能測試報告。用戶在出廠驗收時將驗證30%的I/O卡件測試,對I/O卡每卡至少驗證1點。出廠驗收文件由雙方代表共同簽署。
驗收時間及人數將由雙方確定。
7) 、 開箱驗收
設備到現場后,我方將派的工程師到現場與用戶共同開箱驗收,確認裝箱單和設備完好情況;檢查所到設備與招標技術要求書的符合情況及完整性;檢查文件資料的完整性。系統最終驗收文件由雙方代表共同簽署。
8) 、 現場驗收(SAT)
最終系統測試結果達到系統規格及技術附件的各項要求后,由雙方簽字確認,作為系統最終驗收文件。生產裝置投運正常后,對FCS再進行72小時的考核。至此,FCS的驗收結束。我方將整個系統及資料圖紙移交用戶。并雙方簽字。
9)、 現場技術服務
10)、 安裝指導:我方將派的工程師作現場安裝指導。
11)、 系統通電:整個系統在現場安裝、接線完畢后,我方將派的工程師到現場進行通電前的系統安裝、接線、電源及接地等情況檢查確認,然后進行系統通電、系統啟動。
12)、 聯調試運:裝置開車前,我方將派的工程師,到現場與用戶對系統與工藝過程進行聯調試運,使系統各部分處于正常工作狀態。并同時進行現場驗收。
13)、 系統投運:裝置開工期間,我方將派的工程師到現場,使系統投入運行并保證開工期間系統工作正常,同時考核FCS的運行情況。
14)、 質量保證
質量保證期:系統驗收合格后一年或貨到現場后18個月,二者之中以先到期者為準。
15)、售后服務及技術支持
保修
在系統投運12個月內,如我方提供的系統和成套時我方提供的設備有任何質量或功能問題,我方免費維修、調整或更換。
備件支持
為保證系統99.9%以上的可利用率,我公司備有部分備件并保證的可供應期。
維護能力
我公司有經驗技術人員,需要時24小時可趕往現場。
硬件/軟件更新
我方提供的系統的硬件、軟件為版本,并在系統移交后兩年之內免費更新系統軟件版本。
我方承諾:
我方將一如既往地提供最周到、最迅速的技術支持與維修支持,保證在接到通知后立刻地、無時間差地進行響應:
——不分晝夜,提供24小時電話支持;
——必需時,一邊提供電話支持,一邊派人攜帶必需設備及工具前往;
——必需時,我公司庫存備件可以在時間發出或派人送去;
——至少每年一次到用戶現場進行設備狀況檢查,與用戶維護人員進行技術交流,以保證維護人員維護技術水平保持在水平。
——在我公司技術人員、 買方技術人員共同努力下,使本系統達到使用。
7、系統設計參考資料
文件資料
合同簽訂后,根據不同時間進度,依據用戶要求交付時間,我方提供原文版英文資料 2 份,中文資料 2份,每一項資料在發出時都帶有首頁,并說明資料的名稱和數量。
·操作臺和機柜布置圖
·機柜、機架詳細尺寸圖
·系統供電及接地圖
·系統內部電纜接線圖
·輸入輸出卡件及接線端子布置圖
·最終系統配置圖
·所有機柜內設備的接線圖
·現場準備和安裝指導圖
·操作員手冊
·工程師手冊
·系統維護手冊
·訂貨單規定的所有供貨項目的詳細清單
·所有卡件等的詳細規格清單
·出廠驗收測試程序
·雙方簽字的出廠驗收測試記錄
·噴涂的顏色及規格說明
·所有系統軟件及程序的媒體和使用說明
注:
我公司除做余熱發電DCS系統外,也成套余熱發電工程所用的現場儀表,事實證明將DCS和現場儀表打包一起做對以后的調試是有好處的
我公司所做余熱發電工程部分圖片
DCS現場柜1 DCS現場柜2
我公司提供的現場儀表1 我公司提供的現場儀表2