过程控制工程设计—自控工程设计的任务和方法

图例符号的统一规定
1.仪表位号 ＴＲＣ－１３１ 2.文字代号
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
表示被测变量和仪表功能的字母代号 P.32
第一位字母
读出变量, 修饰词 引发变量
A 分析
B 烧嘴,火焰
C 电导率
D 密度
差
E 电压
在 • 实际工程设计中各种设计文件的过编程控制制工程，任设务计和还—方自法控应工程按设计照的
• 自控工程设计的程序
• 自控专业工程设计的程序如图1-2所示。工作程 • 序图反映了自控专业在各版P&ID期间所要开展的
工 • 作。对于图1-2有如下几点说明。 1. 图中各版P&ID期间所列的各种设计文件是表示开 2. 始编（绘）制的时间，有些设计文件在该期间可 3. 以完成，有些设计文件则要延续到设计后期才能 4. 完成，如仪表索引、仪表回路图等； • 2.图中所列的设计文件对某个具体工程项目，并不 • 一定都要完成，可以根据需要编（绘）制有关的 • 设计文件。若设计选用气动仪表时，则设计文件 • 应增绘相关图，本程序中未列入过程。控制工程设计—自控工程设计的
任务和方法
• 自控工程设计的程序（续）
• 3.化工工艺专业提交的自控设计条件有两种形式， 一
• 种为工艺流程图和工艺说明、材料平衡表、主要 控
• 制说明等设计资料；一种为“仪表条件表”。两 种
• 形式自控专业都可以接受。 • 4.仪表采购的配合工作在基础工程设计阶段就开始 • 了，如向采购部门提供“仪表设计规定”，推荐
型，并负责和参加软件的编制工作； • 5.负责现场仪表的环境防护措施的设计； • 6.接受其他主导专业的设计条件，提出设备、管道、电气、
土建、暖通和给排水等专业的设计条件； • 7.负责控制室、分析室以及仪表车间的设计； • 8.负责工厂生产过程计量系统的设计过程。控制工程设计—自控工程设计的
任务和方法
根据各种技术数据和技术文件，设计阶段产生出相应的设 计文件。现代自动化工程中的设计、供货、安装、调试等工作 ，在责任划分上会出现交叉，因此设计与施工界线不是很清晰 ，概念上更多的是强调‘实施’。
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
项目实施过程示意图：
•可行性研究
•立 项
•设 计
•施 工
•验 收
•老设计体制
•
•老设计标准（CD 50A2-84）
•过渡设计标准（HG 20506-92）(现行标准）
•分散型控制系统工程设计规定（HG/T 20573 ）
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
•过渡设计标准（HG 20506-92）
• 1993年5月17日原化学工业部发布了《自控专业施 工设计内容深度规定》（HG 20506-92），并于当年9 月1日开始作为自控工程设计的行业标准予以实施。这 个标准同样属于老设计体制，但由于新设计体制刚颁布 不久，目前尚处于新老体制交接阶段，老设计体制在使 用常规仪表的自控工程设计项目中还有应用。因此称其 为过渡设计标准。
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
•全规定包括以13项内容，以及两个附录和编制说明P.6
•
1. 总则
2. DCS采用原则 3. DCS基本功能
2. 4. DCS的基本构成 5. DCS电源 6. DCS可靠性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3. 7. 控制室 8. 电源、电线 9. 电气接地
4. 10. 基础设计和工程设计的任务 11. DCS应用软件组态
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
• 工程设计的阶段划分
• 1. 国内 • 两阶段：初步设计和施工图设计 • 三阶段：初步设计、扩大初步设计和施工图设计 • • 2. 国际 • 两阶段：专利商承担的工艺设计（基础设计）和
由工程公司承担的工程设计；其中工程设计再划 分为基础工程设计和详细工程设计（工作见P8）。
任务和方法
• 自控工程设计的方法（续）
• 6.仪表供电、供气系统的设计 • 7.根据施工现场的条件，完成控制室与现场间联系
的 • 相关设计文件 • 8.根据自控专业有关的其它设备、材料的选用等情 • 况，完成有关的设计文件 • 9.设计工作基本完成后，编写设计文件目录等文件 • • 上述设计方法和顺序，仅仅是原则性的提法，
5. 12. DCS的检验、安装、调试 13. 编制DCS技术规格书
6. 本规定虽然发布在新体制前，但有关DCS工程设计程序
等条
7. 文，是按照设计新体制要求编制的。并且对DCS的工程设计，
新
8. 老体制的区别不是很大。因此这个规定不论是对执行设计新
体
过程控制工程设计—自控工程设计的
任务和方法
•国际通用设计体制（HG/T 20636~20639）
• 过渡设计标准与原设计规定（CD 50A2-84）相比 ，主要是引出了仪表回路接线图、仪表盘端子图，它们 在新体制中也被沿用。
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
•分散型控制系统工程设计规定（HG/T 20573）
• 分散型控制系统工程设计规定（HG/T 20573） 是由原化工部1995年8月28日发布，并于当年11月 1日开始实施，为化工自控工程设计采用分散型控 制系统（DCS）而制订的技术规定。主要是针对用 户在设备选型、工程设计时应着重考虑的一些问题 而做出的规定，如对DCS采用原则、系统配置要求 、可靠性要求、采用的工程设计程序和任务，以及 DCS系统组态等问题做出了规定。
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
自控工程设计的体制
• 目前，在自控设计中，处于新老体制交叉阶段 。因此有必要在介绍新体制的同时，对曾被长期使 用过的且当前在有些部门还习惯应用的老体制进行 概要的叙述。
• 一、老设计体制 • 二、新设计体制（国际通用设计体制）
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
自控工程设计的方法和程序
• 自控工程设计的方法：(P.18)
• 在接到一个工程项目后，进行自控工程设 计
• 时，按照什么样的方法来完成这些内容呢？
• 1.熟悉工艺流程 • 2.确定自控方案，完成工艺控制流程图（PCD） • 3.仪表选型，编制有关仪表信息的设计文件 • 4.控制室设计 • 5.节流装置和调节阀的计算 过程控制工程设计—自控工程设计的
• 国家石油和化学工业局与1998年6月22日发布了《 化工装置自控工程设计规定》（HG/T 20636~20639） ，这个规定被称为“新体制”，即国际通用设计体制。 按国际通用设计体制，有利于工程公司的工程建设项目 总承包，对项目实施“三大控制”（进度控制、质量控 制、费用控制），也是工程公司参与国际合作和国际竞 争，进入国际市场的必备条件。
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
ESD-紧急停车系统
v ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求，独立 于DCS集散控制系统，其安全级别高于DCS。在 正常情况下，ESD系统是处于静态的，不需要人 为干预。作 为安全保护系统，凌驾于生产过程控 制之上，实时在线监测装置的安全性。
v 只有当生产装置出现紧急情况时，不需要经过 DCS系统，而直接由ESD发出保护联锁 信号，对 现场设备进行安全保护，避免危险扩散造成巨大 损失。
过程控制工程设计—自 控工程设计的任务和方
法
2020/12/19
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
工程
• 每个工程（Project）项目由若干工程组成。例 如土建工程、管道工程、公用工程、数据采集与监 控工程等。自动控制工程（有时也叫做仪表工程） 是这些工程中的一项，可下图表示这个概念。
技术文件，提交仪表接口条件，并开展有关设计工作； • 6.编制最终自控工程设计文件。
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
•自控工程设计的八项任务 P.3
• 1.检测、控制、报警、联锁/停车和监控/管理计算机系统 的设计；
• 2.检测仪表、控制系统及其辅助设备和安装材料的选型设 计；
• 3.检测仪表和控制系统的安装设计； • 4.负责DCS、PLC、ESD和上位计算机（监控、管理）的选
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
项目过程
“项目过程”指的是项目实施过程（Project Implementation） 。工程设计是项目实施过程的一个阶段。
工程设计（Engineering Design）过程是用图纸、图表等表达 技术实施方案的过程。
自控工程设计是为了实现生产过程的自动化，用图纸资料 和文字资料的形式表达出来全部工作。
•运 行
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
自控工程设计的任务
•自控工程设计的任务： •负责工艺生产装置与公共工程、辅助工程系统的 控制设计， •检测仪表、在线分析仪表和控制及管理用计算机 等系统的设计以及有关的程序设计、 •信号报警和连锁系统、 •安全仪表系统SIS、 •紧急停车系统ESD的设计。P.3
•自控专业与管道专业的设计分工
•自控专业与电气专业的设计分工
•自控专业与电信、机泵及安全（消防）专业的 设计分工
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
自控专业工程设计中常用规定和标准（P.27)
• 在自控工程设计中经常要采用一些规定和标准，在 《化工装置自控工程设计规定》中专门列出一个分规 定“自控专业工程设计用标准目录”(HG/T20639.3), 主要有下列10个方面：
和 • 评估仪表询价厂商等； • 5.仪表定位会议一般与模型审核过会程控制（工程任设设务计和备—方自法控、工程配设计管的 模
•A B C D E F G版，P7
• 图1-1a 自控专业工程设计阶段工作过程程控序制工图程任（设务计和一—方自）法控工程设计的
• 图1-1b 自控专业工程设计阶段工作程序图（二） 过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
•1. 行业法规及管理规定； 2. 图形符号；
•3. 工程设计规范；
4. 自动化仪表；
•5. 自控专业工程设计规范；6.通用图册和设计手册；
•7. 管法兰与管螺纹； 8. 安全；
•9. 环境卫生；
10.施工验收
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
No Image
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
• 2.《自控专业工程设计文件的编制规定》（HG/T 20637） （含8个
• 分规定） • 3.《自控专业工程设计文件深度的规定过程》控制（工程H设G计—/自T控2工程0设6计3的8）
任务和方法
自控工程设计的阶段划分和设计内容
• 工程设计要分阶段进行的原因主要有：(P.6) • 1.便于审查； • 2.随时纠正错误； • 3.协调各专业之间的矛盾。
• 图1-1c 自控专业工程设计阶段工过作程程控制序工程图设（计—三自控）工程设计的
任务和方法
• 图1-1d 自控专业工程设计阶段工作程序图（四）
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
自控设计与其他专业的协作关系（详见书本）
•自控专业与工艺专业的设计条件关系
•自控专业与系统专业的设计条件关系
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
自控工程设计阶段的工作 P.3
• 1.据工艺专业提出的监控条件绘制工艺控制图（PCD） • 2.配合系统专业绘制各版管道仪表流程图（P&ID）； • 3.征集研究用户对P&ID及仪表设计规定的意见； • 4.编制仪表采购单，配合采购部门开展仪表和材料的
采购工作； • 5.确定仪表制造商的有关图纸，按仪表制造商返回的
• 在设计工作中，必须严格的贯彻执行一系列技术 标准和规定，根据现有同类型工厂或试验装置的生产 经验及技术资料，使设计建立在可靠的基础上。 • 在设计过程中，应对工程的情况、国内外自动化 水平，自动化技术工具的制造质量和供应情况，以及 当前生产中的一些新技术发展的情况进行深入调查研 究，才能有一个正确的判断，作出一个合理的设计。 • 设计中还应加强经济观念，注意提高经济效益。
过程控制工程设计—自控工程设计的 任务和方法
•国际通用设计体制（HG/T 20636~20639）
• 本设计标准适用于化工、石油化工、石油、轻纺、国防等 行
• 业的自控专业工程设计。《化工装置自控工程设计规定》包括 4项
• 化工行业标准，共含22个分规定（见P.5）。
• 1.《自控专业设计管理规定》（HG/T 20636）（含10个分规 定）