仪表基础知识培训课件

CS1-14
YOKOGAWA
现场仪表（温度）
1、温度仪表 现场温度仪表刻度采用直读式刻度，正常使用温度应为仪表量程的 50%~70%，最高测量值不应超过量程的 90%。 就地温度指示仪表选用带外保护套管的万向型双金属温度计，刻度 盘直径一般选用Φ100mm。若安装地点 不易通行或观察时，或测量低温介质时，可选用毛细管充填式，毛 细管长度不宜超过6m。 一般温度测量的测温元件宜选用热电阻/热电偶，信号直接进DCS 显示。测温元件一般不采用双支结构， 需要在两地显示或既要控制又要报警联锁时，宜选用两只单独安装 的测温元件。当测温元件为热电偶时，应 具有断偶保护功能。 气化炉表面热电偶根据工艺包专利商的要求采用特种热电偶。
自控基础知识
4、仪表所适应的环境（重要参数） 1）极端最低温度： -26.5℃ 2）年平均雷电日： 15.3 日
CS1-5
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自控基础知识（结合本项目）
5、本项目的过程控制层包括： 分散型控制系统（DCS） 安全仪表系统（SIS） 可燃气体、有毒气体监测系统（GDS） 智能设备管理系统（AMS） 在线分析仪表系统 设备包控制系统（PLC） 压缩机组综合控制系统（CCS） 机组机械故障诊断系统等。
CS1-13
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随设备供货的控制系统PLC
13、随设备供货的控制系统PLC 特殊工艺过程或工艺设备的现场仪表和控制系统若由工艺包专利商 或工艺设备供应商配套供货时，该控 制系统采用的PLC 系统应与工艺装置所用的PLC 系统一致，且该 控制系统应能与工艺装置的DCS 进行实时数 据通讯。大型透平压缩机组采用三重化的PLC 系统（CCS 或ITCC ）并自带操作站进行控制，中小型机组可根 据实际情况采用双重化或非冗余PLC 系统控制。其它成套PLC 系 统根据实际情况确定是否成套带操作站。
: 100,000 per ICS : 256 : 20 km : 20 km per FCS : 10m per FCS : 2Km per FCS
最大Domains数 : 16
*V-net (同轴电缆) :500m RIO 总线 (双绞线) :750m
CS1-20
ER总线:185m、500m
ESB总线:10m
CS1-10
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本项目分散型控制系要求
10、备用要求 DCS 的各类机柜及卡件箱应至少预留15%的输入/输出（I/O）点作 为备用，同时应预留20%的卡笼安装空 间和20%的预留接线端子。
CS1-11
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本项目分散型控制系要求
11、负荷要求 控制站按实际需要配置，不得将不同装置的控制回路放在同一控制 站中。各控制站I/O 卡件插槽必须预 留20%的余量。当控制站满负荷时，系统的电源、软件、通讯负荷 和其他各种负载应具有至少40%以上的工作 余量。 操作站和控制站的负荷不应超过60%。
CS1-8
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本项目分散型控制系要求
8、配置原则 DCS 的基本配置原则为：控制单元的CPU 等功能卡件为1：1 冗 余或容错配置；DCS 的电源卡或设备按1： 1 冗余配置；DCS 各级网络通讯总线和通讯设备及部件为1：1 冗 余配置；控制回路的多通道I/O 卡为1：1 冗 余配置。冗余设备必须能在线自诊断，出错报警，无差错切换。 系统的各种卡件应能够在线插拔、更换。 控制站原则上按装置独立设置。
Node
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Node
CS1-22
V net 通讯
通信规程 : IEEE 802.4 存取控制 : 令牌传递 传输速度 : 10 Mbps 传输距离 : 500m to 20km YCB111同轴电缆：最大500m YCB141同轴电缆：最大185m 混合使用： YCB141+0.4*YCB111<=185 传输媒体 : 同轴电缆/光纤
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最小配置
HIS
系 统 规 模
最大Domain配置 最大系统配置
HIS HIS
HIS
HIS
最大位号数 : 100,000 per ICS 最大站数 : 64(HIS最大:16台) 最长V-net总线 : 20 km 最长RIO 总线 : 20km per FCS 最长ESB : 10m 最长RIO总线 : 2km
CS1-7
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自控基础知识
7、分散型控制系统（DCS） 整个DCS 控制系统由控制站、操作站、大屏幕显示器、工程师站 和设备管理站（AMS）等组成。各区域内 各装置或系统单元的DCS 均各自独立设置，以保证各装置在正常 生产和开、停工过程中互不干扰，减少不必 要的停工。控制站安装在现场机柜间。操作站、打印机、辅助操作 台、大屏幕显示器等设备置于各区域内的 中央控制室。
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Domain
Domain: 与同一条总线连接的一组站
HIS HIS V-net
HIS EOPS MOPS
Domain 1
V-net
HF bus
RL bus
FCS
EFCS

MFCD
Domain 2 综合远程范围 提供更大容量 综合现有的DCS
CS1-21
Domain 3
Domain 4
CS1-6
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自控基础知识
6、DCS与其他控制系统之间的通讯规定 各工艺装置除DCS 以外的其它主要控制系统应设置与DCS 进行通 讯的接口，当DCS 系统与其它控制系统 之间的距离＜1000m 时，信号传输采用RS485，Modbus RTU 通 讯协议；当距离＞1000m 时，信号传输采用TCP/IP OPC 通讯协议。DCS 系统应设置与全厂计算机信息和生产管理调 度系统管理网相连的以太网通信接口，并建立 实时数据库，为全厂信息管理系统提供所需的数据和网络结构基础 。
CS1-15
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现场仪表（温度）
对用于一般监测的并相对集中的热电偶等测温元件，可采用多路温 度发射及接收装置与DCS 连接；对于 参与控制的测温元件，应经温度变送器与DCS 的输入卡件连接， 温度变送器采用可采用一体化温度变送器。 为减少测温元件的种类，热电偶尽量选用符合IEC60584 标准 “K”型（个别超过高温场合可选用“B”型）， 或采用pt100 热电阻，三线制，0℃时电阻为100Ω，温度系数为 0.00385/℃，符合IEC60751 标准。
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V net
CS1-23
V net 扩展
光纤
V net
T T R R R R
光纤
R R R R
同轴电缆
T T
Max. 500m
Max. 15 km
Max. 500m
Max. 15 km
Max. 500m
最长20 km
CS1-24
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ESB总线(FIO)
V net
FCU
介质: 专用内部总线（YCB301） 距离: max：10m 速度: 128Mb/s（RIO 2Mbps）
CS1-3
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自控基础知识
3、仪表传输标准信号 气动信号：20~100kPa ； 电动信号：4~20 mA DC，4~20 mA ＋HART； 开关量输入信号采用无源触点进入控制系统 ； 与电气专业相连的开关量输出信号为无源触点，且加继电器隔离。
CS1-4
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CS1-17
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新型 CS 3000 R3.01系统构成
Enclosed Display Style Console HIS Open Display Style Console HIS
Ethernet HIS HIS/ENG
Vnet
ER bus
(Enhanced Remote bus)
CS1-2
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自控基础知识
2、测量单位 测量单位使用国际单位制（SI 单位）。常用单位如下： 温度单位：℃ ； 压力单位：Pa、kPa、MPa ； 流量单位：液体 kg/h、t/h、m3/h ； 气体 m3/h、Nm3/h(标准状态) ； 蒸汽 kg/h、t/h ； 液位单位：mm ；0～100％ 密度单位：kg/m3、kg/Nm3(标准状态) ； 运动粘度单位：mm2/s ； 动力粘度单位：mPa.s ； 成份分析：PPm, %(wt, vol) 酸碱度：pH 导电度：ms/cm 转速
CS1-16
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现场仪表（温度）
检测元件名称 铂热电阻R0=100Ω 镍铬-镍硅热电偶 镍铬-康铜热电偶 铂铑10-铂热电阻 铂铑10-铂热电阻 铂铑30-铂6 热电阻 分度号 PT100 K E S R B 温度范围（℃） -200~650 0~1000 0~750 0~1300 0~1300 0~160
CS1-12
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机组专用监测和控制系统（CCS）
12、机组专用监测和控制系统（CCS） 根据生产装置的实际需要，对于较复杂的机组设置机组专用监测和 控制系统（CCS） 完成机组的调速、防喘振控制、负荷控制、过程控制、联锁保护等 功能，并与装置的DCS 进行通讯。CCS 应采用冗余、容错系统，具有专用的应用软件，如转速控制，防喘 振控制等，同时具有时间顺序记录功能。 对于较简单的机组（如往复式压缩机、泵组等），机组的监控由装 置的DCS 完成，机组的安全联锁保护由 SIS 完成。
SFCS
ooo ooo
FF-H1
LFCS KFCS (FCS for FIO)
RFCS2 (new migration type FCS)