DCS的工程设计

7、安全措施
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第三节 招标文件编制和选型
1、 招标文件编制 重要性： 招标文件的编制好坏直接影响到集散控制系统的评估、 选型，直至今后的使用。 原则： 符合招标文件的性能要求，价格又较低的集散控制系统 理应中标。
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（1）编制前的准备工作
参与人员：
自控专业设计人员、工艺专业设计人员、用户单位技术 人员
计算机
安装在主操作台 现场就地安装 安装在辅助设备
正常情况下
正常情况下
正常情况下
操作员可以监控 操作员不能监控 操作员可以监控
可编程序逻辑控制器 表 7-3 图 形 符 号
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系统链既用于表示软件或数据链，也用于 表示制造厂所提供的各功能模块之间连接的 系统。共用信号线也可用系统链的图形符号 表示。
扰动供电时间的影响.
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3)、各机柜的直流电源容量应按满载时 考核. 4)、要考虑设置有灵敏过流、过压的保 护装置.
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6、抗干扰设计 干扰信号的来源：传导、静电、电磁、信号线 耦合、接地不妥和连接电势等； 抗干扰的措施,常用屏蔽、滤波、接地、合理布 线及选择电缆等. DCS的接地要求：直流电阻<1欧，安全保护地 电阻和交流工作电阻≤4欧；防雷保护地电阻≤10 欧。
DCS的工程设计
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第一节 图形符号和文字符号
用于信息处理的功能块描述符号； 用于分散控制、共用显示仪表、逻辑和 计算机系统的设计符号； 用于过程显示的图形符号和文字符号
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一、功能块描述符号 描述系统功能图的形式有垂直图和水平 图两种。 水平图：被测量的量画在左边，流程从 左到右。 垂直图：被测量的量画在上面，流程从 上而下。
5) 仪表回路图;用于控制系统的组态。 6) DCS监控数据表;用于编制DCS组态工 作单。 7) DCS系统配置图;可了解DCS的基本硬 件组成。
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8) 控制室布置图;作为土建专业的设计条件和 确定设备的位置等。
9) 端子柜布置图;用于DCS的询价和采购。 10) 工艺流程显示图; 11) DCS操作组分配表等.用于DCS的组态和 生成图形文件。
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2、性能指标定量性
根据制造商、供应商提供的技术数据和性能指 标：
详细的定量的技术指标； 确定是否需要； 不能定量衡量的技术性能也应明确要求。
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3、竞争的公正性 招标文件不应具有倾向性。
4、语言的简练和确定性 不应在招标文件中存在模棱两可、容易误解的
词句。
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招标文件的主要内容
1、总则; 2、工作条件 (包括环境条件); 3、技术指标或规格 (包括培训); 4、附件和备件; 5、文件 (包括技术、培训、维修、操作手册及 验收议定书); 6、技术服务 (包括安装、维修及售后服务); 7、订购数量; 8、交货地点及交货时间。
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(3)、建筑要求
控制室和计算机房的建筑应造型美观大方,经 济实用.
(4)、采光和照明
宜采用人工照明
(5)、控制室和计算机房的空调
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5、DCS系统的供电设计 对DCS系统的供电宜采用三相不间断电源供
电.在DCS的供电设计应注意: 1)、在总电源和各组合分电源供电点之间宜
采用16或25平方毫米的软电焊机用粗电缆. 2)、应注意用电设备和系统的最小允许瞬时
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2、施工图开工报告 主要包括设计依据、自动化水平确定、 控制方案确定、仪表选型、控制室要求 、动力供应、带控制点工艺流程图及有 关材料选型等.
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3、设计联络 与DCS厂商联系, 解决下列问题: 1) 确定设计的界面. 2) 熟悉DCS硬、软件环境对设计的要求. 3) DCS定型后遗留的技术问题. 4) 对DCS系统外部设备的要求.
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5、设计文件的校审和会签; 6、设计交底; 7、施工、试车、验收和交工; 8、技术总结和设计回访.
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二、工程设计中的相互关系 1、自控专业与工艺专业的关系 确定工艺控制流程图，工程的自动化水平和自控 设计的总投资。 了解工艺流程、车间布置和环境特征，熟悉工艺过 程对控制的要求和操作规程。 提供工艺流程图、工艺说明书和物性参数表；物 料平衡表；工艺数据表等。 应了解集散系统的安装尺寸，对工艺的要求。
凡是辅助功能，如手动操作、设定值等都要 和主信号垂直，画图时可不考虑。
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图形符号
功能说明 圆形框表示测量和信号读出功能
矩形框表示自动信号处理功能
正菱形表示手动信号处理功能 等腰梯形表示最终控制装置，如执行机构等 表 7-1 基 本 功 能 图 的 框 图 符 号
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二、用于分散控制、共用显示仪表、逻辑 和计算机系统的设计符号 用于分散控制、共用显示仪表、逻辑和 计算机系统，通常由现场硬件通信网络 和控制室操作设备所组成。 在工程设计中，仪表的图形符号是一个 圆圈。在同一套带控制点工艺流程图上 ，应采用同一尺寸的仪表图形符号。
1)工艺过程变量在限值处会造成警告和报 警. 2)自诊断功能也引入了报警信号.
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➢ 信号报警系统设计原则
发生事故前及时提供信号报警信息，避免事故的 发生。
发生事故时应能从安全生产的要求出发，切除与 事故有关设备的运行，尽量减少事故的影响。
事故发生时应能提供第一事故原因的信息。 事故发生后提供事故的记录信息。
现场总线的电缆有一定的类型规定，对导线线径、 特征阻抗等都有严格要求。
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现场总线控制系统中的仪表室并联连接到现场总线 的。一般模拟仪表采用标准电流（或电压）信号， 常采用串联连接。
一条现场总线上最多可挂接的现场总线设备数量受 连接方式、通信量、通信电缆类型等限制。一般模 拟仪表受输入输出阻抗的限制，可允许连接2台模 拟输入仪表。
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4、施工图设计 除了一般的施工图设计文件外,根据DCS系统 的特点,还需对计算机的有关内容进行补充. 1) DCS设计文件目录; 2) DCS技术规格书;DCS的询价的基础文件 ，并作为合同的技术附件。 3) DCS-I/O表; DCS询价和采购的依据。
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4) 联锁系统逻辑图;常用于完成联锁控制 系统的组态。
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2、自控专业与电气专业的关系
仪表电源、联锁系统、仪表接地系统、共用操作盘和 信号转换与照明等协调和分工。
3、自控专业与设备专业的关系
了解设备的结构特点和性能；确定仪表的安装方位和 大小
4、自控专业与建筑结构专业的关系
对控制室、计算机房和车间等建筑的结构和建筑要 求；
5、自控专业与采暖通风专业的关系
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分页不宜过多. 画面的分页应考虑操作人员的操作分工,避免同
一分页上绘制不同操作人员操作的有关设备和 显示参数. 采用标准的过程流程图图形符号有利于减少操 作错误,有利于减少操作培训时间,有利于系统设 计人员和操作人员之间设计意图的相互沟通.
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(2) 流程图颜色的设置 过程流程图的背景颜色宜采用灰色、黑色 或其他较暗的颜色. 流程画面的颜色宜采用冷色调,而非操作画 面的颜色可采用暖色调. 对流程画面的配色应使流程图画面简单明 确,色彩协调,前后一致,颜色数量不宜过多, 应避免引起操作人员的视觉疲劳.
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12) DCS趋势组分配表等.用于DCS的趋势组 态和生成图形文件。 13) DCS生产报表。用于编制DCS组态工作单 ，以便为用户提供生产报表。 14) 控制室电缆布置图，用于DCS的安装。 15) 仪表接地系统图，用于安装连接。
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16) 操作说明书； 17) 控制功能图，用于DCS的控制组态； 18) 通信网络设备规格表。
两个或多个图形符号相切连接表示相连接 仪表之间的通信，也可表示多功能仪表。
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三、过程显示的图形符号和文字符号 过程显示图形符号用于在显示屏上的过 程显示，也用于其他可视媒体。 优点：
➢ 减少操作人员的误操作； ➢ 缩短操作人员的培训时间； ➢ 控制系统设计人员的设计意图能较好地
被系统用户所接受。
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现场总线设备有极性连接和无极性连接两种，对无 极性设备的接线可直接接线，不必考虑信号线极性 。一般模拟仪表的输入和输出是电压或电流信号， 连接是有极性的。
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(2) 功能块连接
现场总线控制系统中，由于现场总线设备所 含的功能模块不同，功能块的连接也不同，因 此除了需要外部的接线图外，还需要绘制功能 模块的连接图。
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➢ 联锁控制系统的设计 紧急停车系统。识别事故、危险情况，及时 在危及人身安全或危害设备前能够消除或阻 止危险的产生，或采取措施以防事故进一步 扩张。
1） 联锁点设置（工艺合理性、设置联锁点数 量）。 2） 紧急停车系统的设计原则。
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✓ 独立设置原则 ✓ 结构冗余原则 ✓ 故障安全原则 ✓ 最少环节原则 ✓ 输入检出元件选用遵循独立设置原则。 ✓ 执行机构根据独立设置原则选用。
棒图、趋势和颜色变化等显示方式; ❖ 动态键的功能,即采用画面中的软键实现操
作命令的执行等.
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过程流程的图形设计内容包括过程流程 图的分割、过程流程图的图形符号及颜 色的配置等.
27Leabharlann (1) 过程流程图的分割 分页设计的基本原则:
相互有关联的设备宜分在同一分页, 有利于 操作人员了解它们的相互影响;
四 现场总线设备连接图
现场总线控制系统中，现场总线设备的接线与一 般电动仪表的接线类似，但现场总线设备具有通 信功能，因此对接地和屏蔽接线等有强制性规定 。应根据现场总线的安装和接线规定绘制有关接 线图。 （1）与一般模拟仪表接线的区别
通信系统的接线需要设置终端器。防止通信信号在 端点处反射造成信号失真，并实现线路阻抗匹配。
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4、控制室和计算机房的设计 (1) 位置选择 控制室和计算机房的位置应接近现场、便 于操作； 不宜设置在工厂主要交通干道旁； 考虑控制室和计算机的朝向。
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(2) 机房布置 应有利于达到最大工作效率和系统利用率.