1. 總則

    根據本項目DCS系統《招標DCS規格文件》的要求，我們采用ABB公司具有世界領(lǐng)先水平的全能綜合性開(kāi)放控制系統Industrial^IT控制系統參與投標。并結合燒堿/PVC項目的現場(chǎng)工況，系統選型時(shí)充分考慮到了如下要求：

A 系統的可靠性  

本方案中ABB Industrial^IT系統將完全超過(guò)招標文件中規定的各種功能，以滿(mǎn)足工藝運行工況的要求。為確保整個(gè)工藝裝置安全、連續、穩定高效運行，控制系統采用分布式結構，開(kāi)放的冗余通訊網(wǎng)絡(luò )。操作員站、控制器、操作通訊網(wǎng)絡(luò )、I/O總線(xiàn)通訊模件、I/O總線(xiàn)電纜，系統電源均采用1：1冗余配置

B 系統的操作性

    工程師站具備操作員站的一切功能，操作站間都可以互為備用，即任何一臺出現故障時(shí)，其功能都可以在其它操作站上實(shí)現。系統軟件菜單、操作面板、系統字符表及系統提示信息為中文版,方便用戶(hù)編程組態(tài).

C 系統的維護性

ABB Industrial^IT系統的設計采用診斷至模件級的自診斷功能，使其具有高度的可靠性，其范圍包括主機、網(wǎng)絡(luò )、電源、控制器、I/O卡件直至I/O通道。系統提供兩種診斷方式：軟件診斷或硬件診斷。便捷的診斷方式使得維護人員能迅速發(fā)現故障并消除故障。系統內任一組件發(fā)生故障，均不會(huì )影響整個(gè)系統的工作。

D 系統的開(kāi)放性

   系統具有靈活的通訊協(xié)議配置，支持多種協(xié)議標準：TCP/IP、Modbus、Can、Profibus DP/PA、Foundation Fieldbus、Hart；OPC、DDE、API等等，可方便地與其它系統或現場(chǎng)總線(xiàn)儀表互連。

E 系統的擴展性

   系統采用分布式冗余網(wǎng)絡(luò )結構，用戶(hù)可以方便地增加網(wǎng)絡(luò )站點(diǎn)。工業(yè)以太網(wǎng)上最多可掛接100臺操作員站，100對冗余現場(chǎng)控制器，主干網(wǎng)(以太網(wǎng)，遵循TCP/IP協(xié)議)通訊速率為10Mb/s /100Mb/s；I/O總線(xiàn)采用通訊速率為12Mb/s的Profibus DP，一條 Profibus DP總線(xiàn)上最多可掛接125個(gè)從站。

系統控制器通信模板為標準TCP/IP協(xié)議以太網(wǎng)模件，這樣使系統無(wú)需增加設備可以與工廠(chǎng)局域網(wǎng)連接，由于系統支持標準OPC數據交換標準，使系統與各種第三方數據庫或軟件的數據交換將更加容易。

F 系統的實(shí)用性

   ABB Industrial^IT系統在技術(shù)上、設備上成熟可靠。在國內外各行各業(yè)都得到了廣泛應用，具有十年以上的實(shí)際運行經(jīng)驗。系統可利用率為99.99%。

G 系統的安全性

系統網(wǎng)絡(luò )結構采用分級方式，控制網(wǎng)與廠(chǎng)局域網(wǎng)、MIS網(wǎng)采用網(wǎng)關(guān)隔離，網(wǎng)關(guān)中可設置防火墻，以防止病毒襲擊?？刂葡到y設置用戶(hù)數據訪(fǎng)問(wèn)權限管理，系統可設置16個(gè)用戶(hù)組，1000個(gè)用戶(hù)的權限。

ABB Industial^IT DCS分散控制系統主要特點(diǎn)

產(chǎn)品定位

將DCS和PLC功能之優(yōu)點(diǎn)緊密有機地融為一體，并引入現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和管理控制一體化思想的超級全能控制系統。

ü  最強大的控制功能:集各種控制技術(shù)之大成，適用于各種行業(yè)，覆蓋FF、PA、FA.具備復雜回路調節、開(kāi)環(huán)控制、高速邏輯聯(lián)鎖和順序控制等功能，具有無(wú)可匹敵的性能。

ü  最節省的工程投入:強大的一體化組態(tài)調試工具軟件高效方便，輕松實(shí)現各種復雜監控操作功能，安裝調試簡(jiǎn)單靈活，這一切使得工期縮短并減少了調試試車(chē)的消耗。

1)  全能緊湊

·         集DCS & PLC & 現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)精華于一身的超級功能

·         一體化且唯一的組態(tài)調試工具(內嵌現場(chǎng)智能儀表組態(tài)工具)

·         唯一的系統全局數據庫

·         32位超級RISC CPU多任務(wù)處理器

·         巨大的控制組態(tài)空間(16M，32M SRAM，256K EEPROM)

·         支持多種現場(chǎng)總線(xiàn)(Profibus、FF、Modbus、Hart、CAN)

2)  高速高效

·         無(wú)可匹敵的超級性能：每秒可處理1400個(gè)回路

·         極快的掃描速度(可組態(tài))

—開(kāi)關(guān)量信號:≥2ms

—模擬量信號:≥10ms

·         三種控制任務(wù)執行方式(可根據任務(wù)性質(zhì)人為指定):

a)   周期處理方式— 循環(huán)周期≥1ms(可組態(tài))

          此方式主要用于模擬量處理和回路調節以及一般的邏輯控制

b)   自由運行方式— 每1000條指令執行時(shí)間≤1ms(同大型PLC)

          此方式主要用于高速邏輯控制和順序控制

c)   事件驅動(dòng)方式— 滿(mǎn)足事件條件時(shí)執行

          此方式用于執行某些系統任務(wù)

3)  極為可靠

·         在中國15000余套應用業(yè)績(jì)，嚴格工業(yè)實(shí)踐的質(zhì)量驗證

·         很長(cháng)的MTBF(平均無(wú)故障時(shí)間)和99.99%的系統可利用率

·         具有ISO9001、CSA、CE等國際權威認證

·         先進(jìn)可靠的電子和機械設計，獲世界最佳工業(yè)設計獎(iF Award)

·         高超的制造水平，先進(jìn)的SMT工藝

·         堅固的全金屬外殼，極好的機械防護和抗電磁干擾能力

·         良好的惡劣環(huán)境適應能力，0-70°C無(wú)須強制冷卻措施

·         所有模塊均支持帶電插拔

·         所有輸出模塊具有OSP功能（故障狀態(tài)下的輸出預置）

·         I/O模塊通過(guò)機械定鍵與接線(xiàn)端子鎖定

·         分散化熱備冗余手段作為最后屏障

4)  通用性、開(kāi)放性、擴展性

·         工程師站及操作員站采用Intel平臺，支持微軟 WindowsXP操作系統

·         系統組態(tài)語(yǔ)言符合IEC61131-3國際標準

·         具備DDE，OPC，API等標準開(kāi)放接口

·         系統網(wǎng)絡(luò )采用IEEE802.3標準工業(yè)以太網(wǎng)，遵循TCP/IP協(xié)議

·         Peer-to-Peer網(wǎng)絡(luò )結構，節點(diǎn)可隨意出入

·         現場(chǎng)控制器、I/O站可任意擴展

5)  工程容易，使用簡(jiǎn)單

·         友好直觀(guān)的中文人機界面( HMI)，全面漢化，3D動(dòng)畫(huà)效果

·         編程風(fēng)格采用先進(jìn)的項目樹(shù)結構，內嵌的工程文件輸出能力

·         220余種豐富的算法庫

·         無(wú)需人工分配變量的內存地址

·         在線(xiàn)組態(tài)、調試、下載方便

·         具有強大的仿真功能

·         系統通訊自動(dòng)形成，無(wú)需發(fā)送/接收命令

·         安裝方便靈活，地理位置可集中或分散，支持遠程I/O和現場(chǎng)總線(xiàn)

2.ABB Industrial^IT DCS控制系統的配置要點(diǎn)

根據招標技術(shù)規格書(shū)對DCS系統的要求，本方案中為保證控制安全和操作方便，DCS系統分為四個(gè)工作區.

第一工作區： 燒堿裝置

包含：一次鹽水、二次鹽水及電解、氯氣處理及氯化氫、液氯、蒸發(fā)固堿等工段；控制系統放置于燒堿控制室。

第二工作區：乙炔裝置

包括乙炔發(fā)生、清凈配置、乙炔氣柜等工段；控制系統放置于乙炔控制室

第三工作區：VCM裝置

包括：VCM轉化、VCM壓縮、VCM凈餾等工段；控制系統放置于VCM控制室

第四工作區：PVC裝置

包括：聚合、干燥、回收、PVC包裝等工段；控制系統放置于PVC控制室

燒堿裝置、乙炔裝置、VCM裝置、PVC裝置控制系統網(wǎng)絡(luò )各自獨立，分別設立獨立的工程師站，燒堿裝置、乙炔裝置、VCM裝置、PVC裝置控制系統都配置OPC驅動(dòng)軟件，用于和上層的信息管理網(wǎng)絡(luò )或其他廠(chǎng)家設備的數據通訊。DCS過(guò)程控制站的配置主要考慮到控制工藝分區，控制運行和檢修的要求及過(guò)程控制站的負荷率，模擬量和開(kāi)關(guān)量I/O卡件分別采用8點(diǎn)和16點(diǎn)低密度卡件，真正實(shí)現DCS系統分散控制，集中管理的原則。

IndustrialIT的系統網(wǎng)絡(luò )采用了全雙工通訊模式，這種模式允許網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)同時(shí)發(fā)送和接收數據，通訊速率可成倍提高, 同時(shí)IndustrialIT采用全局數據庫技術(shù),系統編程軟件僅為項目生成一個(gè)項目文件，這樣過(guò)程站之間的變量交叉引用無(wú)需編制數據交換程序，操作員站與過(guò)程站之間的數據無(wú)需進(jìn)行數據庫的轉換編程為直接存取，變量的修改與檢查也是系統全局。這樣對本項目采用多對控制器實(shí)現對碳纖維各工藝工段設備的控制,各控制器間的數據傳輸不需編程，控制器間的數據能互相調用，實(shí)時(shí)通訊,真正實(shí)現了ABB 全局數據庫核心技術(shù)即“分散存儲、全局管理”.

第一工作區： 燒堿裝置

ABB Industrial^IT系統由過(guò)程控制單元、數據通訊系統和人機接口組成。

·                  過(guò)程控制站的設置：

一次鹽水、二次鹽水及電解、氯氣處理及氯化氫、液氯、蒸發(fā)固堿等工段PS1-PS4           4對冗余AC800M PM861K02現場(chǎng)控制器。

PM861K02冗余現場(chǎng)控制器中的每一個(gè)控制器都有獨立的CPU模件，電源模件、以態(tài)網(wǎng)通訊模件，I/O通訊模件，且1:1冗余配置，即便冗余控制器對中一臺控制器全部損壞，系統仍能正常運行，冗余控制器間的切換完全實(shí)現平滑無(wú)擾動(dòng)切換，切換時(shí)間小于10ms。控制器中央處理單元采用32 位16M RISC SuperScalar 大容量工業(yè)級實(shí)時(shí)多任務(wù)處理器，時(shí)鐘頻率高達133MHz，每對冗余控制器可帶64個(gè)I/O站，多達16個(gè)任務(wù)，最小任務(wù)周期為1ms。故而根據本項目的實(shí)際情況，在本方案中負荷不超過(guò)30%，便于系統擴展和程序修改下載。

·                  系統的現場(chǎng)控制器之間及其與中央控制室操作員站之間通訊總線(xiàn)為冗余配置,數據通信采用10Mb/s/100Mb/s工業(yè)以太網(wǎng)(遵循TCP/IP協(xié)議)，位于氯氣處理、氯化氫處理和蒸發(fā)固堿遠程操作員站，和中控室操作員站通過(guò)光纖介質(zhì)構成統一的網(wǎng)絡(luò )?，F場(chǎng)控制器與S800 I/O站之間的通訊采用標準的、且容易擴展的Modulebus和Profibus DP現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議, 現場(chǎng)總線(xiàn)I/O站的通訊模件冗余配置，I/O總線(xiàn)冗余配置，提高系統可靠性,該總線(xiàn)的通訊速率為12Mb/s，通訊介質(zhì)可采用標準的Profibus DP電纜，其最大通訊距離為1200米，如采用光纖介質(zhì)通訊距離可達20公里；系統配置了OPC驅動(dòng)軟件（ABB公司OPC驅動(dòng)可實(shí)現雙向通訊，即可當服務(wù)器端也可當客戶(hù)端）用于和上層的信息管理網(wǎng)絡(luò )或其他廠(chǎng)家設備的數據通訊。

·                  I/O點(diǎn)數：見(jiàn)《系統輸入、輸出點(diǎn)數匯總》。我們提供的S800 I/O站系統提供硬件自診斷功能，無(wú)須通過(guò)控制器的軟件判斷,減輕控制器的負荷。系統可診斷到I/O通道，系統內任一組件發(fā)生故障，均不會(huì )影響整個(gè)系統的工作。為降低控制風(fēng)險,所有的模擬量輸入/輸出卡件采用8通道隔離模件, 所有的開(kāi)關(guān)量量輸入/輸出卡件采用16通道隔離模件,并且各類(lèi)I/O點(diǎn)數留有招標要求的20%備用量。

·                  系統內所有模件均是固態(tài)電路，標準化、模件化和插入式結構，具有靈活性和開(kāi)放性。

·                  模件安裝在標準DIN導軌上。模件的插拔具有機械鎖和機械鑰匙保護(防止插入錯誤的模件類(lèi)型)。

·                  模件的編址不受在機柜內插槽位置的影響，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(包括控制器模件和I/O模件)均能帶電插拔而不損壞，而且不影響其它模件的正常工作。

·                  DCS系統配置結構請詳見(jiàn)《系統結構配置圖》。

·                  系統全部模件均由國外原裝進(jìn)口。

第二工作區： 乙炔裝置

ABB Industrial^IT系統由過(guò)程控制單元、數據通訊系統和人機接口組成。

·                  過(guò)程控制站的設置：

乙炔發(fā)生、清凈配置、乙炔氣柜等工段

PS1           1對冗余AC800M PM861K02現場(chǎng)控制器

PM861K02冗余現場(chǎng)控制器中的每一個(gè)控制器都有獨立的CPU模件，電源模件、以態(tài)網(wǎng)通訊模件，I/O通訊模件，且1:1冗余配置，即便冗余控制器對中一臺控制器全部損壞，系統仍能正常運行，冗余控制器間的切換完全實(shí)現平滑無(wú)擾動(dòng)切換，切換時(shí)間小于10ms。控制器中央處理單元采用32 位16M RISC SuperScalar大容量工業(yè)級實(shí)時(shí)多任務(wù)處理器 ，運算速度（主頻）150 MIPS，每對冗余控制器可帶64個(gè)I/O站，多達16個(gè)任務(wù)，最小任務(wù)周期為1ms。故而根據本項目的實(shí)際情況，在本方案中負荷不超過(guò)30%，便于系統擴展和程序修改下載。

·                  系統的現場(chǎng)控制器之間及其與中央控制室操作員站之間通訊總線(xiàn)為冗余配置,數據通信采用10Mb/s/100Mb/s工業(yè)以太網(wǎng)(遵循TCP/IP協(xié)議)?，F場(chǎng)控制器與S800 I/O站之間的通訊采用標準的、且容易擴展的Modulebus和Profibus DP現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議, 現場(chǎng)總線(xiàn)I/O站的通訊模件冗余配置，I/O總線(xiàn)冗余配置，提高系統可靠性,該總線(xiàn)的通訊速率為12Mb/s，通訊介質(zhì)可采用標準的Profibus DP電纜，其最大通訊距離為1200米，如采用光纖介質(zhì)通訊距離可達20公里；系統配置了OPC驅動(dòng)軟件（ABB公司OPC驅動(dòng)可實(shí)現雙向通訊，即可當服務(wù)器端也可當客戶(hù)端）用于和上層的信息管理網(wǎng)絡(luò )或其他廠(chǎng)家設備的數據通訊。     

·                  I/O點(diǎn)數：見(jiàn)《系統輸入、輸出點(diǎn)數匯總》。我們提供的S800 I/O站系統提供硬件自診斷功能，無(wú)須通過(guò)控制器的軟件判斷,減輕控制器的負荷。系統可診斷到I/O通道，系統內任一組件發(fā)生故障，均不會(huì )影響整個(gè)系統的工作。為降低控制風(fēng)險,所有的模擬量輸入/輸出卡件采用8通道隔離模件, 所有的開(kāi)關(guān)量量輸入/輸出卡件采用16通道隔離模件,并且各類(lèi)I/O點(diǎn)數留有招標要求的20%備用量。

·                  系統內所有模件均是固態(tài)電路，標準化、模件化和插入式結構，具有靈活性和開(kāi)放性。

·                  模件安裝在標準DIN導軌上。模件的插拔具有機械鎖和機械鑰匙保護(防止插入錯誤的模件類(lèi)型)。

·                  模件的編址不受在機柜內插槽位置的影響，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(包括控制器模件和I/O模件)均能帶電插拔而不損壞，而且不影響其它模件的正常工作。

·                  DCS系統配置結構請詳見(jiàn)《系統結構配置圖》。

·                  系統全部模件均由國外原裝進(jìn)口。

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