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    ABB Decathlon? 數據中
    解決方案
    青松阿拉爾化工有限公司 30萬(wàn)噸 PVC 燒堿項目
     

    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IndustrialIT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 IndustrialIT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11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 IndustrialIT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/sProfibus 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 IndustrialIT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 IndustialIT DCS分散控制系統主要特點(diǎn)

    產(chǎn)品定位

    DCSPLC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。

    IndustialIT全能綜合型控制系統五大特點(diǎn)

    1)  全能緊湊

    ·         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)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 IndustrialIT 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 IndustrialIT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,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 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ModulebusProfibus 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 IndustrialIT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,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 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ModulebusProfibus 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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