第一节 装置工艺包设计
一般情况下,装置工艺设计包(成套技术工艺包)的自动控制专业设计包括下列内容。
1 仪表索引表:列出PID中的控制回路的编号、名称。
2 主要仪表数据表:列出PID中的控制仪表的名称、编号、工艺参数、形式或主要规格等
3 联锁说明:说明主要的联锁逻辑关系。
第二节 总体设计
某大型建设项目总体设计的自动控制专业设计包括下列内容。
1 生产自动化水平:简述本装置工艺物料的特点、采用的控制系统类型、配置方案。控制室和/或现场机柜室的布置方案。本装置的估计控制回路数和监测点数、数字量输入/输出(DI/DO)点数和工艺对自控的特殊要求。
2 主要仪表选型原则:说明主要现场仪表的选型原则,包括流量、物位、压力、温度、执行机构、在线分析仪表等,简述需从国外进口的仪表范围。
3 仪表气源、电源和仪表伴热介质等动力供应:简述仪表气源、电源和仪表伴热介质等动力供应要求。
4 全厂过程控制系统:简述全厂过程控制系统的架构和网络结构,主要控制系统及安全联锁系统的类型、配置方案,各子仪表控制系统与主控制系统的通信协议和接口类型。
5 中心控制室: 说明中心控制室的总图位置、建筑面积、建筑/结构形式、抗爆要求、暖通要求、配电照明要求、给排水要求及简要布置方案。
第三节 基础工程设计
一、某工厂基础工程设计
某工厂基础工程设计的自动控制专业设计包括下列内容。
1 概述
概述是对全厂过程控制系统及仪表和中心控制室基础工程设计作概括的说明,其内容应包括项目概况,工厂组成和设计范围,全厂过程控制系统和中心控制室负责的各装置(主项)的控制分区,全厂过程控制系统及仪表和中心控制室的设计方案与原则、设计分工和界面等。
(1)项目概况:在项目概况中应说明项目的建设规模、建设性质、建设依据、设计依据、依托条件等内容。
(2)设计范围:说明工厂的组成和设计范围、全厂过程控制系统及仪表和中心控制室的控制分区。
(3)设计方案与原则、设计分工和界面:说明全厂过程控制系统和中心控制室的设计方案与原则、设计分工和界面。
2 全厂过程控制系统和中心控制室
全厂过程控制系统和中心控制室仪表部分的基础工程设计文件应包括仪表设计说明,仪表设计规定,仪表盘(柜)规格书、全厂过程控制系统(PCS)网络结构图,仪表及主要材料汇总表(仅句括公共网络设施和公用设备部分)、中心控制室平而布置图。 当采用分散控制系统(DCS),安全仪表系统(SIS),可编程序控制器(PLC)、监控及数据采集系统(SCADA)和可燃及有毒气体检测系统(GDS)等控制系统时,应有相应的系统技术规格书;
▲设计说明:
▲中心控制室平面布置图;
▲全厂过程控制系统(PCS)网络结构图;
▲ 设计规定、规格书和材料表。
二、某装置基础工程设计
某装置基础工程设计的自动控制专业设计包括下列内容。
1 概述
仪表的基础工程设计文件应包括仪表设计说明、仪表设计规定、仪表索引表、仪表规格书、仪表盘(柜)规格书、在线分析仪系统及分析小屋规格书、仪表及主要材料汇总表、控制室平面布置图、气体检测器平面布置图、仪表电缆主槽板敷设图或走向图、安全仪表系统逻辑框图或文字说明、顺序控制系统逻辑框图或顺序控制系统时序框图、复杂控制回路图或文字说明。
采用分散控制系统(DCS)、安全仪表系统(SIS)、可编程序控制器(PLC)、监控及数据采集系统(SCADA)、可燃及有毒气体检测系统(GDS)时,应有相应的系统规格书。
2 仪表设计说明
仪表设计说明应包括下列内容:
▲生产装置对仪表和控制系统的要求,生产过程自动化水平,原料、中间产品、最终产品计量仪表的设置和精度要求;
▲检测和控制方案,包括特殊测量仪表、复杂控制、顺序控制、过程控制等的简要说明;
▲操作站、打印机、辅助操作台、仪表盘、各种机柜的规格及数量等;
▲根据装置情况设置的安全技术措施,安全仪表系统的简要说明,在爆炸危险区内安装的电气仪表应符合的防爆要求,在可燃或有毒气体泄漏的地方设置的可燃气体或有毒气体检测报警器说明;
▲仪表的防爆、防火、防护、保温、保冷、隔热、防堵、防腐蚀、接地、防电磁干扰、防静电、防雷、防辐射等的技术措施;
▲仪表电源、气源和仪表伴热介质的来源和消耗量;
▲随设备成套供应的仪表及控制系统范围。
3 仪表设计规定
仪表设计规定应对适用范围、仪表和控制系统的选用原则、环境和动力要求、选用的标准规范、控制室和现场仪表的安装及安装材料等设计原则作出规定,应包括如下内容:
▲设计选用的标准规范、信号传输标准、测量单位。
▲仪表和控制系统的选用原则应包括:
a.控制系统包括分散控制系统(DCS)、可编程序控制器(PLC)等;
b.安全仪表系统(SIS);
c.可燃及有毒气体检测系统(GDS);
d.现场仪表的选用原则,包括流量、物位、压力、温度仪表,控制阀,计量仪表,分析仪表和其他仪表。
▲现场仪表防护、防爆、防电磁干扰、接地系统、防雷等要求。
▲仪表电源、气源和仪表伴热介质的要求:
a.仪表电源种类、电压、频率,各种电源容量、备用容量及时间,UPS电源要求等;
b.仪表气源进出装置界区压力、气源质量、露点温度、耗气量、备用容量等;
c.仪表伴热介质的种类、温度、压力。
▲控制室组成、面积、建筑、结构、空调、照明等要求,包括操作室、工程师站室、机柜室及现场机柜室、UPS电源室、空调机室、过程计算机室、交接班室、更衣室、洗手间等。
▲安装材料选用原则,包括电缆、导线、导压配管、空气配管、阀门、管件、伴热及绝热等。
4 仪表索引表
仪表索引表应按工艺流程顺序列出每个检测与控制系统回路的仪表和辅助仪表(从检测元件至执行器),并填写必要的数据,包括位号、用途、仪表名称、信号类型,数量、安装位置(设备或管道号),所在管道仪表流程图的图号等数据。
5 仪表规格书
仪表规格书应按仪表的种类填写所有仪表的规格和数据,包括位号、名称、用途,所在管道及仪表流程图图号、管道号或设备号、工艺操作条件、管道等级、数量、形式、防护防爆等级、类型或型号、测量范围、信号种类、工艺、电气连接尺寸和附件等。
在线分析仪表规格书应列出在线分析仪表的被测组分、背景气组分、操作条件、所属附件、技术规格要求等,对分析小屋和/或分析仪表柜作出必要的说明。
6 仪表盘(柜)规格书
仪表盘(柜)规格书应表示出仪表盘(柜)及其附件的规格与数量,提出对仪表盘(柜)的技术要求。
7 在线分析仪系统及分析小屋规格书
在线分析仪系统及分析小屋规格书应列出在线分析小屋内安装的各类分析仪和应成套供应的取样预处理系统,排放、回收系统、公用设施、电气配线等的数量和技术规格要求。
8 仪表及主要材料汇总表
仪表及主要材料汇总表应分类列出各种仪表及控制系统名称和数量,以及仪表安装所需要的主要材料,包括电缆、导线、导压配管、阀门、电信号配管材料、气信号配管材料、伴热保温材料、接线箱、保护(源)箱、接管箱、仪表电缆槽板、钢材等材料的名称、规格和估计数量。
9 控制室平面布置图
控制室平面布置图应按比例绘制,表示出控制室的组成、面积、标高和有关尺寸,给出室内(包括机柜室和辅助间)机柜、操作站、控制台、打印机、辅助盘等的布置。
10 气体检测器平面布置图
气体检测器平面布置图应表示出检测器的位号、位置和安装高度。
11 仪表电缆主槽板敷设图
仪表电缆主槽板敷设图或走向图应表示控制室与各工序(单元)的相对位置,表示电缆主槽板的走向、标高和尺寸。
12 安全仪表系统逻辑框图
安全仪表系统逻辑框图或文字说明应采用逻辑符号、因果表、流程框图或文字说明表示安全仪表系统输入与输出间的逻辑关系。
13 顺序控制系统逻辑框图
顺序控制系统逻辑框图应采用逻辑符号或流程框图表示顺序控制中相关设备的操作状态及其逻辑和/或时序关系。
14 复杂控制回路图
复杂控制回路图应采用单线图和仪表符号或文字说明表示复杂回路的控制关系及组成。
15 分散控制系统(DCS)规格书
DCS规格书应说明系统总体要求、硬件组成,包括控制器单元、操作站、打印机、通信系统、1/O点的类型和数量,并提出技术规格要求;系统余和后备;应用软件的说明,主要包括流程图画面、报表、编程等组态软件;先进过程控制;工程技术服务、工厂测试与验收、系统培训、组态调试、现场验收、开车和工程文件资料等要求,并附初步的DCS配置图。
16 安全仪表系统(SIS)规格书
SIS规格书应说明系统的总体方案,对系统硬件及软件的基本要求,系统冗余及后备,对控制器、组态及编程终端、事件记录单元、操作台等配置的要求,与其他系统的通信接口等技术规格,提出对供货方的要求,如文件交付、技术服务与培训,联调与试运行、测试与验收、质量保证、备品备件等,并附1/0清单及初步的SIS系统配置图。
17 可编程序控制器(PLC)规格书
PLC规格书应说明系统总体要求、硬件组成,包括中央处理单元,输人/输出数量、编程终端、通信接口、编程软件、工程技术服务、编程、培训、下装训试、开车和工程文件资料等要求,并附1/O清单及初步的PLC系统配置图。
18 监控及数据采集系统(SCADA)规格书
SCADA规格书应说明系统的总体要求、硬件/软件组成,包括中央处理单元,输入/输出数量、编程终端、通信接口、编程软件、工程技术服务、编程、培训、下装调试、开车和工程文件资料等要求,并附1/O清单及初步的SCADA系统配置图。
19 可燃及有毒气体检测系统(GDS)规格书
GDS规格书应说明系统的总体方案,对系统硬件及软件的基本要求,系统冗余及后备,对控制器。组态及编程终端、事件记录单元、操作台等配置的要求,与其他系统的通信接口等技术规格,提出对供货方的要求,如文件交付、技术服务与培训、联调与试运行、测试与验收、质量保证、备品备件等,并附1/O清单及初步的GDS系统配置图。
第四节 详细工程设计
一、详细工程设计文件组成
1 文表类
包括文件目录、说明书、仪表索引表、I/0索引表、仪表规格书、在线分析仪系统及分析小屋规格书、仪表盘(柜)规格书、各类控制系统(DCS、SIS、GDS、CCS,PLC、SCADA等)规格书、报警和联锁保护设定值一览表、电缆连接表、材料表。
2 图纸类
包括控制室平面布置图,机柜室平面布置图,可燃及有毒气体检测器平面布置图,仪表电缆桥架(槽盒)敷设走向图,仪表管线平面布置图,仪表供气管道平面布置图,仪表伴热、冲洗及隔离管道平面布置图,仪表测量管路连接图,仪表保温(冷)、伴(绝)热管路连接图,安全仪表系统逻辑框图(或因果图)。
二、详细工程设计文件内容
1文件目录,应列出全部详细工程设计成品文件(包括新编制和复用的文表和图纸)。
2 说明书,包括设计依据、基础工程设计审查意见执行情况、设计范围、自动控制方案、控制室及现场机柜室、仪表选型、工艺联锁要求及说明、现场仪表安装及防护、消耗指标、施工注意事项等。
3仪表索引表,应按工艺流程顺序以及被测变量英文字母代号顺序或其他顺序,详细列出每个检测回路及控制系统回路的所有仪表,并填写必要的数据,包括所在管道及仪表流程图图号、仪表测量管路连接图号、保温(保冷)伴热及隔热要求等。
4 I/0索引表,应按工艺流程顺序以及被测变量英文字母代号顺序或其他顺序,详细列出DCS、SCADA、CCS, SIS、GDS等系统I/0卡件的所有输入及输出仪表,并填写必要的数据,包括位号、仪表名称、用途、信号类型、测量范围、报警及联锁设定值、调节回路正反作用等,必要时还应表示出I/O卡件的通道地址及I/0卡件在机柜中的坐标位置。
5仪表规格书,应按仪表种类列出所有仪表的规格和数据。
6在线分析仪表系统及分析小屋规格书,应列出各类在线分析仪的被测组分、背景气组分、操作条件、公用工程条件;以及成套供货分析小屋内安装的各类在线分析仪,取样预处理系统,放空系统,样品回收系统,公用设施、电气配线技术规格要求及数量等,并说明分析小屋及配套附件的规格及技术要求等。
7仪表盘(柜)规格书,应列出仪表盘(柜)及其附件的规格以及对仪表盘(柜)的技术要求。
8各类系统规格书,应说明对系统的总体要求、硬件组成、软件基本要求等。对供货商的要求,包括工程技术服务、系统培训、组态调试、测试与验收、开车服务、质量保证、工程交付资料(如系统配置图、系统供电及接地图、机柜布置图、系统接线图等)等。
9报警和联锁保护设定值一览表,应列出仪表位号、报警联锁信号用途、工艺操作报警值及联锁值等。
10电缆连接表,应列出所有仪表电缆及电线的编号、规格、长度、起点与终点、端子号等。
11 材料表,应分类列出仪表安装所需要的主要材料。
12控制室平面布置图,应表示出控制室的组成、尺寸、地面标高和室内所有仪表设备(如机柜、端子柜、电源柜、操作台、辅助操作台、打印机等)的安装位置。
13现场机柜室平面布置图,应表示出现场机柜室的组成、尺寸、地面标高和室内所有仪表设备(如机柜。安全栅柜、端子柜、电源柜等)的安装位置
14控制室及现场机柜室仪表电缆敷设图,应表示出进出控制室及现场机柜室仪表电缆及电缆桥架的位置标高、尺寸、密封方式、安装要求,以及控制室内仪表电缆及电缆槽盒的平面位置、尺寸等,并列出所有电缆桥架的槽板及配件名称、规格、数量,必要时还应绘制接点详图。
15中心控制室至现场机柜室光纤敷设走向图,应表示出中心控制室至现场机柜室通信光纤的敷设方式、走向和起始点位置等
16可燃及有毒气体检测器平面布置图,应表示出所有可燃及有毒气体检测器和现场报警器的位号、位置及安装高度等。
17仪表电缆桥架(槽盒)敷设走向图,应表示出所有电缆桥架的平面布置,走向、标高及有关尺寸等。并列出所有电缆桥架的槽板及配件名称、规格、数量,必要时还应绘制接点详图。
18 仪表管线平面布置图,应表示出现场仪表的安装位置、标高及有关尺寸;表示出电缆桥架至现场仪表接线箱(或供电箱),或电缆桥架至现场仪表(采用点对点电缆敷设方式时)的仪表配管配线位置、走向,标高及有关尺寸等;并按规定的图例和文字代号标注电缆(线)的编号和规格,以及仪表电缆桥架或穿线保护管的规格等。
19仪表供气管道平面布置图,应按规定的图例和文字代号,表示出仪表供气总管、气源分配器及供气仪表间的仪表供气管道位置、标高及规格等。
20仪表伴热、回水、冲洗及隔离管线平面布置图,应按规定的图例和文字代号,表示出仪表伴热、回水。冲洗、隔离等管道取源点的平面位置、标高和规格,以及仪表伴热分配器、伴热回水站、各伴热或冲洗仪表的编号(位号)、标高和位置等。
21仪表测量管路连接图,应表示出仪表测量管路的连接方式,管道及管阀件的规格、材质、长度或数量等。
22仪表保温(冷)、伴(绝)热管路连接图,应表示出仪表保温(冷)、伴(绝)热管路所需的保温、保冷、绝热材料,仪表伴热管路的管阀件规格、材质、长度或数量等。
23安全仪表系统逻辑框图(或因果图),应采用逻辑符号或因果关系表示出安全仪表系统的输入与输出间的逻辑关系,包括输入、逻辑功能、输出三部分及简要的文字说明等。
24 顺序控制系统逻辑框图(或时序图),应表示出顺序控制系统的工艺操作、执行时间(或条件)的程序动作及逻辑关系等。
25复杂控制回路图或文字说明,应采用图纸或文表形式,对设计中采用的串级、比值、选择、分程、超驰、前馈等复杂控制回路的构成、运算模块及函数关系、控制模块功能等,进行详细描述和说明、采用文表形式时应附图示加以说明。
26系统配置图(或网络结构图),应表示出DCS、SCADA、CCS、SIS等的硬件配置及网络结构、包括控制器、操作站、辅助操作台、工程师站、服务器、交换机、打印机等。
27仪表供电系统图,应表示出控制室、机柜室内所有供电设备与用电设备间的连接关系,标注出各供电设备的输入/输出电源种类、电压等级和容量,各用电设备或仪表的编号(位号)、用电容量或保护电器的额定容量,以及电源线规格及要求等。
28仪表接地系统图,应表示出控制室、机柜室所有仪表设备的接地连接关系,包括接地干线的线路连接、汇集方式,接地电缆的敷设及规格,接地连接要求等。
29仪表盘(柜)布置图,应表示出盘上(柜内)仪表设备(端子及汇线槽)的布置情况,标注出仪表设备的位号或型号、数量、中心线、坐标尺寸、盘(柜)外形尺寸、颜色等,并列出盘上(柜内)仪表设备的汇总表。
30仪表盘(柜)接线图,应表示出仪表盘(柜)内所有输入及输出端子的配线,每个端子及接线都应采用编号或仪表位号进行接线呼应,简单仪表接线也可采用直接连接法表示,但图示和说明不应简化。