1. 總則

    根據(jù)本項(xiàng)目DCS系統(tǒng)《招標(biāo)DCS規(guī)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放控制系統(tǒng)Industrial^IT控制系統(tǒng)參與投標(biāo)。并結(jié)合燒堿/PVC項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)工況，系統(tǒng)選型時(shí)充分考慮到了如下要求：

A 系統(tǒng)的可靠性  

本方案中ABB Industrial^IT系統(tǒng)將完全超過招標(biāo)文件中規(guī)定的各種功能，以滿足工藝運(yùn)行工況的要求。為確保整個(gè)工藝裝置安全、連續(xù)、穩(wěn)定高效運(yùn)行，控制系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，開放的冗余通訊網(wǎng)絡(luò)。操作員站、控制器、操作通訊網(wǎng)絡(luò)、I/O總線通訊模件、I/O總線電纜，系統(tǒng)電源均采用1：1冗余配置

B 系統(tǒng)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(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，其功能都可以在其它操作站上實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)軟件菜單、操作面板、系統(tǒng)字符表及系統(tǒng)提示信息為中文版,方便用戶編程組態(tài).

C 系統(tǒng)的維護(hù)性

ABB Industrial^IT系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用診斷至模件級(jí)的自診斷功能，使其具有高度的可靠性，其范圍包括主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、電源、控制器、I/O卡件直至I/O通道。系統(tǒng)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(hù)人員能迅速發(fā)現(xiàn)故障并消除故障。系統(tǒng)內(nèi)任一組件發(fā)生故障，均不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的工作。

D 系統(tǒng)的開放性

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

E 系統(tǒng)的擴(kuò)展性

   系統(tǒng)采用分布式冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，用戶可以方便地增加網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)。工業(yè)以太網(wǎng)上最多可掛接100臺(tái)操作員站，100對(duì)冗余現(xiàn)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總線采用通訊速率為12Mb/s的Profibus DP，一條 Profibus DP總線上最多可掛接125個(gè)從站。

系統(tǒng)控制器通信模板為標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議以太網(wǎng)模件，這樣使系統(tǒng)無需增加設(shè)備可以與工廠局域網(wǎng)連接，由于系統(tǒng)支持標(biāo)準(zhǔn)OPC數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)與各種第三方數(shù)據(jù)庫(kù)或軟件的數(shù)據(jù)交換將更加容易。

F 系統(tǒng)的實(shí)用性

   ABB Industrial^IT系統(tǒng)在技術(shù)上、設(shè)備上成熟可靠。在國(guó)內(nèi)外各行各業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用，具有十年以上的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。系統(tǒng)可利用率為99.99%。

G 系統(tǒng)的安全性

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用分級(jí)方式，控制網(wǎng)與廠局域網(wǎng)、MIS網(wǎng)采用網(wǎng)關(guān)隔離，網(wǎng)關(guān)中可設(shè)置防火墻，以防止病毒襲擊?？刂葡到y(tǒng)設(shè)置用戶數(shù)據(jù)訪問權(quán)限管理，系統(tǒng)可設(shè)置16個(gè)用戶組，1000個(gè)用戶的權(quán)限。

ABB Industial^IT DCS分散控制系統(tǒng)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(jī)地融為一體，并引入現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和管理控制一體化思想的超級(jí)全能控制系統(tǒng)。

ü  最強(qiáng)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(fù)雜回路調(diào)節(jié)、開環(huán)控制、高速邏輯聯(lián)鎖和順序控制等功能，具有無可匹敵的性能。

ü  最節(jié)省的工程投入:強(qiáng)大的一體化組態(tài)調(diào)試工具軟件高效方便，輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜監(jiān)控操作功能，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單靈活，這一切使得工期縮短并減少了調(diào)試試車的消耗。

1)  全能緊湊

·         集DCS & PLC & 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)精華于一身的超級(jí)功能

·         一體化且唯一的組態(tài)調(diào)試工具(內(nèi)嵌現(xiàn)場(chǎng)智能儀表組態(tài)工具)

·         唯一的系統(tǒng)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)

·         32位超級(jí)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(xiàn)場(chǎng)總線(Profibus、FF、Modbus、Hart、CAN)

2)  高速高效

·         無可匹敵的超級(jí)性能：每秒可處理1400個(gè)回路

·         極快的掃描速度(可組態(tài))

—開關(guān)量信號(hào):≥2ms

—模擬量信號(hào):≥10ms

·         三種控制任務(wù)執(zhí)行方式(可根據(jù)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(diào)節(jié)以及一般的邏輯控制

b)   自由運(yùn)行方式— 每1000條指令執(zhí)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(qū)動(dòng)方式— 滿足事件條件時(shí)執(zhí)行

          此方式用于執(zhí)行某些系統(tǒng)任務(wù)

3)  極為可靠

·         在中國(guó)15000余套應(yīng)用業(yè)績(jī)，嚴(yán)格工業(yè)實(shí)踐的質(zhì)量驗(yàn)證

·         很長(zhǎng)的MTBF(平均無故障時(shí)間)和99.99%的系統(tǒng)可利用率

·         具有ISO9001、CSA、CE等國(guó)際權(quán)威認(rèn)證

·         先進(jìn)可靠的電子和機(jī)械設(shè)計(jì)，獲世界最佳工業(yè)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)(iF Award)

·         高超的制造水平，先進(jìn)的SMT工藝

·         堅(jiān)固的全金屬外殼，極好的機(jī)械防護(hù)和抗電磁干擾能力

·         良好的惡劣環(huán)境適應(yīng)能力，0-70°C無須強(qiáng)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(yù)置）

·         I/O模塊通過機(jī)械定鍵與接線端子鎖定

·         分散化熱備冗余手段作為最后屏障

4)  通用性、開放性、擴(kuò)展性

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

·         系統(tǒng)組態(tài)語(yǔ)言符合IEC61131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

·         具備DDE，OPC，API等標(biāo)準(zhǔn)開放接口

·         系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)，遵循TCP/IP協(xié)議

·         Peer-to-Peer網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)可隨意出入

·         現(xiàn)場(chǎng)控制器、I/O站可任意擴(kuò)展

5)  工程容易，使用簡(jiǎn)單

·         友好直觀的中文人機(jī)界面( HMI)，全面漢化，3D動(dòng)畫效果

·         編程風(fēng)格采用先進(jìn)的項(xiàng)目樹結(jié)構(gòu)，內(nèi)嵌的工程文件輸出能力

·         220余種豐富的算法庫(kù)

·         無需人工分配變量的內(nèi)存地址

·         在線組態(tài)、調(diào)試、下載方便

·         具有強(qiáng)大的仿真功能

·         系統(tǒng)通訊自動(dòng)形成，無需發(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(yuǎn)程I/O和現(xiàn)場(chǎng)總線

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

根據(jù)招標(biāo)技術(shù)規(guī)格書對(duì)DCS系統(tǒng)的要求，本方案中為保證控制安全和操作方便，DCS系統(tǒng)分為四個(gè)工作區(qū).

第一工作區(qū)： 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(tǒng)放置于燒堿控制室。

第二工作區(qū)：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(tǒng)放置于乙炔控制室

第三工作區(qū)：VCM裝置

包括：VCM轉(zhuǎn)化、VCM壓縮、VCM凈餾等工段；控制系統(tǒng)放置于VCM控制室

第四工作區(qū)：PVC裝置

包括：聚合、干燥、回收、PVC包裝等工段；控制系統(tǒng)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(tǒng)網(wǎng)絡(luò)各自獨(dú)立，分別設(shè)立獨(dú)立的工程師站，燒堿裝置、乙炔裝置、VCM裝置、PVC裝置控制系統(tǒng)都配置OPC驅(qū)動(dòng)軟件，用于和上層的信息管理網(wǎng)絡(luò)或其他廠家設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊。DCS過程控制站的配置主要考慮到控制工藝分區(qū)，控制運(yùn)行和檢修的要求及過程控制站的負(fù)荷率，模擬量和開關(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(xiàn)DCS系統(tǒng)分散控制，集中管理的原則。

IndustrialIT的系統(tǒng)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(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，通訊速率可成倍提高, 同時(shí)IndustrialIT采用全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),系統(tǒng)編程軟件僅為項(xiàng)目生成一個(gè)項(xiàng)目文件，這樣過程站之間的變量交叉引用無需編制數(shù)據(jù)交換程序，操作員站與過程站之間的數(shù)據(jù)無需進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)換編程為直接存取，變量的修改與檢查也是系統(tǒng)全局。這樣對(duì)本項(xiàng)目采用多對(duì)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)碳纖維各工藝工段設(shè)備的控制,各控制器間的數(shù)據(jù)傳輸不需編程，控制器間的數(shù)據(jù)能互相調(diào)用，實(shí)時(shí)通訊,真正實(shí)現(xiàn)了ABB 全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)核心技術(shù)即“分散存儲(chǔ)、全局管理”.

第一工作區(qū)： 燒堿裝置

ABB Industrial^IT系統(tǒng)由過程控制單元、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)和人機(jī)接口組成。

·                  過程控制站的設(shè)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(duì)冗余AC800M PM861K02現(xiàn)場(chǎng)控制器。

PM861K02冗余現(xiàn)場(chǎng)控制器中的每一個(gè)控制器都有獨(dú)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(duì)中一臺(tái)控制器全部損壞，系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行，冗余控制器間的切換完全實(shí)現(xiàn)平滑無擾動(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(jí)實(shí)時(shí)多任務(wù)處理器，時(shí)鐘頻率高達(dá)133MHz，每對(duì)冗余控制器可帶64個(gè)I/O站，多達(dá)16個(gè)任務(wù)，最小任務(wù)周期為1ms。故而根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際情況，在本方案中負(fù)荷不超過30%，便于系統(tǒng)擴(kuò)展和程序修改下載。

·                  系統(tǒng)的現(xiàn)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為冗余配置,數(shù)據(jù)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(yuǎn)程操作員站，和中控室操作員站通過光纖介質(zhì)構(gòu)成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場(chǎng)控制器與S800 I/O站之間的通訊采用標(biāo)準(zhǔn)的、且容易擴(kuò)展的Modulebus和Profibus DP現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議, 現(xiàn)場(chǎng)總線I/O站的通訊模件冗余配置，I/O總線冗余配置，提高系統(tǒng)可靠性,該總線的通訊速率為12Mb/s，通訊介質(zhì)可采用標(biāo)準(zhǔn)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(dá)20公里；系統(tǒng)配置了OPC驅(qū)動(dòng)軟件（ABB公司OPC驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)雙向通訊，即可當(dāng)服務(wù)器端也可當(dāng)客戶端）用于和上層的信息管理網(wǎng)絡(luò)或其他廠家設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊。

·                  I/O點(diǎn)數(shù)：見《系統(tǒng)輸入、輸出點(diǎn)數(shù)匯總》。我們提供的S800 I/O站系統(tǒng)提供硬件自診斷功能，無須通過控制器的軟件判斷,減輕控制器的負(fù)荷。系統(tǒng)可診斷到I/O通道，系統(tǒng)內(nèi)任一組件發(fā)生故障，均不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的工作。為降低控制風(fēng)險(xiǎn),所有的模擬量輸入/輸出卡件采用8通道隔離模件, 所有的開關(guān)量量輸入/輸出卡件采用16通道隔離模件,并且各類I/O點(diǎn)數(shù)留有招標(biāo)要求的20%備用量。

·                  系統(tǒng)內(nèi)所有模件均是固態(tài)電路，標(biāo)準(zhǔn)化、模件化和插入式結(jié)構(gòu)，具有靈活性和開放性。

·                  模件安裝在標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌上。模件的插拔具有機(jī)械鎖和機(jī)械鑰匙保護(hù)(防止插入錯(cuò)誤的模件類型)。

·                  模件的編址不受在機(jī)柜內(nèi)插槽位置的影響，而是在機(jī)柜內(nèi)的任何插槽位置上都能執(zhí)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(tǒng)配置結(jié)構(gòu)請(qǐng)?jiān)斠?span>《系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置圖》。

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

第二工作區(qū)： 乙炔裝置

ABB Industrial^IT系統(tǒng)由過程控制單元、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)和人機(jī)接口組成。

·                  過程控制站的設(shè)置：

乙炔發(fā)生、清凈配置、乙炔氣柜等工段

PS1           1對(duì)冗余AC800M PM861K02現(xiàn)場(chǎng)控制器

PM861K02冗余現(xiàn)場(chǎng)控制器中的每一個(gè)控制器都有獨(dú)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(duì)中一臺(tái)控制器全部損壞，系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行，冗余控制器間的切換完全實(shí)現(xiàn)平滑無擾動(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(jí)實(shí)時(shí)多任務(wù)處理器 ，運(yùn)算速度（主頻）150 MIPS，每對(duì)冗余控制器可帶64個(gè)I/O站，多達(dá)16個(gè)任務(wù)，最小任務(wù)周期為1ms。故而根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際情況，在本方案中負(fù)荷不超過30%，便于系統(tǒng)擴(kuò)展和程序修改下載。

·                  系統(tǒng)的現(xiàn)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為冗余配置,數(shù)據(jù)通信采用10Mb/s/100Mb/s工業(yè)以太網(wǎng)(遵循TCP/IP協(xié)議)?，F(xiàn)場(chǎng)控制器與S800 I/O站之間的通訊采用標(biāo)準(zhǔn)的、且容易擴(kuò)展的Modulebus和Profibus DP現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議, 現(xiàn)場(chǎng)總線I/O站的通訊模件冗余配置，I/O總線冗余配置，提高系統(tǒng)可靠性,該總線的通訊速率為12Mb/s，通訊介質(zhì)可采用標(biāo)準(zhǔn)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(dá)20公里；系統(tǒng)配置了OPC驅(qū)動(dòng)軟件（ABB公司OPC驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)雙向通訊，即可當(dāng)服務(wù)器端也可當(dāng)客戶端）用于和上層的信息管理網(wǎng)絡(luò)或其他廠家設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊。     

·                  I/O點(diǎn)數(shù)：見《系統(tǒng)輸入、輸出點(diǎn)數(shù)匯總》。我們提供的S800 I/O站系統(tǒng)提供硬件自診斷功能，無須通過控制器的軟件判斷,減輕控制器的負(fù)荷。系統(tǒng)可診斷到I/O通道，系統(tǒng)內(nèi)任一組件發(fā)生故障，均不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的工作。為降低控制風(fēng)險(xiǎn),所有的模擬量輸入/輸出卡件采用8通道隔離模件, 所有的開關(guān)量量輸入/輸出卡件采用16通道隔離模件,并且各類I/O點(diǎn)數(shù)留有招標(biāo)要求的20%備用量。

·                  系統(tǒng)內(nèi)所有模件均是固態(tài)電路，標(biāo)準(zhǔn)化、模件化和插入式結(jié)構(gòu)，具有靈活性和開放性。

·                  模件安裝在標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌上。模件的插拔具有機(jī)械鎖和機(jī)械鑰匙保護(hù)(防止插入錯(cuò)誤的模件類型)。

·                  模件的編址不受在機(jī)柜內(nèi)插槽位置的影響，而是在機(jī)柜內(nèi)的任何插槽位置上都能執(zhí)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(tǒng)配置結(jié)構(gòu)請(qǐng)?jiān)斠?span>《系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置圖》。

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

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