PLC工程設計規(guī)范(送審稿).doc

HG/T 207002011 前 言根據(jù)中華人民共和國工業(yè)和信息化部關(guān)于印發(fā)2009年第一批工業(yè)行業(yè)標準制修訂計劃的通知（工信廳科(2009)104）號文要求，由中國石油和化工勘察設計協(xié)會委托全國化工自動控制設計技術(shù)中心站組織修訂。本規(guī)范的主要技術(shù)內(nèi)容是：第一部分為PLC技術(shù)要求，包括PLC系統(tǒng)總體要求、PLC工程設計原則、控制器/人-機接口/操作站/編程器/通信系統(tǒng)等硬件部分選用原則、PLC應用軟件與組態(tài)等；第二部分為PLC工程設計程序，包括PLC的基礎(chǔ)工程設計、詳細工程設計步驟及設計任務；第三部分為PLC控制室設計以及PLC供電、接地、防雷系統(tǒng)設計；第四部分為設計服務工作，即按需參加PLC檢驗、安裝、聯(lián)調(diào)和投運等工作。本規(guī)范修訂的主要技術(shù)內(nèi)容是：.本規(guī)范由中華人民共和國工業(yè)和信息化部負責管理，由全國化工自動控制設計技術(shù)中心站負責日常管理。執(zhí)行過程中如有意見或建議，請寄送全國化工自動控制設計技術(shù)中心站（通訊地址：上海市徐匯區(qū)中山南二路1089號徐匯苑大廈12層，郵政編碼：200030，電話:傳真。本規(guī)范主編單位：中國天辰工程有限公司XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX本規(guī)范參編單位： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX本規(guī)范參加單位： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX本規(guī)范主要起草人員： XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX本規(guī)范主要審查人員： XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXXXXX XXX XXX XXX目 次前 言1 總 則12 術(shù)語和縮略語22.1 術(shù)語22.2 縮略語23 總體要求43.1 基本要求43.2 應用要求43.3 硬件配置要求44 控制站54.1 控制站功能54.2 控制站構(gòu)成54.3 控制站技術(shù)要求55 編程器75.1 編程器功能75.2 編程器構(gòu)成75.3 編程器技術(shù)要求76 操作員站86.1 操作員站功能86.2 操作員站構(gòu)成86. 3 操作員站技術(shù)要求87 輔助操作臺和操作面板107.1 輔助操作臺107.2操作面板107.3便攜式操作監(jiān)視器108 通信系統(tǒng)118.1 通信網(wǎng)絡118.2 通信網(wǎng)絡技術(shù)要求119 軟件配備及組態(tài)129.1 軟件配備129.2 軟件組態(tài)文件129.3 軟件組態(tài)1210 設計原則與職責分工1310.1 設計原則1310.2 職責分工1311 PLC工程設計程序1411.1 基礎(chǔ)工程設計1411.2 詳細工程設計1412 PLC控制室設計1513 PLC供電、接地、防雷系統(tǒng)設計1613.1 PLC供電系統(tǒng)1613.2 PLC接地系統(tǒng)1613.3 PLC防雷系統(tǒng)1614 PLC 驗收測試、安裝、聯(lián)調(diào)與投運1714.1 PLC 驗收測試1714.2 PLC安裝1714.3 PLC聯(lián)調(diào)與投運17附 錄 A18PLC技術(shù)規(guī)格書編制要求18本規(guī)定用詞說明21ContentsForword1 General principles12 Terms and abbreviations22.1 Terms22.2 Abbreviations23 General requirements43.1 Basic requirements43.2 Application requirements43.3 Hardware configuration requirements44 Control stations54.1 Function of control stations54.2 Structure of control stations54.3 Technical requirements of control stations55 Programmer75.1 Function of Programmer75.2 Structure of Programmer75.3 Technical requirements of Programmer76 Operator stations86.1 Function of operator stations86.2 Structure of operator stations86.3 Technical requirements of operator stations87 Auxiliary console and Operation panel107.1 Auxiliary console107.2 Operation panel107.3 Portable operation monitor108 Communication systems118.1 Communication networks118.2 Technical requirements of communication networks119 Software and configuration129.1 Software129.2 Configuration documentations129.3 Configuration1210 Design principles and responsibility distribution1310.1 Design principle1310.2 Responsibility distribution1311 Procedure for PLC engineering design1411.1 Basic engineering design1411.2 Detail engineering design1412 Design of PLC control rooms1513 Power supply, grounding and lightning proof design of PLC1613.1 Power supply system design1613.2 Grounding system design1613.3 Lightning proof system design1614 Acceptance test, installation, integration test and commissioning of PLC1714.1 Acceptance test of PLC1714.2 Installation of PLC1714.3 Integration test and commissioning of PLC17Annex A: Requirements of PLC technical specification18Contents of Reference Standard21VHG/T XXXXX20111 總 則為了統(tǒng)一可編程控制器（PLC）在化工行業(yè)及其它過程生產(chǎn)行業(yè)的技術(shù)要求，總結(jié)先進的科技成果和使用經(jīng)驗，推進工程設計的規(guī)范化，使工程設計符合國家有關(guān)法律法規(guī)的要求，達到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用的目的，制定本規(guī)范。本規(guī)范適用于化工行業(yè)及其它過程生產(chǎn)行業(yè)新建、擴建和改建項目的安全型PLC方案制定、工程設計，也適用于采購、組態(tài)、安裝、聯(lián)調(diào)和投運等設計服務工作?？删幊炭刂破鞯墓こ淘O計，除應符合本規(guī)范要求外，尚應符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定。2 術(shù)語和縮略語2.1 術(shù)語2.1.1 應用軟件 application software為使完成某種生產(chǎn)過程監(jiān)控所需的計算機程序、過程、規(guī)則以及有關(guān)的文件的總稱。2.1.2 總線 bus 連接幾個節(jié)點的通訊媒介，通過電子導體或光纖串行或并行傳輸數(shù)據(jù)。2.1.3 組態(tài) configuration機架/插槽模塊的布置以及（對于信號模塊）地址。2.1.4 通訊模塊 communication module用于點對點通訊和總線通訊的模塊。2.1.5 中央處理器 CPU PLC的中央處理器由控制和運算器、存儲器操作系統(tǒng)和編程器接口組成。2.1.6 以太網(wǎng) ethernet一種計算機局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，它規(guī)定了包括物理層的連接、電信號和介質(zhì)訪問層協(xié)議的內(nèi)容，符合IEEE802.3標準的技術(shù)要求。工業(yè)以太網(wǎng)在技術(shù)上與商用以太網(wǎng)(即IEEE802.3標準)兼容，但在產(chǎn)品的材質(zhì)選用、產(chǎn)品強度、適用性與實時性、可操作性、可靠性、抗干擾性和本質(zhì)安全等方面更能滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。2.1.7 現(xiàn)場總線 fieldbus安裝在生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場設備/儀表與控制室內(nèi)的自動控制裝置/系統(tǒng)之間的一種串行、數(shù)字式、多點通信的數(shù)據(jù)總線。2.1.8 生命周期 life cycle 從工藝概念設計開始到PLC功能停止使用的全部時間。2.1.9 局域網(wǎng) local area network - LAN一種配置在用戶場所、在有限地域內(nèi)用于數(shù)據(jù)站之間進行數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。2.1.10 網(wǎng)絡協(xié)議 network protocol指定通信系統(tǒng)接口服務和指導數(shù)據(jù)網(wǎng)絡工作的一組規(guī)則。2.1.11 可編程控制器（PLC）是一種電子控制器，其功能可以作為一個程序保存在控制單元中。因此，控制器的組態(tài)和布線與控制器系統(tǒng)功能無關(guān)。PLC具有計算機的結(jié)構(gòu)：由CPU、存儲器、I/O模塊和內(nèi)部總線系統(tǒng)組成。2.1.12 編程器 programming device一種小型、便攜式工業(yè)用計算機，安裝有專用的硬件和軟件。2.1.13 系統(tǒng)軟件 system software為專門的計算機系統(tǒng)或PLC所設計的軟件，用以促進計算機系統(tǒng)及有關(guān)程序的運行和維護。2.2 縮略語本規(guī)范采用下列縮略語：AMSAsset Management System設備管理系統(tǒng)C/SClient/Server客戶端/服務器CPUCentral Processing Unit中央處理單元（微處理機）FATFactory Acceptance Test工廠驗收測試FFFoundation Fieldbus基金會現(xiàn)場總線FRRField Rack Room現(xiàn)場機柜間HMIHuman Machine Interface人機界面HSEHigh Speed Ethernet高速以太網(wǎng)IEEEInstitute for Electrical and ElectronicEngineers電器和電子工程師學會ITInformation Technology信息技術(shù)LCNLocal Control Network局部控制網(wǎng)絡MTBFMean Time Between Failures平均故障間隔時間MTTRMean Time To Repair平均修復時間OSIOpen System Interconnect Reference Model開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型P&IDPiping & Instrument Diagram管道與儀表流程圖P/PPeer to Peer對等網(wǎng)絡PLCProgrammed logic controller可編程控制器ProfibusProcess Field Bus過程現(xiàn)場總線RTURemote Terminal Unit遠程終端SATSite Acceptance Test現(xiàn)場驗收測試SILSafety Integrity Level安全完整性等級TCP/IPTransfer Control Protocol/Internet Protocol傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議UPSUninterrupted Power Supply不間斷電源XMLExtensible Markup Language可擴展標記語言PCSProcess Control System過程控制系統(tǒng)3 總體要求3.1 基本要求3.1.1 PLC應技術(shù)上先進、成熟、模塊化、易于擴展，I/O卡件便于遠程布置并適合于現(xiàn)場工作環(huán)境。3.1.2 PLC可通過對關(guān)鍵單元和部件冗余，實現(xiàn)系統(tǒng)運行的可靠性。3.1.3 PLC應具有開放性網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，支持OPC開放標準，遵循OSI(開放系統(tǒng)互連)、IEEE通信標準，實現(xiàn)與PCS及其它控制與管理計算機互聯(lián)。3.1.4 PLC應具有先進的硬件及軟件環(huán)境，能滿足用戶安全控制的先進性要求。3.1.5 PLC應硬件堅固耐用，軟件成熟安全。3.2 應用要求3.2.1 獨立應用應符合下列規(guī)定：1 過程控制參數(shù)以數(shù)字量為主，且控制系統(tǒng)以順序控制、邏輯控制為主的工業(yè)生產(chǎn)裝置，適合采用獨立的PLC控制系統(tǒng)。2 執(zhí)行生產(chǎn)過程監(jiān)控職能，對生產(chǎn)過程的操作參數(shù)實施集中顯示、自動控制、遠程操作、信息管理。3 應具有可靠的I/O模塊、豐富的連續(xù)控制算法、強大的離散控制能力和編程簡單靈活、先進可靠的標準組態(tài)軟件。4 能掛接工廠信息管理和計算機，實施企業(yè)信息化管理。3.2.2 PLC與PCS聯(lián)用可采用下列方式：1 PLC可采用約定的通信方式與PCS通信，明確PLC與PCS通信的主/從關(guān)系。2 PLC與PCS之間的重要數(shù)據(jù)傳遞宜采用硬線連接。3.2.3 成套設備的應用應符合下列規(guī)定1 為了適應不同操作場合的需要，現(xiàn)場執(zhí)行單一任務的PLC應有專用操作員模塊、操作員界面。2 現(xiàn)場安裝的PLC應滿足現(xiàn)場環(huán)境要求，采用多層次的抗干擾措施。3 根據(jù)需要可與上位機實現(xiàn)通信。3.3 硬件配置要求3.3.1 PLC的網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)可由控制和監(jiān)控兩級構(gòu)成：1 控制級配置為直接與檢測儀表和執(zhí)行器相連的各種控制站，如I/O單元、數(shù)據(jù)采集單元(按需要)、控制單元(包括遠程控制單元)及網(wǎng)絡設備等。2 監(jiān)控級配置人機接口設備、工程師站、網(wǎng)絡設備以及外圍設備等。3.3.2 PLC可通過RS-232C、RS-422、RS-485和工業(yè)以太網(wǎng)等與第三方過程控制設備進行通信。3.3.3 根據(jù)工程項目需要可配置安全柵/隔離器/繼電器柜或中間端子柜。4 控制站4.1 控制站功能4.1.1 控制站應具有實現(xiàn)各種物理信號的輸入和處理，實現(xiàn)各種實時常規(guī)連續(xù)控制功能，且應配置儀表功能模塊和計算功能模塊等。4.1.2 控制站應具有實現(xiàn)批量控制、順序/聯(lián)鎖邏輯等控制功能，且應配置邏輯控制等功能模塊。4.1.3 控制站應具有較大容量的存儲器和較高的運算速度。4.2 控制站構(gòu)成4.2.1 控制站一般可由過程接口單元、控制單元（控制器）、數(shù)據(jù)采集單元(PLC制造廠按需配置)構(gòu)成。4.2.2 控制站功能卡件可包括控制卡件、I/O卡件、輔助卡件、通信接口、安裝功能卡件的卡件箱以及總線底板等。4.2.3 控制站可提供遠程I/O站。4.2.4 小型和專用PLC可以是一個包括各種輸入/輸出、計算、顯示、操作、電源、通訊等功能的一體化多功能控制器。4.3 控制站技術(shù)要求4.3.1 過程I/O接口單元應符合下列規(guī)定：1 過程I/O接口應包括AI、AO、DI、DO、PI等類型，應具備智能變送器接口、串行和并行通信接口等；2 過程I/O卡件輸入電路應帶電磁隔離或光電隔離，應符合IEC61000或SAMA PMC33.1標準抗干擾規(guī)定；3 對于來自或送至爆炸危險區(qū)域的信號，在采用本安防爆技術(shù)時，應在I/O接口現(xiàn)場側(cè)設置安全柵或本安型I/O點；4 開關(guān)量接口容量不能滿足負載的要求或需將開關(guān)量隔離時，應配置繼電器；5 所有的I/O卡件都應有標明I/O狀態(tài)的LED指示，如卡件電源指示等；6 所有接點輸入卡件都可有防抖動濾波處理功能；7 PLC的I/O卡應有保護I/O過壓、過流的措施；8 當I/O卡件故障時，宜有相應措施確保工藝系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，不出現(xiàn)波動,在系統(tǒng)電源喪失時，使執(zhí)行機構(gòu)處于安全位置(全開、全關(guān)、保位等)；9 根據(jù)信號源與I/O卡的連接需要，可提供轉(zhuǎn)換器或隔離器；10 環(huán)境溫度范圍下，I/O卡件精度應滿足下列要求：1）模擬量輸入信號精度為0.1%FS；2）模擬量輸出信號精度為0.1%FS。4.3.2 控制單元應符合下列規(guī)定1 控制單元應是基于帶微處理機(CPU)的多功能控制器，內(nèi)存和掃描時間應滿足程序和過程響應時間的要求，其響應時間包括輸入輸出掃描處理時間一般不大于500ms.2 控制單元應提供多種通信接口，與第三方設備進行通信；3 控制單元宜具有PID功能。4.3.3 數(shù)據(jù)采集單元(按需要設置)應符合下列規(guī)定：1 數(shù)據(jù)采集單元應能完成輸入信號的數(shù)據(jù)處理、報警、記錄等功能。2 檢測點掃描周期應可根據(jù)檢測對象整定，掃描周期最長時間不大于1s。4.3.4 控制站的冗余配置應符合下列規(guī)定：1 控制回路I/O卡及重要檢測點I/O卡宜冗余配置；2 控制單元的CPU宜11冗余配置；通信接口、電源宜為11冗余配置；3 數(shù)據(jù)采集單元的CPU、通信卡宜11冗余配置。4.3.5 過程接口的備用宜符合下列規(guī)定：1 各類控制點、檢測點的備用點數(shù)為實際設計點數(shù)的10%15%；2 輸入輸出卡件槽座(位)的備用空間為10%15%。4.3.6 控制單元最大負荷應不超過60%。5 編程器5.1 編程器功能5.1.1 編程器應能完成PLC的配置、監(jiān)控回路組態(tài)及下裝到人-機接口和控制器的功能。5.1.2 編程器應能完成程序開發(fā)、系統(tǒng)診斷、系統(tǒng)維護和系統(tǒng)擴展工作。5.1.3 編程器安裝操作員站軟件后可作為操作員站使用。5.2 編程器構(gòu)成5.2.1 編程器可由主機、顯示器、鍵盤等構(gòu)成。5.2.2 為保證PLC組態(tài)、下裝、修改、維護等工作安全順利進行，PLC系統(tǒng)應配置編程器。5.3 編程器技術(shù)要求5.3.1 編程器硬件規(guī)格應為32位總線、32位或64位CPU；5.3.2 編程器應進行控制系統(tǒng)在線/離線組態(tài)、生成應用程序；5.3.3 編程器可對系統(tǒng)網(wǎng)絡上運行的所有組件及線路進行診斷、測試；5.3.4 在線操作時能從網(wǎng)絡上獲得實時數(shù)據(jù)，能進行系統(tǒng)修改；5.3.5 編程器應設置軟件保護密碼，以防其他人員擅自改變控制策略、應用程序和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫； 5.3.6 編程器應配備通用的高級語言、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、電子表格、網(wǎng)絡管理等應用軟件及工具軟件；5.3.7 工程師站宜設置防病毒等保護措施。6 操作員站6.1 操作員站功能6.1.1 大、中型規(guī)模PLC需集中操作和管理，應設操作員站便于操作人員對生產(chǎn)過程的監(jiān)視與操作。6.1.2 操作員站的控制調(diào)節(jié)功能可通過流程畫面開辟調(diào)節(jié)儀表窗口，或通過控制總貌畫面進入分組畫面。一個完整的控制調(diào)節(jié)畫面應包含棒圖調(diào)節(jié)儀表、PV、SV、MV、實時趨勢畫面以及回路參數(shù)列表?；芈氛{(diào)節(jié)應有手動/自動/串級控制方式的切換、SV/MV值的調(diào)整、PID參數(shù)的整定等功能。6.1.3 操作員站的趨勢顯示功能應包括實時趨勢顯示和歷史趨勢顯示。實時趨勢曲線采樣時間宜為1s，曲線時間最長為Xmin。歷史趨勢曲線采樣時間可設定為1min到1個月。6.1.4 操作員站的報警管理和顯示功能應在任何畫面可及時將報警狀態(tài)顯示出來，宜區(qū)分出第一事故報警。6.1.5 操作員站的報表管理和打印可根據(jù)要求編排、組態(tài)方便，并具有統(tǒng)計計算功能。6.1.6 操作員站還應具有如下功能：1 自診斷功能；2 系統(tǒng)操作的口令字保護功能；3 操作記錄功能；4 在線控制策略調(diào)試功能；5 文件轉(zhuǎn)存功能。6.2 操作員站構(gòu)成6.2.1 操作員站可由主機、顯示器、操作員鍵盤等構(gòu)成。6.2.2 操作員站配置應符合下列原則：1工藝的操作區(qū)域；2 重要的工段、關(guān)鍵設備、專用功能等配置操作員站。6.2.3 操作員站數(shù)量可根據(jù)數(shù)字量I/O的數(shù)量來配置，并符合以下規(guī)定1 15003000數(shù)字量I/O點；可配23臺；2 30005000數(shù)字量I/O點；可配34臺；3 50008000數(shù)字量I/O點；可配46臺；4 8000數(shù)字量I/O點以上可根據(jù)實際需要配置。6. 3 操作員站技術(shù)要求6.3.1 操作員站的硬件規(guī)格應為32位總線、32位或64位CPU。6.3.2 操作員站主機宜是近二三年內(nèi)投放市場的工作站或高性能工業(yè)用計算機，操作系統(tǒng)應是通用性的。6.3.3 操作員站硬件和軟件應具有高可靠性和容錯性，軟件應有從錯誤中迅速恢復功能，操作員站宜互為冗余。6.3.4 操作員站所有的外設及接口應是通用的，硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、顯示器、通用鍵盤、鼠標、打印機等應是商業(yè)化、可互換的。6.3.5 操作員站的軟件環(huán)境應符合下列要求：1 對網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)資源應能根據(jù)需要進行監(jiān)視、控制等不同操作，操作員站應能對網(wǎng)絡上的任一控制器或檢測器的數(shù)據(jù)進行存取；2 操作員站應具備不同級別的操作權(quán)限，操作權(quán)限由密碼等方式限定并在組態(tài)中劃分，供不同級別的人員使用。6.3.6 操作員站數(shù)據(jù)處理能力應符合下列要求：1 系統(tǒng)應滿足所有數(shù)據(jù)的記錄需要，可由用戶選定記錄的參數(shù)、采樣時間和記錄長度，并可對記錄的數(shù)據(jù)進行編排處理和隨時調(diào)用；2 硬盤上的永久記錄應能轉(zhuǎn)存到存儲設備上；6.3.7 操作員站應滿足以下技術(shù)指標：1 彩色液晶顯示器對角線尺寸47cm(19)，分辨率至少為16401280，象素顏色至少256種；2 數(shù)據(jù)更新周期1s，動態(tài)參數(shù)刷新周期1s；7 輔助操作臺和操作面板7.1 輔助操作臺7.1.1緊急停車按鈕、開關(guān)、信號報警器及信號燈等應安裝在PLC的輔助操作臺上。 7.1.2 一般信號報警在操作員站顯示，關(guān)鍵信號報警除在操作員站顯示外，宜在輔助操作臺上設燈光顯示7.1.3輔助操作臺燈光顏色應符合下列規(guī)定：1 紅色燈光表示越限報警或緊急狀態(tài)；2 黃色燈光表示預報警；3 綠色燈光表示運轉(zhuǎn)設備或過程變量正常7.1.4輔助操作按按鈕顏色應符合下列規(guī)定：1 緊急停車按鈕宜采用紅色；2 旁路開關(guān)宜采用黃色；3 確認按鈕宜采用黑色；4 試驗按鈕宜采用白色。7.2操作面板7.2.1 應用于現(xiàn)場就地操作的人-機接口可采用下述類型：1 按鈕面板：一般安裝在機組上，具有系統(tǒng)操作面板的所有功能，附加功能不需要PLC編程。2 按鍵面板/觸摸屏：防護等級較高，可直接安裝在機組上,并可裝載監(jiān)控軟件和編程數(shù)據(jù)，具有顯示過程監(jiān)控數(shù)據(jù)和操作過程變量，配方管理等功能。7.3便攜式操作監(jiān)視器7.3.1便攜式操作監(jiān)視器宜在小規(guī)模PLC系統(tǒng)上應用故障查找及系統(tǒng)調(diào)試，具有監(jiān)視控制器狀態(tài)、啟?？刂破?、強制輸出和修改寄存器值等功能，。8 通信系統(tǒng)8.1 通信網(wǎng)絡 8.1.1 大、中型PLC系統(tǒng)應能支持多種現(xiàn)場總線和標準的通信協(xié)議(如TCPIP)。在需要時應能與工廠管理網(wǎng)(TCPIP)相連接，其通信網(wǎng)絡應符合ISOIEEE的通信標準，應是開放的通信網(wǎng)絡。8.1.2 網(wǎng)絡連接應符合下列規(guī)定1 以個人計算機為主站，多臺同型號的PLC控制站為從站，可組成簡易PLC網(wǎng)絡。2 以一臺PLC控制站為主站，其它多臺同型號PLC控制站為從站，可構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡。3 將PLC系統(tǒng)通過網(wǎng)絡接口接入過程控制系統(tǒng)中，可成為其子網(wǎng)。4 PLC與PCS采用約定的通信方式通信，應明確PLC與PCS的主/從關(guān)系。5 開放的PLC網(wǎng)絡可遵循下列協(xié)議：TCP/IP；MODBUS；PROFIBUS-DP；FF HSE；OPC等。8.1.3 PLC通信網(wǎng)絡應滿足下列基本條件：1 應響應時間較短，可靠性高；2 網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)宜采用環(huán)型、總線型或星型等方式。每種拓撲結(jié)構(gòu)都應考慮時間延遲、可靠性和發(fā)生故障后網(wǎng)絡恢復正常操作能力等要求；3 網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)可采用不同帶寬的雙絞線、同軸線(分為基帶、寬帶、載波帶)或光纖；4 能實現(xiàn)各種PLC相互通信，即通信網(wǎng)絡的硬件按國際統(tǒng)一標準生產(chǎn)，信號傳輸模式符合國際標準規(guī)定。8.2 通信網(wǎng)絡技術(shù)要求8.2.1 PLC的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)可冗余配置。8.2.2 PLC網(wǎng)絡通信速度應滿足以下要求：1 控制級至少為10Mb/s；2 監(jiān)控級至少為100Mb/s。8.2.3 PLC通信系統(tǒng)最大負荷應不超過50%,采用以太網(wǎng)的通信負荷應不應超過20%。9 軟件配備及組態(tài)9.1 軟件配備9.1.1 PLC應配備下列系統(tǒng)軟件：1 操作系統(tǒng)及工具軟件,應配備全套的操作系統(tǒng)軟件及工具軟件和相應軟件許可證，應配備與第三方設備進行OPC通信的通信軟件及相關(guān)組態(tài)軟件。2 工程組態(tài)軟件,應配備系統(tǒng)離線的數(shù)據(jù)庫組態(tài)仿真軟件和軟件所需的硬件設備。9.2 軟件組態(tài)文件9.2.1 軟件組態(tài)文件是PLC軟件組態(tài)的依據(jù)，應由PLC供方編制完成。9.2.2 組態(tài)文件應滿足項目自控工程設計文件所有監(jiān)控要求。9.2.3 組態(tài)文件應包括以下文件：1 控制流程圖；2 控制回路文件、檢測點文件；3 操作員站工作文件、報警分組；4 生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表；5 設備管理文件按；6 數(shù)據(jù)通信文件。9.2.4 組態(tài)文件編制應采用PLC制造廠的有關(guān)標準、資料或編制工具。9.3 軟件組態(tài)9.3.1 軟件組態(tài)應由PLC供方根據(jù)項目軟件組態(tài)文件完成。9.3.2 軟件組態(tài)可在裝有組態(tài)軟件的編程設備上完成。9.3.3 PLC賣方應向買方提供標準軟件組態(tài)工具軟件。9.3.4 軟件組態(tài)應完成下列工作：1 硬件組態(tài)、通道分配；2 過程點組態(tài)；3 順序、時序、批量、邏輯及復雜控制組態(tài)；4 流程圖畫面；5 操作和記錄分組；6 報警分組和分級；7 數(shù)據(jù)庫；8 通信程序；9外圍設備接口。10 設計原則與職責分工10.1 設計原則10.1.1 PLC工程設計應具備實用性、可靠性、可用性、可維護性、可追溯性、經(jīng)濟性、拓展性，合理采用冗余容錯技術(shù)。10.1.2 PLC工程設計應滿足生產(chǎn)操作、采購、設備安裝、系統(tǒng)投運、維護等要求。10.1.3 PLC宜設計成故障安全型。10.1.4 在PLC的工程設計中，應將PLC與PCS的職能分工、硬件配置、控制/聯(lián)鎖信號交接作出明確的規(guī)定。10.1.5 PLC應具有硬件和軟件的自診斷功能。10.1.6 PLC 工程設計中與PLC相關(guān)的控制室、供電、接地、防雷電等設計，應遵循有關(guān)國家標準或有關(guān)行業(yè)標準。10.1.7 PLC硬件、操作系統(tǒng)、編程軟件應采用正式發(fā)布版本，并按規(guī)定程序進行有效控制。10.2 職責分工10.2.1 PLC工程設計方負責制訂PLC監(jiān)控方案，編制PLC技術(shù)規(guī)格書，完成PLC工程設計文件。根據(jù)工程設計合同規(guī)定配合PLC采購工作和參加PLC應用軟件組態(tài)、PLC檢驗、安裝、試車工作。10.2.2 PLC買方負責PLC采購、檢驗、安裝、聯(lián)調(diào)、投運、現(xiàn)場驗收測試(SAT)工作，宜參與制訂PLC監(jiān)控方案，根據(jù)需要參加PLC應用軟件組態(tài)工作。10.2.3 PLC賣方應按采購合同提供完整的PLC、PLC技術(shù)文件、負責PLC應用軟件組態(tài)。在買方參與下完成PLC工廠驗收測試(FAT)工作，參加PLC安裝、聯(lián)調(diào)和投運工作。PLC賣方對提供的PLC系統(tǒng)的完整性和可靠性負責。10.2.4 PLC賣方應提供如下技術(shù)文件：1 系統(tǒng)設計說明2 系統(tǒng)設備清單、系統(tǒng)硬件手冊3 系統(tǒng)軟件清單、系統(tǒng)軟件手冊、系統(tǒng)組態(tài)手冊4 操作員/工程師手冊5 系統(tǒng)操作手冊6 設備安裝手冊、系統(tǒng)維護手冊7 故障排除、校驗及調(diào)校指導手冊8 系統(tǒng)供電系統(tǒng)圖、系統(tǒng)接地系統(tǒng)圖9 機柜布置圖、操作臺布置圖10 系統(tǒng)配置圖11 端子接線圖12 機柜設備散熱和功耗13 標注接線端子的儀表回路圖14 控制器負荷計算書15 通訊負荷計算書16 外圍設備樣本10.2.5 當工程項目設計方承擔總承包工作時，設計方除負責PLC工程設計外，還將負責PLC采購、參加應用軟件組態(tài)、PLC檢驗、安裝、調(diào)試工作。11 PLC工程設計程序11.1 基礎(chǔ)工程設計11.1.1 根據(jù)管道及儀表流程圖P&ID，初步I/O點數(shù)、控制回路數(shù)量等，應確定PLC初步硬件和軟件配置，初步確定本PLC與其他PLC、DCS及上位機的通訊連接的硬件和軟件及數(shù)據(jù)的一致性。11.1.2 應完成初版PLC技術(shù)規(guī)格書、進行PLC初步詢價。11.1.3 應向布置、建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、電信、暖通、消防及概算等專業(yè)提出初步條件。11.2 詳細工程設計11.2.1根據(jù)詳細工程設計階段發(fā)表的P&ID，應編制PLC技術(shù)規(guī)格書。11.2.2 PLC工程設計階段應完成下列圖紙：1 端子接線圖 2 PLC 監(jiān)控數(shù)據(jù)表3 PLC I/O表4 順序控制圖5 時序控制圖6 聯(lián)鎖邏輯圖7復雜控制回路圖8 回路圖9 控制室平面布置圖10 控制室儀表橋架布置圖11 輔助操作臺布置圖12 供電系統(tǒng)圖13 接地系統(tǒng)圖14 系統(tǒng)配置圖15 管道與儀表流程圖 (P&ID)11.2.3應向建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、電信、暖通及消防等專業(yè)提出設計條件。 12 PLC控制室設計12.0.1 PLC與PCS可共用一個控制室（CCR）和現(xiàn)場機柜室（FRR）。12.0.2 PLC相關(guān)的控制室(包括FRR)設計，應符合控制室設計規(guī)定(HG/T 20508)。13 PLC供電、接地、防雷系統(tǒng)設計13.1 PLC供電系統(tǒng)13.1.1 PLC系統(tǒng)的供電系統(tǒng)設計應符合儀表供電設計規(guī)定(HG/T 20509)。13.1.2 PLC內(nèi)部供電應由安全型PLC賣方負責，安全型PLC賣方宜提供獨立電源分配柜對安全型PLC的機柜、站(臺)、外部設備等供電。13.1.3 PLC系統(tǒng)宜采用UPS電源供電。13.2 PLC接地系統(tǒng)13.2.1 PLC系統(tǒng)接地設計應符合儀表接地設計規(guī)定(HG/T 20513)。13.2.2 PLC系統(tǒng)接地應采用等電位接地技術(shù)。13.3 PLC防雷系統(tǒng)13.3.1安全型PLC系統(tǒng)的防雷設計應符合石油化工儀表防雷工程設計規(guī)范。14 PLC 驗收測試、安裝、聯(lián)調(diào)與投運14.1 PLC 驗收測試14.1.1 PLC賣方完成對系統(tǒng)制造、軟件編程等工作后，買方應對安全型PLC進行工廠驗收測試(FAT)和現(xiàn)場驗收測試(SAT)。14.1.2 工廠驗收測試工作應包括對所有可聯(lián)網(wǎng)并已裝載軟件的設備進行適當?shù)倪\行。所有輸入信號、組態(tài)和控制輸出的一個完整的功能閉環(huán)實驗。14.1.3工廠驗收應包括硬件工廠驗收及軟件工廠驗收。1 硬件工廠驗收應包括以下內(nèi)容：1）系統(tǒng)卡件、接線及附件的完整性；2）回路的正確配置；3）卡件說明和合同約定的一致性；4）在某一卡件失效或失敗的情況下，冗余設備的正確切換，如CPU、供電系統(tǒng)、通訊電纜等；5）射頻干擾的防護。2 軟件工廠驗收應包括以下內(nèi)容：1）通過仿真模擬及數(shù)字信號確認I/O信號的配置及組態(tài)正確性；2）時序和其它特殊回路的組態(tài)；3）流程圖畫面；4）分組及趨勢畫面。14.1.4 現(xiàn)場驗收測試應包括以下內(nèi)容：1 準備工作，安全型PLC現(xiàn)場安裝完成后，在設備通電前經(jīng)賣方確認所有設備安裝、現(xiàn)場接線、電源連接等無誤情況下，系統(tǒng)才可以受電。2 現(xiàn)場驗收應包括以下工作：1）采用實際的輸入、輸出信號進行實驗；2）啟動系統(tǒng)并校驗所有系統(tǒng)部件，對系統(tǒng)進行聯(lián)調(diào)與試運；3）在系統(tǒng)正常情況下，連續(xù)進行72h通電檢驗；4）在線投運后，全面考核系統(tǒng)運行狀況，確認系統(tǒng)是否能滿足訂貨合同的所有技術(shù)要求。14.2 PLC安裝14.2.1 買方應負責PLC現(xiàn)場安工作，賣方應對安裝工作提供咨詢和協(xié)助服務。14.2.2 PLC設備現(xiàn)場安裝、接線完成后，賣方技術(shù)人員應負責檢查和系統(tǒng)上電。14.3 PLC聯(lián)調(diào)與投運14.3.1 生產(chǎn)裝置試車期間，賣方應協(xié)助用戶對系統(tǒng)與過程進行聯(lián)調(diào)與試運，使系統(tǒng)各部分處于正常工作狀態(tài)，完整地投入運行。14.3.2 PLC賣方應在生產(chǎn)裝置試車期間負責完成安全型PLC與其它系統(tǒng)的通信調(diào)試。14.3.3 生產(chǎn)裝置試車期間安全型PLC賣方應派有經(jīng)驗的應用工程師到現(xiàn)場，保證系統(tǒng)工作正常。附 錄 APLC技術(shù)規(guī)格書編制要求A.1 概述A.1.1 項目簡述 本條描述買方名稱，建設所在地點以及采用系統(tǒng)的裝置名稱，生產(chǎn)規(guī)模及主要工藝特點等。A.1.2 裝置控制系統(tǒng)方案 本條描述裝置采用的各種檢測控制系統(tǒng)，及這些系統(tǒng)各自的功能和使用范圍，以及相互之間的關(guān)系等。A.1.3 標準規(guī)范 本條包括PLC制造、檢驗、安裝和投運等各階段所遵循的國際和國內(nèi)標準。A.1.4 投標文件要求本條包括如下要求：1 投標文件應包括制造廠及供應商簡介，同類裝置的使用經(jīng)驗和業(yè)績，投標系統(tǒng)的概況及配置、軟件硬件清單、備品備件清單、工程進度計劃、技術(shù)服務及保證等。2 偏差表，包括報價技術(shù)文件中的歧義、報價技術(shù)文件與規(guī)格書的差異。3 圖紙資料所使用的文字、術(shù)語。A.2 買賣雙方職責及供貨范圍A.2.1 賣方職責及供貨范圍 本條敘述在系統(tǒng)設計、軟硬件配置、培訓、現(xiàn)場服務、包裝運輸、文件資料及調(diào)試投運等全過程賣方負有的責任。A.2.2 買方職責買方的職責包括提供有關(guān)的基礎(chǔ)資料和設計資料，以及按賣方要求為PLC提供電源接地等。A.3 PLC硬件配置及功能要求A.3.1 控制站 本條包括控制器性能規(guī)格，冗余原則和負荷控制等要求。A.3.2 過程I/O系統(tǒng) 本條包括I/O模塊的種類及性能等的要求。A.3.3 操作員站 本條應根據(jù)裝置的規(guī)模提出操作員站的數(shù)量，以及操作員站的軟硬件配置、性能要求及基本功能等要求。A.3.4 編程器 本條包括編程器的數(shù)量、類型及配置要求。A.3.5 通信系統(tǒng)本條敘述PLC內(nèi)部通信及安全要求；通信系統(tǒng)負荷的限制；PLC與其它系統(tǒng)或智能儀表之間的通信接口形式及通信標準和通信協(xié)議。以及PLC與其它系統(tǒng)時鐘同步的方法。A.3.6 其它外部設備本條包括對打印機、拷貝機、外部存儲設備和輔助操作臺等的要求。A.4 PLC技術(shù)要求A.4.1 PLC的冗余 本條敘述對PLC內(nèi)部電源、通信、控制器、操作員站及I/O等的冗余要求。A.4.2 PLC的備用 本條對機柜內(nèi)部的安裝空間、I/O點數(shù)、接線端子數(shù)量及其它元器件如安全柵、隔離器等提出備用要求。A.4.3 MTBF和MTTR 本條要求PLC制造廠對平均故障間隔時間（MTBF）和平均故障維修時間（MTTR）提供計算方法及計算結(jié)果。A.4.4 自診斷與容錯PLC應具備完善的軟硬件自診斷技術(shù)以及一定的容錯技術(shù)。本條應對此提出要求。A.5 PLC軟件要求A.5.1 基本要求本條敘述PLC制造廠應為系統(tǒng)配置的各種操作系統(tǒng)軟件，工程應用軟件。在需要的時候，還應提供專用軟件。各種軟件的版次均應為最新版次。A.5.2 操作功能 本條包括操作工在PLC人機界面可以進行的工作。A.5.3 顯示畫面 本條包括PLC人機界面顯示畫面的種類，各自顯示的主要內(nèi)容和特點等。A.5.4 控制功能本條敘述系統(tǒng)能夠完成的連續(xù)控制、離散控制、邏輯/順序控制及批量控制等功能。A.6 控制室設計要求A.6.1 買方設計方案本條敘述買方初步的控制室設計方案，如控制室的面積、操作間與機柜間設置、以及主要設備布置等方案。A.6.2 賣方設計要求本條敘述要求賣方對PLC控制室提出設計要求，包括對控制室的暖通、照明、防護與防爆以及工作臺和各種機柜安裝等設計要求。A.7 供電、接地和防雷設計要求A.7.1 供電要求 1 本條敘述買方將采用UPS對PLC提供220V AC總電源2 本條敘述要求賣方對PLC供電系統(tǒng)提出設計要求，包括對供電容量、電源質(zhì)量、供電方式等設計要求，并要求賣方成套配置獨立電源箱(柜)，負責對PLC各部分、各單元提供220V AC或24V DC電源。A.7.2 接地要求 本條敘述要求賣方對PLC接地系統(tǒng)提出設計要求，買方將指出，一般情況下買方的PLC接地系統(tǒng)是按等電位接地原則設計，除非賣方有特殊的接地要求。A.7.3 防雷要求本條敘述買方所在地區(qū)雷雨天氣狀況，當建設項目要作防雷電設計時，買方將對賣方提出配置防浪涌安全柵要求。A.8 端子柜及安全柵/隔離器柜本條對系統(tǒng)中采用的端子柜及安全柵/隔離器等機柜提出要求。A.9 備品備件及專用工具A.9.1 開車備件 本條敘述開車所要求的備件，具體數(shù)量由制造廠根據(jù)經(jīng)驗提出。A.9.2 質(zhì)保期備品備件 本條敘述質(zhì)保期所要求的備品備件，具體數(shù)量由制造廠根據(jù)經(jīng)驗提出。A.9.3 專用工具本條敘述PLC安裝和維修必需的專用工具和測試設備。A.10 文件資料A.10.1 應用手冊 描述PLC賣方應提供的各種硬件手冊和軟件手冊，提供的時間和份數(shù)。A.10.2 工程設計文件描述PLC賣方應提供的工程設計文件內(nèi)容、深度及提供的時間和份數(shù)。A.11 工程管理A.11.1 項目管理 描述PLC賣方在工程的全過程中項目的組織及應完成的各項工作。A.11.2 進度計劃 本條要求PLC賣方提出工程項目進度計劃，確定各階段的任務和時間。A.11.3 設計協(xié)調(diào)會 本條確定設計協(xié)調(diào)會的次數(shù)、開會的時間和地點，及每次會議的主要內(nèi)容。A.11.4 現(xiàn)場服務本條確定PLC賣方現(xiàn)場服務的人員素質(zhì)，服務時間及主要工作。A.12 驗收測試A.12.1 工廠驗收測試（FAT） 本條確定工廠驗收測試（FAT）的時間、地點、參加人數(shù)和驗收的內(nèi)容。A.12.2 現(xiàn)場驗收測試（SAT） 本條確定現(xiàn)場驗收測試（SAT）的時間和驗收的內(nèi)容。A.12.3 保證期 本條確定保證期的期限。A.12.4 包裝、運輸及儲存本條確定包裝、運輸及儲存的各項要求。A.13 培訓A.13.1 制造廠培訓 確定制造廠培訓的時間、地點、參加人數(shù)和主要內(nèi)容。A.13.2 現(xiàn)場培訓確定現(xiàn)場培訓的時間、參加人數(shù)和主要內(nèi)容。A.14 初步的I/O清單 （略）本規(guī)定用詞說明本規(guī)定條文中要求執(zhí)行嚴格程度不同的用詞，說明如下：1 表示很嚴格，非這樣做不可的用詞 正面詞采用“必須”；反面詞采用“嚴禁”。2 表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的用詞。 正面詞采用“應”；反面詞采用“不應”或“不得”。3 表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應這樣做的用詞 正面詞采用“宜”；反面詞采用“不宜”。 表示有選擇，在一定條件下可以這樣做，采用“可”。引用標準目錄1. GB/T 204382. GB/T 211093. GB/T 30XX4. GB 50493-20095. GB/T 30XX6. GB 50093-20027. HG/T 205088. HG/T 205099. HG/T 2051110HG/T 2051311. HG/T 20699 12. HG/T 20636.713. HG/T 20573 14. SH/T 30XX中華人民共和國化工行業(yè)標準可編程控制器系統(tǒng)工程設計規(guī)范HG/T 207002011條文