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文檔簡介
1、硬件設(shè)計規(guī)范 /hardware design specificationrev.:1.0 2016-04-21 document no.:ask1604-105-ems-hds-001 page 1/17 硬件設(shè)計規(guī)范 hardware design specification 客戶: 項目/ 系統(tǒng): 統(tǒng) 文件編號: ask1604-105-ems-hds-001 文件版本: 1.0 版本日期: 2016-04-25 狀態(tài): 草稿版 正式版 無效版 文檔管理 職位 姓名 簽名 日期 驗證工程師 審批 項目經(jīng)理 硬件設(shè)計規(guī)范 /hardware design specificationrev.
2、:1.0 2016-04-21 document no.:ask1604-105-ems-hds-001 page 2/17 文檔歷史版本描述作者日期0.1 合同簽署后草擬版1.0 正式版硬件設(shè)計規(guī)范 /hardware design specificationrev.:1.0 2016-04-21 document no.:ask1604-105-ems-hds-001 page 3/17 目錄 目錄 . 3 1 介紹 . 4 1.1 目的 . 4 1.2 范圍 . 4 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) . 4 2.1 概述 . 4 2.2 系統(tǒng)組成 . 4 3 中央控制層硬件配置 . 4 3.1 監(jiān)控操作站
3、. 4 3.2 ups 電源 . 5 3.3 以太網(wǎng)交換機- moxa 的 eds-205 . 6 4 過程控制層plc 控制硬件配置 . 6 4.1 控制器 as . 6 4.2 電源模塊pm1507 . 7 4.3 接口模塊et200sp . 7 4.4 輸入輸出模塊組成. 7 本系統(tǒng)中使用的輸入輸出模塊為et200sp系列: . 7 4.4.1 模擬量輸入模塊(et200sp). 8 4.4.2 數(shù)字量輸出模塊(et200sp). 9 5 末端控制設(shè)備配置 . 11 5.1 房間溫濕度傳感器kimo公司 the110 系列 . 11 5.2 室內(nèi)差壓變送器-kimo公司的 cpe110
4、. 12 5.3 層流風速傳感器-kimo公司的 ctv114 . 12 5.4 塵埃粒子傳感器-pms 公司的 airnet?ii 510 oem . 13 5.5 在線微生物采樣器-pms 公司的 biocapt . 14 5.6 真空泵 -德國貝克 . 15 5.7 報警燈 -偉馬快德的kp37 系列 . 15 6plc 控制柜其他硬件配置 . 15 6.1 控制柜 . 15 6.2 控制柜電源 . 16 6.3 保護地 . 16 7 控制柜內(nèi)部元器件 . 16 8 詞條和定義 /縮寫 . 16 9 附錄和參考文檔 . 17 9.1 參考文檔 . 17 硬件設(shè)計規(guī)范 /hardware
5、design specificationrev.:1.0 2016-04-21 document no.:ask1604-105-ems-hds-001 page 4/17 1介紹1.1 目的硬件設(shè)計規(guī)范描述了系統(tǒng)安裝的硬件。為通用功能規(guī)范中描述的系統(tǒng)硬件和其他設(shè)備提供更加詳細的信息。該文檔為構(gòu)建和開發(fā)系統(tǒng)提供依據(jù)。系統(tǒng)驗證后,該硬件設(shè)計規(guī)范將作為支持文檔,幫助維護人員進行系統(tǒng)的維護和擴展。1.2 范圍該文檔描述了。的硬件相關(guān)內(nèi)容。2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.1 概述硬件設(shè)計包括機柜設(shè)計和硬件配置。該文檔描述了環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),由控制柜,操作站,打印機以及現(xiàn)場儀表等組成。此處下面定義系統(tǒng)概述和主要設(shè)備組成。2.
6、2 系統(tǒng)組成本 ems 系統(tǒng)僅為二期產(chǎn)能擴建項目車間環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見附件1:ask1604-105-ems-hds-001。3中央控制層硬件配置3.1 監(jiān)控操作站潔凈室自控系統(tǒng)中央監(jiān)控層配置1 套監(jiān)控服務器電腦,安裝于中控室室,選用dell 品牌 7020mt 服務器,。安裝的操作系統(tǒng)軟件采用windows2008 server中文專業(yè)版,組態(tài)軟件為 siemens 公司 wincc7.2 (亞洲版 ,rt2048) 上位監(jiān)控組態(tài)軟件,電子簽名插件選項 (wincc audit)以及變量歸檔授權(quán)( wincc/user archives 選件)。主要技術(shù)性能參數(shù)如下:70
7、20mt 系列微塔式機箱: 硬盤: 500g 顯卡: 1g 內(nèi)存: 4g 硬件設(shè)計規(guī)范 /hardware design specificationrev.:1.0 2016-04-21 document no.:ask1604-105-ems-hds-001 page 5/17 光驅(qū): dvd-rw 鍵盤:防水功能鍵盤 鼠標: usb 光電鼠標 顯示器:23 英寸液晶顯示器 處理器:酷睿 i5 操作系統(tǒng):預裝 windows2008 server中文專業(yè)版操作系統(tǒng)3.2 ups 電源選型依據(jù):表 1-ups 數(shù)據(jù)查詢表格1、3kva 的主機,電池組: 6*65ah=390ah 2、查表 1
8、如果現(xiàn)場實際 80a 的電流,則后備時間 =(390/80)*0.52.4 小時,(0.5 為放電倍率)滿足設(shè)計要求。中央監(jiān)控服務器、操作站計算機和現(xiàn)場控制器配置美國山特公司生產(chǎn)的ups 電源 1臺。主要技術(shù)性能參數(shù)如下:型號: c3k,在線式功率: 3kva 時間: 2 小時,根據(jù)用戶配置電池類型:輸入電壓范圍: c(176276)vac 輸入頻率范圍: (4664)hz 輸出電壓范圍: 220x(11% )v 輸出頻率范圍: 50x(10.1% )hz 電壓波形:正弦波產(chǎn)品尺寸:主機尺寸190393328mm(寬*深*高)a8 電池箱尺寸 780470618mm(寬*深*高)安時數(shù)2438
9、 65 100 后備時間放電電流 a 20min 30505285130.0 30min 24384065100.0 40min 20303250 85.01h 1423243963652h 814152336.03h 69111618 2527 4h 578141521226h 3.556 1015168h 2.8458131410 小時及以上,放電時間 =安時數(shù) /放電電流硬件設(shè)計規(guī)范 /hardware design specificationrev.:1.0 2016-04-21 document no.:ask1604-105-ems-hds-001 page 6/17 3.3 以太
10、網(wǎng)交換機 - moxa 的 eds-205 選型依據(jù):有5 個通訊接口類型:非網(wǎng)管型;通訊接口: 5 口;專為惡劣的工業(yè)環(huán)境設(shè)計,符合fcc、ul 及 ce 標準;工作溫度 -10 60 (常溫型號)冗余雙直流電源輸入;可以方便地安裝在導軌或在一個配電箱中。4過程控制層plc 控制硬件配置控制系統(tǒng)選用國際主流的、領(lǐng)先的siemens(西門子) s7 -1500plc控制產(chǎn)品,控制總線采用西門子最新的profibus 總線和以太網(wǎng) profinet 總線。本控制系統(tǒng)有 2 個 plc 控制站。控制器的具體選型和配置如下:控制站采用 2 個 cpu1511-1pn 根據(jù) plc 控制站的具體 i/
11、o 點位數(shù)量及各 i/o 模塊的耗電要求,配置符合數(shù)量要求的 i/o 模塊、電源模塊、 i/o 模塊連接器等。4.1控制器 as 本系統(tǒng)采用 2 套 siemens s7-1500控制器,控制器型號為6es7 513-1al00-0ab0 規(guī)格如下:全新的 s7-1500帶來了標準型和故障安全型兩種不同類型的cpu,憑借快速的響應時間、集成的cpu 顯示面板以及相應的調(diào)試和診斷機制,simatic s7-1500的 cpu 極大地提升了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本。cpu1511-1 pn:一般信息產(chǎn)品類型標志cpu 1511-1 pn 硬件功能狀態(tài)fs06 固件版本v1.8 附帶程序包的硬件設(shè)計
12、規(guī)范 /hardware design specificationrev.:1.0 2016-04-21 document no.:ask1604-105-ems-hds-001 page 7/17 step 7 tia 端口,可組態(tài)/ 已集成,自版本v13 sp1 升級版4 配置控制通過數(shù)據(jù)組是顯示屏幕對角線(cm) 3.45 cm 操作元件按鍵數(shù)量6 運行模式開關(guān)1 電源電壓電源的電壓類型dc 24 v 允許范圍,下限(dc) 19.2 v 允許范圍,上限(dc) 28.8 v 反極性保護是電源和電壓斷路跨接 停電/斷電跨接時間5 ms 輸入電流耗用電流(額定值)0.7 a 接通電流,最大
13、值1.9 a; 額定值i2t 0.02 a2 s 功率來自背板總線的功耗(達到均衡)5.5 w 背板總線上的饋電功率10 w 功率損失功率損失,典型值5.7 w 存儲器需要 simatic 存儲卡是4.2電源模塊 pm1507 輸入: 120/230v ac;輸出: 24v;額定輸出電流: 3a;保護:輸出過壓保護:28.8v,可防止其它設(shè)備因過壓而損壞;輸出限流保護:3.153.6a;短路保護:是,電子鎖閉,自動重啟;運行數(shù)據(jù):工作溫度-25+70(060滿載工作);安裝: s7-1500導軌,電源右側(cè)無需預留任何散熱空間4.3接口模塊 et200sp 西門子 et200sp 模塊 155-
14、6pn st接口模塊,6es7155-6aa0-0bn0;profinet io 最多32個。 4.4輸入輸出模塊組成本系統(tǒng)中使用的輸入輸出模塊為et200sp 系列: 硬件設(shè)計規(guī)范 /hardware design specificationrev.:1.0 2016-04-21 document no.:ask1604-105-ems-hds-001 page 8/17 模擬量輸入( et200sp)數(shù)字量輸出( et200sp)4.4.1模擬量輸入模塊(et200sp )模擬量輸入模塊,4通道, 精度:最多16 位 (包括符號位),6es7134-6gd00-0ba1 輸入范圍:本項目所
15、有模擬量輸入都是4-20 毫安 / 0-10伏特。 用于電流測量 用于 2 線制和/ 或 4 線制傳感器 輸入范圍 4 到 20 ma,精度 15 位 0 到 20 ma,精度 15 位 20 ma ,精度 16 位(包括符號) figure 4-1: ai 模塊屬性 (1) 模件地址范圍系統(tǒng)自動生成,分配過程映像區(qū)。硬件設(shè)計規(guī)范 /hardware design specificationrev.:1.0 2016-04-21 document no.:ask1604-105-ems-hds-001 page 9/17 figure 4-2: ai 模塊屬性 (2) 4.4.2數(shù)字量輸出模塊
16、(et200sp )技術(shù)特性帶 16 個輸出的數(shù)字量輸出模塊6es7132-6bh00-0ba0 電源電壓l+ 硬件設(shè)計規(guī)范 /hardware design specificationrev.:1.0 2016-04-21 document no.:ask1604-105-ems-hds-001 page 10/17 figure 4-3: do 模塊屬性模件地址范圍系統(tǒng)自動生成,分配過程映像區(qū)。硬件設(shè)計規(guī)范 /hardware design specificationrev.:1.0 2016-04-21 document no.:ask1604-105-ems-hds-001 page
17、11/17 figure 4-4: do 模塊屬性5末端控制設(shè)備配置5.1房間溫濕度傳感器 kimo 公司 the110 系列選型依據(jù):嵌入式安裝,房間溫度范圍均在0-50,濕度范圍 0-100% 應用:適用于潔凈室內(nèi)墻面嵌入式安裝和設(shè)備配套測量溫濕度主要特征:不銹鋼面板無積塵,符合潔凈室等級輸出信號: 420ma,2 線制供電電壓:1630 vdc 電流消耗:最大22ma 硬件設(shè)計規(guī)范 /hardware design specificationrev.:1.0 2016-04-21 document no.:ask1604-105-ems-hds-001 page 12/17 面板材質(zhì):
18、316l 不銹鋼重量: 615g(包含電纜和探頭)工作和測量范圍: -20+80 c / 0 100%rh 精確度: 0.2 c(在+20); 2 %rh (+15 溫度 +25) 測量介質(zhì):空氣和中性氣體防護等級: ip65 具體配置:詳見設(shè)備清單。5.2 室內(nèi)差壓變送器 -kimo 公司的 cpe110 選型依據(jù):-50-+50pa(用于監(jiān)測房間相對壓差);介質(zhì):適用于空氣和中性氣體特征:不銹鋼面板,適用于潔凈廠房嵌入式安裝和設(shè)備配套,符合潔凈度要求,面板可擦拭清潔信號類型: 420ma 或 010v 輸出信號, 24vdc/ac (3 或 4 線式)精確度: 1% 的測量值響應時間: 1
19、/e(63%)0.3秒正面面板板材: 316l 不銹鋼顯示屏:液晶5 位數(shù)字, 50mm*15mm 功耗: 2va(010v)或最大 22ma(420ma)工作溫度: 050防護等級: ip65 具體配置:詳見設(shè)備清單。5.3 層流風速傳感器 -kimo 公司的 ctv114 選型依據(jù):適用于潔凈室和設(shè)備內(nèi)微風速測量硬件設(shè)計規(guī)范 /hardware design specificationrev.:1.0 2016-04-21 document no.:ask1604-105-ems-hds-001 page 13/17 量程: 01.0m/s,01.5m/s,02.0m/s,050 分辨率:
20、 0.01m/s和 0.1輸出信號: 010v 或 420ma 電源: 24vac/vdc (3/4 線制)工業(yè)塑料外殼, ip65 防護等級精確度: 2%測量值 0.03m/s(0.151.0m/s), 0.2(在 +20)測量介質(zhì):空氣和中性氣體具體配置:詳見設(shè)備清單。5.4 塵埃粒子傳感器 -pms 公司的 airnet?ii 510 oem 選型依據(jù):airnet?ii 510 oem 粒子傳感器,是pms 公司最新的產(chǎn)品,用于連續(xù)監(jiān)測無菌室環(huán)境顆粒物。該粒子傳感器體積小巧、性能卓越、數(shù)據(jù)傳輸能力超強,同時滿足iso 21501-4 規(guī)范要求。需外配不銹鋼316l 保護殼、316l 不
21、銹鋼等動力采樣頭和蓋子。聚碳酸酯外殼,可配不銹鋼保護殼 等動力不銹鋼取樣頭(外配) 測量粒子大小為0.5 和 5.0 m. 取樣流量為 1.0 cfm (28.3 升/ 分鐘) 通訊連接:rs-485, 帶modbus協(xié)議. 硬件設(shè)計規(guī)范 /hardware design specificationrev.:1.0 2016-04-21 document no.:ask1604-105-ems-hds-001 page 14/17 計數(shù)效率:符合iso 21501-4 零計數(shù):7.07個/m3 激光源: 鐳射二級管 采樣管或采樣頭:1/4”id 內(nèi)部涂層處理(耐vhp ) 流量系統(tǒng):外接真空源
22、,超出15%( 5%) 的流量異常時,自動關(guān)閉激光源和報警 真空壓力:15 英寸汞柱的真空壓力 led顯示:激光和流動狀態(tài)(雙色led顯示), 監(jiān)測活動(單色led顯示) 電源: 24vdc(0.5a) 外觀尺寸: 13.5cm 長 x 8.9cm 高 x 9.6cm寬 使用環(huán)境:溫度:4-35c,相對濕度:5-95% 校正: 校正方法和原材料可追溯至nist 5.5 在線微生物采樣器 -pms 公司的 biocapt選型依據(jù):biocapt 25 升/ 分鐘采樣流速 狹縫式采集設(shè)計,減少干擾,提高采集效率, 316l 不銹鋼材質(zhì) 能夠適應高溫高壓滅菌 層流設(shè)計避免假陽性 減少不必要的調(diào)查 采
23、樣盤直徑為 90mm ,厚度:15 mm 真空源接口:12mm 硬件設(shè)計規(guī)范 /hardware design specificationrev.:1.0 2016-04-21 document no.:ask1604-105-ems-hds-001 page 15/17 5.6 真空泵 -德國貝克選型依據(jù):無油石墨旋片泵 性能穩(wěn)定可靠 滿足車間粒子監(jiān)測點的真空度需求 耐磨、節(jié)能,低維護費用, 23年更換一次旋片 安裝于一般環(huán)境下,不會產(chǎn)生噪聲、廢氣污染 5.7 報警燈 -偉馬快德的 kp37 系列選型依據(jù):報警燈可以提供監(jiān)控狀態(tài)的聲光報警信號,由紅黃綠藍四色報警器和蜂鳴器組成。 尺寸大小:
24、37mm 直徑 電源: 24vdc ip65 專業(yè) 4層帶蜂鳴器(聲音強度大于 85db/1米) 塵埃粒子報警、壓差報警、溫濕度報警及風速報警 藍色、綠色、黃色、紅色三色 led 可對報警進行個性化設(shè)置 開關(guān)信號6plc 控制柜其他硬件配置6.1 控制柜硬件設(shè)計規(guī)范 /hardware design specificationrev.:1.0 2016-04-21 document no.:ask1604-105-ems-hds-001 page 16/17 所有線纜均套有機打標記管,要求字體清楚、易辨識。所有走線須封閉在走線槽中。所有電纜終端應卷曲包好線頭做好相應標記。控制柜應該有統(tǒng)一標示箱
25、體編號和安全警示標簽,配備有風扇和濾網(wǎng),沒有鋒利的邊緣和尖角。用于控制柜內(nèi)燈的開關(guān)是行程開關(guān),同時連接到端子上。輸入輸出接口要求留有15%余量。6.2 控制柜電源控制柜的 220v 交流電都來自于ups電源。所有 24v 直流電源來自于臺達電源 , 用來為 i/o 模塊提供電源。6.3 保護地保護地的功能是防止設(shè)備外殼上積聚的靜電電荷對人員帶來傷害。保護地應該接到工廠中專門的接地排上而且接地電阻應該小于4 歐姆??刂乒駥楸Wo地提供5mm(高) x 25mm(寬) x 200mm(長)規(guī)格的銅條。7控制柜內(nèi)部元器件柜體采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品, 單門設(shè)計,顏色為國際淺駝灰ral7035,表面噴塑處理防護,等級 ip54,設(shè)置柜門連鎖節(jié)能照明燈;柜內(nèi)設(shè)有底座蓋板及電纜出線保護套。進線方式采用上進上出,每根動力電纜單獨用鎖緊接頭鎖緊;斷路
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