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公司具有世界領先水平的全能綜合性開放控制系統Industrial^IT控制系統參與投標。并結合燒堿/PVC項目的現場工況，系統選型時充分考慮到了如下要求：

A 系統的可靠性  

本方案中ABB Industrial^IT系統將完全超過招標文件中規定的各種功能，以滿足工藝運行工況的要求。為確保整個工藝裝置安全、連續、穩定高效運行，控制系統采用分布式結構，開放的冗余通訊網絡。操作員站、控制器、操作通訊網絡、I/O總線通訊模件、I/O總線電纜，系統電源均采用1：1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，其功能都可以在其它操作站上實現。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,方便用戶編程組態.

C 系統的維護性

ABB Industrial^IT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、網絡、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現故障并消除故障。系統內任一組件發生故障，均不會影響整個系統的工作。

D 系統的開放性

   系統具有靈活的通訊協議配置，支持多種協議標準：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總線儀表互連。

E 系統的擴展性

   系統采用分布式冗余網絡結構，用戶可以方便地增加網絡站點。工業以太網上最多可掛接100臺操作員站，100對冗余現場控制器，主干網(以太網，遵循TCP/IP協議)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個從站。

系統控制器通信模板為標準TCP/IP協議以太網模件，這樣使系統無需增加設備可以與工廠局域網連接，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 系統的實用性

   ABB Industrial^IT系統在技術上、設備上成熟可靠。在國內外各行各業都得到了廣泛應用，具有十年以上的實際運行經驗。系統可利用率為99.99%。

G 系統的安全性

系統網絡結構采用分級方式，控制網與廠局域網、MIS網采用網關隔離，網關中可設置防火墻，以防止病毒襲擊?？刂葡到y設置用戶數據訪問權限管理，系統可設置16個用戶組，1000個用戶的權限。

ABB Industial^IT DCS分散控制系統主要特點

產品定位

將DCS和PLC功能之優點緊密有機地融為一體，并引入現場總線技術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:集各種控制技術之大成，適用于各種行業，覆蓋FF、PA、FA.具備復雜回路調節、開環控制、高速邏輯聯鎖和順序控制等功能，具有無可匹敵的性能。

ü  最節省的工程投入:強大的一體化組態調試工具軟件高效方便，輕松實現各種復雜監控操作功能，安裝調試簡單靈活，這一切使得工期縮短并減少了調試試車的消耗。

1)  全能緊湊

·         集DCS & PLC & 現場總線技術精華于一身的超級功能

·         一體化且唯一的組態調試工具(內嵌現場智能儀表組態工具)

·         唯一的系統全局數據庫

·         32位超級RISC CPU多任務處理器

·         巨大的控制組態空間(16M，32M SRAM，256K EEPROM)

·         支持多種現場總線(Profibus、FF、Modbus、Hart、CAN)

2)  高速高效

·         無可匹敵的超級性能：每秒可處理1400個回路

·         極快的掃描速度(可組態)

—開關量信號:≥2ms

—模擬量信號:≥10ms

·         三種控制任務執行方式(可根據任務性質人為指定):

a)   周期處理方式— 循環周期≥1ms(可組態)

          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)   事件驅動方式— 滿足事件條件時執行

          此方式用于執行某些系統任務

3)  極為可靠

·         在中國15000余套應用業績，嚴格工業實踐的質量驗證

·         很長的MTBF(平均無故障時間)和99.99%的系統可利用率

·         具有ISO9001、CSA、CE等國際權威認證

·         先進可靠的電子和機械設計，獲世界最佳工業設計獎(iF Award)

·         高超的制造水平，先進的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

·         良好的惡劣環境適應能力，0-70°C無須強制冷卻措施

·         所有模塊均支持帶電插拔

·         所有輸出模塊具有OSP功能（故障狀態下的輸出預置）

·         I/O模塊通過機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

·         系統組態語言符合IEC61131-3國際標準

·         具備DDE，OPC，API等標準開放接口

·         系統網絡采用IEEE802.3標準工業以太網，遵循TCP/IP協議

·         Peer-to-Peer網絡結構，節點可隨意出入

·         現場控制器、I/O站可任意擴展

5)  工程容易，使用簡單

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

·         編程風格采用先進的項目樹結構，內嵌的工程文件輸出能力

·         220余種豐富的算法庫

·         無需人工分配變量的內存地址

·         在線組態、調試、下載方便

·         具有強大的仿真功能

·         系統通訊自動形成，無需發送/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和現場總線

2.ABB Industrial^IT DCS控制系統的配置要點

根據招標技術規格書對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裝置控制系統網絡各自獨立，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驅動軟件，用于和上層的信息管理網絡或其他廠家設備的數據通訊。DCS過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程控制站的負荷率，模擬量和開關量I/O卡件分別采用8點和16點低密度卡件，真正實現DCS系統分散控制，集中管理的原則。

IndustrialIT的系統網絡采用了全雙工通訊模式，這種模式允許網絡節點同時發送和接收數據，通訊速率可成倍提高, 同時IndustrialIT采用全局數據庫技術,系統編程軟件僅為項目生成一個項目文件，這樣過程站之間的變量交叉引用無需編制數據交換程序，操作員站與過程站之間的數據無需進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，實時通訊,真正實現了ABB 全局數據庫核心技術即“分散存儲、全局管理”.

第一工作區： 燒堿裝置

ABB Industrial^IT系統由過程控制單元、數據通訊系統和人機接口組成。

·                  過程控制站的設置：

一次鹽水、二次鹽水及電解、氯氣處理及氯化氫、液氯、蒸發固堿等工段PS1-PS4           4對冗余AC800M PM861K02現場控制器。

PM861K02冗余現場控制器中的每一個控制器都有獨立的CPU模件，電源模件、以態網通訊模件，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現平滑無擾動切換，切換時間小于10ms。控制器中央處理單元采用32 位16M RISC SuperScalar 大容量工業級實時多任務處理器，時鐘頻率高達133MHz，每對冗余控制器可帶64個I/O站，多達16個任務，最小任務周期為1ms。故而根據本項目的實際情況，在本方案中負荷不超過30%，便于系統擴展和程序修改下載。

·                  系統的現場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,數據通信采用10Mb/s/100Mb/s工業以太網(遵循TCP/IP協議)，位于氯氣處理、氯化氫處理和蒸發固堿遠程操作員站，和中控室操作員站通過光纖介質構成統一的網絡?，F場控制器與S800 I/O站之間的通訊采用標準的、且容易擴展的Modulebus和Profibus DP現場總線協議, 現場總線I/O站的通訊模件冗余配置，I/O總線冗余配置，提高系統可靠性,該總線的通訊速率為12Mb/s，通訊介質可采用標準的Profibus DP電纜，其最大通訊距離為1200米，如采用光纖介質通訊距離可達20公里；系統配置了OPC驅動軟件（ABB公司OPC驅動可實現雙向通訊，即可當服務器端也可當客戶端）用于和上層的信息管理網絡或其他廠家設備的數據通訊。

·                  I/O點數：見《系統輸入、輸出點數匯總》。我們提供的S800 I/O站系統提供硬件自診斷功能，無須通過控制器的軟件判斷,減輕控制器的負荷。系統可診斷到I/O通道，系統內任一組件發生故障，均不會影響整個系統的工作。為降低控制風險,所有的模擬量輸入/輸出卡件采用8通道隔離模件, 所有的開關量量輸入/輸出卡件采用16通道隔離模件,并且各類I/O點數留有招標要求的20%備用量。

·                  系統內所有模件均是固態電路，標準化、模件化和插入式結構，具有靈活性和開放性。

·                  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《系統結構配置圖》。

·                  系統全部模件均由國外原裝進口。

第二工作區： 乙炔裝置

ABB Industrial^IT系統由過程控制單元、數據通訊系統和人機接口組成。

·                  過程控制站的設置：

乙炔發生、清凈配置、乙炔氣柜等工段

PS1           1對冗余AC800M PM861K02現場控制器

PM861K02冗余現場控制器中的每一個控制器都有獨立的CPU模件，電源模件、以態網通訊模件，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現平滑無擾動切換，切換時間小于10ms。控制器中央處理單元采用32 位16M RISC SuperScalar大容量工業級實時多任務處理器 ，運算速度（主頻）150 MIPS，每對冗余控制器可帶64個I/O站，多達16個任務，最小任務周期為1ms。故而根據本項目的實際情況，在本方案中負荷不超過30%，便于系統擴展和程序修改下載。

·                  系統的現場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,數據通信采用10Mb/s/100Mb/s工業以太網(遵循TCP/IP協議)?，F場控制器與S800 I/O站之間的通訊采用標準的、且容易擴展的Modulebus和Profibus DP現場總線協議, 現場總線I/O站的通訊模件冗余配置，I/O總線冗余配置，提高系統可靠性,該總線的通訊速率為12Mb/s，通訊介質可采用標準的Profibus DP電纜，其最大通訊距離為1200米，如采用光纖介質通訊距離可達20公里；系統配置了OPC驅動軟件（ABB公司OPC驅動可實現雙向通訊，即可當服務器端也可當客戶端）用于和上層的信息管理網絡或其他廠家設備的數據通訊。     

·                  I/O點數：見《系統輸入、輸出點數匯總》。我們提供的S800 I/O站系統提供硬件自診斷功能，無須通過控制器的軟件判斷,減輕控制器的負荷。系統可診斷到I/O通道，系統內任一組件發生故障，均不會影響整個系統的工作。為降低控制風險,所有的模擬量輸入/輸出卡件采用8通道隔離模件, 所有的開關量量輸入/輸出卡件采用16通道隔離模件,并且各類I/O點數留有招標要求的20%備用量。

·                  系統內所有模件均是固態電路，標準化、模件化和插入式結構，具有靈活性和開放性。

·                  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《系統結構配置圖》。

·                  系統全部模件均由國外原裝進口。

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