动化控制SCADA系统技术协议.docx
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动化控制SCADA系统技术协议
中建三局建设工程股份有限责任公司
浙江舟山液体化工品中转基地一期罐区工程项目
罐区库区自动化控制SCADA系统
技术协议
业主方:
舟山世纪太平洋化工有限公司
签字:
日期:
供货方:
中建三局建设工程股份有限公司
签字:
日期:
设计方:
南京扬子石油化工设计工程有限责任公司
签字:
日期:
供货方:
宁波东海蓝帆科技有限公司
签字:
日期:
一、设计基础
本技术文件的设计依据为:
《浙江舟山液体化工中转基地一期工程罐区库区自动化控制及计量撬块工程》,招标编号:
中建三(舟山)2008-04,及相关图纸:
2005088-1000-50、2005088-2000-40、2005088-3000-40。
系统的实际IO点数汇总如下.
信号类型
AI
AO
DI
DO
RS485
现场
来自MCC
来自辅操台
现场
去往MCC
去往辅操台
1#控制器
86
216
14
40
14
1
2#控制器
97
1
200
15
48
13
1
3#控制器
41
12
48
43
15
84
1
4#控制器
43
12
84
70
29
136
1
IO卡件配置原则:
1)每套控制站的IO卡件留出至少15%的扩展空间,每一种卡件留出至少15%的扩展空间。
2)模拟量的输入/输出卡件的通道数不超过8点。
3)数字量的输入/输出卡件的通道数不超过16点。
根据以上配置原则,IO点数汇总如下。
信号类型
1#控制器
实际IO
配置IO
卡件数量
空余量
AI
86
104
13
20.93
AO
DI
230
272
17
18.26
DO
54
64
4
18.52
信号类型
2#控制器
实际IO
配置IO
卡件数量
空余量
AI
97
112
14
15.46
AO
1
8
1
700.00
DI
215
256
16
19.07
DO
61
80
5
31.15
信号类型
3#控制器
实际IO
配置IO
卡件数量
空余量
AI
41
48
6
17.07
AO
12
16
2
33.33
DI
91
112
7
23.08
DO
99
128
8
29.29
信号类型
4#控制器
实际IO
配置IO
卡件数量
空余量
AI
43
56
7
30.23
AO
12
16
2
33.33
DI
154
192
12
24.68
DO
165
192
12
16.36
因3套计量撬优化后增加的IO点数汇总如下:
序号
IO类型
变更原因
IO数量
IO卡件数量
1
PI
21台质量流量计累计流量控制用+3套计量撬累计流量控制用
24
5
2
AI
3套计量撬控制需要增加3个点
3
1
3
DI
3套计量撬控制需要增加24个点
24
2
4
DO
3套计量撬控制需要增加15个点
15
2
二、项目说明
1、项目范围
本项目SCADA部分包括储罐监控系统、可燃气体检测系统、定量装船系统的数据采集、监控,不包括现场设备。
项目范围为:
SCADA系统的二次设计、出图、供货、安装、组态、调试、培训。
ØSCADAIO点依据设计院提供的IO表;
Ø包括4个控制站和中控室HMI站的建设;
Ø4个控制站之间的连接,提供连接需要的光纤及铺设;
Ø储罐监控系统、可燃气体检测系统、定量装船系统的组态、调试。
具体功能见“3.系统功能”;
Ø包括11个辅操台的供货、安装;
Ø不包括罐表系统(即储罐计量系统):
根据设计院设计,罐表系统自成一体,即雷达及罐表软件自成系统。
SCADA系统采用上位通讯方式采集罐表系统的数据并显示,此功能为免费赠送(即供货清单中的储罐计量软件);
Ø与第三方系统或设备的集成:
本系统为第三方系统或设备预留2个Modbus通讯接口,如需更多的不同的通讯接口,须做调研后,另行增加设备。
本工程涉及的第三方设备或系统有:
4个空压站、3个制氮站、污水、冷冻系统、消防系统、罐表系统等。
对于罐表系统,采用上位通讯方式集成;对于其他系统,根据系统可提供的通讯接口方式不同,采用不同的通讯设备。
Ø为信息系统提供数据服务:
本系统为将来的信息系统预留了OPC接口,信息系统可方便采集到系统的数据,达到数据实时共享的目的。
Ø为监管部门预留数据服务:
监管部分对数据的要求各不相同,而且各地的监管部门的要求也不尽相同。
应根据当地的需求应地制宜制定方案。
具体见“5.数据服务”。
Ø预留远程访问接口:
可增加VPN设备,通过Internet网络进入油库网络,远程终端可以访问到需要的信息。
VPN是专用的加密隧道,是安全可靠的。
远程客户、远程公司、远程办公都是通过这样的安全隧道访问系统。
Ø系统扩展:
详见“4.系统扩展”。
2、系统结构
系统包括:
过程控制站、操作站、服务器/工程师站、网络打印机等。
1)控制站:
分别在中央控制机房、现场机柜间、1#码头机柜间、2#码头机柜间设置1#、2#、3#、4#控制站。
Ø每个控制站均采用热备系统,即采用双底板双CPU的热备系统,提供包括CPU、电源和通讯的热备方案,在故障时实现主站到后备站的自动无扰切换,主站和后备站之间采用光纤连接交换数据,保证系统稳定、可靠、高速。
Ø每个控制站的CPU和远程IO站均采用1:
1冗余电源供电。
2)服务器/工程师站:
配置2台服务器,1台为主服务器,1台为热备服务器。
Ø服务器/工程师站用于系统管理及工程实施。
包括系统常驻数据的管理、系统软件的维护、系统组态及修改、图形管理等。
Ø服务器既有实时/历史数据库的功能。
Ø具备OPC接口。
3)操作站:
配置3台操作站、1台网络激光打印机。
4)通讯系统:
控制网络采用100M冗余光纤双环网,交换机采用2个带光纤口的冗余交换机、每个控制站分别配置2个以太网口、每个工程师站/操作站均配置2个网卡、达到1:
1通讯冗余的设计目标。
3、系统功能
系统分:
储罐监控子系统、定量装船子系统、可燃气体检测子系统。
1)储罐监控子系统:
画面组态按功能不同分组,分为:
基础数据、过程监控、设备监控、安全监控、远程控制、联锁控制、通讯集成7组画面。
Ø基础数据:
对储罐基础数据的管理。
基础数据有:
储罐设备位号、设备表述、介质名称、化工品或油品、是否监管、安全高度、最低操作液位、高度、直径、体积、储罐类型、储罐材质、是否保温罐、浮顶质量、起浮高度、材线胀系数。
Ø过程监控:
对油库工艺的过程数据实时远程监控。
过程数据有:
温度、压力、流量、阀门回讯等。
Ø设备监控:
对库区重要设备的在线监控。
主要监控设备是机泵。
Ø安全监控:
可燃气体浓度在线检测、储罐高低液位报警。
Ø远程控制:
对重要阀门,如储罐根部阀、输入输出管线末端阀等的阀门可以远程控制;紧急切断阀的紧急切断;泡沫消防阀、雨淋阀的远程控制;重要机泵,如消防机泵的起停。
Ø联锁控制:
实现高、低液位报警,低液位停泵,高液位关阀。
Ø通讯集成:
集成罐表系统的数据;为第三方设备预留2个Modbus接口;为信息化系统提供OPC接口。
需要增加的软硬件不在本项目供货范围内。
2)定量装船子系统:
实现装/卸船指令的下达、执行、过程监控。
主要监控功能有:
Ø批量设定。
Ø准备确认。
Ø实现流量与停泵、关阀联锁。
Ø实现双向计量。
Ø过程数据监控。
Ø管道压力报警检测。
Ø阀门回讯监测及报警。
Ø留有接口,可与将来的MES系统对接。
3)可燃气体检测子系统:
检测罐区可能存在泄漏的可燃性气体。
现场一体化变送器显示被检测的气体浓度,变送器把浓度值转化为电流信号(4-20mA)传送到上位监测系统(DCS或PLC)。
每个检测点分布在上位监视系统的电子地图上,并且显示实时浓度值,当某点可燃性气体超过报警值(一级报警为25%LEL,二级报警为50%LEL)时,在电子地图的相应位置上闪光,同时智能语音报警。
上位监测系统还能实现报警数据、报警时间的自动记录和历史查询。
4、系统扩展
系统是一个开放型的结构,不管是模块,还是网络均可以方便的进行扩展。
1)目前备用IO点数大于15%,站内点数增加不多的情况,方案预留了足够的点数,可以满足要求。
2)对于超过备用点数,可增加卡件。
3)由于控制网络采用以太网,所以对于二期的控制系统,增加的控制站可以很容易地挂到双环网上,对现有系统没有影响。
4)对于HMI服务器,设计的点数为5000点,满足现在的需求,并有很大的扩展空间。
5)由于HMI网络也采用以太网络,所以增加新的操作站、服务器也可以很容易地挂到以太网上,对现有系统没有影响。
6)对于新增的第三方系统或设备,可增加适当的通讯设备实现集成。
5、数据服务
本方案已充分考虑了数据服务的预留。
下图描绘了未来系统对外提供数据服务的结构。
网络分控制网络、信息网络、因特网/租用光纤三层。
层与层之间采用防火墙隔离,保证彼此的安全。
系统需增加相应的软硬件,可提供的服务有:
1)为信息系统提供数据服务:
SCADA服务器支持双向读写的OPCServer。
在控制网络内设置一台接口机,接口机与SCADA服务器的OPCServer通讯获取数据并送到MES服务器上,为MES系统或其他信息系统提供自动化数据源。
2)为监管部门提供数据服务:
监管部分对数据的要求各不相同,而且各地的监管部门的要求也不尽相同。
应根据当地的需求应地制宜制定方案。
可有以下两种解决方案:
Ø对于没有严格要求的情况下,数据服务通过专用的监管接口机从罐表系统或监控系统中提取需要的数据发送到相关的监管部门。
采用这种方案,可传送更多的数据,特别是人工数据,如:
介质名称等。
而且可以对权限很容易控制。
Ø对数据有严格要求的监管部门,如海关。
数据服务从仪表设备直接采集数据并传送到海关的平台上。
采用这种方案,只能传送仪表设备上有的数据。
对于介质名称,则无法提供给海关。
3)提供远程访问服务:
采用VPN方式,通过Internet网络进入油库网络,远程终端可以访问到需要的信息。
VPN是专用的加密隧道,是安全可靠的。
远程客户、远程公司、远程办公都是通过这样的安全隧道访问系统。
6、供货清单
表1、供货清单一
序号
型号
说明
数量
单位
厂家
中央控制室(1#控制器)
CPU
1
140CPS11420
Quantum电源,115/230VAC,可累加,11Amp
2
个
施耐德
2
140CPU67160
UnityHSBYCPU67160,热备冗余CPU
2
个
施耐德
3
140NOE77101
QuantumEthernet10/100M模板
4
个
施耐德
4
140CRP93200
RIO处理器接口,S908Head,双电缆
2
个
施耐德
5
140XBP00600
背板,6槽
2
个
施耐德
6
490NOR00003
EthernetMTRJ-MTRJ光纤电缆,3m(可作为Unity热备光纤电缆)
1
根
施耐德
7
140CHS32000
QUANTUM热备远程I/O同轴电缆终结套件
1
套
施耐德
I/O1
1
140CPS12420
Quantum电源,115/230VAC,冗余,11Amp
6
个
施耐德
2
140CRA93200
RIO站适配器,S908RIO,双电缆
3
个
施耐德
3
140ACI03000
模拟量输入,单极性,8通道,4-20mA或1-5VDC,12位
13
个
施耐德
4
140DDI84100
开关量DC输入,16点,10-60VDC,8组隔离
17
个
施耐德
5
140DDO84300
开关量DC输出,16点,10-60VDC,2组隔离,2A/点
4
个
施耐德
6
140XBP01600
背板,16槽
3
个
施耐德
7
140XTS00200
40点模块端子条
34
个
施耐德
现场机柜(2#控制器)
CPU
1
140CPS11420
Quantum电源,115/230VAC,可累加,11Amp
2
个
施耐德
2
140CPU67160
UnityHSBYCPU67160,热备冗余CPU
2
个
施耐德
3
140NOE77101
QuantumEthernet10/100M模板
4
个
施耐德
4
140CRP93200
RIO处理器接口,S908Head,双电缆
2
个
施耐德
5
140XBP00600
背板,6槽
2
个
施耐德
6
490NOR00003
EthernetMTRJ-MTRJ光纤电缆,3m(可作为Unity热备光纤电缆)
1
根
施耐德
7
140CHS32000
QUANTUM热备远程I/O同轴电缆终结套件
1
套
施耐德
I/O1
1
140CPS12420
Quantum电源,115/230VAC,冗余,11Amp
6
个
施耐德
2
140CRA93200
RIO站适配器,S908RIO,双电缆
3
个
施耐德
3
140ACI03000
模拟量输入,单极性,8通道,4-20mA或1-5VDC,12位
14
个
施耐德
4
140ACO02000
模拟量输出,4通道,4-20mA,通道隔离,12位
1
个
施耐德
5
140DDI84100
开关量DC输入,16点,10-60VDC,8组隔离
16
个
施耐德
6
140DDO84300
开关量DC输出,16点,10-60VDC,2组隔离,2A/点
5
个
施耐德
7
140XBP01600
背板,16槽
3
个
施耐德
8
140XTS00200
40点模块端子条
36
个
施耐德
1#码头(3#控制器)
CPU
1
140CPS11420
Quantum电源,115/230VAC,可累加,11Amp
2
个
施耐德
2
140CPU67160
UnityHSBYCPU67160,热备冗余CPU
2
个
施耐德
3
140NOE77101
QuantumEthernet10/100M模板
4
个
施耐德
4
140CRP93200
RIO处理器接口,S908Head,双电缆
2
个
施耐德
5
140XBP00600
背板,6槽
2
个
施耐德
6
490NOR00003
EthernetMTRJ-MTRJ光纤电缆,3m(可作为Unity热备光纤电缆)
1
根
施耐德
7
140CHS32000
QUANTUM热备远程I/O同轴电缆终结套件
1
套
施耐德
I/O1
1
140CPS12420
Quantum电源,115/230VAC,冗余,11Amp
4
个
施耐德
2
140CRA93200
RIO站适配器,S908RIO,双电缆
2
个
施耐德
3
140ACI03000
模拟量输入,单极性,8通道,4-20mA或1-5VDC,12位
6
个
施耐德
4
140ACO13000
模拟量输出,8通道,高密度
2
个
施耐德
5
140DDI84100
开关量DC输入,16点,10-60VDC,8组隔离
7
个
施耐德
6
140DDO84300
开关量DC输出,16点,10-60VDC,2组隔离,2A/点
8
个
施耐德
7
140XBP01600
背板,16槽
2
个
施耐德
8
140XTS00200
40点模块端子条
23
个
施耐德
2#码头(4#控制器)
CPU
1
140CPS11420
Quantum电源,115/230VAC,可累加,11Amp
2
个
施耐德
2
140CPU67160
UnityHSBYCPU67160,热备冗余CPU
2
个
施耐德
3
140NOE77101
QuantumEthernet10/100M模板
4
个
施耐德
4
140CRP93200
RIO处理器接口,S908Head,双电缆
2
个
施耐德
5
140XBP00600
背板,6槽
2
个
施耐德
6
490NOR00003
EthernetMTRJ-MTRJ光纤电缆,3m(可作为Unity热备光纤电缆)
1
根
施耐德
7
140CHS32000
QUANTUM热备远程I/O同轴电缆终结套件
1
套
施耐德
I/O1
1
140CPS12420
Quantum电源,115/230VAC,冗余,11Amp
6
个
施耐德
2
140CRA93200
RIO站适配器,S908RIO,双电缆
3
个
施耐德
3
140ACI03000
模拟量输入,单极性,8通道,4-20mA或1-5VDC,12位
7
个
施耐德
4
140ACO13000
模拟量输出,8通道,高密度
2
个
施耐德
5
140DDI84100
开关量DC输入,16点,10-60VDC,8组隔离
12
个
施耐德
6
140DDO84300
开关量DC输出,16点,10-60VDC,2组隔离,2A/点
12
个
施耐德
7
140XBP01600
背板,16槽
3
个
施耐德
8
140XTS00200
40点模块端子条
33
个
施耐德
RIO网络附件
1
冗余交换机
MOXA405A-MM
8
台
MOXA
2
交换机
HPprocurve2124
2
台
HP
3
光端盒
12口机架式,包含耦合器等
4
个
一舟
4
光纤跳线
3m
32
根
一舟
5
RJ45双绞线
1
箱
一舟
6
接地电缆
BVR1*16
30
米
7
MA0185100
远程I/O电缆分支器
18
个
施耐德
8
520422000
远程I/O干电缆终结电阻,75欧
8
个
施耐德
9
MA0329001
远程I/O电缆F接头(10个/盒)
8
盒
施耐德
10
975750000
RIO同轴电缆,RG-6
2
卷
施耐德
11
600558000
电缆切割钳
1
个
施耐德
12
600544000
用于RG-6F连接器压接工具
1
个
施耐德
13
490RIO00400
RG-6同轴电缆剥线工具
1
个
施耐德
编程软件
1
UNYSPUEFUCD31
UNITYPRO,XL版本,Singlelicense
1
套
施耐德
2
990NAA26320
编程电缆,RS232,3.7M/12英尺
1
个
施耐德
终端、操作台、机柜
1
操作站终端
DELLTM755
3
台
DELL
2
工程师站/服务器
DELLPowerEdge2950
2
台
DELL
3
网络黑白激光打印机(A3)
联想LJ6000
1
台
联想
4
嵌入琴式操作台
定制
3
台
定制
5
打印机台
定制
1
台
定制
6
控制站机柜
成套标准控制机柜(包括继电器、端子、熔断丝、空开等,接线完好。
)800*800*2100
4
台
定制
7
工程师站机柜
标准信息机柜600*900*2100
1
台
定制
8
辅助机柜
成套标准控制机柜(包括继电器、端子、熔断丝、空开等,接线完好。
)800*800*2100
8
台
定制
供电
1
防浪涌器
PM3-05D110
4
个
梅兰日兰
监控软件
1
工程师站软件
CT-5000服务器许可证(FullLicense)
2
套
施耐德
2
操作站软件
Ct-5000显示节点许可证(DisplayClients)
3
套
施耐德
3
储罐计量软件
集成到储罐监控软件中,免费赠送
1
套
ESSE
表2、供货清单二
本表为偏差部分的供货清单。
序号
名称
规格/型号
单位
厂家
数量
1、增加设备材料
1
辅操台
深1050*宽700*高1300成套含指示灯(和泉)、按钮(和泉)、手动开关(和泉)、端子(魏得米勒)及接线等
台
展坤
11
2
嵌入琴式操作台
定制
台
展坤
4
3
通讯光缆
多膜8芯
米
一舟
3000
4
防病毒软件
1控制中心+1服务器+10客户端
套
瑞星
1
5
GPS时间服务器
HJ210
套
东方云海
1
2、备品备件
6
140ACI03000
模拟量输入,单极性,8通道,4-20mA或1-5VDC,12位
块
施耐德
2
7
140ACO13000
模拟量输出,8通道,高密度
块
施耐德
1
8
140DDI84100
开关量DC输入,16点,10-60VDC,8组隔离
块
施耐德
2
9
140DDO84300
开关量DC输出,16点,10-60VDC,2组隔离,2A/点
块
施耐德
2
10
140CPS12420
Quantum电源,115/230VAC,冗余,11Amp
块
施耐德
1
11
140NOM21200
MODBUS网络适配器,1MB,1MB+,双电缆
块
施耐德
1
表3、供货清单三
本表为3套计量撬优化后需要增加的IO卡件清单。
序号
IO类型
IO卡件
变更原因
数量
单位
1
PI
140EHC10500
21台质量流量计累计流量控制用+
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- 关 键 词:
- 控制 SCADA 系统 技术 协议