自动控制及仪表设计说明.pdf

1、第三卷 第一册 仪表 初步设计 0 版内蒙古华锦化工有限公司 10078FP170301中国五环 工程有限公司内蒙华锦 5080 工程 第 111 页 共 250 页第十章 自动控制及仪表设计说明 0 初步设计 版次 说 明 专业负责人 部门主任/主任工程师 日 期 Q/WH PIM-A41 附录A 内蒙古华锦化工有限公司 初步设计 0 版内蒙华锦 5080 工程 10078-FP17-03-01 中国五环 工程有限公司设计说明书 第 112 页 共 250 页第三卷 第一册 仪表 10.1 设计依据 本设计为内蒙古华锦化工有限公司年产 50 万吨合成氨、 80 万吨尿素项目的仪表专业初步设计

2、，设计依据为设计实施计划、工程设计首次工程会会议纪要等的相关内容要求。 10.2 设计采用的标准、规范 本设计主要遵循的标准和规范如下： 过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号 HG/T 205052000 自动化仪表选型设计规定 HG/T 205072000 控制室设计规定 HG/T 205082000 仪表供电设计规定 HG/T 205092000 仪表供气设计规定 HG/T 205102000 信号报警、安全联锁系统设计规定 HG/T 205112000 仪表配管配线设计规定 HG/T 205122000 仪表系统接地设计规定 HG/T 205132000 仪表及管线伴热和绝热保温设计规

3、定 HG/T 205142000 分散型控制系统工程设计规定 HG/T 2057395 化工装置自控工程设计规定 HG/T 2063620639 (包括文件编制、设计深度、典型图表等) 自控安装图册 HG/T 21581-2010 自动化仪表工程施工及验收规范 GB 50093-2002 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量 GB/T 2624.14-2006 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB 50058-1992 钢制管法兰、垫片、紧固件选配规定 HG2059220635-2009 管法兰和法兰管件 ASME B16.5-2003 化工工厂初步设计文件内容深度规定 HG/

4、T200688-2000 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范 GB50483-2009 内蒙古华锦化工有限公司 初步设计 0 版内蒙华锦 5080 工程 10078-FP17-03-01 中国五环 工程有限公司设计说明书 第 113 页 共 250 页第三卷 第一册 仪表 10.3 设计范围及分工 本说明适用内蒙古华锦化工有限公司年产 50 万吨合成氨、80 万吨尿素项目的自动控制及仪表设计。主要说明各生产装置对仪表和控制系统的要求、生产过程的自动化水平、主体仪表和控制系统设计原则、控制室设计要求、为保证操作人员和生产装置的安全采取的技术措施、仪表的防护及抗干扰措施、仪表动力源的要求、

5、以及随设备成套供应的仪表及控制系统分工范围。 本项目主要包括的生产装置有：空分装置、煤气化装置、合成氨装置、尿素装置、公用工程和辅助生产设施等。 我公司承担的设计范围为：空分装置，尿素装置，合成氨装置内的合成气压缩工序、氨合成工序、冷冻工序、氨压缩工序、甲烷蒸汽转化工序，公用工程包括原水净化站、循环冷却水站、除盐水站、回用水站、浓盐水蒸发、废水提浓、动力站等，以及辅助生产设施的合成氨罐区。 赛鼎公司承担的设计范围为：煤气化（包括备煤、型煤）、一氧化碳变换、酸性气体脱除、气体精制、硫回收等。 10.4 引进特殊仪表说明 现场仪表立足于国内市场，优先采用国外引进生产线或合资厂制造的，能满足性能要求

6、的产品。重要控制阀（如高压调节阀、特殊调节阀、联锁切断阀）、流量计、分析仪、安全栅、DCS/ESD/ITCC 控制系统等仪表设备采用进口产品。凡进口计量器具需按规定取得国家技术监督局的中华人民共和国计量器具型式批准证书。 10.5 装置自动化水平 10.5.1 控制方式 本设计遵循“技术先进、经济合理、运行可靠、操作方便”的原则, 根据工艺装置的生产规模、流程特点、产品质量、工艺操作要求，并参考国内同类型装置的自动化水平，对主要生产装置实施全厂集中管理，装置集中监控；对辅助装置实施装置集中监控。全厂设置中心控制室（CCR)，内设各生产装置正常操作所需的操作站，对全厂主要内蒙古华锦化工有限公司

7、初步设计 0 版内蒙华锦 5080 工程 10078-FP17-03-01 中国五环 工程有限公司设计说明书 第 114 页 共 250 页第三卷 第一册 仪表 工艺装置（空分装置、合成氨装置、甲烷蒸汽转化装置、低温甲醇洗装置、液氮洗装置，硫回收装置、尿素装置及尿素大颗粒装置）进行集中监控和操作。按照工艺控制和生产操作的要求设置不同的操作区域；控制站布置在中心控制室（CCR)或现场机柜室（FAR)，操作站布置在中心控制室（CCR)的操作室，在操作站的中间并排布置辅助操作台，工程师站布置在中心控制室（CCR)的工程师站室。其中空分装置及硫回收装置设现场机柜室（FAR），FAR 内设置少量 DCS

8、 操作站与工程师站，用于现场调试、开车及系统维护等。中心控制室（CCR)设置 2 套全厂性的 DCS 工程师站，用于系统正常的维护、管理,设置一台 ESD 工程师站，用于整个 ESD 系统的日常维护和检查。在系统调试、装置开停车和正常操作阶段， 操作人员可以使用现场操作员站操作、 监视工艺过程等； 各现场控制室 （LCR）及现场机柜室（FAR)与中心控制室（CCR)之间采用双冗余光缆连接，光缆的敷设采用“一天一地”的方式，即一组架空走管廊在仪表桥架中敷设，一组埋地走地沟或直埋在地表面下敷设。 除中心控制室（CCR)外，在某些生产装置或区域(煤气化装置和动力站及水处理装置)分别设置现场控制室 （

9、LCR)， 现场控制室 （LCR)布置安装各区域相应的系统控制站、I/O 柜和端子柜，设置现场操作员站，现场信号电缆均引入到各自现场控制室（LCR)。其控制系统与中心控制室（CCR)通过同轴电缆或光缆进行通讯。 本项目的主要工艺装置采用分散型控制系统（Distribution Control System-DCS）、紧急停车系统（Emergency shutdown System-ESD）、可燃气体/有毒气体检测系统（Flammable/Toxic Gas Detection System-GDS）对装置的生产过程进行集中监控。装置的紧急停车和安全联锁系统由独立设置的紧急停车系统（ESD）实现

10、，装置工艺过程联锁由 DCS 的逻辑功能完成，为了方便操作和对突发事件的应急处理，在位于控制室的辅助操作台上设置重要信号的联锁报警灯屏以及联锁复位按钮和紧急停车按钮等辅助设施。可燃气体/有毒气体检测系统（GDS）不采用独立的控制系统，气体检测信号直接进入 DCS 系统，采用独立的卡件，在中心控制室（CCR)内设置 1 台独立的操作站，监控全厂所有可燃气体、 有毒气体报警画面。 各装置 DCS 操作站可以调用相关装置的 GDS系统画面。 内蒙古华锦化工有限公司 初步设计 0 版内蒙华锦 5080 工程 10078-FP17-03-01 中国五环 工程有限公司设计说明书 第 115 页 共 250

11、 页第三卷 第一册 仪表 动力站采用 DCS 系统、 锅炉炉膛火焰安全监测系统(FSSS)对动力站的生产过程进行集中监控，设置独立的热电站控制室。 大型机组（如离心式压缩机、蒸汽透平）的控制采用机组综合控制系统（ITCC），完成压缩机组的调速、防喘振控制、负荷控制、过程控制、联锁保护等功能，并与装置的 DCS 进行通讯。机组控制系统采用三重化或双重化的冗余、容错系统。对于机组控制较简单的装置(如往复式压缩机)，机组的监控由装置的 DCS 完成，机组的安全联锁保护由 ESD 完成。 水处理系统（包括原水净化站、除盐水站、循环冷却水站、回用水站、废水提浓、浓盐水蒸发器等）单独设置就地岗位控制室，采

12、用带显示终端的现场智能型远程 I/O 系统与 PLC 系统相结合的方式对装置的生产过程进行集中监控,水处理集中控制室设置在除盐水站。辅助生产设施（合成氨罐区、酸碱站等）设置现场操作间，采用 PLC 系统对辅助生产设施的运行进行监控。 对于需要就近监视和操作的单台工艺设备将由设备制造厂成套提供就地控制盘(LCP)，利用 LCP 进行就近监视和操作。LCP 配置与 DCS 的通讯接口，或通过硬接线将重要监视参数送至 DCS。 考虑现场智能型远程 I/O 系统与 PLC 系统的使用， 各装置采用的 DCS 系统预留与网络通讯及第三方控制设备通讯的接口，支持现行主流通信协议（如 TCP/IP 等）。随

13、装置或设备成套提供的控制系统和仪表，采用目前较先进的控制系统和仪表，具有与中心控制室（CCR)DCS 通讯的能力，采用冗余串行通讯接口 RS485（MODBUS RTU 协议）的方式进行。若为同一家公司产品，则可以考虑采用全厂集成控制系统，实现平台共享。同时，DCS 设置网络接口可与上位机的通讯联网，通过光缆实现全厂内网络通讯，使有关人员及时了解各装置的操作数据及生产负荷，以便对全厂的产品产量、原料消耗进行统一调配管理，形成了全厂完整的综合信息管理系统。 电气系统与 DCS 系统之间的信息交换采用硬接线方式，现场电机、马达等电气设备的电机电流、开停状态等运行参数在 DCS 系统上显示，正常状态

14、下的联锁控制在 DCS系统上完成。对关键设备的紧急停车联锁则在 ESD 进行逻辑运算后，采用硬接点方式送内蒙古华锦化工有限公司 初步设计 0 版内蒙华锦 5080 工程 10078-FP17-03-01 中国五环 工程有限公司设计说明书 第 116 页 共 250 页第三卷 第一册 仪表 至电气二次控制回路。对重要参数采 取2取2、3取2 逻辑运算后，触发联锁系统。流量信号在进入 ESD 时应考虑温压补偿的影响。 监控要求不频繁的非关键过程变量，采用就地显示和控制；要求在开车过程中监视或仅需现场观察的过程变量，采用就地显示；必须现场操作的设备，采用就近安装的仪表盘或控制箱对其进行监控。 测量控

15、制点的设置除满足本装置控制要求外，还根据各级计量、成本核算的需要设置检测点。设置必要的能源消耗、原料、中间产品和最终产品的计量仪表，其精度符合本行业有关规定的要求。 另外， 控制系统的配置将考虑为实施操作人员仿真培训系统 （Operator Training Simulator-OTS） 提供基础。 操作人员仿真培训系统由业主有关部门负责进行规划和实施。 目前，仪表设备管理系统(AMS)逐渐纳入信息管理网络而成为新型管理模式。通过设置仪表设备管理系统(AMS)对装置 DCS、ESD、PLC 或其它控制系统向连接的现场智能仪表、阀门定位器或其它现场智能设备进行管理。其功能包括与基于 HART 协

16、议的现场智能仪表、阀门的诊断；和工厂其它系统的数据交换。全厂所有生产装置、公用工程的现场仪表的实际规格、诊断信息等数据全部可以在 AMS 站上方便地查询和管理；对现场仪表提供与诊断和远程校验，节省维护工作量。本项目拟采用通过 DCS 系统的 I/O 接口与现场智能仪表设备（HART）进行通讯，不采用外配数据采集设备的方式，把与 DCS 相关的现场智能仪表设备信息采集到 AMS 系统中进行管理。ESD、ITCC 等其它控制系统部分的 HART 信号由相应系统配置 HART 信号采集器，通过 RS485 接口接入 DCS 系统。AMS 系统的最终方案由业主确定。 本设计提供的仪表和控制系统将保证生

17、产装置的正常、稳定、安全、可靠运行以及在异常情况下的安全保护，满足各生产装置对仪表和控制系统的要求。全厂的自动化水平达到国内同类型装置的先进水平。 10.5.2 控制室设置 10.5.2.1 中心控制室（CCR) 内蒙古华锦化工有限公司 初步设计 0 版内蒙华锦 5080 工程 10078-FP17-03-01 中国五环 工程有限公司设计说明书 第 117 页 共 250 页第三卷 第一册 仪表 全厂设置一个中心控制室（CCR)，中心控制室（CCR)的建筑布置在安全区域内。中心控制室（CCR)内设有 DCS/ESD/ITCC 操作室、机柜室、工程师站室、仪表维修室、UPS室、仪表值班室、空调室

18、及必要的管理和生活设施等，通常在同一建筑物内还设有工厂管理和生产调度系统。DCS 系统的操作站可通过通讯接口监视其它系统的信息，如 ESD紧急停车系统、工艺（设备）包控制系统（PLC）等。ESD 辅操台设置灯屏、硬开关按钮，用硬线与设置在中心控制室（CCR)的 ESD 系统的 I/O 卡连接。 中心控制室（CCR)设置空调系统，其温湿度及温度的变化率均应符合所采用仪表装置制造厂的要求，一般温度范围为：冬季 202，夏季 262，温度变换率5/h；相对湿度为：50%10%，湿度变化率6%/h。控制室内采用吊顶和防静电活动地板，并配有事故紧急照明。考虑到中心控制室（CCR)内的电缆布线，建议控制室

19、的进线采用架空进线方式，当受条件限制或采用抗爆结构设计时，也可采用地沟进线。控制室内需采取相应的防鼠措施，进线口采用专门电缆穿隔密封设施。控制室均考虑空调或采暖，并采取防火、防水、防尘、防雷等安全措施。 10.5.2.2 现场机柜室（FAR)和现场控制室（LCR) 根据全厂总平面布置及装置单元的布置，设置现场机柜室（FAR)或现场控制室（LCR)。 煤气化装置和动力站设置现场控制室（LCR)，对装置进行监视和控制。在中心控制室（CCR)调度站设有只读操作站，现场控制室（LCR)与中心控制室（CCR)之间系统设备采用冗余光缆连接。 水处理系统（包括除盐水站、循环冷却水站、回用水站）等拟设置一独立

20、的公用现场控制室，采用 DCS 或 PLC 完成各水处理单元的监控与操作。 空分装置及硫回收装置现场机柜室（FAR)，设有操作室、机柜室、工程师站室、UPS 室、仪表值班室、空调室等，现场机柜室（FAR)设置吊顶，净高为 3 米，地面采用防静电活动地板，活动地板的高度不低于 600 毫米。 10.6 生产安全保护 内蒙古华锦化工有限公司 初步设计 0 版内蒙华锦 5080 工程 10078-FP17-03-01 中国五环 工程有限公司设计说明书 第 118 页 共 250 页第三卷 第一册 仪表 10.6.1 紧急停车和安全联锁 本设计紧急停车和安全联锁系统的设计按照一旦设备发生故障， 该系统

21、将起到安全保护作用的原则进行。在系统故障或电源故障情况下，该系统将使关键设备或生产装置处于安全状态下。原则上装置的紧急停车和安全联锁系统由独立设置的获得相关的安全认证的紧急停车系统（ ESD、 FSSS）实现，装置工艺过程联锁由 DCS 的逻辑功能完成，为了方便操作和对突发事件的处理，在位于控制室的辅助操作台上设置了重要信号的联锁报警灯屏以及联锁复位按钮和紧急停车按钮等辅助设施。联锁系统选用独立的传感器，触发联锁系统动作的接点一般为直接型 (压力、液位、流量、温度或限位开关 )，也可选用DCS/PLC 系统的内部开关。联锁系统的设计按照在正常工况下输入接点闭合，线圈励磁（相当于逻辑信号“ 1”

22、），联锁动作时接点断开，线圈非励磁（相当于逻辑信号“ 0”）。联锁系统动作前应进行预报警。重要的联锁旁路开关通过硬接线在辅操台上实现；安全联锁系统设置独立的操作人机接口，相对集中的设置必要旁路开关，并且采用带锁开关，方便联锁的投入和解除。 10.6.2 信号报警 本设计主装置工艺参数越限报警由 DCS 实现。所有的报警信息(过程报警、系统报警)可在 DCS 操作站上实现声光报警，并通过打印机输出。有关联锁的重要信号可同时在辅助操作台上实现声光报警。DCS 按照以下各种报警的类别实施报警管理： 联锁动作报警 联锁预报警 一般过程报警 系统诊断报警 一般报警信号系统可选用单独的传感器，也可选用带输

23、出接点的仪表、DCS 系统的报警开关。报警程序根据工艺要求，设计为一般报警系统、区别第一事故的报警系统、区别瞬间原因的报警系统。工艺参数正常时，报警触点闭合，报警系统不工作；工艺参数异常时，报警触点断开，报警系统工作，发出声、光报警。 内蒙古华锦化工有限公司 初步设计 0 版内蒙华锦 5080 工程 10078-FP17-03-01 中国五环 工程有限公司设计说明书 第 119 页 共 250 页第三卷 第一册 仪表 气体检测系统探测到可燃（有毒）气体检测信号，将在控制室 DCS 上进行声光报警，同时现场相关区域设置现场报警器对现场人员进行警示。 10.6.3 安全技术措施 为保证操作人员和生

24、产装置的安全，本设计考虑了以下必要的安全技术措施： 控制室设置在安全区域，并考虑防火、防水、防尘、防雷等安全措施； 设置必要的紧急停车和安全联锁系统以及报警系统； 现场安装仪表满足现场使用环境和气候条件，并符合相应防护等级的要求； 安装于爆炸危险区域内的仪表符合防爆要求； 电缆进入 CCR、LCR 及 FAR 时应采用专用的电缆穿墙密封装置； 在可燃或有毒气体可能泄漏和聚积的场合， 设置可燃气体或有毒气体检测报警检测装置； 仪表电源由不间断电源供电； 设置仪表接地系统，按照仪表和控制系统要求分别进行保护接地和工作接地。 10.7 环境特征及仪表选型 10.7.1 装置特征 本项目为大型煤化工生

25、产装置，大部分生产装置的工艺介质及挥发物呈可燃烧、易爆性，部分工艺介质呈毒性或强腐蚀性。因此，在仪表选型中应充分考虑各装置具有的防爆特征。危险场所防爆区域的划分详见电气专业设计规定。由于本项目位于北方，在寒冷的季节，部分介质容易冻结、堵塞、或粘度变大的仪表测量管线及变送器采取蒸汽伴热保温、绝热（保冷或隔热）、防堵（吹气或吹液）等防护措施，以确保仪表处于其技术条件所允许的工作环境内。 10.7.2 仪表选型原则 10.7.2.1 概述 （a） 主体仪表及控制系统采用先进、可靠、适用的产品，保证工艺装置的安全生产和内蒙古华锦化工有限公司 初步设计 0 版内蒙华锦 5080 工程 10078-FP1

26、7-03-01 中国五环 工程有限公司设计说明书 第 120 页 共 250 页第三卷 第一册 仪表 操作。 （b） 本设计主要生产装置采用 DCS、ESD 及 ITCC 对生产过程进行集中监控。所采用的DCS、ESD 及 ITCC 将是国外著名厂商产品，其产品在同类型或类似的装置有较好的使用业绩，尽量选用一家产品，便于今后的人员培训及维护方便。 （c） 现场仪表立足于国内市场，优先选用国外引进生产线或合资厂制造的、能满足性能要求的产品。对用于重要场合的控制阀、重要的流量计、分析仪、安全栅等仪表采用进口产品。 （d） 除就地控制、指示或特殊仪表外，现场变送器一般采用智能型仪表。调节阀及开关阀一

27、般采用气动执行机构。调节阀配带的阀门定位器采用智能型。 （e） 所有进出控制室的信号都是电信号。除特殊测量仪表外，标准的电动信号为 420mA DC。 （f） 除非对气动信号提出更高的压力要求， 气动薄膜控制阀一般采用的气动信号为20100kPa。控制阀的工作气源压力一般不超过 0.4MPa(G)，最大不超过 0.5MPa(G)。 （g） 安装在火灾和爆炸危险场合的仪表设备符合危险区域等级的要求。装置区优先选用本安型仪表，当仪表无法实现本安型防爆时，采用隔爆型防爆；公用工程及储运系统优先选用隔爆型，分析仪表、部分流量计、电磁阀等仪表选用隔爆型。 （h） 所有现场仪表为全天候型，防护等级一般为

28、IP65 或更高。现场接线箱、接线盒采用 IP65 防护等级。 （i） 现场仪表的材质满足工艺介质和现场环境条件的要求。 （j） 对于远距离传输信号, 可考虑采用现场智能型远程 I/O 系统。 （k） 除流量仪表和价格昂贵的仪表外，触发联锁系统动作的初始接点一般为直接型。 10.7.2.2 控制室监控系统 空分装置采用 DCS，在装置界区内设置现场机柜室（FAR)和外操间进行监视，信号通过光缆传输到中心控制室（CCR)进行操作和控制。合成氨装置和尿素装置采用 DCS和 ESD 系统，在中心控制室（CCR)进行操作和控制。气化及备煤装置（由赛鼎公司负责）采用 DCS 和 ESD，在装置界区内设置

29、现场控制室（LCR)进行监视、控制和操作，信号与内蒙古华锦化工有限公司 初步设计 0 版内蒙华锦 5080 工程 10078-FP17-03-01 中国五环 工程有限公司设计说明书 第 121 页 共 250 页第三卷 第一册 仪表 中心控制室（CCR)的 DCS 系统进行通讯。动力站采用独立 DCS 系统，在装置内设置现场控制室（LCR)进行操作和控制，信号与中心控制室（CCR)的 DCS 系统进行通讯。除盐水站、回用水站、循环冷却水站和原水站等水处理系统分别采用 PLC 系统或小型国产 DCS系统，在装置界区内设岗位操作室进行监视和控制，信号与中心控制室（CCR)的 DCS 系统进行通讯。

30、大型压缩机组采用机组控制系统（ITCC）,机组控制系统的控制和安全保护功能相对独立，设置在中心控制室（CCR)和/或装置现场机柜室（FAR)和外操间进行监视和控制，信号与中心控制室（CCR)的 DCS 系统进行通讯。 设置全厂网络和设备的 GPS 时钟同步系统，确保个系统之间时间同步。GPS 拟随DCS 成套提供。 仪表设备管理系统(AMS) 拟随 DCS 成套提供。 中心控制室（CCR)具有生产调度功能，设置大屏幕显示系统，用于 CCTV 图像及控制系统画面等信息的显示，大屏幕显示系统拟随 DCS 成套提供。 DCS 具有与上位机通讯的能力，考虑预留与工厂局域网的接口。全厂工厂管理和生产调度

31、系统（MES）由用户自行完成或委托第三方统一考虑。 （a） DCS 系统 本项目采用的 DCS 是一个功能完善的系统，具有过程控制（连续控制和离散控制）、操作、显示记录、报警、制表打印、信息管理、可与上位机或其它计算机（ESD、PLC 等）通讯、系统组态以及自诊断等基本功能。同时，DCS 也是一套开放的系统，其通讯层次结构符合 OSI 参考模型， 符合 TCP/IP 协议和 IEEE802 协议族的有关协议， 并采用 WINDOWS XP 操作系统，具有良好的人机界面，良好的控制和检测性能等，并提供丰富的多用途的实时数据库和历史数据库，硬件配置易于升级和扩展。对 DCS 的最基本要求为控制单元

32、的 CPU 为 1：1 冗余，重要控制回路的 I/O 卡为 1：1 冗余，DCS 控制器的电源和通讯总线均按 1：1 冗余设置。冗余设备必须能在线自诊断，出错报警，无扰动切换，保证系统在硬件有故障的情况下，仍能继续正常运行。 全厂操作站配置如下(每个操作台站配备双屏 20” 液晶显示器 )： 内蒙古华锦化工有限公司 初步设计 0 版内蒙华锦 5080 工程 10078-FP17-03-01 中国五环 工程有限公司设计说明书 第 122 页 共 250 页第三卷 第一册 仪表 控制室名称 装置名称 DCS 操作站 ESD 操作站 ITCC 操作站 LCR01 煤气化装置* 由赛鼎公司确定 CCR

33、 空分装置 3 台 2台 CCR 合成氨装置 6 台 1 台 2 台 CCR 尿素装置 6 台 1 台 2 台 CCR 全厂可燃气体检测 1 台 LCR02 动力站 5 台 LCR03 水处理系统 3 台(或 PLC) CCR 罐区和酸碱站 2 台 注*：煤气化装置包括备煤、型煤，一氧化碳变换、酸性气体脱除、气体精制等工序，硫回收的操作站统计在中心控制室的合成氨装置内。 本项目中心控制室（CCR)DCS 共配置四台网络打印机，其中二台激光报警打印机、二台激光报表打印机，四台打印机安装在中心控制室（CCR)的操作室内。此外，工程师站单独配置一台激光打印机和一台彩色喷墨打印机（用于打印显示屏幕上的

34、图形信息）。 各现场控制室（LCR)和机柜室一般配置二台打印机，其中一台激光报警打印机、一台激光报表打印机。此外，工程师站单独配置一台激光打印机。 所有安装在中心控制室 （CCR)操作室内的操作站， 其主机安装在机柜室的架装机柜内，以减少操作室内的噪音和提高可靠性。操作站的显示器、鼠标、键盘、音箱通过 KVM 延长器连接到主机，KVM 延长器及到主机的连接电缆拟随 DCS 成套提供。 （b） ESD 系统 所采用的 ESD 是一个基于微处理器技术的，具有高度安全性和可靠性，独立于 DCS之外的安全系统。该系统具有实现装置紧急停车和安全联锁所必需的基本功能，如逻辑运算、事件序列（Sequence

35、 of Event-SOE）、信息管理、可与上位机和 DCS 通讯、系统组态以及自诊断等，并获得 TUV AK6 或 IEC61508 SIL3 认证机构的安全认证。 ESD 系统原则上按故障安全型（Fail-Safe）设计，系统内发生故障时，能按故障安内蒙古华锦化工有限公司 初步设计 0 版内蒙华锦 5080 工程 10078-FP17-03-01 中国五环 工程有限公司设计说明书 第 123 页 共 250 页第三卷 第一册 仪表 全的方式停机。在系统故障或电源故障情况下，安全联锁系统将使关键设备或装置处于安全状态下。对于重要信号的报警采用硬线接至 DCS 辅助操作台灯屏上进行声光报警。

36、ESD 系统具有完备的冗余或容错技术，包括设备冗余和工作性能冗余。各级网络通讯模块和部件必须 1：1 冗余。控制模块的处理器等功能卡必须三重冗余。所有电源设备和部件必须 1：1 冗余。I / 0 模块必须三重冗余。对冗余的设备，要求能在线故障诊断、报警、自动切换及维修提示。 系统必须配备事件顺序记录的软件，用于记录报警及停车事件，并按事件发生的时间作出事件标记。事件顺序记录的时间分辨率不大于 50 毫秒。 ESD 系统设置工程师站、SOE 站，相应的报警及操作通过辅操台上的开关、按钮和 DCS系统的操作站来完成，SOE 站设置在中心控制室（CCR)。工程师站用于 ESD 系统的组态、下装、调试

37、和日常维护，SOE 用于报警事件顺序的记录。工程师站和 SOE 站互为备用。 （c）PLC 系统 PLC 系统具有过程控制、操作、显示记录、报警、逻辑运算、与上位机通讯、系统组态以及自诊断等基本功能。 PLC 由 CPU、通讯、AI/AO/DO/DI 接口和电源等单元组成，系统具有过载电流保护和峰值电压保护功能。其结构为模块化结构或便于整机维护和部件更换的其它结构。 除盐水站、回用水站的控制由随设备成套提供的 PLC 系统实现，这些 PLC 系统具有与DCS 通讯的功能。 （d）机组控制系统（ITCC） 机组控制系统(ITCC)由设备制造厂随设备成套提供， 原则上以复杂机组为单位独立设置，采用

38、三重化或双重化地冗余、容错系统，具有专用的应用软件，如转速控制、防喘振控制等，同时具有事件顺序记录功能，并与装置的 DCS 通讯。 每套 ITCC 系统一般在中心控制室（CCR)设置 2 台操作站，其中 1 台操作站具有工程师站属性兼 SOE 功能。每个操作站配备显示器、键盘及鼠标。 （e）仪表设备管理系统（AMS） 仪表设备管理系统包括：智能仪表设备组态、状态检测及诊断、校验管理和自动文档内蒙古华锦化工有限公司 初步设计 0 版内蒙华锦 5080 工程 10078-FP17-03-01 中国五环 工程有限公司设计说明书 第 124 页 共 250 页第三卷 第一册 仪表 记录管理功能。 AM

39、S 依托 DCS 系统设置，在 DCS 系统中配置 AMS 服务器、AMS 管理站、相应的软件以及所有需要的辅助设备等。 AMS 服务器以 DCS 网路为单位，设置在现场机柜室（FAR)或中心控制室（CCR)，服务器采用机架式安装方式。在中心控制室（CCR)的工程师室设置 2 台全厂性 AMS 管理站，用于全厂智能仪表设备的维护和管理，AMS 管理站的配置与 DCS 系统工程师站相同；现场机柜室（FAR)的 AMS 管理站采用由 DCS 工程师站兼的方案，主要负责本局域网部分的智能仪表设备的维护和管理。 （f）调度系统说明 根据项目的特点，全厂设置工厂管理和生产调度系统（MES），调度室设置二

40、台 PC 机（上位管理机），一台打印机，通过控制级网络和管理级网络的联网，以便工厂管理和生产调度系统人员可以更快、更全面的掌握重要的和全局的生产状态。 10.7.2.3 仪表选型 （a） 温度仪表 需要集中检测的工艺参数的测温元件，温度较高时采用热电偶（分度号为 K），温度较低时采用三线制热电阻（分度号为 Pt100）。 z 温度计套管 温度计套管至少是 304 不锈钢或更高的材质， 而其它材质的套管根据使用条件的要求选用;温度计套管用于热电偶(阻)、双金属温度计和压力式温包温度计;温度计套管与测温元件、温度计配套提供。温度计套管采用法兰式或螺纹式连接，法兰式温度计套管规格一般为 1-1/2”

41、，螺纹式温度计套管规格一般为 M27X2。 z 热电偶(阻) 热电偶(阻)配有气候防护型螺纹式接线盒， 热电偶(阻)根据下列测温元件的使用范围选用： 名 称 分 度 号 测量范围 a. 镍铬镍硅 分度号：K 2001200 b. 铂铑 10铂 分度号：S 01300 内蒙古华锦化工有限公司 初步设计 0 版内蒙华锦 5080 工程 10078-FP17-03-01 中国五环 工程有限公司设计说明书 第 125 页 共 250 页第三卷 第一册 仪表 c. 铂铑 30铂铑 分度号：B 01600 d. 铂热电阻 分度号：Pt100 -200+400双支式热电偶(阻)采用两条相互独立的电气通道。

42、z 温度开关 温度开关一般采用热电偶(阻)直接激励的报警设定器或报警设定模件，当特殊需要时，可考虑使用带毛细管远传的压力式温度开关，温度开关通常采用单刀双掷触点，且设定点可调，需要时也可采用双刀双掷触点，开关触点容量至少为 220V A.C、1A。 z 指示式温度计 指示式温度计一般采用双金属温度计或压力式温度计，表盘直径为100mm，表头具有可调转动机构的接头。双金属温度计不能用于有剧烈振动的地方，如压缩机出口等，只有带毛细管远传的压力式温度计才用于这种场合，毛细管至少是 304 不锈钢材质，并具有不锈钢的柔性铠装保护层，铠装层表明并覆盖有 PVC 保护。 z 量程 温度刻度采用直读式，温度

43、仪表正常使用温度为量程的 50% 70%，最高测量值不超过量程的 90%。 （b） 压力仪表 z 压力表 就地指示压力表一般采用表盘直径为100mm 的普通压力表，根据被测介质的特殊要求，选用相应材质的弹簧管、隔离膜片或膜盒等测压元件。壳体一般采用不锈钢制成，并为气候防护型，制造厂提供防爆裂的安全玻璃，过程连接为 M201.5 阳螺纹，与介质接触部件的压力元件一般为 316 不锈钢，接头及连接件均为同样的材料。对有腐蚀性的工艺介质（如酸等）一般采用 304SS+PTFE 衬套，连接法兰一般为 2”。气动仪表管线和辅助装置上采用60mm 的弹簧管压力表，接头为 1/4”NPT 阳螺纹。充液式压力

44、表将用于振动的场合，如压缩机、转动设备的出口。在易发生堵塞或强腐蚀的场合，采用隔离密封、内部充液式压力表。压力表的精度为 1.5 级以上。 z 压力变送器 内蒙古华锦化工有限公司 初步设计 0 版内蒙华锦 5080 工程 10078-FP17-03-01 中国五环 工程有限公司设计说明书 第 126 页 共 250 页第三卷 第一册 仪表 压力变送器的型式和范围按照工艺设备的设计压力进行确定， 测量差压或测量接近大气压的压力时，采用差压变送器。压力变送器为电子式智能型，并带有就地显示用的液晶输出指示表。过程连接采用 1/2”NPT，并带有 2”管装的安装支架。变送器本体一般为 304，接头和测

45、量膜片为 316，特殊要求的材料在仪表数据表中提出。 带毛细管隔离膜片密封的变送器应用于易凝固结晶、 腐蚀性和高粘稠介质 （如尿素溶液、甲铵液等）的场合。变送器的精度至少为 0.1 级。变送器安装在现场仪表保温（护）箱内。 压力开关 压力开关的检测元件优先选用压力变送器，其次选用弹簧管，检测元件的材质为不锈钢。压力开关通常采用单刀双掷触点，且设定点可调，需要时也可采用双刀双掷触点，开关触点容量至少为 220V A.C、1A。 z 量程 测量稳定压力时，正常操作压力为量程的 1/32/3，测量脉冲压力时，正常操作压力为量程的 1/3 1/2，测量压力高于 4.0MPa 时，正常操作压力为量程的

46、1/3 3/5。 （c） 流量仪表 z 节流装置 节流装置一般采用同心锐孔板、流量喷嘴、文丘里管，标准节流装置的选用符合GB/T2624-93 标准。测量低雷诺数流体的流量选用 1/4 圆孔板。节流装置材质一般为 304不锈钢，测量介质对材料有特殊要求时，则按照管道材料等级的规定采用相应的材质。孔板的差压范围一般为 25kPa， 其它可用的差压范围是 6kPa、 10kPa、 16kPa、 40kPa、 60kPa、100kPa。孔板取压一般采用法兰取压方式，法兰取压口直径23。此外，根据使用条件和测量要求可采用其它取压方式。 z 差压流量变送器 差压流量变送器为电子式智能型，并带有就地显示用

47、的液晶输出指示表，过程连接采用 1/2”NPT，并带有 2”管装的安装支架，差压流量变送器本体材料为 304，接头和测量膜片为 316，特殊要求的材料在仪表数据表中提出，变送器的精度至少为 0.1 级。 内蒙古华锦化工有限公司 初步设计 0 版内蒙华锦 5080 工程 10078-FP17-03-01 中国五环 工程有限公司设计说明书 第 127 页 共 250 页第三卷 第一册 仪表 z 其它流量测量仪表 可考虑以下几种流量计： 工艺管线小于或等于 1-1/2”、量程比不大于 10:1、测量精度不高于 1.5 级、小流量、不粘附且透明的流体流量测量，采用转子流量计。对容易结晶/凝结的流体采用

48、低压蒸汽夹套保温。 z 小管径(2”)、微小流量、测量精度不高于 0.5 级的洁净介质的流量测量，采用内藏孔板流量计。 z 洁净气体、蒸汽和液体的大中流量测量，采用涡街流量计，但低速流体及粘度大于20x10-3Pa.s 液体的测量，不选用涡街流量计。 z 导电的液体或均匀的液固两相介质流量测量，如各种强酸、强碱、盐、氨水、泥浆等介质的流量测量，采用电磁流量计。若采用分体式变送器，分体式变送器安装在现场仪表保护箱内，电极材料和衬里材料按需要选用。 z 大管径的流量测量，如进出装置的循环水等选用阿牛巴、超声波流量计或插入式靶式流量计、涡街流量计等。 z 科氏力质量流量计不受流体温度、压力、密度或粘度变化的影响，需直接精确测量液体、高密度气体和浆体的质量流量时，选用科氏力质量流量计。 z 热导式质量流量计精确度达到1.00%读数，量程比最大达到 1：1000，夹带焦油、灰尘、水等脏污物的管道煤气流量测量选用热导式质量流量计。 z 双螺旋式涡轮流量计等体积式流量计，计量精准，为国际贸易交接公认的液体计量仪表，进出装置的原料及产品的计量选用双螺旋式涡轮流量计。 z