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3 自控系统工程设计,信息学院杨为民,二一一年九月,现代过程控制基础,1 概述,2 自控设计的体制,3 自控工程设计的阶段划分,4 自控设计内容简介,3 自控系统工程设计,5 管道仪表流程图,3.1 概述,自控工程设计是把生产过程自动化的各种检测、控制方案,用设计图纸资料和设计文件资料表达出来的全部工作。,3.1.1 自控工程设计的定义,3.1 概述,3.1.2 自控系统的组成,3.1.2.1 电动单元组合仪表自控系统,3.1 概述,3.1.2 自控系统的组成,3.1.2.2 计算机自控系统,220VAC,工业控制计算机系统,声光报警器,操作器,变送器,伺服放大器,检测元件,调节阀,控制室,现场,420mA,配电器,15V或420mA,420mA,420mA,420mA,24VDC电源,3.1 概述,3.1.2 自控系统的组成,3.1.2.2 计算机自控系统(二),220VAC,工业控制计算机系统,声光报警器,操作器,检测元件,电子调节阀,控制室,现场,传感器信号,420mA,420mA,420mA,信号调理板,3.1 概述,3.1.3 自控工程设计的任务,从控制理论、技术及装置的实际情况出发,结合具体生产过程的特点,确定生产过程自动化水平; 根据工艺要求,确定各种检测参数; 主要控制参数的控制系统的设计; 工艺生产过程必要的信号报警和联锁保护设计; 检测、控制仪表,工业控制计算机的选型;参与控制软件设计; 控制室、仪表盘的设计; 仪表车间的设计。,根据工艺专业提出的监控条件绘制工艺控制图(PCD); 配合系统专业绘制各版管道仪表流程图(PID); 征集研究用户对P&ID及仪表设计规定的意见; 编制仪表采购单,配合采购部门开展仪表和材料的采购工作; 确定仪表制造商的有关图纸,按仪表制造商返回的技术文件,提交仪表接口条件,并开展有关设计工作; 编(绘)制最终自控工程设计文件。,3.1.4 自控工程设计的内容,3.1 概述,3.1 概述,3.1.5 对自控工程设计人员的要求,要求设计人员综合地考虑某项工程的经济性、安全性、耐久性和企业的特点,消除公害的措施,与各部门的相互配合等等,制订出合理的计划。自控设计是工厂建设的一个重要组成部分,也同样需要运用系统工程的思想指导它的设计与施工的全过程。为此对设计人员提出以下要求: (1)接到设计任务书后,要认真领会设计任务书的要求,并严格地贯彻执行一系列技术条例和规定。 (2)按照任务书的要求,从实践中取得第一手资料,作出合理的设计,使设计建立在可靠和落实的基础上,决不能闭门造车。 (3)在设计中要认真贯彻勤俭建国的方针,加强经济观点,注意经济效益。对自动化水平的确定要适合国情,对仪表的投资要进行经济概算。,3.1 概述,(4)自控设计是整个工程设计的一部分,与工艺、化工设备、电气、土建等其它专业都有联系。 (5)现代生产中由于电子计算机及分析仪表的在线控制,因此微弱信号的传递,取样管的安装,配线施工中的干扰问题也突出出来,所以设计人员要引起高度的重视。 (6)现代工业生产中,对于特殊工艺条件下的检测和控制技术要求比较高,仪表本身的质量固然重要,但施工方法不能忽视。设计人员不仅要熟悉常规的自动化仪表的各种安装规范外,对于特殊的检测和控制也要推荐一定的施工方法。,3.1.5 对自控工程设计人员的要求,3.2 自控设计的体制,化工装置自控工程设计规定包括4项化工行业标准,共22个分规定,具体内容如下:,3.2 自控设计的体制,3.2.1 自控专业设计管理规定(HG/T 20636)(含10个分规定): (l) “自控专业的职责范围”(HG/T 20636.1); (2) “自控专业与工艺、系统专业的设计条件关系”(HG/T 20636.2); (3) “自控专业与管道专业的设计分工”(HG/T 20636.3); (4) “自控专业与电气专业的设计分工”(HG/T 20636.4); (5) “自控专业与电信、机泵及安全(消防)专业的设计分工”(HG/T 20636.5); (6) “自控专业工程设计的任务”(HG/T 20636.6); (7) “自控专业工程设计的程序”(HG/T 20636.7); (8) “自控专业工程设计质量保证程序”( HG/T 20636.8); (9) “自控专业工程设计文件的校审提要”(HG/T 20636.9); (10) “自控专业工程设计文件的控制程序”(HG/T 20636.10)。,3.2 自控设计的体制,3.2.2 自控专业工程设计文件的编制规定( HG/T 20637)(含8个分规定) (1) “自控专业工程设计文件的组成和编制”( HG/T 20637.1); (2) “自控专业工程设计用图形符号和文字代号”(HG/T 20637.2); (3) “仪表设计规定的编制”(HG/T 20637.3); (4) “仪表施工安装要求的编制”(HG/T 20637.4); (5) “仪表采购单的编制”(HG/T 20637.5); (6) “仪表技术说明书的编制”(HG/T 20637.6); (7) “仪表安装材科的统计”(HG/T 20637.7); (8) “仪表辅助设备及电缆、管缆的编号”(HG/T 20637.8)。,3.2 自控设计的体制,3.2. 3 自控专业工程设计文件深度的规定( HG/T 20638) 3.2. 4自控专业工程设计用典型图表及标准目录(HG/T 20639)(含3个分规定) (1) “自控专业工程设计用典型表格”(HG/T 20639.1); (2) “自控专业工程设计用典型条件表”(HG/T 20639.2); (3) “自控专业工程设计用标准目录”(HG/T 20639.3)。,3.3 自控工程设计的阶段划分,工程设计要分阶段进行,主要有以下几方面的原因。 (1)便于审查:便于有关部门审核,使设计工作逐步向深度开展。 (2)随时纠正错误,以免施工中返工:有利于经过多次审核,把关,及早发现问题,随时纠正,使施工中的返工现象尽量避免。 (3)协调各专业之间的矛盾:给各专业之间互相协调与配合创造了有利条件。,3.3 自控工程设计的阶段划分,工程设计分为两个阶段: 基础工程设计 详细工程设计,基础工程设计阶段编制四版: (l) 初版(简称“A”版); (2) 内部审查版(简称“B”版); (3) 用户审查版(简称“C”版); (4) 确认版(简称“D”版)。 详细工程设计阶段编制三版; (1) 详l版 (或称研究版,简称“E”版; (2) 详2版(或称设计版,简称“F”版); (3) 施工版(简称“G版”)。,3.3 自控工程设计的阶段划分,(l) 设计开工前的技术准备; (2) 编制仪表设计规定; (3) 编制设计计划; (4) 绘制工艺控制图,参加工艺方案审查会; (5) 配合系统专业完成PID A版、B版,参加B版内审会; (6) 接受和提交设计条件; (7) 配台系统专业完成P&ID C版、D版; (8) 提出分包项目设计要求; (9) 编制工程设计文件。,3.3.1 基础工程设计的工作,3.3 自控工程设计的阶段划分,(l) 仪表索引; (2) 仪表数据表; (3) 仪表盘布置图; (4) 控制室布置图; (5) DCS系统配置图(初步); (6) 仪表回路图; (7) 联锁系统逻辑图或时序图; (8) 仪表供电系统图; (9) 仪表电缆桥架布置总图; (10) DCS-I/O表; (11) 主要仪表技术说明书; (12) DCS技术规格书; (13) 仪表采购单。,3.3.2 基础工程设计编(绘)制的设计文件,3.3 自控工程设计的阶段划分,(l) 提交仪表连接、安装设计条件; (2) 接受管道平面图和分包方技术文件; (3) 配合系统专业完成PI D E版、F版、G版; (4) 完成工程设计文件。,3.3.3 详细工程设计的工作,3.3 自控工程设计的阶段划分,(1) 设计文件目录; (2) 仪表设计规定; (3) 仪表技术说明书; (4) 仪表施工安装要求; (5) 仪表索引; (6) 仪表数据表; (7) 报警联锁设定值表; (8) 电缆表; (9) 管缆表; (10) 铭牌表; (l 1) 仪表伴热绝热表; (12) 仪表空气分配器表;,3.3.4 详细工程设计编(绘)制的设计文件(常规仪表部分),3.3 自控工程设计的阶段划分,(13) 仪表安装材料表; (14) 控制室内电缆表; (15) 电缆分盘表; (16) 联锁系统逻辑图; (17) 顺序控制系统时序图; (18) 继电器联锁原理图; (19) 仪表回路图; (20) 控制室布置图; (21) 仪表盘布置图; (22) 闪光报警器灯屏布置图; (23) 半模拟盘流程图; (24) 继电器箱布置图;,3.3.4 详细工程设计编(绘)制的设计文件(常规仪表部分),3.3 自控工程设计的阶段划分,(25) 端子配线图; (26) 半模拟盘接线图; (27) 仪表供电系统图; (28) 供电箱接线图; (29) 仪表穿板接头图; (30) 控制室电缆(管缆)布置图; (31) 仪表位置图; (32) 仪表电缆桥架布置总图; (33) 仪表电缆(管缆)及桥架布置图; (34) 现场仪表配线图; (35) 仪表空气管道平面图(或系统图); (36) 仪表接地系统图; (37) 仪表安装图。,3.3.4 详细工程设计编(绘)制的设计文件(常规仪表部分),3.3 自控工程设计的阶段划分,(l) 设计文件目录; (2) DCS技术规格书; (3) DCS-I/O表; (4) 联锁系统逻辑图; (5) 仪表回路图; (6) 控制室布置图; (7) 端子配线图; (8) 控制室电缆布置图; (9) 仪表接地系统图; (10) DCS监控数据表; (11) DCS系统配置图; (12)端子(安全栅)柜布置图。,3.3.5 详细工程设计编(绘)制的设计文件(DCS部分),3.3 自控工程设计的阶段划分,工艺流程显示图; DCS操作组分配表; DCS趋势组分配表; (4) DCS生产报表; (5) 其他必须文件。,3.3.6 详细工程设计编(绘)制的设计文件(DCS组态部分),3.4 自控设计内容简介,3.4.1 自控工程设计内容,调节阀制订的原则 仪表选型的一般原则 仪表盘、控制室的设计要求 仪表供电、供气要求 仪表报警、连锁系统设计 仪表的防护性设计,3.4 自控设计内容简介,3.4.2 控制室全景图(一),3.4 自控设计内容简介,3.4.2 控制室全景图(二),3.4 自控设计内容简介,3.4.2 控制室全景图(三),3.4.2 控制室全景图(四),3.4 自控设计内容简介,3.4 自控设计内容简介,3.4.3 仪表盘正面图,3.4 自控设计内容简介,3.4.4 仪表选型(一次表),3.4 自控设计内容简介,3.4.4 仪表选型(一次表),1151GP中压力变送器(0635-3810mmH2O) 型号:1151GP4E12M1B1 1151DP中差压变送器(0635-3810mmH2O) 型号:1151DP4E12M1B1,3.4 自控设计内容简介,3.4.5 仪表选型(二次表),电源箱 名称:UND电源箱 型号:5223-003 最大功耗:600VA,3.4 自控设计内容简介,3.4.5 仪表选型(二次表),配电器 名称:IDB配电器(5回路) 型号:5268-3000 最大电流:100mA A+ B- 变送器接线端子 C+ D- 输出信号1 E+ F- 输出信号2,3.4 自控设计内容简介,配电器按回路可分为单回路、双回路、四回路,安装形式可分导轨式与架装式,供电电源可有220VAC或24VDC。,3.4.5 仪表选型(二次表),3.4 自控设计内容简介,3.4.5 仪表选型(二次表),调节器 名称:ICE
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