仪表基础知识培训课件知识讲解.ppt
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1、仪表基础知识培训课件仪表基础知识培训课件YOKOGAWA CS1-2常用规范常用规范u一、仪表工程设计规范(大体了解)u控制室设计规定HG/T 20508-2000u仪表供电设计规定HG/T 20509-2000u仪表供气设计规定HG/T 20510-2000u信号报警,安全联锁系统设计规定HG/T 20511-2000u仪表配管配线设计规定HG/T 20512-2000u仪表系统接地设计规定HG/T 20513-2000u仪表及管线伴热和绝热保温设计规定HG/T 20514-2000YOKOGAWA CS1-3常用规范常用规范 u仪表隔离和吹洗设计规定HG/T 20515-2000u自动分析
2、器室设计规定HG/T 20516-2000u分散型控制系统工程设计规定HG/T20573-2000u可编程控制器系统设计规定HG/T20700-2000u过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号 HG/T 20505-2000u化工配管用无缝钢管及焊接钢管尺寸选用系列 HG/T20553-93u石油化工企业可燃气和有毒气体检测报警设计规范SH3063-1999u工业金属管道设计规范GB50316-2000u工业企业噪声控制设计规范GBJ87-85YOKOGAWA CS1-4自控基础知识自控基础知识u2、测量单位u测量单位使用国际单位制(SI 单位)。常用单位如下:u温度单位:;u压力单位:Pa、
3、kPa、MPa;u流量单位:液体 kg/h、t/h、m3/h;u气体 m3/h、Nm3/h(标准状态);u蒸汽 kg/h、t/h;u液位单位:mm;0100u密度单位:kg/m3、kg/Nm3(标准状态);u运动粘度单位:mm2/s;u动力粘度单位:mPa.s;u成份分析:PPm,%(wt,vol)u酸碱度:pHu导电度:ms/cmu转速YOKOGAWA CS1-5自控基础知识自控基础知识u3、仪表传输标准信号u气动信号:20100kPa;u电动信号:420 mA DC,420 mA HART;u开关量输入信号采用无源触点进入控制系统;u与电气专业相连的开关量输出信号为无源触点,且加继电器隔离
4、。YOKOGAWA CS1-6自控基础知识自控基础知识u4、仪表所适应的环境(重要参数)、仪表所适应的环境(重要参数)u1)极端最低温度:-26.5u2)年平均雷电日:15.3 日YOKOGAWA CS1-7自控基础知识(结合本项目)自控基础知识(结合本项目)u5、本项目的过程控制层包括:u分散型控制系统(DCS)u安全仪表系统(SIS)u可燃气体、有毒气体监测系统(GDS)u智能设备管理系统(AMS)u在线分析仪表系统u设备包控制系统(PLC)u压缩机组综合控制系统(CCS)u机组机械故障诊断系统等。YOKOGAWA CS1-8自控基础知识自控基础知识u6、DCS与其他控制系统之间的通讯规定
5、与其他控制系统之间的通讯规定u各工艺装置除DCS 以外的其它主要控制系统应设置与DCS 进行通讯的接口,当DCS 系统与其它控制系统u之间的距离1000m 时,信号传输采用RS485,Modbus RTU 通讯协议;当距离1000m 时,信号传输采用TCP/IPuOPC 通讯协议。DCS 系统应设置与全厂计算机信息和生产管理调度系统管理网相连的以太网通信接口,并建立u实时数据库,为全厂信息管理系统提供所需的数据和网络结构基础。YOKOGAWA CS1-9自控基础知识自控基础知识u7、分散型控制系统(DCS)u整个DCS 控制系统由控制站、操作站、大屏幕显示器、工程师站和设备管理站(AMS)等组
6、成。各区域内u各装置或系统单元的DCS 均各自独立设置,以保证各装置在正常生产和开、停工过程中互不干扰,减少不必u要的停工。控制站安装在现场机柜间。操作站、打印机、辅助操作台、大屏幕显示器等设备置于各区域内的u中央控制室。YOKOGAWA CS1-10本项目分散型控制系要求u8、配置原则、配置原则uDCS 的基本配置原则为:控制单元的CPU 等功能卡件为1:1 冗余或容错配置;DCS 的电源卡或设备按1:u1 冗余配置;DCS 各级网络通讯总线和通讯设备及部件为1:1 冗余配置;控制回路的多通道I/O 卡为1:1 冗u余配置。冗余设备必须能在线自诊断,出错报警,无差错切换。u系统的各种卡件应能
7、够在线插拔、更换。u控制站原则上按装置独立设置。YOKOGAWA CS1-11本项目分散型控制系要求u9、工程师站uDCS 系统的工程师站设在区域内的中央控制室内,工程师站以工业PC 机为基础,包括数据处理器。显示u器工程师键盘、鼠标、以及以太网网络通信接口,用于DCS 系统组态、调试、维护和管理。工程师站带20”u液晶显示器,工程师站设备的规格与操作站相同,并配置u一台激光打印机用于打印流程图和组态文件。工程师站配置OPC 接口与工厂信息管理网进行数据通信(或u单独设置一应用站)。YOKOGAWA CS1-12本项目分散型控制系要求u10、备用要求uDCS 的各类机柜及卡件箱应至少预留15%
8、的输入/输出(I/O)点作为备用,同时应预留20%的卡笼安装空u间和20%的预留接线端子。YOKOGAWA CS1-13本项目分散型控制系要求u11、负荷要求u控制站按实际需要配置,不得将不同装置的控制回路放在同一控制站中。各控制站I/O 卡件插槽必须预u留20%的余量。当控制站满负荷时,系统的电源、软件、通讯负荷和其他各种负载应具有至少40%以上的工作u余量。u操作站和控制站的负荷不应超过60%。YOKOGAWA CS1-14机组专用监测和控制系统(CCS)u12、机组专用监测和控制系统(CCS)u根据生产装置的实际需要,对于较复杂的机组设置机组专用监测和控制系统(CCS)u完成机组的调速、
9、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。CCSu应采用冗余、容错系统,具有专用的应用软件,如转速控制,防喘振控制等,同时具有时间顺序记录功能。u对于较简单的机组(如往复式压缩机、泵组等),机组的监控由装置的DCS 完成,机组的安全联锁保护由uSIS 完成。YOKOGAWA CS1-15随设备供货的控制系统PLCu13、随设备供货的控制系统PLCu特殊工艺过程或工艺设备的现场仪表和控制系统若由工艺包专利商或工艺设备供应商配套供货时,该控u制系统采用的PLC 系统应与工艺装置所用的PLC 系统一致,且该控制系统应能与工艺装置的DCS 进行实时数u据通讯。大型透平
10、压缩机组采用三重化的PLC 系统(CCS 或ITCC)并自带操作站进行控制,中小型机组可根u据实际情况采用双重化或非冗余PLC 系统控制。其它成套PLC 系统根据实际情况确定是否成套带操作站。YOKOGAWA CS1-16现场仪表(温度)现场仪表(温度)u1、温度仪表u现场温度仪表刻度采用直读式刻度,正常使用温度应为仪表量程的50%70%,最高测量值不应超过量程的u90%。u就地温度指示仪表选用带外保护套管的万向型双金属温度计,刻度盘直径一般选用100mm。若安装地点u不易通行或观察时,或测量低温介质时,可选用毛细管充填式,毛细管长度不宜超过6m。u一般温度测量的测温元件宜选用热电阻/热电偶,
11、信号直接进DCS 显示。测温元件一般不采用双支结构,u需要在两地显示或既要控制又要报警联锁时,宜选用两只单独安装的测温元件。当测温元件为热电偶时,应u具有断偶保护功能。u气化炉表面热电偶根据工艺包专利商的要求采用特种热电偶。YOKOGAWA CS1-17现场仪表(温度)现场仪表(温度)u对用于一般监测的并相对集中的热电偶等测温元件,可采用多路温度发射及接收装置与DCS 连接;对于u参与控制的测温元件,应经温度变送器与DCS 的输入卡件连接,温度变送器采用可采用一体化温度变送器。u为减少测温元件的种类,热电偶尽量选用符合IEC60584 标准“K”型(个别超过高温场合可选用“B”型),u或采用p
12、t100 热电阻,三线制,0时电阻为100,温度系数为0.00385/,符合IEC60751 标准。YOKOGAWA CS1-18现场仪表(温度)现场仪表(温度)u检测元件名称 分度号 温度范围()u铂热电阻R0=100 PT100 -200650u镍铬-镍硅热电偶 K 01000u镍铬-康铜热电偶 E 0750u铂铑10-铂热电阻 S 01300u铂铑10-铂热电阻 R 01300u铂铑30-铂6 热电阻 B 0160YOKOGAWA CS1-19新型 CS 3000 R3.01系统构成EthernetVnetHISSFCSoooLFCSHIS/ENGEnclosed Display Sty
13、le Console HISRFCS2(new migration type FCS)Open Display Style Console HISoooKFCS(FCS for FIO)ER bus(Enhanced Remote bus)FF-H1YOKOGAWA CS1-20最小系统配置最小系统配置V net 总线总线 uANB10*:本地节点单元本地节点单元 模拟量信号模拟量信号开关量信号开关量信号HISHIS人机接口站(PC/AT兼容机)FCUFCU本地节点本地节点ANB10*ANB10*YOKOGAWA CS1-21系系 统统 规规 模模最小配置最小配置最大最大Domain配置配置最
14、大位号数 :100,000 per ICS最大站数 :64(HIS最大:16台)最长V-net总线:20 km最长RIO 总线 :20km per FCS最长ESB :10m最长RIO总线 :2km:100,000 per ICS:256:20 km:20 km per FCS:10m per FCS:2Km per FCS:16最大Domains数最大系统配置最大系统配置HISHIS*V-net(同轴电缆):500m RIO 总线(双绞线):750m ER总线:185m、500m ESB总线:10mHISHISHISYOKOGAWA CS1-22DomainHF busRL busV-net
15、HISHISV-netDomain 2Domain 3Domain 4Domain 1wDomain:与同一条总线连接的一组站与同一条总线连接的一组站w综合远程范围综合远程范围w提供更大容量提供更大容量w综合现有的综合现有的DCSHISEOPSMOPSFCSEFCSMFCDYOKOGAWA CS1-23系统网络结构系统网络结构V netV netESB BusNodeNodeu 最大连接最大连接16台台HIS(PC)u通讯协议通讯协议:IEEE 802.3u传输方式传输方式:Token passingu传输速度传输速度:10 Mbpsu传输距离传输距离:500m 至至 20KmEthernet
16、u通讯协议通讯协议 :TCP/IPYOKOGAWA CS1-24V net 通讯通讯V netw通信规程通信规程:IEEE 802.4w存取控制存取控制:令牌传递令牌传递w传输速度传输速度:10 Mbpsw传输距离传输距离:500m to 20km YCB111同轴电缆:最大同轴电缆:最大500m YCB141同轴电缆:最大同轴电缆:最大185m 混合使用:混合使用:YCB141+0.4*YCB111=185w传输媒体传输媒体:同轴电缆同轴电缆/光纤光纤YOKOGAWA CS1-25V net 扩展扩展光纤光纤RRRRTTRRRRTTMax.500mMax.500mMax.500mMax.15
17、 kmMax.15 km最长最长20 km同轴电缆同轴电缆V net光纤光纤YOKOGAWA CS1-26ESB总线总线(FIO)ESB busFCUV netw介质介质:专用内部总线(专用内部总线(YCB301YCB301)w距离距离:max:max:10m10mw速度速度:128Mb/s:128Mb/s(RIO 2MbpsRIO 2Mbps)最多连接最多连接1010台台NodeNodeYOKOGAWA CS1-27ER总线总线(FIO)w介质介质:基于基于EthernetEthernet(YCB141YCB141)w距离距离:max:max:185m(10BASE2185m(10BASE2
18、)maxmax:500m500m(10BASE510BASE5)maxmax:2km2km(带标准带标准 EthernetEthernet中继器)中继器)w速度速度:10Mb/s:10Mb/s(RIO 2MbpsRIO 2Mbps)w 每台每台FCUFCU最多能连续连接最多能连续连接4 4个个ERER总线总线w 每台每台FCUFCU最多能安装最多能安装8 8台远程节点台远程节点w 每台每台FCUFCU最多能安装最多能安装1010台节点台节点最多连接最多连接8 8台远台远程程NodeNodeYOKOGAWA CS1-28KFCS(FOR FIO)结构FCU:现场控制单元ESB总线:用于连接FCU
19、和 ANB10*Node:由ANB10*和ANR10*组 成ANB10*:本地节点单元(电源模 件、SB401及FIO组成)ANR10*:远程节点单元(电源模 件、EB501及FIO组成)ESB总线上最多连接10台ANB10*和ANR10*,其中连接ANR10*最多8 台SB401:ESB总线接口模件(本地节 点侧),可双重化EB501:ER总线接口模件(远程节点 侧),可双重化EB401:ER总线接口模件(本地节 点侧),可双重化FIO:输入输出模件,8Slot/节点单元,(8x10)/FCUYOKOGAWA CS1-29KFCS 的的FCU结构结构(FOR FIO)YOKOGAWA CS1
20、-30ThanksYOKOGAWA CS1-31Pair&Spare 技术(技术(SFCS、KFCS)COMPCPUSYNCCPUBUFFERCOMPCPUSYNCCPUBUFFER控制侧控制侧备用侧备用侧INPUTOUTPUTBUFFERBUFFERYOKOGAWA CS1-32Node(for FIO)结构YOKOGAWA CS1-33ThanksYOKOGAWA CS1-34ThanksYOKOGAWA CS1-35 FIO Node type特点(特点(1)富有灵活性富有灵活性 u有2种节点类型本地节点与FCU安装在同一机柜内用于快速反应控制远程节点在现场设备附近安装减少布线安装费用F
21、CULocal nodeLocal nodeRemote node安装在现场设备附近安装在现场设备附近Remote node用于快速反应控制用于快速反应控制YOKOGAWA CS1-36特点特点(2)u 高密度安装高密度安装紧凑节点每台FCS最多连接10台 节点u开放式结构开放式结构FIO远程I/O总线基于 Ethernet,有助于减少安装费用通用网络设备,例如能使用中继器连接8台FIO远程I/O总线通用的19”大小采用普通机柜支持FOUNDATION现场总线标准能连接任何FOUNDATION现场总线设备YOKOGAWA CS1-37FIO Analog I/O modulesuAnalog
22、I/O modules(非隔离型)AAI14116Ch Current input420mA,Transmitter power supply(能给现场变送器提供能给现场变送器提供24V电源)电源)AAV141 16Ch Voltage input15VAAV142 16Ch Voltage input10V10VAAI8418Ch Current input,8Ch Current output420mA,Transmitter power supply(能给现场变送器能给现场变送器 提供提供24V电源)电源)AAB841 8Ch Voltage input、8Ch Current outp
23、ut15V input,420mA outputAAV542 16Ch Voltage output10V10V(系统与现场之间隔离)系统与现场之间隔离)AAT141 16Ch mV,TC inputJIS R,J,K,E,T,B,S,N/-100+150mVAAR181 12Ch RTDJIS Pt100(通道间隔离)通道间隔离)AAI1358Ch Current input420mA,Transmitter power supply(能给现场变送器提供能给现场变送器提供24V电源)电源)AAI8354Ch Current input,4Ch Current output 420mA,Tra
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