SDEP-SPT-IN2003-2008(PLC)

ICS 75.020 P 72 Q/SH Q/SH 0700—2008 中国石化炼化工程建设 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 可编程序控制器系统（PLC）技术规定 Technical specification for programmable logic controller system SDEP-SPT-IN2003-2008 2008-01-21 发布 2008-02-01 实施 中国石油化工集团公司 发 布 中国石油化工集团公司企业标准 编号: SDEP-SPT-IN2003-2008 修改: 1.0 可编程序控制器系统（PLC）技术规定 第 1 页 共 11 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 目 次 前言 ..................................................................................... 2 1 范围 .................................................................................. 3 2 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 性引用文件 ........................................................................ 3 3 设备要求 .............................................................................. 3 4 设计 .................................................................................. 3 4.1 一般规定 ............................................................................ 3 4.2 中央处理单元 ........................................................................ 3 4.3 定时器和计数器 ...................................................................... 4 4.4 控制功能 ............................................................................ 4 4.5 诊断 ................................................................................ 4 4.6 储存要求 ............................................................................ 5 4.7 输入/输出模块 ....................................................................... 5 4.8 PLC 机柜............................................................................. 6 4.9 与 DCS/PLC 系统连接 .................................................................. 6 4.10 工程师站（EWS） .................................................................... 6 4.11 事件顺序记录（SER）站 .............................................................. 6 4.12 时间同步 ......................................................................... 7 5 设备布置、环境和服务 .................................................................. 7 5.1 操作环境 ............................................................................ 7 5.2 电气干扰 ............................................................................ 7 5.3 电气供电 ............................................................................ 7 附录 A（规范性附录）典型的处理时间........................................................ 8 附录 B（规范性附录）PLC 输入/输出（I/O）汇总表 ............................................ 9 附录 C（规范性附录）典型工作职责划分..................................................... 10 编号: SDEP-SPT-IN2003-2008 修改: 1.0 可编程序控制器系统（PLC）技术规定 第 2 页 共 11 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 前 言 本标准是根据《关于中国石化工程建设标准研究与编制项目启动会议纪要》（集团公司[2006]第 1 号） 编制的。 本标准共分 5章和 3个附录，附录 A～C 均为规范性附录。 本标准主要内容有： 规定了可编程序控制器系统（PLC）的设计、组态、采购、施工及检验的最低要求。 主编单位：中国石化工程建设公司 参编单位：中国石化集团洛阳石油化工工程公司 中国石化集团上海工程有限公司 中国石化集团宁波工程有限公司 中国石化集团南京设计院 主要起草人：王义峰 林 融 王为华 本标准于 2008 年首次发布。 编号: SDEP-SPT-IN2003-2008 修改: 1.0 可编程序控制器系统（PLC）技术规定 第 3 页 共 11 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 1 范围 本标准规定了可编程序控制器系统（PLC）的设计、组态、采购、施工及检验的最低要求。 本标准适用于中国石化新建石油炼制、石油化工工程项目的可编程序控制器系统（PLC）的设计、采 购和施工。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修 改单或修订版均不适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 IEC 61000-1996/2004 Electromagnetic Compatibility 3 设备要求 3.1 PLC 系统的安装必须符合电气爆炸危险区域划分等级的要求。 3.2 如果 PLC 系统的人机操作单元安装在现场，该操作单元也必须符合电气爆炸危险区域划分等级的要 求。 4 设计 4.1 一般规定 4.1.1 与工艺监控和控制相关联的 PLC 系统可靠性应大于 99.9%。在此状态,若有一个关键系统部件出错 应认为总的系统出错，关键部件是指系统赖以正常运转的部件。 4.1.2 对于高可靠性的要求，应提供双 CPU 冗余配置。可采用供货商的标准 CPU 转换协议。 4.1.3 PLC 应具备双冗余供电单元。 4.1.4 供货商应对整个 PLC 系统进行可靠性计算（处理器、供电、I/O 等，典型的处理时间见附录 A）。 4.1.5 PLC 应是模块化设计，以方便维护。一个经培训的操作人员更换任何一块模块的时间 应低于 1h。部件应按易于识别的方式排列，以便用于识别和维护。 4.1.6 模块应能够带电插拔，而不会对系统造成任何损害。模块发生故障以及随后进行的模块替换须不 对操作系统产生不良影响。 4.1.7 输入和输出设备应具有过电保护功能，能应付现场出现的短暂的晃电现象。处理器、高速数据传 输通道和网络也将具备过电保护及绝缘功能输入/输出汇总表见附录 B。 典型的买方卖方工作职责划分见附录 C。 4.2 中央处理单元 4.2.1 CPU 应位于有空调的、非危险的环境中。 4.2.2 CPU 应至少使用 16 位的微处理器。处理器扫描时间应小于 100ms 包括 I/O 和程序在内。 4.2.3 处理器应能执行如下典型功能： —— 梯形逻辑图； —— 布尔逻辑； —— 顺控逻辑； —— 浮点运算； —— PID 控制功能； —— 加法； —— 减法； —— 乘法； 编号: SDEP-SPT-IN2003-2008 修改: 1.0 可编程序控制器系统（PLC）技术规定 第 4 页 共 11 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 —— 除法； —— （>, <, =）比较函数； —— 累计； —— 平方根开方； —— 定时功能； —— 计数； —— 自诊断； —— NOT 逻辑功能：与、或、异或、非； —— 移位寄存器功能：左移位,右移位； —— R 继电器触发元件：常开、常关、暂态； —— 继电器线圈元件：标准、锁定、解锁。 4.3 定时器和计数器 4.3.1 定时器应具备以 0.01s、0.1s 和 1.0s 为基准的定时能力。定时器类型应包括：延时开、延时关、 和保持。编程能力应包括定时器复位和不用复位定时器即可中断定时的能力。 4.3.2 计数器应具有在 1～999 范围内计数任意当前值的能力，并能实现正计数和倒计数。编程应包括计 数器复位。 4.4 控制功能 4.4.1 PLC 应能够执行控制模式的模拟控制算法，包括比例（P）、比例积分（PI）、和比例积分微分（PID）。 这些控制模式设置范围应是: —— 比例（增益）—10%～1000%（0.1～10）； —— 积分—0.0～100 每分钟重复次数； —— 微分—0.0～100 分钟。 4.4.2 PLC 应提供继电器功能。线圈类型应为励磁、非励磁和锁定。 对于每种类型线圈、定时器、计数器和数字输入应定义其为常开或常闭触点。除非内存能力的限制， 继电器、定时器和计数器在程序中的使用次数是没有限制的。 4.4.3 应提供移位寄存器、顺控计时器和移位修改功能。 4.5 诊断 4.5.1 PLC 应具备全面的内部诊断功能，这些功能包括： —— 与现场 I/O 点通讯故障； —— 电池电量低； —— 存储器错误； —— 强制 I/O； —— 写保护； —— 监控定时器。 4.5.2 发光二级管指示灯应能指示如下信息： —— 电源开； —— 程序执行中； —— CPU 故障； —— RAM 后备电池可用； —— 电池状态； —— 电池后备电源操作中； —— 输出和输入状态。 编号: SDEP-SPT-IN2003-2008 修改: 1.0 可编程序控制器系统（PLC）技术规定 第 5 页 共 11 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 4.5.3 当发生故障时,应提供自动诊断打印输出功能。CPU 应有记录任何引起 I/O 故障的能力，并显示故 障部位。CPU 应记录任何内部 CPU 错误及通信错误。 4.5.4 基本诊断信息应通过 DCS 屏幕上的画面显示。 4.5.5 如果采用了冗余 CPU，主 CPU 向副 CPU 的切换不应引起任何 I/O 变化或者执行程序的波动。 4.5.6 每个 CPU 应配有独立的保险丝。 4.5.7 PLC 故障时，系统设计应提供选择（通过开关的方式）：使输出保持最终状态，或是因故障而断开。 4.5.8 CPU 负荷不应超过 60%。 4.6 储存要求 4.6.1 PLC 应具有足够的随机存储器（RAM）和非永久性存储器来处理所需的逻辑和 I/O 操作，包括至少 40%的备用存储器能力。非永久性存储器应提供至少 48h 的后备电池。 4.6.2 下述校错类型应监控子系统与外部设备之间的内存和通信链接的功能状态。 —— 奇偶校验（垂直冗余校验）（VRC）； —— 使用块校验字符进行求和校验； —— 循环冗余码校验； —— 纵向冗余校核； —— 使用汉明码进行出错 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 /纠正。 4.6.3 内存的使用不应超过 50%。 4.7 输入/输出模块 4.7.1 PLC I/O 模块通常应安装在主机架和扩展机架上。若需要安装远程 I/O 模块，可以安装在距 CPU 不 超过制造商推荐距离的地方。若不可避免要在现场安装远程 I/O 模块，应安装封闭外壳，并应满足该区域 防爆和防气候要求。 4.7.2 离散 I/O 正常应在 24VDC 或 220VAC 下操作。 4.7.3 模拟 I/O 通常为 4-20 mA DC 带 HART 协议信号。模拟 I/O 卡应提供 HART 滤波器。输入模块也可 直接用于热电偶和 RTD 输入。I/O 模块将与过程信号输入进行光电隔离。 4.7.4 当正常操作时，任何一个 I/O 通道的故障信号不会影响 CPU 或任何其他通道的操作。无需重新布 线即可更换任何一个 I/O 模块。系统失电时，可选择输出模式，如输出故障安全方式。 4.7.5 系统应有 20%已安装的 I/O 模块作为备用，且每种类型至少有一个模块，以备扩容。同时还应该 提供 15%的 I/O 模块安装空间以便未来扩容。 4.7.6 I/O 模块须带发光二极管指示信号状态。每个 I/O 模块须带独立的保险丝。I/O 模块应带熔断指 示。保险丝应可以在机柜的前面板上进行更换，不必移动机柜内的被保护的设备。 4.7.7 每个输出回路应带保险丝端子，并可防止瞬时电压的冲击。输出模块应有足够的电压去直接驱动 电磁阀等，否则应加中间继电器。 4.7.8 工程师终端应具有强制 I/O 通/断的能力。 4.7.9 I/O 机架系统应为模块化设计，每类模块皆为单独的、可替换的接插式模块。应允许在不切断电 源或影响接线的情况下替换任何一个 I/O 模块。 4.7.10 I/O 模块应具有防止导线接错而引起的瞬时电压冲击的保护功能。所有离散的 I/O 电路应与逻辑 电路或处理器电路隔离。离散 I/O 的瞬间电压隔离至少应为 1000VRMS，共模。 4.7.11 应提供足够的滤波器以使感应电压噪声对 I/O 信号的影响减至最低。 4.7.12 所有输出的故障状态应该由业主审核和批准，包括但不限于以下故障： —— CPU 处理器失电； —— I/O 模块失电； —— CPU 处理器故障； —— I/O 模块故障； 编号: SDEP-SPT-IN2003-2008 修改: 1.0 可编程序控制器系统（PLC）技术规定 第 6 页 共 11 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 —— 拆卸 I/O 模块； —— I/O 模块的保险丝熔断； —— CPU 和 I/O 模块通讯故障。 4.8 PLC 机柜 4.8.1 所有 PLC 设备（除了位于现场的远程 I/O，如果有）应根据盘柜设计规范安装在紧邻操作设备附 近的仪表机柜间内的 Rittal 机柜中。每个 PLC 机柜应由电源、处理器卡、I/O 卡、通信卡和终端附件组成。 所有的硬件卡应安装在机柜内的机架上。与任何一个工厂相关的 I/O 卡应尽可能安装在一个机架上。备用 设备与运行设备不能共同使用相同的 I/O 卡件。 4.8.2 PLC 机柜的布置设计应依据功能分组情况，同时考虑操作隔离和房屋空间限制的要求。考虑事项 应包括确保其中一个部件的故障仅影响少数相同设备部件。同样，一个电源单元的故障不会影响同一设备 的多个设备部件，包括备用设备。所有电源须冗余。 4.8.3 位于 PLC 机柜中的现场外部供电电缆，应该在柜内接线端子上清晰地标记电压等级。 4.8.4 48V 以上的场合应提供保护罩。 4.9 与 DCS/PLC 系统连接 4.9.1 每个 PLC 主机架应有与 DCS 通信的接口，并至少能够向 DCS 传输以下模拟和数字信息： —— 状态； —— 逻辑状态； —— 电源状态； —— 自诊断状态； —— 报警和其它信号。 4.9.2 另外，PLC 应能够读取来自 DCS 的数据，包括失效信号、复位信号和设定值数据。 至 DCS 系统的通信接口应采用双向冗余串行数据通信。 4.9.3 至 DCS 系统的通信接口应通过使用每个 PLC 的两个 Modbus 接口卡来实现，冗余通信的每个通道 完全相互独立。 4.9.4 如果适用的话，也可以选用其它通信标准协议，如 OPC（用于过程控制的 OLE）。 4.10 工程师站（EWS） 工程师站应满足下列要求： 4.10.1 通过独立的工程师站对 PLC 进行编程，允许用户登录、恢复、监控内部 PLC 软件和主处理器或 备份处理器中的数据。 4.10.2 工程师站应包括一台 PC 机、一台激光打印机和必要的连至 PLC 处理器的硬件和电缆。应提供合 适的软件进行组态逻辑以及 I/O 和通信数据的查看和编辑。 4.10.3 应采用遵循 IEC-61131-3 标准的逻辑块、符号、自产生文档、图形化编程语言。 4.10.4 在程序执行期间，PLC 应能够进行程序修改，并通过钥匙锁定对进入工程师站进行程序修改予以 保护。工程师站使用之后应可移动。 4.10.5 应提供相应的软件或硬件以禁止系统测试时的所有输出。 4.10.6 在钥匙锁定保护情况下，PLC 应无需删除和重新进入整个程序就可以进行程序更新。 4.10.7 PLC 应能够生成应用程序的硬拷贝，并能打印输出所有储存寄存器的对照清单。 4.10.8 所有程序通过直接从 CPU 下载带注释的清单的方式全部归档。程序应清晰地用位号标记 I/O 点， 并全部予以注释，以利于维护和调试。 4.10.9 单个的泵、透平机、压缩机和工艺联锁的逻辑需分隔成单独的网络。同样的逻辑结构和元件（除 位号名称和地址之外）应用于认定并行序列中操作的设备逻辑，或采取相似的方式控制。 4.11 事件顺序记录（SER）站 PLC 系统应具有事件顺序记录（SER）功能，该功能可以帮助用户： 编号: SDEP-SPT-IN2003-2008 修改: 1.0 可编程序控制器系统（PLC）技术规定 第 7 页 共 11 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 a） 辨识工艺过程联锁停车的原因； b） 确定消除联锁的动作； c） 建立预防性维护的执行程序。 PLC 系统的 SER 站功能可以集成到工程师站（EWS）内。 4.12 时间同步 4.12.1 DCS、SIS、FGS、CCS、MMS和PLC等控制系统应采用网络时间通信协议（Network Time Protocol-NTP）。 NTP 应使用标准的世界时间坐标（Universal time coordinated-UTC），UTC 应通过 1个连接到 DCS 网络 的 GPS 服务器以确保 DCS、SIS、FGS、CCS、MMS 和 PLC 等控制系统的时间同步。 4.12.2 PLC 系统应具有同 DCS 进行时间同步的硬件和软件。 5 设备布置、环境和服务 5.1 操作环境 设备操作所要求的环境条件和有效维护应在 “现场信息概要：气象、地质和公用数据”中详细说明。 5.2 电气干扰 设备应符合 IEC 61000-1996/2004“电磁兼容”的要求。PLC 应不受标准的、商业的超高频和更高频 率的额定输出功率为 5w 的手持式个人收发器的无线电频率的干扰。在 600mm 范围内这种干扰对安装远程 I/O 单元的 PLC 也不应有影响。 5.3 电气供电 5.3.1 220v50Hz 兹单相电气进线将为设备提供初级电源。现场安装设备的配电应从 PLC 机柜中引出。每 台设备应从机柜独立供电并在柜内采取绝缘保护措施。 5.3.2 每个 PLC 机柜应包括引入电源的必要供电单元。所有供电单元应包括故障监控和运行灯。 5.3.3 在失电的情况下，PLC 必须有序地进行切断和停车，所有的 I/O 模块都应当处在预定的失电故障 状态下。在恢复供电后，PLC 再启动方面的具体要求必须得到业主批准。PLC 系统的设计中必须包括系统 再启动时确保该系统正确输出的所有功能。 编号: SDEP-SPT-IN2003-2008 修改: 1.0 可编程序控制器系统（PLC）技术规定 第 8 页 共 11 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 附录 A （规范性附录） 典型的处理时间 除非某些回路在文件中另有规定，处理时间应使用下列数值： 测量控制器 典型执行时间 趋势速度 数量 分析仪 10 s 60 s ** 流量 0.25 s 6 s ** 液位 1 s 12 s ** 压力 0.5 s 6 s ** 差压 2 s 60 s ** 温度 3 s 60 s ** 其他 2 s 60 s ** 离散量 1 s N/A ** 数据存取 执行 趋势速度 数量 分析仪 15 s 60 s ** 流量 3 s 12 s ** 液位 3 s 12 s ** 压力 3 s 12 s ** 差压 2 s 60 s ** 温度 3 s 360 s ** 其他 2 s 60 s ** 离散量 2 s N/A ** 编号: SDEP-SPT-IN2003-2008 修改: 1.0 可编程序控制器系统（PLC）技术规定 第 9 页 共 11 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 附录 B （规范性附录） PLC 输入/输出（I/O）汇总表 I/O 类型 xxxx 单元 xxxx 单元 xxxx 单元 合计 系统供电 模拟量输入（冗余） AI（R） 外部供电 系统供电 模拟量输入 AI（非冗余） 外部供电 系统供电 HART 模拟量输入（冗余） HART AI（R） 外部供电 系统供电 HART 模 拟 量 输 入 HART AI（非冗余） 外部供电 模拟量输出（冗余） AO（R） 模拟量输出 AO（非冗余） HART 输出（冗余） HART AO（R） 热电偶输入 T/C 热电阻输入 RTD 脉冲输入 PI 开关量输入（冗余） DI（R） 开关量输入 DI（非冗余） 系统供电 开关量输出（冗余） DO （R） （规定电压级别和继电器/固 态型号） 无电压 开关量输出DO （非冗余） 系统供电 无电压 编号: SDEP-SPT-IN2003-2008 修改: 1.0 可编程序控制器系统（PLC）技术规定 第 10 页 共 11 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 附录 C （规范性附录） 典型工作职责划分 图例： X =基本责任 A =审查和批准 S =共同责任 C =审查和评论 NA =不适用 各装置的工作分工可以在询价书中进行调整。 责任 任务 买方 卖方 人员简历 A X 基本功能规定 X C 系统硬件和架构设计手册 A X 软件组态详细功能规定和实施 准则 租赁准则应用指南下载租赁准则应用指南下载租赁准则应用指南下载租赁准则应用指南下载租赁准则应用指南下载 A X 现场 AC电源和接地设计 X C 系统电源和接地设计 A X 控制室布置 X C 单台机柜和控制台布置 A X 机柜室布置（如果建筑物由卖方负责） A X 机柜室布置（如果建筑物由买方负责） X C 模拟范围 X NA 报警/跳车设定和控制器设定点 X NA 控制器 PID动作和输出转换 X NA 管道仪表流程图 X C 现场电缆 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 和布置 X NA I/O点清单和应用说明 X NA PLC串行通信清单，包括第三方地址 X C PLC网关集成（与DCS和第三方设备） A X PLC安装盘范围（按钮、照明灯等） X NA PLC安装盘硬件选择和布置 A X 相关现场仪表信息 X NA 因果表和/或逻辑图 X C 建立一般复杂回路（如：分程、比例控制等） S S 复杂回路过程说明 X C 复杂回路实施文件 A X 编号: SDEP-SPT-IN2003-2008 修改: 1.0 可编程序控制器系统（PLC）技术规定 第 11 页 共 11 页 未经 SINOPEC 书面同意，本文件不得以任何方式复制和向第三方提供。 责任 任务 买方 卖方 PLC数据库组态和编程 A X PLC 系统参数定义（用户控制台指定、图形信号路径、操作员与管理员与工 程师存取等） A X PLC图形 A X PLC报警画面和 PLC图形中的工艺变量显示分组 A X 报告的类型和频率（包括标牌和概念格式） X C 报告设计和执行 A X 接线和端子信息（PLC设备），用于支持回路图编制 A X 回路图或回路接线表 X X 先进控制过程说明 X C 先进高级控制集成 A X I/O地址分配表 X C I/O地址分配 A X 保持进度并按进度报告 C X 编制变更程序并保存变更记录 A X PLC工厂验收测试程序（包括 PLC FAT后的集成测试） A X PLC现场验收测试程序 A X 工厂初步测试 C X 工厂验收测试（FAT） A X 工厂系统集成验收测试（IFAT） A X 现场验收测试（SAT） A X FAT前的系统文件 A X 根据 FAT修改的竣工系统文件 A X 软件许可证 A X ____________________