1、-_前 言根据中华人民共和国工业和信息化部关于印发 2009 年第一批工业行业标准制修订计划的通知 （工信厅科(2009)104）号文要求，由中国石油和化工勘察设计协会委托全国化工自动控制设计技术中心站组织修订。本规范的主要技术内容是：第一部分为 PLC 技术要求，包括 PLC 系统总体要求、PLC 工程设计原则、控制器/人-机接口/操作站/编程器/通信系统等硬件部分选用原则、PLC 应用软件与组态等；第二部分为 PLC 工程设计程序，包括 PLC 的基础工程设计、详细工程设计步骤及设计任务；第三部分为 PLC 控制室设计以及 PLC 供电、接地、防雷系统设计；第四部分为设计服务工作，即按需参
2、加PLC 检验、安装、联调和投运等工作。本规范修订的主要技术内容是：.本规范由中华人民共和国工业和信息化部负责管理，由全国化工自动控制设计技术中心站负责日常管理。执行过程中如有意见或建议，请寄送全国化工自动控制设计技术中心站（通讯地址：上海市徐汇区中山南二路 1089 号徐汇苑大厦 12 层，邮政编码：200030，电话: 021-64578936，传真：021-64578936） 。本规范主编单位：中国天辰工程有限公司XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX本规范参编单位： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
3、XXXXX本规范参加单位： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX本规范主要起草人员： XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXXXXX XXX XXX XXX本规范主要审查人员： XXX XXX XXX XXXXXX XXX XXX XXXXXX XXX XXX XXX-_目 次前 言 .1 总 则 .12 术语和缩略语 .22.1 术语.22.2 缩略语.23 总体要求 .43.1 基本要求.43.2 应用要求.43.3 硬件配置要求.44 控制站 .54.1 控制 站功能.54.2 控制
4、站构成.54.3 控制站技术要求.55 编程器 .75.1 编程器功能.75.2 编程器构成.75.3 编程器技术要求.76 操作员站 .86.1 操作员站功能.86.2 操作员站构成.86. 3 操作员站技术要求.87 辅助操作台和操作面板 .107.1 辅助操作台.107.2 操作面板 .107.3 便携式操作监视器 .108 通信系统 .118.1 通信网络.118.2 通信网络技术要求.119 软件配备及组态 .129.1 软件配备.129.2 软件组态文件.129.3 软件组态.1210 设计原则与职责分工 .1310.1 设计原则.1310.2 职责分工.1311 PLC 工程设计
5、程序 .1411.1 基础工程设计.1411.2 详细工程设计.1412 PLC 控制室设计 .1513 PLC 供电、接地、防雷系统设计 .1613.1 PLC 供电系统 .1613.2 PLC 接地系统 .1613.3 PLC 防雷系统 .1614 PLC 验收测试、安装、联调与投运 .17-_14.1 PLC 验收测试.1714.2 PLC 安装 .1714.3 PLC 联调与投运 .17附 录 A .18PLC 技术规格书编制要求 .18本规定用词说明 .21-_ContentsForword .1 General principles .12 Terms and abbreviati
6、ons .22.1 Terms.22.2 Abbreviations.23 General requirements .43.1 Basic requirements.43.2 Application requirements.43.3 Hardware configuration requirements.44 Control stations .54.1 Function of control stations.54.2 Structure of control stations.54.3 Technical requirements of control stations.55 Prog
7、rammer .75.1 Function of Programmer.75.2 Structure of Programmer.75.3 Technical requirements of Programmer.76 Operator stations .86.1 Function of operator stations.86.2 Structure of operator stations.86.3 Technical requirements of operator stations.87 Auxiliary console and Operation panel .107.1 Aux
8、iliary console.107.2 Operation panel.107.3 Portable operation monitor.108 Communication systems .118.1 Communication networks.118.2 Technical requirements of communication networks.119 Software and configuration .129.1 Software.129.2 Configuration documentations.129.3 Configuration.1210 Design princ
9、iples and responsibility distribution .1310.1 Design principle.1310.2 Responsibility distribution.1311 Procedure for PLC engineering design .1411.1 Basic engineering design.1411.2 Detail engineering design.1412 Design of PLC control rooms .1513 Power supply, grounding and lightning proof design of P
10、LC .1613.1 Power supply system design.1613.2 Grounding system design.1613.3 Lightning proof system design.1614 Acceptance test, installation, integration test and commissioning of PLC .17-_14.1 Acceptance test of PLC.1714.2 Installation of PLC.1714.3 Integration test and commissioning of PLC.17Annex
11、 A: Requirements of PLC technical specification .18Contents of Reference Standard .21-_1 总 则为了统一可编程控制器（PLC）在化工行业及其它过程生产行业的技术要求，总结先进的科技成果和使用经验，推进工程设计的规范化，使工程设计符合国家有关法律法规的要求，达到技术先进、经济合理、安全适用的目的，制定本规范。本规范适用于化工行业及其它过程生产行业新建、扩建和改建项目的安全型 PLC 方案制定、工程设计，也适用于采购、组态、安装、联调和投运等设计服务工作。可编程控制器的工程设计，除应符合本规范要求外，尚应符合国
12、家现行有关标准的规定。-_2 术语和缩略语2.1 术语2.1.1 应用软件 application software为使完成某种生产过程监控所需的计算机程序、过程、规则以及有关的文件的总称。2.1.2 总线 bus 连接几个节点的通讯媒介，通过电子导体或光纤串行或并行传输数据。2.1.3 组态 configuration机架/插槽模块的布置以及（对于信号模块）地址。2.1.4 通讯模块 communication module用于点对点通讯和总线通讯的模块。2.1.5 中央处理器 CPU PLC 的中央处理器由控制和运算器、存储器操作系统和编程器接口组成。2.1.6 以太网 ethernet一
13、种计算机局域网组网技术，它规定了包括物理层的连接、电信号和介质访问层协议的内容，符合IEEE802.3 标准的技术要求。工业以太网在技术上与商用以太网(即 IEEE802.3 标准)兼容，但在产品的材质选用、产品强度、适用性与实时性、可操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面更能满足工业现场的需要。2.1.7 现场总线 fieldbus安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线。2.1.8 生命周期 life cycle从工艺概念设计开始到 PLC 功能停止使用的全部时间。2.1.9 局域网 local area network
14、- LAN一种配置在用户场所、在有限地域内用于数据站之间进行数据通信的数据网络。2.1.10 网络协议 network protocol指定通信系统接口服务和指导数据网络工作的一组规则。2.1.11 可编程控制器（PLC）是一种电子控制器，其功能可以作为一个程序保存在控制单元中。因此，控制器的组态和布线与控制器系统功能无关。PLC 具有计算机的结构：由 CPU、存储器、I/O 模块和内部总线系统组成。2.1.12 编程器 programming device一种小型、便携式工业用计算机，安装有专用的硬件和软件。2.1.13 系统软件 system software为专门的计算机系统或 PLC
15、所设计的软件，用以促进计算机系统及有关程序的运行和维护。2.2 缩略语本规范采用下列缩略语：AMS Asset Management System 设备管理系统C/S Client/Server 客户端/服务器CPU Central Processing Unit 中央处理单元（微处理机）FAT Factory Acceptance Test 工厂验收测试FF Foundation Fieldbus 基金会现场总线-_FRR Field Rack Room 现场机柜间HMI Human Machine Interface 人机界面HSE High Speed Ethernet 高速以太网IEE
16、E Institute for Electrical and ElectronicEngineers电器和电子工程师学会IT Information Technology 信息技术LCN Local Control Network 局部控制网络MTBF Mean Time Between Failures 平均故障间隔时间MTTR Mean Time To Repair 平均修复时间OSI Open System Interconnect Reference Model 开放式系统互联参考模型P&ID Piping & Instrument Diagram 管道与仪表流程图P/P Peer t
17、o Peer 对等网络PLC Programmed logic controller 可编程控制器Profibus Process Field Bus 过程现场总线RTU Remote Terminal Unit 远程终端SAT Site Acceptance Test 现场验收测试SIL Safety Integrity Level 安全完整性等级TCP/IP Transfer Control Protocol/Internet Protocol 传输控制协议/互联网协议UPS Uninterrupted Power Supply 不间断电源XML Extensible Markup Lan
18、guage 可扩展标记语言PCS Process Control System 过程控制系统-_3 总体要求3.1 基本要求3.1.1 PLC 应技术上先进、成熟、模块化、易于扩展，I/O 卡件便于远程布置并适合于现场工作环境。3.1.2 PLC 可通过对关键单元和部件冗余，实现系统运行的可靠性。3.1.3 PLC 应具有开放性网络结构，支持 OPC 开放标准，遵循 OSI(开放系统互连)、IEEE 通信标准，实现与 PCS 及其它控制与管理计算机互联。3.1.4 PLC 应具有先进的硬件及软件环境，能满足用户安全控制的先进性要求。3.1.5 PLC 应硬件坚固耐用，软件成熟安全。3.2 应用
19、要求3.2.1 独立应用应符合下列规定：1 过程控制参数以数字量为主，且控制系统以顺序控制、逻辑控制为主的工业生产装置，适合采用独立的 PLC 控制系统。2 执行生产过程监控职能，对生产过程的操作参数实施集中显示、自动控制、远程操作、信息管理。3 应具有可靠的 I/O 模块、丰富的连续控制算法、强大的离散控制能力和编程简单灵活、先进可靠的标准组态软件。4 能挂接工厂信息管理和计算机，实施企业信息化管理。3.2.2 PLC 与 PCS 联用可采用下列方式：1 PLC 可采用约定的通信方式与 PCS 通信，明确 PLC 与 PCS 通信的主/从关系。2 PLC 与 PCS 之间的重要数据传递宜采用
20、硬线连接。3.2.3 成套设备的应用应符合下列规定1 为了适应不同操作场合的需要，现场执行单一任务的 PLC 应有专用操作员模块、操作员界面。2 现场安装的 PLC 应满足现场环境要求，采用多层次的抗干扰措施。3 根据需要可与上位机实现通信。3.3 硬件配置要求3.3.1 PLC 的网络体系结构可由控制和监控两级构成：1 控制级配置为直接与检测仪表和执行器相连的各种控制站，如 I/O 单元、数据采集单元(按需要)、控制单元(包括远程控制单元)及网络设备等。2 监控级配置人机接口设备、工程师站、网络设备以及外围设备等。3.3.2 PLC 可通过 RS-232C、RS-422、RS-485 和工业
21、以太网等与第三方过程控制设备进行通信。3.3.3 根据工程项目需要可配置安全栅/隔离器/继电器柜或中间端子柜。-_4 控制站4.1 控制站功能4.1.1 控制站应具有实现各种物理信号的输入和处理，实现各种实时常规连续控制功能，且应配置仪表功能模块和计算功能模块等。4.1.2 控制站应具有实现批量控制、顺序/联锁逻辑等控制功能，且应配置逻辑控制等功能模块。4.1.3 控制站应具有较大容量的存储器和较高的运算速度。4.2 控制站构成4.2.1 控制站一般可由过程接口单元、控制单元（控制器） 、数据采集单元(PLC 制造厂按需配置)构成。4.2.2 控制站功能卡件可包括控制卡件、I/O 卡件、辅助卡
22、件、通信接口、安装功能卡件的卡件箱以及总线底板等。4.2.3 控制站可提供远程 I/O 站。4.2.4 小型和专用 PLC 可以是一个包括各种输入/输出、计算、显示、操作、电源、通讯等功能的一体化多功能控制器。4.3 控制站技术要求4.3.1 过程 I/O 接口单元应符合下列规定：1 过程 I/O 接口应包括 AI、AO、DI、DO、PI 等类型，应具备智能变送器接口、串行和并行通信接口等；2 过程 I/O 卡件输入电路应带电磁隔离或光电隔离，应符合 IEC61000 或 SAMA PMC33.1 标准抗干扰规定；3 对于来自或送至爆炸危险区域的信号，在采用本安防爆技术时，应在 I/O 接口现
23、场侧设置安全栅或本安型 I/O 点；4 开关量接口容量不能满足负载的要求或需将开关量隔离时，应配置继电器；5 所有的 I/O 卡件都应有标明 I/O 状态的 LED 指示，如卡件电源指示等；6 所有接点输入卡件都可有防抖动滤波处理功能；7 PLC 的 I/O 卡应有保护 I/O 过压、过流的措施；8 当 I/O 卡件故障时，宜有相应措施确保工艺系统处于安全状态，不出现波动,在系统电源丧失时，使执行机构处于安全位置(全开、全关、保位等)；9 根据信号源与 I/O 卡的连接需要，可提供转换器或隔离器；10 环境温度范围下，I/O 卡件精度应满足下列要求：1）模拟量输入信号精度为0.1%FS；2）模拟量输出信号精度为0.1%FS。4.3.2 控制单元应符合下列规定1 控制单元应是基于带微处理机(CPU)的多功能控制器，内存和扫描时间应满足程序和过程响应时间的要求，其响应时间包括输入输出扫描处理时间一般不大于 500ms.2 控制单元应提供多种通信接口，与第三方设备进行通信；3 控制单元宜具有 PID 功能。4.3.3 数据采集单元(按需要设置)应符合下列规定：1 数据采集单元应能完成输入信号的数据处理、报警、记录等功能。
