催化裂化綜合生產實訓裝置投標資料(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 反應的動力學規律（數學模型）是輸出變化的基礎。仿真系統的輸入信號可直接來自測量閥門開度的傳感器和反映機泵開停的按鈕。輸出信號可直接送到現場指示儀表進行就地顯示也可直接送到中央控制室的顯示設備上。：中央控制室是以儀表盤為界面的控制系統，也可以是以DCS系統為操作界面的系統。中央控制室送出關于閥門開關的控制信號到現場閥門（同時也可送到仿真系統對應的輸入端），現場閥門真實的產生一定的開度。或送出機泵開停的信號到現場設備，現場機泵是否要求真實的運轉，可根據制造成本或教學要求確定。但仿真系統必須有接受該類信號的輸入端口（包括在現場啟動設備信號）。也即仿真系統接受中央控制室對于閥門的操作的信號（可以來自測量閥門開度的傳感器）和對于機泵的操作信號。仿真系統經過對系統的實是模擬產生的輸出信號經就地顯示儀表或變送器（可以是空殼）的接線端子送到中央控制室。：常減壓催化裂化裝置的仿真系統，由兩個部分。一部分主要是設備的仿真，相應的設備，完整的物理系統，完整的一個工藝流程，核心的問題是如何將一個實際的過程、所要控制的過程狀態，利用計算機系統進行數字仿真。計算機系統的數字仿真實際上是個軟件研發問題，有四部分主要內容：l 根據實際過程的設備能力尺寸和機械原理，寫出關于工藝狀態量和進入系統的物料流量之間的數理方程。l 根據該設備內部的化學反應過程機理，寫出其關于工藝狀態量的反應動力學的數理方程。l 將上述數理方程通過一定的算法，編寫成計算機可執行的程序。l 測試和修正仿真系統，一個測試平臺。：l 功能建立一個原油預處理、常減壓蒸餾、催化裂化、催化裂化產品分離、催化裂化產品穩定為工藝線路的石油加工數字仿真生產過程系統。能進行正常運行操作、開停車、斷電事故處理。l 系統組成：①、數字仿真系統的開發環境。一個先進的開發平臺。可以在線進行軟件組態。 ②、數學模型本系統有電脫鹽、常減壓蒸餾、催化裂化、催化裂化產品分離、催化裂化產品穩定五個主要過程。主要設備的物理過程運動方程式（數學模型）、主要化學反應過程、系統組態編程、算法調試、與實際系統的過程擬合。系統的開發平臺完善和仿真系統的開發，整合了有三個方面的專家：過程控制專家，石油化工有親身的工作經驗和理論素養的工藝專家，算法和編程的專家，本系統是一個專家系統。軟件系統與中央控制室、現場儀表和閥門、機泵控制連通。l 各類測量儀表的仿真測量信號來自數字仿真系統，控制信號來自真實儀表。l 閥門和機泵的機械特性仿真用數學的方法，刻畫閥門和機泵的機械特性和遠動規律。l 仿真過程設計 ①、實現數學模型的設計和組態設計。②、實現與實際系統的過程擬合。③、實現硬件系統的界限設計和現場調試。 ④、實現中央控制室的控制儀表設計。l 整個仿真顯示、操作、控制的人機界面分三級界面： ①、一、二級界面構成系統：采用國內知名的品牌一流的工業自動控制裝置中控DCSWebField JX300XP作為顯示操作界面。②、常規操作在DCS系統中實現，教師操作界面可在數字模型計算機操作界面上進行，方便教師人為制造故障，培訓學員。l DCS中控室系統的組成滿足以下要求 DCS控制機柜：標準工業柜，長寬高：8006001100mm，內安裝漏電保護空氣開關、電流型漏電保護器充分考慮人身安全保護；配置帶鑰匙的電源啟動控制回路和多組保險絲，同時每一組強電輸出都有旋鈕開，關控制，保證設備安全，操作控制便捷；裝有分相電壓表、指示燈，開關電源等。現場控制站：包括主控單元、集線器/光端機、I/O模塊、電源模塊等四個部分。I/O組件安裝：在機柜的正面，它是以插件箱、總線底板為固定結構，在底板上插入系統電源模塊和各種I/O功能模塊組成。系統電源模塊為各個I/O模塊數字部分提供DC+5V電源。系統電源模塊為冗余配置。I/O模塊完成實時數據的物理I/O功能，它由I/O功能板、I/O調理板和安裝在機柜背面的I/O端子板組成。I/O端子板則是現場信號的連接板，它與I/O調理板之間用扁平電纜實現互聯。 系統網絡性能指標清晰的三層網絡結構，涵蓋管理層的以太網總線、控制層工業以太網總線、現場層PROFIBUSDP總線。中控室可控制任意一臺設備。管理網絡和系統操作層速率為100Mbps，控制層網絡速率為100Mbps或 10Mbps，現場信號處理PROFIBUSDP， Mbps硬件處理能力：控制站主控單元CPU Pentium II以上，帶34M內存，其中有1M為SRAM； I/O信號處理單元全部為智能結構。系統處理能力：一套系統可支持8個域，每個域的處理能力物理I/O點達10000點，控制回路數量達1000個。一般模擬回路控制周期為115ms，采用回路控制模塊可達10ms，邏輯回路控制周期為50ms 。系統圖形畫面分辨率為16001180，響應時間≤1s，數據刷新時間≤1s 。 DCS工控平臺系統軟件及DCS控制實訓軟件系統配置軟件：工程師站軟件/控制器運行軟件CONMAKER及操作員站監控組態軟件FACEVIEW：硬件設備組態軟件、數據庫組態軟件、控制組態軟件、圖形組態軟件、算法組態軟件。根據用戶要求：完成設計、現場安裝，完成系統與用戶已有的控制對象的連接、調試，在DCS工控平臺系統軟件基礎上，根據學校的要求開發相應的實驗控制軟件，組成一個完整的DCS過程控制系統，中控室對設備能夠進行控制，做到交鑰匙工程。 中控WebField JX300XP系統簡介WebField JX300XP系統是目前國內應用最廣泛的單一型號控制系統產品，在化工、石化、電力、冶金、建材等多個流程工業行業有著1000多套成功應用案例。 WebField JX300XP是浙大中控在基于JX300X成熟的技術與性能的基礎上，推出的基于web技術的網絡化控制系統。在繼承JX300X系統全集成與靈活配置特點的同時，JX300XP系統吸收了最新的網絡技術、微電子技術成果，充分應用了最新信號處理技術、高速網絡通信技術、可靠的軟件平臺和軟件設計技術以及現場總線技術，采用了高性能的微處理器和成熟的先進控制算法，全面提高了系統性能，能適應更廣泛更復雜的應用要求。同時，作為一套全數字化、結構靈活、功能完善的開放式集散控制系統，JX300XP具備卓越的開放型，能輕松實現與多種現場總線標準和各種異構系統的綜合集成。 DCS控制系統中控室示意圖整個網絡拓撲圖分為中控室與實訓基地兩大部分，中控室功能參考中控室系統結構圖；實訓基地參考《中控教儀化工實訓基地建設方案》，在中控室里主要具有以下功能：1信息管理：作為教師統一管理數據、分析數據的平臺，并能夠合理調度學生的實訓課程等。2 OPC服務器：為教學研究提供實訓的實時數據和歷史數據。并且可與其他控制系統相連接的數據服務器。3 WEB遠程服務：可以擴展為以后的遠程控制系統，甚至通過遠程控制來指導學生的操作和處理故障分析。4 工程師站：為專業工程師設計的，內裝有相應的組態平臺和維護平臺。根據實訓裝置的工藝要求組態出相應的應用平臺和操作平臺，并且可相應組態查以下功能：系統生成、數據庫結構定義、操作組態、流程圖畫面組態、報表組態等。5 操作站：操作站是由PC機、CRT、鍵盤、鼠標、打印機等人機界面組成。是學生（操作人員）完成對實訓裝置操作和監控管理任務的環境。是根據工程師站分配或者是組態好的任務下實現對底層實訓裝置的操作過程。6 現場控制站：它是作為直接與實訓裝置的模擬量打交道的處理單元，完成整個實訓基地的監控功能。里面可以配以相應的控制系統，比如常規控制站，現場總線控制站，配以各種標準信號的I/O卡件；可以根據相應的要求配成冗余卡件、主從控制站等等。v 系統特點JX300XP覆蓋了大型集散系統的安全性、冗余功能、網絡擴展功能、集成的用戶界面及信息存取功能，除了具有模擬量信號輸入輸出、數字量信號輸入輸出、回路控制等常規DCS的功能，還具有高速數字量處理、高速順序事件記錄（SOE）、可編程邏輯控制等特殊功能；它不僅提供了功能塊圖（SCFBD）、梯形圖（SCLD）等直觀的圖形組態工具，又為用戶提供開發復雜高級控制算法（如模糊控制）的類C語言編程環境SCX。系統規模變換靈活，可以實現從一個單元的過程控制，到全廠范圍的自動化集成。系統的主要特點如下。1開放性 融合各種標準化的軟、硬件接口，方便地接入最先進的現場總線設備和第三方集散控制系統、邏輯控制器等，通過各種遠程介質或Internet實現遠程操作。2兼容性 符合現場總線標準的數字信號和傳統的模擬信號在系統中并存。使企業現行的工業自動化方案和現場總線技術的實施變得簡單易行。3設備管理 增加先進的設備管理功能（AMS），能對現場總線的智能變送器進行參數設置等項目實現自動管理，達到了設備管理和過程控制的完美結合。4安全性 系統安全性和抗干擾性符合工業使用環境下的國際標準。5故障診斷 具有卡件、通道以及變送器或傳感器故障診斷功能，智能化程度高，輕松排除熱電偶斷線等故障。6機械結構 采用19吋國際標準的機械結構，部件采用標準化的組合方式，方便各種應用環境。7供電電源 本系統采用集中供電方式。交直流電源都采用雙重化熱冗余供電模式，部件能進行熱插拔，方便安裝和維護。8遠程服務 能夠通過遠程通信媒體實現遠程監控、故障診斷、系統維護、操作指導、系統升級等。9實時仿真 系統具有離線的實時調試和仿真功能，縮短系統在現場的調試周期并降低了方案實施的風險。10系統容量 系統規模靈活可變，可滿足從幾個回路、幾十個I/O信息量到上千個控制回路、10000個I/O信息量的用戶應用要求。11運行環境 控制機柜內合理的冷卻風路設計、防塵設計。12信號配置 提供1點、4點、6點、8點系列I/O卡件，為用戶提供了多種選擇，優化了系統的配置。13信號精度 I/O卡件采用國際上最新推出的高精度A/D采樣技術（∑△A/D）、先進的信號隔離技術、嚴格測試下的帶電插拔技術、以及多層板和貼片技術，使信號的采集精度更高、卡件的穩定性更好。14控制 系統控制組態具有符合IEC611313標準的組態工具FBD、LD、SFC、ST等，使DCS與PLC的控制功能得到統一，實現了局部控制區域內的實時過程信息的共享。15集成性 WebField是一個開放的可擴展系統，它可以方便地進行擴展和集成，利用數據站、OPCServer或網關卡，可實現與異構系統的互聯。16圖形界面 提供集成化圖形界面組態工具，可以方便、快捷地生成圖形畫面，提供多種預定義圖庫對象。17數據管理 收集并管理數據、儲存歷史數據并將之傳到公共數據庫，也可以將數據分散到不同的報表中，從而保證過程在一個最佳的狀態運行。v 控制系統結構JX300XP控制系統由控制站、操作站節點（操作站節點是工程師站、操作員站、服務器站、數據管理站、時間同步服務器等的統稱）及系統網絡（過程控制網、操作網）等到構成。系統整體結構如下圖所示。 中控室系統結構圖，整體分為三層，最上層為信息管理層，采用工業以太網協議，連接了各個控制實驗裝置網橋以及整個系統的信息管理，并且把實驗裝置的數據統一采集到某一服務機上，通過OPC協議作為可為外部軟件使用的OPC服務器。中間層為過程控制網，采用了雙高速冗余SetII作為其過程控制網絡，連接操作員站，工程師站、控制站與數據采集站等。在這一層里，我們可以實時操控實訓裝置，并能夠及時參看設備實時的運行狀況與處理故障和分析數據；同時配以相應的打印機設備設備，及時素取相應的曲線、數據和流程概要。底層網絡為內部控制網絡，采用主控制卡指揮式令牌網，存儲轉發通信協議，是控制站各卡件之間進行信息交換的通道。它主要包括主控制卡，各種標準信號I/O卡件，數據轉發卡等。實現實訓裝置上模擬量和開關量的采集和控制。工程師站是為專業工程技術人員設計的，內裝有相應的組態平臺和系統維護工具。通過系統組態平臺生成適合于生產工藝要求的應用系統，具體功能包括：系統生成、數據庫結構定義、操作組態、流程圖畫面組態、報表程序編制等。而使用系統的維護工具軟件可實現過程控制網絡調試、故障診斷、信號調校等。操作員站是由工業PC機、顯示器、鍵盤、鼠標、打印機等組成的人機系統，是操作人員完成過程監控管理任務的人機界面。高性能工控機、卓越的流程圖機能、多窗口畫面顯示功能可以方便地實現生產過程信息的集中顯示、集中操作和集中管理。服務器站可與企業管理計算機網（ERP或MIS）交換信息，實現企業網絡環境下的實時數據和歷史數據采集，從而實現整個企業生產過程的管理、控制全集成綜合自動化。通過具有對等C/S特征的操作網可實現操作站節點之間的實時數據通信和歷史數據查詢。數據管理站用于實現系統與外部數據源的通信，從而實現過程控制數據的統一管理。時間同步服務器用于實現系統的時間同步。控制站是系統中直接與工業現場進行信息