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吉林化工学院信息与控制工程学院毕业设计外文翻译一个成功的控制系统革新的策略Strategy For A Successful Control System Renovation学生学号： 06510318 学生姓名： 张建胜 专业班级： 自动0603 指导教师： 孟亚男 职 称： 副教授 起止日期：2010.3.12010.3.7 吉 林 化 工 学 院Jilin Institute of Chemical Technology吉林化工学院信息与控制工程学院毕业设计外文翻译一个成功的控制系统革新的策略在升级的时候考虑这些指导方针用最近的最新颖的系统升级一个主要的传统类型的控制系统是任何过程工业得到竞争力的关键。改良任何的系统主要目的是为了要有适当的连接性和互通性来增加灵活性和连续性的功能。在这里提供的指导方针向指出了在一个如此富有挑战性的工程后面的主要问题。为了及时的和有成本效益的完成,要从概念上的计划上跟随它们。这些建议考虑了限制、假定和附加的研究来解决在整个工程中的一步步活动：设计、采购、构造和委任期间的全部预期问题。为控制系统升级的需要。 当升级一个传统的控制系统为一个集散控制系统 (DCS) 的时候，目标是:l 提供基于高度的分配机器智能的一个复杂的过程控制系统,供应有效的控制和包罗万象的操作员接口。l 保证那在低消耗下具有实时操作的新的集散控制系统（DCS）的高可靠性。l 保证对工厂操作所必需的数据获取和程序数据设置的快速响应。有与任何其他的最新颖的系统兼容的开放式结构。这允许过程控制和自动化系统整合的最高程度,这些自动化系统有一个对各种厂商独立的并且公开分配的接口的规格。 l 通过对工厂的关键区段/ 叁数的管理控制来提供工厂自动化。l 可行性研究应该应该在升级现存的控制系统到集散控制系统（DCS）之前被实行。所有的理由, 无论是系统的 、一些装置的或元件的, 都要被证明。 目的包括:l 执行基于预先准备的关于对现存系统的恶化和荒废的报告的可行性研究。l 检查现存的控制系统的线路板的寿命。它被通常估计从安装日期起是大约 15 年。这可能造成依照每个控制/检测回路的临界一步步替换线路板的紧急计划。 l 升级控制系统是艺术级的。通过有一个减少了硬件成份的高度可靠的系统,丢弃陈旧的仪器，将会减少维护和操作的费用。 l 通过包括较多的厂商和征求最好的提议用最小的价格达成全部的需求。l 用较正确的数据改良数据收集/ 检测和控制。这减少了连续的互通性问题和延长了工厂控制系统的寿命。准备工程规格。 主要的应该在全部集散控制系统（DCS）工程落实期间被采用的指导方针是:全部的升级策略。 正常地, 一个集散控制系统（DCS）要在任何进展的预定转换维护 (TAM) 期间被准备好。因为有限制的时间，不扰乱同时被连接到切断和联动系统的回路是适当的。然而,来自继电器、逻辑/PLC 、主要的切断系统的所有状态信号可能被定路线到一个集散控制系统（DCS）。 另外，一些用来互锁的将要因为恶化被代替的相关工具,可能被升级到新的工具。这些包括在一个辅助控制台上的新的报警器和通断开关。图 1表示了一个典型的全部系统结构。研究规范。 为了较容易的工程管理和控制，拥有所有的必需数据的简单结构应该在起始阶段被准备。在为一个集散控制系统（DCS）准备研究规范之前，应该对现存系统进行详细的检查，以确认和证明工厂的每个细节。要被包括在内的细节是:l 领域工具规格的细节。l 输入/ 输出需求。l 在控制室的里面和周围的信号电缆和电源电缆配线的确认。l 附加的工具，报警器系统等的细节。l 控制回路功能和特性。l 已存在的保护系统和顺序回路细节。l 控制室的有效空间的最新布置图。l 信号电缆的有效性，控制室的配线,局部的嵌板等。 l 根据需求的安装活动。上述的项目应该被连同管和仪表图 (P&IDs)接着是回路图、电缆一览表、仪表数据表等一起详细地检查。基于检查结果,研究规范应该与下列各项条款一起准备, 但是不局限于此:1.全部的需求- 系统和技术2.工作规范3.结构和功能的规范4.补给和支持服务的范围5.典型的现存控制系统的结构6.集散控制系统（DCS）升级的修改一览表7.控制室布局细节8.工作和补给的厂商范围9.集散控制系统（DCS）输入/ 输出数目表10.辅助控制台仪表的细节。 除此之外，下列各项点一定要被认为是工程管理的部份:对出价人的说明。 出价人一定通过一致的有组织的方法提出他们报价,包含的如规范所定义的所有技术上的方面。他们应该清楚地区别标准 (免费用) 选项和逐渐增加的费用选项。技术上的替代选择被出价人提议，关于那提议契约价格一定要仔细地被考虑,这是商业的竞标评估的基础。工程规范和标准。 厂商应该被告知他们为工程实施所应用的一般的工程规范和工程标准。工程规范应该包括设计、制造、领域活动等工程实行程序。一个初步行动时间表应该根据设计、采购、发展、构造、委任和启始等一步步的活动准备。操作程序也应该被全部地为控制系统革新工程准备, 它将会在工程实行期间被承包商跟随。工程实行程序应该包括工程活动的所有时期。例子是: 质量;协调;计划, 计划安排和进步报告;工程和采购;构造;委任;暂时的和最终的接受; 和人事的训练。 工作的范围。 承包商的责任和职责应该在契约落实期间被概述。来自工作的范围排除也应该被清楚地叙述。竞标需要工作的小心准备和对范围的清楚的理解。通常注意在计划之外的工作是非常贵的。部门的检查。 在获得来自过程，维护和工程部门的意见之后，工程团体应该思索所有的必需附加/ 划除的东西，来为集散控制系统（DCS）革新工程准备研究规范的一个工作包。技术上的评估标准。 这评估的目的要调查下列各项因素:技术标准。 主要的目标要确定系统从现在到以后的 20 年不会被荒废。这些标准目的是定义现在流行的技术和它对初现的结构和通讯趋势的一致性。功能的设计标准。 确定设计方式向是指向调整控制和一种改良的操作哲学的数据管理和监督控制的所有方面。要被考虑的因素是网络结构，输入- 输出处理，控制哲理，操作员接口，历史数据库，监督控制和最佳化，能量补给和出入口。推荐:l 控制网络通路记录应该被选择以便它提供可靠的传输给总线，而使数据传输在正常的间隔下的没有任何的延迟,即使总线负荷是高的。 l 控制和管理数据系统 (MIS) 不应该被连接在相同的网络中,因为它可能引起高的流通容量,导致形成一个缓慢的系统。 l 紧要关头的互锁数据在没有经由受权者的同意时不应该经网络交换。 l 网络不应该被设计到最大的节点限制。l 网络应该与思想中将来的演变一起计划。 可信度和可维护性标准。 系统应该以固有的可信度和通过重复达成可信度的途径被评估。重要的可维护性因素包括: 适当的支持对保护工厂操作在长时间运行后的稳定性的服务，即使在撤消系统之后；一个假使系统/次要系统失败后重建系统的架构；还有其他的影响全部的维护和剩余详细目录管理的因素。附加的标准。 要考虑的因素是工作范围，位置限制，接地和屏蔽，文件和训练。财政的标准。 系统应该被评估考虑下列各项: 全部结构的价格,对可能的基于研究规范的相同程度的功能性的延伸；在控制室内和周围的全部安装费；免费和逐渐增加的费用选项；和每计画的结构费用判断的检讨。和通过计划的结构检查估计的费用。纲要。通过评估每个在厂商之中由补足技术的比较而被支持的标准,等级将被给每个系统。注意在投标阶段期间，一定要确定厂商对每一部份单独地提出的一个价目表。这避免了在技术阐明期间应该有在量方面的任何改变的争论。另外,确定厂商在提供技术上的竞标方面通过有方法、有系统的方式提供有效的计划管理和控制。缩短奖赏。 一步步的活动将被执行来颁契约给所挑选的厂商: 契约的奖赏；由厂商检查地址；开工会；和厂商的最后澄清；和工程里程碑的检查和完成。 设计和工程阶段。 完全的细节工程应该被实行。这包括发展中的新工程文件和新系统的规范。功能单元规范。每个功能单元必须以它运行的工作来定义。表 1 表示集散控制系统（DCS） 输入输出总数表。控制单元:l 调整控制：控制回路的类型 (PID, 串级PID, 复杂PID,及其他.),回路数和扫描时间作为每个单元中的任务。l 连续控制：所有的联合仪器和控制装置的类型，数字和扫描时间。l 先进控制回路细节。l 监测回路 (模拟的/数字的)& 多路传输回路l 在反常和其它情况下报警与模拟/ 数字信号相联合。l 运用软件功能,举例来说,工厂仪器执行监测系统等。l 操作员站。 主要的功能为完成工作站规范考虑: l 数据库大小- 控制/ 监测数据的类型和数量和标准操作程序l 操作员站- 类型和数量l 外围设备 (硬拷贝装置和打印机等.)- 类型和数量l 程序图标颜色显示- 类型和数量l 程序情况显示- 类型和数量l 集散控制系统（DCS）状态/警报显示- 警报序列的数字和类型l 实时和历史趋势显示-类型, 数字和倾向时间间隔l 控制和管理数据系统（MIS）-数据记录日志和操作报告-类型和数字。l 其他的考虑。 在设计和工程的每个步骤期间非常彻底地检查下列各项:l 用一个开放性的,模件的，检错和容错的结构的可靠系统的设计应该很简单。l 新的系统应该对操作,检测,保存记录和障碍修理是比较容易的。 l 所有的系统和次要系统用合理的简化一定是可互操作和可构造的。集散控制系统（DCS）的硬件和软件。 基于集散控制系统（DCS）的结构, 特性硬件和软件组件应该被选择应付所有的功能需求。这里是从设计和工程的开始阶段立刻考虑的一些指导方针:厂商的范围将包括设计、补给、运输、安装和如功能的规格所定义的所有硬件和软件系统的任务。系统在构造中能至少有 20%的每个安装硬件的剩余，包括配线连接等。大体上，控制站的载入大概不应该超过在所有的载入情况之下的 60% 的总时间。由厂商提供的存储器的型号和大小应该能够储存所有的程序和被和与单元联合的数据。能量补给的大小应该与特定的负荷和需要的分配一致。能量多余, 如果是必需的，也应该被满足。评估容错的结构需求。 包装,内部的和外部的配线必须符合安装标准和被跟随的步骤。操作员站的微处理器和记录单元的类型和数量应该确定充份的处理能力和回应时间。工厂验收测试: 在DCS单元被制造之后,系统应该经最后的结构被整合并且在进行完全操作之前测试下列各项:1)系统硬件单元的完整和它们的连接路径；2)所有的标准软件包和与系统联合的应用软件的载入；3)用应用数据库和程序查证系统的功能的可实行性。构造。 详细的构造计划时间表应该共同地与厂商一起检查。由于在真实的位置和可利用的文件之间有较小的不同，进行频繁的位置测量来消减任何的紧要关头的惊奇。在一个紧的时间表中有效地实行构造活动，工作 (在使用者和厂商之间) 的范围能够被定义为如下: 活动使用者厂商位置测量管理的/ 支持实际的工作构造工作做做替换工作做做测试 & 检验做做回路检查做做任务创始的/实际的工作协助第一阶段的活动。当工厂在运作时，下列各项活动能在预定的预定转换维护（TAM）开始之前被执行：1.位置测量:l 用现存系统检查文件l 和工厂的人事和承包商讨论工作时间表l 检查电缆路径, 仪器安装布局,已存在的地板构造, 主电源供应，仪器的进位/ 移动路径和标记再用电缆l 评估使用从可得的多余点中供应的现存的不间断电源（UPS）的可能性。2.控制室的活动:l 暂时重新装置现存的系统 ( 如果必需的) 任何的部份, 保证工厂的操 作不被影响。l 集散控制系统（DCS）的接地极的放置。l 安装集散控制系统（DCS）的仪器,辅助控制台,报警器架,新电源分配嵌板,警报开关支架,辅助支架,及其它。l 在集散控制系统（DCS）仪器和现存的排列架，继电器嵌板，传统的控制嵌板之中，准备和放置所有的系统电缆,信号电缆。 l 在新的设备之中配所有的系统电缆。集散控制系统（DCS）的内在检查应该被执行。回路检查要通过从排列架和所有的各自的嵌板中来的虚拟信号来实现。其后，认明每个有关于每个连接块的电缆并且具此作好标记, 由此在切断期间为终止做好预备。 3.领域活动:所有新仪器的信号电缆, 如果有的话,应该与导管一起放置，经由先前标定的电缆路径接到现有的联接盒中。剩余的多芯电缆 ( 如果可利用的)应该被用起来。电缆反边（给排列架的）,要与结束终端一起装配。在排列架的电缆终端和仪器之间应该进行连续性测试。第二阶段的活动。下列一步步的活动应该在预定转换维护（TAM）期间被实行 :l 除去所有的不必要的电缆。在现有的普通嵌板中开始装管修正。l 从排列架中为集散控制系统（DCS）连接电缆。l 集散控制系统（DCS）的所有重要回路都要进行回路检查。另外，在DCS中进行一个控制阀的检查。 l 对于其他的回路 , 所有的相关仪器, 如果是可应用的,应该与新的仪器一起升级。排列边和仪器边的终端连接应该被做好。l 分离 PLC/继电器嵌板等已存在的电缆。那是不需要的。新的电缆在继电器嵌板/ PLC 嵌板和监控开关架,DCS控制台, 过载维护开关 (MOS) 嵌板及报警器嵌板 ，半图标嵌板等之间被连接。l 对互锁回路进行回路检查。l 测试全部的逻辑系统, 包括新的报警器,一般的警报系统和集散控制系统（DCS）指示。委任。系统检查应该被运行并且所有的委任活动与来自操作人事的协助一起实行。所有回路