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某生物科技化工有限公司化学品原料药、化学药品制剂及生物产品制造项目自动化

应用产品:DCS系统、SIS系统     合作案例

(DCS系统、SIS系统、CCTV系统、LED智能大屏系统)

一、项目概况

       本项目主要研发和生产新型原料药、医药中间体、医药制剂、生物医药等产品,计划3至5年内建成集科研、生产、经营于一体的世界的绿色节能型生物医药制造基地。项目一期主要生产磺胺类、生物缓冲剂系列、降糖类药物及中间体产品三大系列产品。该企业一期项目自动化系统仪表点共计15000余个,机柜数量100余台,控制站12对,视频监控100余个。
       苏州优正自动化是该企业全厂自动化系统的供应商,提供了工厂分散控制系统(DCS)、安全仪表系统(SIS)、视频监控系统(CCTV)、LED智能大屏系统等核心自控装备,为企业工艺技术加上全流程自动化的“优正芯”,满足客户生产要求,为客户创造极大的价值。

       本项目DCS系统采用霍尼韦尔新一代集散控制系统Plantcuise by Experion,该系统是当代最先进的控制系统之一,包含了霍尼韦尔三十年来在过程控制、资产管理、行业知识等方面积累的经验,采用最先进的开放平台和网络技术,为工业企业提供一个统一的、全厂的、自动过程控制、设备和资产管理,直至操作管理、生产管理、集成制造等一体化的知识系统体系结构和全系列的解决方案。
       本项目SIS系统采用霍尼韦尔HC900系统,该系统早于2013年10月成功取得SIL2认证,它充分利用了近年在计算机技术、网络技术和数字通讯技术取得的成就,结合其百年来在工业控制领域的丰富经验,兼顾全厂一体化的局部和整体要求,强调分散、开放、网络和应用管理的理念,整合批量控制、连续控制和离散控制,引领出崭新的控制理念。

       本项目CCTV系统采用海康威视视频监控系统,海康威视成立于 2001 年,是一家以视频为核心的物联网解决方案和数据运营服务提供商。 公司面向全球提供安防、可视化管理与大数据服务,针对公安、交通、司法、文教卫、金融、能源和智能楼宇等众多行业提供专业的细分产品、IVM 智能可视化管理解决方案和大数据服务。


二、系统概述


 DCS系统Plantcuise by Experion
1、Experion过程控制网络
      容错以太网FTE,采用霍尼韦尔的专利技术容错以太网FTE(Fault Tolerant Ethernet)技术,是一 种高性能的先进的工业以太网解决方案
Experion高性能工程师站
冗余配置或非冗余配置的选择
用于全厂范围,或地理上广域分布的诸系统的分布式系统结构(DSA)
OPC接口和多种第三方控制器的通讯接口
Experion操作站 (HMIWeb)
基于霍尼韦尔的HMIWeb技术
操作站可访问控制器数据
可视方案图,控制策略设计图的实时监视显示
2、Experion软件
       监控软件提供高速缓存区的实时动态数据存取、趋势、报警/事件管理、报表报告生成等功能
全新的系统组态环境Experion组态工作室包括:
企业模型组态软件Enterprise Model Builder,对企业中的资产按分级结构直观地描述、显示
控制策略组态软件Control Builder,为生成控制策 略提供全套控制算法库
系统资源组态软件Quick Builder,用于创建系统硬件
用户画面组态软件HMIWeb Display Builde,用于创建基于 HTML格式的操作员图形界面
知识库软件Knowledge Builder,提供基于HTML格式的在线帮助
强大的数据交换功能
支持先进的过程网络结构
多种其它应用(Uniformance PHD、eServer、DVM)
3、Experion 过程控制器
       C300过程控制器运行在经现场使用验证的、具有确定性特点的控制执行环境(CEE)核心软件上,为Experion平台提供强大、可靠的控制功能。C300是将连续控制、逻辑控制、顺序控制和批量控制集于一身的紧凑、高效、低成本的最佳控制器,广泛适用于各种工业应用。控制功能由控制算法库提供,控制算法库由被称为功能块(Function Blocks)的大量运算模板所构成。先进的图形化的控制组态工具Control Builder使得控制策略的生成和组态极其方便。Control Builder 不仅用于组态控制策略,还可以将组态好的控制策略下装至控制器以及进行在线监控和在线修改。
 功能强大的控制处理器,调节和逻辑控制一体化,冗余配置或非冗余配置选择
 50毫秒基本控制执行环境
 设计新颖的8系列输入/输出子系统
 与AB公司PLC5和Logix 5550PLC的集成
 与HART、Profibus 和DeviceNet等现场总线的集成

SIS系统 HC900


1. 系统功能说明:
      HC900是Honeywell公司在大型C200系统和小型控制器UMC800的基础上最新推出的新一代中小型控制系统。他不但继承了Honeywell大型系统对模拟量卓越的处理能力,还增强了对逻辑量的处理能力,尤其是具备了SIL认证后,不仅兼备了传统DCS系统与PLC的综合优势,非常适用于既有回路控制又有泵阀等开关控制及安全要求的生产装置。开放的以太网连接允许各种HMI/SCADA软件对系统的访问。
      基于Windows视窗的控制策略组态软件,可以通过RS 232串口、以太网口甚至通过Modem远程下装程序,使用户的组态工作更加轻松、容易。HC900还提供高级监测功能、允许在运行模式下改变并下装程序、可以从控制器上传组态程序等多项功能。
优秀的数据采集及信号处理能力
高效的生产过程控制
丰富的通讯接口
完善的HC900自诊断功能
在线同步组态与监控功能
完美契合DCS的上位功能、报警、事件、历史
SIL2认证,过程/安全工作薄能够处理过程组态及安全组态

2.系统硬件说明:
      HC900 控制系统共有三种机架:4 槽、8 槽、12 槽
      冗余的 C75 控制器使用单独的控制器机架,这种机架不能安装 I/O 卡,只能安装 CPU 卡,两个电源分别给独立的 CPU 供电。冗余控制器切换模块可以显示控制器的状态,执行控制模式的切换。
      CPU 模块
HC900 系统包括以下控制器模块
C30 和 C50 用于非冗余系统
C70 可以实现网络冗余
C75 可以实现控制器冗余和网络冗余

      I/O 接口卡
      HC900 远程 I/O 是通过远程 I/O 接口卡和主控制器进行通讯的,共有两种 I/O 接口卡:一种是单端口,用于非冗余的控制系统,另一种是双端口,用于冗余的控制系统,在多机架应用中接口卡是通过 DIP 开关设定来寻址的

      输入和输出
      在用户的控制方案中可以选择不同的 I/O 模块:
三、系统配置说明
 AI-V,AO-V 安全功能块用于安全系统的场合
 8 通道通用模拟量输入模块:输入信号包括 TC,RTD,电阻,电压电流或毫伏信号
 16 通道高电平模拟量输入模块:信号类型可以是 V 或 mA,点点隔离
 8 通道模拟量输出模块:支持 0-20mA 信号,4 通道一组,组间隔离
 16 通道数字量输入模块:节点型,DC 或 AC 电压输入。
 32 通道数字量输入(模块供电)模块:DC 电压
 32 通道数字量输出(source)模块:DC 电压

三、系统配置说明


 1.系统结构总图
      下面的结构示意图可以让您更直观的了解该项目的配置情况:



      设计时遵循了冗余原则,
系统FTE网络和网络交换机等设备的均 1:1 冗余配置。
C300控制器、I/O子系统通讯网络等部件均 1:1 冗余配置。
系统机柜电源系统均 1:1 冗余配置,辅助机柜电源均 1:1 冗余配置。
每个操作站都有独立的计算机主机,操作站可互为后备,具备工作冗余功能。
1、中控室
      6套主生产装置(指一~五车间、循环水),每套设2台DCS操作站,一站双屏(左右布置),共12个操作站主机,24个显示器,安放在12个操作台上。
      设2台工程师站,每站单屏,安放在3个操作台上。
      一、二、三车间共用一套SIS系统,共设1台SIS操作站(兼工程师站和SOE),1个辅助台。SIS显示器与DCS显示器同品牌同型号,放于辅操台旁。
      工程师站、网络机柜、等集中安装在中控室内。
      系统设1套UPS电源,容量20KVA/220V/0.5h,安放在UPS室内。
2、现场机柜室和操作室
      6套主生产装置内各设有1个现场机柜室和1-2个操作室,每个现场机柜室内设1台现场操作站(兼工程师站,配1个24"显示器),每个操作室内安装1台46"显示屏,由该装置的现场操作站控制和切换显示画面,46"显示屏与DCS显示器的分辨率一致。
      各装置的控制机柜安装在现场机柜室,并各配1台UPS,容量6KVA/220VAC/0.5h。
3、系统硬件规格
3.1网络设备
      过程控制网 是直接针对工业生产与控制的最重要网络,采用Plant Cruise系统FTE容错以太网。FTE上的节点均连接到交换机上。
      对于支持ModbusTCP/IP的第三方设备可直接接入FTE交换机,支持RS485串行接口的第三方设备通过串口服务器MOXA NPort 5630连接到FTE交换机上,串口服务器可以冗余配置。

3.2人机界面

4、控制站配置
      C300控制器按生产单元完全独立冗余配置,并提供8系列IO子系统配合C300控制器承担各装置各单元的数据采集,调节控制、逻辑控制、顺序控制、复杂控制和批量控制等应用。

      本项目中的过程单元共配置了12对 冗余控制器,每对控制器的负荷均小于50%。全厂的数据通讯将通过Honeywell专利的容错以太网(FTE)实现高效数据传递。




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