ICS 25.040 P 72 备案号：2578-2018
SH
中华人民共和国石油化工行业标准
SH/T31982018
石油化工空分装置自动化系统设计规范 Design specification for automation system of air separation unit in
petrochemicalindustry
2018-02-09发布
2018-07-01实施
中华人民共和国工业和信息化部 发布 SH/T3198—2018
目次
前言
II
范围· 规范性引用文件
2
3术语和定义、缩略语 3.1术语和定义 3.2缩略语 4控制系统... 4.1 控制系统设置. 4.2 控制系统要求 4.3 自动变负荷控制（ALC）（可选项）
现场仪表 5.1 一般规定 5.2 温度仪表.. 5.3压力仪表 5.4 流量仪表· 5.5 液位仪表 5.6 过程分析仪表 5.7 控制阀· 6 控制室设置： 6.1 一般规定· 6.2 设置方式. 6.3 机柜小屋（可选项）附录A（资料性附录） 控制系统设置方式示意图参考文献· 本规范用词说明附：条文说明
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13 SH/T3198—2018
Contents
Foreword.... 1Scope 2-Normative references 3Termsanddefinitions,abbreviations 3.1Terms anddefinitions 3.2Abbreviations 4Control system 4.1Control system settings 4.2Control systemrequirement 4.3Automaticloadcontrol (ALC)(Alternative) 5Fieldinstrument 5.1General requirement 5.2Temperatureinstruments 5.3Pressure instruments 5.4Flowinstruments 5.5Level instruments. 5.6Analyzerinstruments 5.7Control valves. 6Controlroomsettings 6.1General requirement 6.2Settingmode.. 6.3Cabinets house (Alternative) AnnexA(Informative) Control systemsetting diagram Bibliography Explanation ofwordingin this specification Add:Explanation ofarticle
F
1 SH/T3198—2018
前言
根据中华人民共和国工业和信息化部《2014年第二批行业标准制修订计划》（工信厅科（2014）114 号）文的要求，规范编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本规范。
本规范共分6章和1个附录。 本规范的主要技术内容是：空分装置控制系统设置原则，空分装置现场仪表选型原则，空分装置控
制室设置原则。
本规范由中国石油化工集团公司负责管理，由中国石油化工集团公司自动控制设计技术中心站负责日常管理，由中石化宁波工程有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议，请寄送日常管理单位和主编单位。
本规范日常管理单位：中国石油化工集团公司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：中石化宁波工程有限公司通讯地址：浙江省宁波市国家高新区院士路660号邮政编码：315103 本规范参编单位：杭州杭氧股份有限公司本规范主要起草人员：杨 晨严春明 宋 燕 叶威威 王丽娜 郎智超 周芬芳 王凯本规范主要审查人员：林 融 裴炳安 徐伟清 叶向东 林洪俊 王发兵 李 明 高欣
杨金城 伍锦荣 魏剑萍 宋志远 孙 旭 郭章顺
本规范为首次发布。
III SH/T3198—2018
石油化工空分装置自动化系统设计规范
1范围
本规范规定了石油化工空分装置自动化系统工程设计的原则和基本要求。 本规范适用于石油炼制、石油化工及以煤为原料制取燃料和化工产品的企业新建、扩建和改建工程
中空分装置自动化系统的工程设计。 2规范性引用文件
下列文件对于本规范的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。
GB4962氢气使用安全技术规程 GB16912深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程 GB50493石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范 GB/T50770—2013石油化工安全仪表系统设计规范 SH/T3005—2016石油化工自动化仪表选型设计规范 SH/T3006—2012石油化工控制室设计规范 SH/T3092—2013石油化工分散控制系统设计规范 SH/T3174—2013石油化工在线分析仪系统设计规范 HG/T20700—2014可编程控制器系统工程设计规范 ISAS71.04过程测量和控制系统的环境条件：大气污染物（EnvironmentalConditionsforProcess
MeasurementandControl Systems:AirborneContaminants) 3术语和定义、缩略语 3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本规范。 3.1.1
压缩机控制系统compressorcontrolsystem 专用于控制和保护由蒸汽、燃气或工艺气透平驱动的大型离心式或轴流式压缩机的控制系统
3.1.2
自动变负荷控制automaticloadcontrol 根据工艺负荷变化要求，通过工艺数学模型计算出相关控制回路的设定值，自动适应产品负荷变化
的专用控制策略。 3.1. 3
空压机组aircompressorunit 由空压机、增压机、汽轮机或电机及辅助设施组成的成套设备单元。
3.1. 4
机柜小屋cabinethouse 采用压型钢板预制好的全封闭设施，用于现场放置控制系统机柜。 SH/T3198—2018 3.2缩略语
下列缩略语适用于本规范：
DCS：分散控制系统（DistributedControlSystem） 装工#出店 SIS：安全仪表系统（SafetyInstrumentedSystem） CCS：压缩机控制系统（CompressorControlSystem） MMS：机组监测系统（MachineryMonitoringSystem） PLC：可编程序控制器（ProgrammableLogicController） GDS：可燃气体和有毒气体检测系统（GasDetection System） ALC：自动变负荷控制 AutomaticLoad Control CCR：中心控制室（CentralControlRoom） LCR：现场控制室（Loo calControl Room) FAR：现场机柜室（FieldAuxiliaryRoom） CH：机柜小屋（CabinetHouse） UPS：不间断电源（UninterruptiblePower System GPS：普通电源（GeneralPowerSupply） SIL：安全完整性等级 （SafetyIntegrityL
移文家：
产
4控制系统 4.1控制系统设置 4.1.1一般规定 4.1.1.1控制系统应当是成熟的、经过实际应用检验的系统，应便于扩展，能够满足空分装置控制、 安全联锁、操作和管理的需要 4.1.1.2当需要控制系统有安全完整性等 （SIL）时，控制系统应取得 国家或国际授权机构颁发的 SIL认证。 4.1.2设置方式 4.1.2.1空分装置工艺过程的检测、控 制、操 、报警、 数据利 自事件记录、 数据存储等功能应通过DCS 或PLC实现。 4.1.2.2当空分装置有安全完整性等级 （SIL）要求时， 安全联锁功能应通过SIS或具有SIL认证的 CCS实现。 4.1.2.3空分装置机组的防喘振控制 负荷控制、其他过程控制、安全联 锁等功能宜通过CCS完成。 4.1.2.4空分装置机组的运行状态的机 减保护、在线状态监测、分析诊断（可选项）等功能宜通过 MMS完成。 4.1.2.5空分装置透平驱动机组的超速保护功能应通过独立的超速保护系 统完成。 4.1.2.6 空分装置机组的调速系统宜采用独立调速器， 可采用CCS 4.1.2.7 空分装置可燃和有毒气体检测、监视和报警管理功能应符合GB50493的规定要求。 4.1.2.8 空分装置自动变负荷控制功能应通过ALC完成。 4.1.2.9空分装置的控制系统可参照附录A设置。 4.2控制系统要求 4.2.1分散控制系统（DCS） 4.2.1.1DCS的设计应符合SH/T3092一2013的规定要求。 4.2.1.2过程控制站
件 -
a）空分装置的空气分离系统、公用工程系统的过程控制站可合并配置，后备系统应单独配置
2 SH/T3198—2018
b）过程控制站的电源模件、通信模件、CPU模件应1:1余配置： c）控制器的CPU负荷不应超过60%； d）控制网络的负荷不应超过负载的50%； e）过程控制站I/O模件插槽应预留不小于20%的余量。
4.2.1.3过程接口
a）用于控制和联锁保护功能的多通道I/O模件应穴余配置； b）通信模件应几余配置，宜采用RS485串行通信接口、MODBUSRTU通信协议或采用RJ45接
口、以太网TCP/IP通信协议 c）每种备用I/O模件的通道数不应少于实际使用通道数的15%； d）每个机柜内部接线 端子应留20%备用，并预留20%空间用于未来扩充； e）后备系统I/O模件应独立配置。
4.2.1.4操作站
a）中心控制室或空分装置现场控制室应 至少配置2个 台操作站： b）现场机柜室可配置1台现场操作站。
4.2.1.5工程师站
a）中心控制室或空分装置现场控制室应 至少配置厂 台工程师站 b）现场机柜室宜配置 台带操作站属性的工程师站
4.2.1.6历史记录站
a）空分装置可配置1合历史记录站，也可与工程师站合并： b）历史记录站硬盘应 用余配置 c） 数据存储能力应能满足历史记录功能的要求，存储时间不宜少于半年。
4.2.2 可编程序控制器（PI 4.2.2.1 PLC的设计应符合 HG/T20700 014 的规定要求 4.2.2.2 PLC过程控制站、 过程接口、 三站 等的配置方式可参照4.2.1 条执行。 4.2.3 安全仪表系统（SIS 4.2.3.1 SIS的设计应符合 GB/T5077 0--2013的规定要 4.2.3.2 SIS的内部时钟应 与DCS同 4.2.3.3 逻辑控制器
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a) 单套空分装置（含后备系统） 的逻辑控制器应计 置1套 b) 多套空分装置的逻辑控制器应 安每套 空分装置 分别设置 后备系统 应独立设置； c）逻辑控制器应几余容错配置： d）逻辑控制器的中央处理单元负荷不应超过509 e）逻辑控制器的内部通信负荷不应超过50%
4.2.3.4过程接口
a）I/O模件应几余配置： b）通信模件应余配置，带诊断功能，宜采用RS485串行通信接口、MODBUSRTU通信协议或
采用RJ45接口、以太网TCP/IP通信协议； c）每种备用I/O模件的通道数不应少于实际使用通道数的15%； d）每个机柜内部接线端子应留20%备用，并预留20%空间用于未来扩充。
4.2.3.5工程师站/事件顺序记录站
a）工程师站宜与事件顺序记录站共用： b）中心控制室或空分装置现场控制室应至少配置1台工程师站/事件顺序记录站；
3 SH/T3198—2018
c）现场机柜室宜配置1台工程师站/事件顺序记录站。 4.2.4压缩机控制系统.（CCS） 4.2.4.1基本要求
a）CCS应能完成空压机、增压机机组的负荷控制、防喘振控制及联锁保护等功能； b）当机组采用蒸汽透平驱动时，汽轮机的调速控制及联锁保护功能也可由CCS系统完成，调速
控制的响应时间应满足机组要求； CCS应能完成机组辅助系统的控制及联锁功能；
c
d）CCS硬件设计应采用故障安全模式；
CCS的直流电源装置应穴余配置；
e
在ISAS71.04标准G3等级环境下，CCS的输入输出模件、CPU卡、通信卡、电源卡、机柜内的端子板等应能正常运行至少5年；
fo
g) CCS和DCS之间应通过几余方式进行通信，控制回路应采用硬接线完成 h）CCS和SIS，MMS之间的联锁信号应采用硬接线完成： i）CCS的内部时钟应与DCS同步； j）具有机组安全联锁保护功能的CCS应符合SIL安全等级的要求。
4.2.4.2控制器
a）控制器应为穴余容错型配置，满足机组的控制要求： b）防喘振控制系统的响应时间（包括从输入信号的采集、运算和输出）不应大于100ms，信号采
样时间应小于40ms； c）控制器的处理器、内存储器、内部数据总线的负荷不应超过系统最大能力的60%： d）网络通信负荷不应超过系统最大能力的40%。
4.2.4.3过程接口
a）输入输出模件应元余配置： b）通信模件应几余配置； c）通信总线及网络应穴余配置： d）通信模件宜采用RS485串行通信接口、MODBUSRTU通信协议或采用RJ45接口、以太网
TCP/IP通信协议； e）每种备用I/O模件的通道数不应少于实际使用数量的15%； f）每个机柜内部接线端子应留20%备用，并预留20%空间用于未来扩充。
4.2.4.4操作站
a）中心控制室或空分装置现场控制室应至少设置2台操作站 b）操作站的机型宜与DCS操作站统一； c）操作站的硬件配置应能满足操作的功能要求。
4.2.4.5工程师站/事件顺序记录站
a）中心控制室或空分装置现场控制室应至少配置1台工程师站/事件顺序记录站； b）现场机柜室宜配置1台工程师站/事件顺序记录站。
4.2.5 机组监测系统（MMS） 4.2.5.1基本要求
a）MMS应至少配置监测机架、电源模块、状态监测接口模块、过程接口模块及满足机组功能要
求的相关监测器模块、继电器模块； b）MMS模块应具有在线维护功能，其在线插拔不应影响到其他模块的监测或保护功能； c）1 仪表机架内每种类型测量参数宜预留10%备用接线通道，全部仪表框架宜预留10%备用模块插槽；
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