分散控制系统数据表

冯欣，杨刚

（中石化工程建设有限公司，北京100101）

分散控制系统（DCS）是以微处理器为基础、以通信网络为纽带的多级计算机系统，由过程控制级和数据监控级的各类设备组成，综合了计算机、通信、网络、控制等多门技术学科，实现了工艺流程的分散控制、集中操作、分级管理，在炼油、化工、冶金、电力、煤炭、能源等领域有着非常广泛的应用。

DCS作为工业生产中重要的核心控制设备，在系统结构、硬件配置、软件组态、功能应用等方面有着显著的特点，系统组成较为复杂，其配置的合理性会直接影响到生产装置的正常运行。此外，国内外各DCS制造商的产品差异很大，即使是同一个制造商，不同版本的软硬件在某些方面也会有较大的区别。

随着工业化的进步，尤其是IT技术的变革，DCS不断推出新产品，运用新技术，实现新功能。只有深入地了解才能掌握并熟练运用这些最新的知识，这对于长期从事DCS应用的专业人员都是一个考验，更不用说DCS应用的初级技术人员了。由于工作性质的不同，他们对于DCS的了解常常是建立在各DCS厂商的自我宣传和介绍之上，其中存在着不少含糊的甚至错误的概念，这在DCS招标过程中会尤为明显。

在DCS招投标过程中，各DCS投标方由于来自不同公司，投标技术附件差别很大，没有统一的格式。各家都有自己的文件版本，动辄上百页，几乎无一例外地采用文字形式表述，内容冗长，套话连篇，重点模糊。招标文件中同一个技术规格，不同投标方的表述方式各不相同。此外，出于各种因素的考虑，投标方对招标文件中的各种技术要求经常不能做出直接、准确、清晰的响应。这些做法直接造成DCS投标文件条款遗漏、表述不清、理解困难，增加了评标人在技术评价上的难度。

深入剖析产生这些问题的原因，其根源还在于招标文件本身。以往招标文件中关于DCS的技术要求仅局限在一个DCS规格书内，该规格书将DCS复杂的配置要求通过文字叙述的方式进行说明，同样一个技术要求可能会在文中的不同位置以不同表述形式出现，容易产生歧义，甚至前后矛盾，这在客观上会引起投标方理解上的偏差。即便是采用同一个招标文件模板编制的文件，也会因人而异、因公司而异。此外，由于招标方对于投标文件没有统一的格式要求，各投标方自行其是，很难做到各方对招标文件进行统一、清晰地逐条响应，容易在评标过程中引起误解，甚至产生纠纷。

DCS招标是一个严肃、细致的过程，标的额少则几十万元，多则几千万元。为了体现公开、公正、公平的原则，需设计一个标准的DCS数据表，为各方提供统一、清晰的平台，减少投标文件在技术响应方面的不确定性，维护评价结果的权威性，从而最大限度地保证最终用户的利益，也能保证投标方的合法权益。

1 规格书和数据表的区别

规格书（Specification）和数据表（Data sheet）是工程项目中最常见的两种设计文件。规格书的重点主要放在对客观主体（仪表、设备、系统等）的用途、功能、要求、规格、标准、数量等方面的介绍和说明上，一般采用文字叙述格式，虽然也需要投标方应答，但不作为投标方的应答范本。数据表的涵盖范围相对要小一些，主要用于对客观主体的规格、标准、数量等指标数据的量化上，通常采用表格形式，表格中有所需要的具体项目和规格、数据，并留有需要投标方填写的位置，投标方可以采用此表格作为投标的标准模板。

规格书与数据表各有侧重、互为补充，二者的分界并不是泾渭分明的，有不少相似的地方。比如大部分现场仪表因为用途单一、功能明确、要求简单，规格项、数据项相对固定且数量有限，所以其规格书也经常采用数据表的形式。

2 常规DCS规格书

在介绍DCS数据表之前，首先对DCS规格书作一简介。

从国内石化行业引入DCS开始，DCS规格书随之产生。开始是由各设计单位根据各项目的需要分别独立编写，之后通过互相学习，补充完善，经历了一个从粗浅到成熟，从各单体工程项目到公司设计模板的阶段，最终形成了一个较为规范、完整的版本。DCS规格书整体结构大致可分为以下几个部分：

1）总则。对项目进行简要介绍，规定供货商的责任，明确供货及服务范围，提出投标技术文件的基本要求等。

2）系统技术规格。提出系统的综合指标，包括操作环境、人机接口、系统可靠性、可用性、通信网络以及各类高级应用（如AMS，GDS，CCTV等）。

3）硬件配置。提出硬件设备配置条件，规定冗余原则，阐明控制器、操作站、工程师站、机柜、安全栅、继电器等设备的配置要求，明确电源和接地的要求。

4）软件配置。提出各类软件配置的基本原则，包括过程控制和检测软件、操作软件、系统软件、组态软件、高级管理软件以及软件的版本和汉字系统等。

5）备品备件及辅助工具。提出各类备件的数量及一些辅助工具的配置要求。

6）文件资料。提出工程设计文件、应用手册文件、中间文件以及培训组态文件的基本要求和数量。

7）技术服务。提出项目管理、工程条件会、现场技术服务、售后服务等方面的具体要求。

8）培训及组态。提出系统技术培训、维护培训、操作培训以及软件组态等方面的要求。

9）测试与验收。包括工厂验收测试（FAT）和现场验收测试（SAT）两部分。

10）保证期。规定系统质量保证期和备件供应期。

11）附录。包括I/O清单、附件清单、中控室平面布置图和其他特殊图表等。

上述文件体系结构基本涵盖了整个DCS规格书的全部内容，在十余年的招投标过程中起到了很好的作用，基本满足了行业对DCS招标的需要，规范了招标规则和要求，也规范了投标行为。但是由于没有规定投标文件的格式要求，也没有投标技术规格的数据格式模板，投标方由于公司、人员素质等差别以及其他因素，经常人为地编制和编排技术规格和数据，造成投标文件冗长低效、重复赘述、自相矛盾，因而偏离招标要求。

3 DCS数据表的总体结构和填表原则

随着大规模石油化工和煤化工项目的建设，完善控制系统招标文件体系，减少招标文件中的错误和不合理规定，规范投标文件的形式，以便更有效地进行招标和评标工作，已经逐步地提到了议事日程上。

文中所介绍的DCS数据表的内容已经全文收录在最新版SH 3092《石油化工分散控制系统设计规范》的附录B中，共28页。由于篇幅所限，现简单介绍DCS数据表中的主要内容。

DCS数据表采用Excel表格形式，A4幅面，除“操作设备清单”和“I/O清单”采用横表格以外，其余表格全部采用竖表格。整个DCS以不同工作表（Sheet）的方式分为以下若干个分项，见表1所列。

表1 DCS数据表总体结构

DCS数据表主要内容由“规格项”、“要求”和“DCS厂商配置”三栏组成。其中“规格项”一栏的内容经过长期调查，现已基本包括国内外各大DCS厂商的绝大部分技术性指标；“要求”一栏内容由用户或设计单位（以下称甲方）填写，可以设置密码保护；“DCS厂商配置”一栏由DCS投标方（以下称乙方）填写，不设置密码。表2是“系统网络及控制站”中的一个局部示例。

表2 系统网络及控制站（局部）

各类技术条款（参数）的重要程度分为三级，表格中另外设置了“级别”一栏，用来表示该条款（参数）的重要程度。其中重要技术条款（参数）在“级别”一栏内用“＊”表示，投标文件若不满足任何一条带“＊”的条款（参数）将导致废标。次要技术条款（参数）在“级别”一栏内用“△”表示，每项不符合带“△”的条款（参数）将按投标总价的1%增加投标总价，以此为评标价。一般技术条款（参数）在“级别”一栏中为空白。这些内容都在“填表说明”中进行了阐述。

上述原则是依据商务部2004年第13号文件《机电产品国际招标投标实施办法》中相关条款制定的，各项条款（参数）的重要程度可由甲方在填表之初自行确定。

4 DCS数据表内容简介

4.1 使用业绩

甲方空白，乙方应答。乙方应提供3个同类项目的名称、地点、合同签订时间、开工日期、联系人、联系电话等信息，以及该项目中所采用DCS的系统名称、系统版本、控制器型号、控制器对数、I/O总数、软件名称等系统配置情况。该表格用于乙方展现在以往同类项目中的工程经验和技术水平，供甲方参考。

4.2 装置单元一览表

甲方填写，乙方不应答。甲方提出该项目所包括的全部装置、单元的名称、单元号、所在的现场机柜室编号以及距中控室之间的距离。该表格用于甲方向乙方介绍该招标项目的基本概况，并提供一些整体信息。

4.3 系统网络及控制站

甲方填写，乙方应答。甲方提出DCS网络的具体要求，包括组网形式、网络连接模式、通信标准、最小通信距离、最大网络负荷等内容；控制站的具体规格，包括冗余方式、切换时间、平均修复时间、最大支持I/O卡件能力等内容；负荷计算依据，包括0.2/0.5/1.0 s的I/O点数所占总点数的比例以及通信卡件计算依据；第三方通信，包括通信协议、配置方式、端口诊断和通信容量。乙方应在“DCS厂商配置”一栏内回答甲方所提出的全部要求，包括具体型号，并说明其配置方案。

4.4 I/O卡件

甲方填写，乙方应答。甲方提出冗余及非冗余型模拟量输入/出、数字量输入/出、低电平模拟输入、脉冲量输入卡件的具体指标和规格要求，包括通道数、过载电压、扫描时间、智能通信协议、精度、功耗、接线端子形式、防腐等级、EMC抗干扰能力、防混插锁等内容。乙方应在“DCS厂商配置”一栏内回答甲方所提出的全部要求，包括具体型号，说明其配置方案。

4.5 台面形式

甲方填写，乙方应答。甲方提出操作台、辅助操作台、工程师台、打印机台以及操作、办公设备的各项具体要求，包括材质、形式、颜色、高度、尺寸、面板布置等，该台面仅为办公家具类产品，不包括任何计算机设备。乙方应在“DCS厂商配置”一栏内回答甲方所提出的全部要求，包括具体型号，说明其配置方案。

4.6 人机接口

甲方填写，乙方应答。甲方提出操作站、工程师站、辅助操作站和其他人机接口计算机设备的硬件指标，包括CPU、芯片组、内存、硬盘、显示器规格、音箱、键盘等。乙方应在“DCS厂商配置”一栏内回答甲方所提出的全部要求，包括具体型号，说明其配置方案。

4.7 打印机

甲方填写，乙方应答。甲方提出网络打印机和本地打印机的具体要求，包括打印机形式、打印纸张规格、打印机数量、打印速度、耗材备件等。乙方应在“DCS厂商配置”一栏内回答甲方所提出的全部要求，包括具体型号。

4.8 数据设备表

甲方填写，乙方应答。甲方提出DCS网络中各类数据设备的具体要求，包括OPC服务器、病毒服务器、Web服务器、历史记录工作站、防火墙等设备在硬件配置和操作系统等方面的内容。乙方应在“DCS厂商配置”一栏内回答甲方所提出的全部要求，包括具体型号，说明其配置方案。

4.9 网络设备

甲方填写，乙方应答。甲方提出对于控制层、操作层、工厂层和服务层交换机的硬件配置要求，同时规定了网络管理软件和系统光缆的具体规格。乙方应在“DCS厂商配置”一栏内回答甲方所提出的全部要求，包括具体型号，说明其配置方案。

4.10 安全栅/电涌防护器/继电器/直流电源

甲方填写，乙方应答。甲方提出对于安全栅、电涌防护器、继电器和直流电源等辅助设备的具体规格要求，包括型号、规格、安装形式等。乙方应在“DCS厂商配置”一栏内回答甲方所提出的全部要求，包括具体型号。

4.11 机柜及附件

甲方填写，乙方应答。甲方提出系统柜、安全栅柜、端子柜、继电器柜、配电柜、网络柜、服务器柜等机柜的具体规格要求，包括机柜尺寸、开门方式、柜体结构、外观颜色、防护等级等内容。乙方应在“DCS厂商配置”一栏内回答甲方所提出的全部要求，包括具体型号。

4.12 备件及辅助工具

甲方填写，乙方应答。甲方列出开工备件的清单，乙方应提供该清单内的产品；3年备件内的清单数量，乙方可以在甲方原数据的基础上根据其系统自身的特点进行个别调整；专用工具由甲方提出，乙方应答。

4.13 文件资料

甲方填写，乙方应答。甲方提出为保证项目的顺利执行，乙方应提供的必要的文件资料和磁介质的数量，除非乙方在数据表中进行说明，否则视为其同意接受甲方全部相应要求，并应按要求的时间、数量、承载介质形式提供。

4.14 技术服务

甲方填写，乙方应答。甲方列出在项目执行的各环节过程中，对于项目管理、工程条件会、系统培训、操作培训、组态、工厂验收、现场服务和售后服务等技术服务内容的具体要求，乙方应在“DCS厂商提供”一栏内回答甲方所提出的方案。

4.15 区域控制组

甲方填写，乙方应按照要求配置。甲方向乙方提出该项目各装置内部的区域控制组的划分情况。区域控制组按照装置内的工段设置，每组至少包括1对控制器。例如I/O点数较多的常减压装置可分为常压和减压2个区域控制组，而I/O点数较少的装置、单元则只设置1个区域控制组。乙方根据I/O清单中各装置、单元的区域控制组内的I/O点数，参照其控制器的负荷能力，计算出实际需要的控制器对数。对于一些负荷能力较大的控制器而言，1个区域控制组一般只需要提供1对，而对于一些负荷能力较小的控制器则可能需要2对甚至更多。

区域控制组和操作分区是完全不同的两个概念，后者是工厂按照生产操作、调度的需求，将多个装置、单元组合在一起实行统一管理的区域；而前者是单一装置、单元内部划分的方式，划分区域控制组相当于规定了该装置（单元）应提供的最少的控制器对数。

4.16 操作设备清单

甲方填写，乙方应按照要求配置。甲方向乙方提出该招标文件所包括的全部台面、人机接口设备的数量，包括安装在现场机柜室、现场控制室、操作室、打印机室内的全部设备的数量。各设备的具体规格参见“台面形式”、“人机接口”、“打印机”和“数据设备表”。除非乙方在数据表中进行说明，否则视为其同意接受甲方全部相应要求。

4.17 I/O清单

甲方填写，乙方应答。甲方以装置、单元内的区域控制组为单位，列出各类I/O点的数量（包括备用量），同时提出各类I/O卡件的最大允许通道数。乙方只需要在表格中填写“卡件型号”和“接线端子型号”即可，表格会根据所填写的数值自动计算出各类卡件实际应配置的数量（冗余类卡件自动乘以2）。如果乙方修改了某类卡件的“卡件通道数”，则计算结果会自动变化。需要注意的是，若乙方擅自以高密度卡（所选用的卡件通道数大于甲方所规定的最大允许通道数）代替原低密度卡，则数据表会自动预留若干备用通道。例如乙方采用32点卡代替16点卡，则32个通道中可能只有28个甚至更低数量的通道是有效通道，其余通道均不被计算在内，这样计算出来的实际卡件数有可能比真正的32通道卡件数量多。该方式体现了甲方的意愿，且不违背公平竞争的原则，至于是否采用以及如何设置备用数量则可由甲方在表格填写初期自行确定。

I/O清单有别于以往形式的主要区别：不仅提出了I/O数量，而且规定了I/O卡通道数，因而可以计算得出实际需要的卡件数量，给今后的评标带来便利。

I/O清单的具体形式见表3所列。请注意其中的二线制普通型AI卡，厂商如果采用32点卡代替原设计的16点卡的话，由于有备用通道，则其计算的卡件数量会和预想值有所不同。

表3 I/O清单及卡件数量表

以区域控制组为单位提出I/O点数，会让甲方在某些大型装置的设计过程中增加工作量，但该做法还是有必要的。如果规定了某装置区域控制组的划分数量，但又不提供各组的I/O点数，只提供该装置的总I/O点数，则乙方会按照对其有利的原则划分总点数，从而导致控制器数量不够的后果。例如某装置总共有2 600点，分为2个区域控制组，某DCS厂商控制器的负荷为1 500点，则其会按照1 300点/区域的方式将其分开，则每个区域都能满足负荷要求。而实际情况是两个区域内的点数分别是1 100点和1 500点，则该DCS厂商在第二个区域控制组内只采用1对控制器就不能满足负荷要求。

4.18 配件清单

甲方填写，乙方应按照要求配置。甲方向乙方提出各类安全栅、隔离器、电涌防护器、继电器的数量。所有设备具体规格参见“安全栅/电涌防护器/继电器/直流电源”。除非乙方在数据表中进行说明，否则视为同意接受甲方全部相应要求。

5 DCS技术评标文件

在收到各投标厂商的技术报价之后，评标方要完成技术评标文件TBE（Technical Bid Evaluation）的编写工作，这在评标过程中是非常重要的一环，是针对所有投标厂商的报价在技术上逐一对照评价的过程。

在各投标方按照统一模式填写DCS数据表，并作为投标技术文件的一部分以磁介质形式提交的前提下，招标方再进行技术评标就非常方便了，这样可以很容易地将DCS数据表转换生成DCS技术评标文件，将各投标商数据表中相应的填写部分复制到同一个表格中，进行横向对比。表格内既有甲方提出的基本要求，也有各厂家针对该要求分别提出的技术规格，该项工作可以通过Excel内部函数调用的方式实现。无论是逐项打分，还是重点评测，DCS技术评标文件都能做到格式统一、内容清晰、评测准确。

表4是DCS技术评价文件的一个局部示例，它以DCS数据表为基础，以摸拟量输入卡中的部分关键参数为例，对各DCS供货商的投标情况进行技术评价。

表4 技术评价文件（模拟量输入卡）

6 实施案例

2011年，国内某大型石化项目DCS招标过程中，第一次引入了DCS数据表这一全新的表现形式。招标方公布的招标技术文件是由DCS规格书（.doc）和DCS数据表（.xls）两部分组成，二者互为补充。DCS规格书采用文字叙述形式说明项目背景、阐述技术要求，规格书中凡是与技术规格相关的要求均“参见DCS数据表xxx部分”；DCS数据表采用表格填写形式对DCS各部件的具体性能指标、规格和数量提出要求。DCS数据表首先由设计单位填写，完成后将其电子文件作为招标文件的一部分，在投标方购买标书的同时一并交付。投标方对于表格内各项中需要应答部分填写完毕后，即成为投标技术文件的有效组成部分，在提交投标文件时一并将该文件作为投标技术附件提交给招标方。

Honeywell，Yokogawa，Emerson，Siemens，浙江中控等国内外著名DCS厂商均参与了该项目竞标，均是第一次接触这种标准表格文件。由于所有厂商的技术指标均放在同一平台上进行公开竞争，形式规范，大幅缩短了技术评估时间，增加了评标过程的透明度，也降低了项目评估风险。各DCS厂商均对该数据表给予了高度评价，认为招标要求和内容清晰明了、明确规范、填写简单，解决了多年以来招投标过程中的一些难题。SH 3092《石油化工分散控制系统设计规范》中收录的DCS数据表正是在该项目基础上，结合各方意见和建议重新编制而成的。

7 结束语

DCS数据表是一种新的尝试，它突破了以往常规的做法，展现了一种全新的风貌。与DCS规格书相比，DCS数据表的优点主要集中在规格、指标类型的规格项上，而对于大段的说明性文字、附图和一些特殊图表，由于受到Excel编辑形式的限制，DCS数据表的表现力并不比DCS规格书强。因此，采用DCS规格书结合DCS数据表的形式，双方可以取长补短，既解决了DCS规格书在格式和配置要求响应统一性方面的困难，也避免了DCS数据表在文字和图形描述方面的缺陷。当前，诸如SIS，CCS之类的规格书也正在考虑采用数据表的形式，相信同样会取得很好的效果。