1、目 录第一章总体说明3第二章系统图样40第三章仪表安装图50第四章设备清单52罗江县城市生活污水处理工程自动控制及仪表系统说明2010-10-20191.1 控制总体说明1、全厂中央控制室设计在污水处理厂综合楼，设备监控自动化系统由中央监控计算机、工业以太网及各控制子站组成。中央监控计算机通过通讯适配器与工业以太网相连，配置实时监控软件，实现对生产现场设备状态的实时监测、远程控制、生产过程数据存储分析、报表报警打印等功能。中控室计算机通过控制网络远程控制现场重要设备或机组的开、关、停和运行参数设定，监测运行工况和运行参数。2、PLC控制系统的配置以安全、经济、可靠、实用为原则，在进行充分的技术
2、经济比较的基础上，选择具有行内先进水平的软硬件产品。系统考虑工程的分期实施情况，系统具有一定的开放性和可扩展性。PLC控制系统以实现全厂生产过程全自动化为目的，主要功能包括：生产过程各种主要工艺参数的采集各种能耗、物耗和进、出厂水流量的计量和累计生产过程设备工况和工艺流程状况监测生产过程设备的计算机自动控制实现工艺电控设备的顺序、条件、计时、计数控制、PID调节等控制功能，以及流量及电功参数的自动累积和数据处理功能。计算机控制与传统电气控制自由切换生产参数的数据存储和历史回溯数据回归分析和趋势分析生产报表的自动形成和打印事故报警和事故打印PLC控制系统应考虑远期增加设备或构筑物，预留远期增加设
3、备所需的I/O模块位置，新增构筑物则能重新设置子站，挂接在同一工业现场控制局域网上。根据污水处理厂的生产管理、工艺流程和构筑物位置分布特点，分别设置管理、监视及控制站点。包括中央控制室、变配电间控制站、污泥浓缩脱水间控制站及提升泵房控制单元。参见“自动化系统结构图”。系统设计选用基于PLC的集散控制系统。PLC控制器支持工业以太网（10M/100Mbps）。1.2 PLC 输入和输出1、总述 PLC 输入和输出将按需提供以确保处理厂的正确控制，以及保证其操作可以被监控和数据获取（SCADA）系统监控。2、信号输入 信号输入包括以下信号，所处状态的触点指明的是真实的状态条件： (1) 对每个电机
4、 - 电机运行 关闭 - 单个驱动故障条件,如电流,接地故障,热敏电阻器跳闸，等。 开启- 紧急停止按钮操作 开启 - “可用” 关闭 - 消耗的kWh，当说明一个kWh电表 脉冲串 (2)对每个电动阀门或闸门 - 阀门/闸门全开 开启 - 阀门/闸门全闭 开启 - 阀门/闸门“可用” 关闭 (3)对带4 - 20mA 输出的仪表 - 仪表故障 开启 - 每个超声波传感器“回波损失” 开启 - 通过流量计的综合流量的脉冲串 (4)对每个10 kV的断路器 - 断路器拉紧并关闭 关闭 - 断路器遇故障跳闸 开启 (5)对每个变压器 - 温度高 开启 - 温度高高 开启 (6)对每个在10 kV开
5、关板或电机控制中心的进线断路器 - 断路器拉紧并关闭 关闭 - 断路器遇故障跳闸 开启 - 进线电源良好 关闭 - 消耗的kWh 脉冲串 (7)对每个母线段开关 - 断路器拉紧并关闭 关闭 (8)对每个电机控制中心的每个母线段 - 断相 开启 (9)对每个UPS - 负荷从变频器供给 关闭 - 负荷通过维护旁路供给 关闭 - 负荷通过静态开关直接由市电供给 开启 - UPS电瓶低 开启 - 市电对静态开关供电停止 开启 - 市电向整流器供电停止 开启 - UPS故障（很有可能多于一人信号） 开启 (10)对火警系统 - 火警 （每个区单独输入） 开启 - 系统故障 开启 - 电瓶低 开启 (1
6、1)对每个开关装置电瓶/充电器 - 电瓶低 开启 - 市电输入停止 开启 (12)对每个高峰电压保护装置 - 故障（如无信号） 开启3、模拟输入 PLC 模拟输入应包括对以下的模拟输入： (1)每个产生4 - 20 mA信号的仪表 (2)如果需要功率因素表时的功率因素 (3)从每个变速驱动装置来的输出频率 (4)每个电动阀和闸门的位置以及每个电动钟型套管的位置 (5)冲程可由自动控制系统调整的加药泵的冲程%设定 (6)从每个氯气供给装置来的）实际投氯率4、数字输出 PLC数字输出，当指明的触点感应真实时，将包括对下列的输出： (1)对每个电机 - 运行驱动 关闭 (2)对每个阀门/闸门执行器：
7、 - 开启阀门/闸门 关闭 - 关闭阀/闸门 关闭 (3)对冲程可由自动控制系统调整的加药泵 - 增加冲程 关闭 - 减少冲程 关闭5、模拟输出 PLC模拟输出将包括对下列的输出： (1)对每个变速驱动器说明的速度 (2)对每个氯气供给装置说明的投药量2 生产过程自动化说明提供的设备应符合ISO、IEC、DIN标准和设备生产厂家所在国的现行标准，或其它与之等效的标准，还应符合有毒气体、腐蚀性气体、易燃易爆气体等专业标准、安全标准等。概述 *生产过程自动化控制子系统，采用可编程序控制器（PLC）类设备作为主控制器，构成一个工业网络控制系统，简称：PLC控制系统。它具有“分散控制、集中管理、数据共
8、享”的特点。PLC控制系统的配置以安全、经济、可靠、实用为原则，在进行充分的技术经济比较的基础上，选择具有行内先进水平的软硬件产品。系统考虑工程的分期实施情况，系统具有一定的开放性和可扩展性。PLC控制系统以实现全厂生产过程全自动化为目的PLC控制站实现设备间的联动逻辑控制，根据工艺说明实现设备的过程控制和反馈控制。* 系统控制设备之间应相对独立运行，现场控制站、测量控制单元发生故障时，不会影响其上级、下级或同级的其它控制站控制单元的正常运行。现场控制站设置触摸屏作为就地操作终端，操作人员可对该控制站监控范围内的设备进行就地集中控制，或在中央控制室授权后可就地更改设定本站的工艺控制参数。* P
9、LC控制系统在任何情况下，当人机界面或中控操作站计算机出现故障时，不能影响PLC的自动控制和检测；现场设备的状态不能发生变化。 一般说明所有PLC设备、计算机、通讯设备等必须考虑UPS供电；中控室计算机、PLC控制站设立独立的UPS电源。中控室考虑安装防静电地板，低噪除尘恒温空调，防电磁干扰措施，等电位连接装置。通向楼外的窗户加装金属格网和窗帘。所有仪表自控设备必须考虑电源及信号配置防雷、防浪涌电流冲击设施，具体说明参见后面描述。设备的连接电缆均应穿管或沿电缆桥架敷设，出桥架端必须穿管，不得有露头在外。所有设备的安装调试应符合国家相关的安装调试验收说明。仪表自控安装时需要的仪表户外箱、安装附件
10、、连接件及电源、取样泵等应包括在内。本工程所有安装有PLC柜和监测仪表的建筑物均应该按照三类防雷建筑物作防雷设施。自动化系统的防雷接地、保护接地、工作接地、屏蔽接地、防静电接地采用联合接地体，并且与电气接地系统共用一套接地装置，接地电阻不大于1欧姆。接地连线采用单芯铜电缆，根据不同情况选择16mm2或25mm2规格，各类接地系统引下线各自独立。自动化系统配电回路接地形式采用TN-S系统。中央控制室主要配置：2套中控操作站计算机（冗余热备）、以太网交换机、报表/事故报警打印机，中央控制台，不间断电源(UPS)等。中央控制台安装在中央控制室；中控操作站计算机、报表/报警打印机安装在中央控制台上；U
11、PS、以太网交换机安装在网络机柜内。中控操作站计算机作为中控室人机交互接口，两台中控操作站计算机互为冗余，双机热备。正常工作时，两台计算机同时工作，互相侦测，并不断地完成同步操作，应用数据同时保存，当任何一台计算机出现故障，另一台计算机将迅速接管服务。应用切换时间小于10秒。另外，说明它们与工业控制系统及全厂管理网系统连接。工业控制网采用光纤作为传输介质，保证网络的可靠性、安全性。工程师站可以对现场控制站、设备控制单元、中央监控计算机的相关软件进行维护。中控操作站计算机是操作员监控及获取数据的平台，系统应包括以下功能：用户登录；实时工艺流程图显示；报警显示；实时曲线、历史曲线；参数设置；事件记
12、录；报表处理。用户登录：操作员必须输入正确的用户名和操作密码进行登录后才能进入系统。系统对不同的用户赋予了不同的操作权限，分为操作员权限和管理员权限。操作员只能进行设备操作和数据浏览，管理员可进行设备操作、数据浏览、参数设定、用户和密码维护。实时工艺流程图显示：实时动态地显示全厂工艺流程图，流程图上包含各种设备实时运行状况、各种实时工艺参数。由于计算机屏幕大小限制，不能在一幅画面显示污水处理厂全厂工艺流程图、所有设备状况、工艺参数，需要多幅画面进行流程图显示，通过画面切换进行流程图显示切换。实时动态画面必须采用纵断流程和平面流程相结合的流程图显示方式。流程图中所有设备的运行状态采用绿色表示；停
13、止状态采用本色表示；故障状态采用红色和本色交替闪烁表示。流程图中所有由PLC控制的设备应设置遥控/自动转换按钮，只有当设备手动/自动转换开关处于自动时，遥控/自动转换按钮才可用，当遥控/自动转换按钮处于自动时，应禁止人工遥控设备。当设备出现故障信号时，应停止运行或禁止启动这些设备。报警：每个可能出现的报警有四种状态：报警未消失未被确认；报警未消失已被确认；报警消失未被确认；报警消失已被确认；系统应对报警进行分组处理，按监控范围进行分组。中控操作站计算机的显示画面的顶部或底部应设置一个报警条。在报警条内显示最近三个报警未消失未被确认报警的详细内容，操作员通过画面切换选择报警表，报警表内显示中控操
14、作站计算机中配置的所有报警列表及报警的详细内容。报警的详细内容包括：报警的当前状态；每个“未消失”的报警发生时间；每个“消失”的报警发生时间及“消失”的时间；每个“已确认”的报警的确认时间和用户；当报警出现时，报警打印机应立即打印报警信息。实时曲线、历史曲线：操作员可通过菜单或按钮进入实时曲线画面或历史曲线画面，可选择需要的工艺参数查看实时曲线或历史曲线，可同时显示多条实时曲线，可对曲线进行放大或缩小，可任意选择需要查看的时间段。参数设置：所有可以进行调整的参数必须具备在线调整功能。每个参数应说明调整的上下限值，如果操作员选择了限值以外的数值，系统应禁止接受并予以提示，所有参数的变化应存储在P
15、LC中。具有权限的用户才能对参数设定值进行修改。事件记录：系统发生的较大情况（如设备故障、越限报警、大型设备的启停等情况）或操作人员对设备的操作、参数的调整。必须通过事件记录功能记录下这些情况和操作过程作为今后分析事故的基础资料。事件记录的内容包括各种事件信息、事件发生时的用户、事件发生的时间等。报表处理：系统自动记录各种工艺运行数据，将所有数据归纳汇总形成报表，报表可定时打印或召唤打印，操作员也可通过菜单或按钮进入报表画面查看历史报表。画面切换：中控操作站计算机显示的画面间的切换应简明方便，包括：从菜单上直接进入任何画面从处理厂总流程图直接进入任何流程图直接进入上级和下级流程图从其它任何画面
16、进入报警表从其它任何画面进入相关的流程图查找最近的“未消失”的报警3 检测仪表总体说明 * ）仪表工作环境为5到50，所有仪表应防尘、防水、防冻，能承受偶尔的高压水冲洗，外壳的防护等级至少为IP56。 ）所有户外安装的仪表为不锈钢标签，可用不锈钢螺丝和铆钉永久固定在仪表盖上，标签上应刻上仪表编号。 ）安装在户外的控制设备各部分要适当地安排，要有可靠的防冻措施。户外指示器，变送器等要留有工作通道，以便更换和维修。 ）所有仪表输出应为420mA直流负载阻抗不小于500欧姆 ）除另有说明外，所有仪表能适应如下电源：220VAC10，50Hz1Hz ）仪表变送器箱内应设置信号避雷器(420mA DC信
17、号用) 和电源避雷器。 ）所有仪表应为生产厂家最新产品。 ）仪表的电缆应各自绝缘和屏蔽。详细的技术指标和说明见条款4.7.3项。仪表运输到现场并安装完毕后，应进行仪表现场试验，以保证仪表功能正常。 应提供仪表现场试验、调试和维修的所需的全部的工具和设备，并在试验完成后交给工程师。4.1综合布线工程系统数据通信采用六类综合布线产品。包括：六类信息模块、线缆、配线架、适配器、连接器等。在楼内信息点的设计按照综合布线基本型等级进行设计。系统数据通信主干采用大对数六类电缆；水平系统采用六类非屏蔽双绞线。机房设在三楼主机房内；数据、电话线路互为冗余。系统在三层设备间内设置主配线架，配线架及网络设备放置在
18、标准机柜内。4.2系统设备详细说明4.2.1 中控室设备及管理计算机网络4.2.1.1中心以太网交换机背板容量：不低于32Gbit/s b) 吐吞量：不低于23Mpps ，支持线速交换端口容量： 10M/100M Tx电口：不低于24个扩展插槽：至少支持4个GE口的扩展插槽，且支持不低于3种GE扩展模块。支持可扩展弹性网络技术协议支持能力a) 支持IEEE 802.1p协议 b) 支持IEEE 802.1q协议 c) 支持IEEE 802.1d协议 d) 支持IEEE 802.3x协议 物理特性 a) 可安装于19机架 b) 支持多机协同工作 c) 工作温度在0至40摄氏度 d) 工作湿度在1
19、0%至90%无凝结 供电：220VAC+10%安全认证 ：符合UL 1950 、CSA 22.2 No. 950 、EN 60950 、IEC 950 、AS/NZS 3260，TS001 、CE4.2.1.2工业网络交换机工作温度范围：0 C - 55 C储藏温度范围：-20 C - +80 C湿度范围： 20% - 95% (无凝露)支持端口优先级，保证系统的实时性，端口延迟0.4微秒。完全工业级产品，电磁兼容性指标应满足工业标准（EN，FCC，IEEE，UL）说明。供电电源：双直流24VDC,电源冗余输入，采用导轨方式安装，无风扇散热方式。支持OPC（动态过程控制）方式防护等级为IP20
20、。能在强电磁干扰环境条件下工作， 4.2.1.3 监控计算机* 原装知名品牌，工控机* CPU：Pentiun2.6GHz以上* 内存：512MB以上，7ns* 硬盘驱动器：SCSI 180GB以上软盘驱动器：1.44MB光盘驱动器：8832倍速以上CD-RW，4MB缓存* I/O口：二串一并* 通讯卡：工业型网卡* 图形卡：64MB及以上显示器：菲利浦或相当 液晶21”TFT，16001280* 预装WINDOWS2003企业中文版4.2.1.4 PLC编程软件* 编程语言满足IEC61131-3，必须支持梯形图、顺序功能块图、功能块图、结构化文本* 支持自定义功能块* 支持自定义数据结构*
21、 支持统一数据库，数据库必须支持导入/导出* 支持高级语言具有简捷的在线帮助* 支持多层口令保护* 符合IEC61131-3标准，在中央控制室和现场子站能够通过冗余光纤双环网在线编程与上传下载。4.2.1.5 图形监控组态软件监控组态软件* 运行平台：Windows NT/98/2000/2003* 开放的数据库：第三方软件可以方便地访问* 支持高级语言* 支持OPC，DLL，DDE等* 支持PLC标签动态链接功能，提供Fastlink快速通讯功能。* 内置WEB SERVER，无论在内部网络任何地方都能通过授权浏览生产过程信息。支持面板弹出操作功能。支持高分辨率彩色图形显示系统。有先进的绘图
22、工具和方便有效的图形编辑功能。支持与系统外设的连接。可对实时数据和历史数据进行分析。单/多窗口显示。可配置的报警、报表打印输出。数据记录和报表格式的自动生成。在线的开/关控制及数字修改。* 支持语音、图像、视频等多媒体应用* 支持双机冗余功能：2台中央监控操作站在功能（与现场I/O通讯，人机交互，趋势，报警，报表，数据库连接等）上完全相同，互为热备冗余。当主站由于故障不能工作时，备站立即接管所有功能；当主站恢复正常时，由主站继续控制整个系统，备站重新回到热备冗余状态，数据源连续更新所有数据，不会因为主站故障丢失数据。配置数据库连接软件，它的主要任务是将HMI软件中的重要数据连续传递到主服务器中
23、的历史数据库，且当主站出现故障时，能自动继续此任务。除了提供上述数据库连接功能外，该软件本身应还必须具备数据分析、多方式显示（趋势、柱状图、饼图等）、远程客户机连接等功能。在整个系统网络上，只有主站或备站(当主站故障时)具有唯一直接控制权（直接与PLC通讯）。* 系统操作画面数据更新速率1秒钟。系统数据库服务器安装中文版SQL SERVER或ORACLE，.HMI软件能提供计算机时间同步服务。* 软件具有完善的权限和安全密码系统。* 可在线修改系统软件，并且实现在不需重启软件或计算机的前提下，运行版软件新旧版本间的平滑升级和迁移。趋势具有无级缩放、在线拷贝趋势数据至粘贴板、趋势备份（存储至文件
24、）和恢复（从文件调至内存）等功能。人机交互画面上所有操作都能记录到日志文件中去。画面上的所有标识、附注、参数、菜单文字、报警事件等信息应使用中文。随着以后系统负荷的增加，可以将报警、趋势、报表各个功能从操作站分离出去安装在其它计算机上；相反，随着以后系统负荷的减少，可以将报警、趋势、报表各个功能从其他计算机转移回操作站上，从而完成动态任务分配的功能，使整个系统能够保持高效的工作状态。能支持包括中文在内的多种语言，并可在线动态相互切换。网络通讯采用NetBIOS、IPX/SPX、TCP/IP等协议，适用于Etherent、Arcnet、TokenRing网络。连网方式可采用同轴电缆、光缆、双绞线
25、、拨号和无线方式；I/O服务器的数据可被授权给任何计算机访问；系统可以设置多级操作权限让不同级别的用户（如：管理者、编程者、操作者等）仅能够在自己的操作权限内操作，防止越权操作，保护系统的安全；可以根据不同的设备、区域组态画面来划分操作权限，进一步确保系统画面的安全性。软件应用开发功能远控各PLC现场子站，实时接收PLC采集的各种数据，建立全厂生产过程监控信息数据库；处理并显示各种数据。监测全厂工艺流程和各细部的动态模拟图形。从检测项目中，按需要显示历史记录和趋势分析曲线。重要设备主要参数的工况及事故报警、打印制表。编制和打印生产日、月、年统计报表。数据处理：数据分类、检索及显示；基本的点状态清单；对PLC子站的程序数据下载；历史数据存档、检索、访问、管理。报警处理：当故障发生时，发出声光报警，并记录打印输出。事件处理：包括事件登录、检索、事件驱动报表。报表及打印：生产报表，全厂成本分析报表，事故报警，检测量的曲线图，事故追忆记录。显示：除显示文字、表格、图形、曲线及报警外，还显示各站点主要设备的状态，显示各站点的所用工艺参数及工艺布置图，流程图等。通过Web服务器，用户获取授权和密码后可以远程浏览全厂工艺流程、历史记录、各种设备工作状态、报表等信息。
