污水处理厂自动控制系统与方案

目录1 概述11.1 工程范围11.2 适用标准21.3 设计原则32 系统设计方案42.1 系统一般说明42.2 自控系统设计42.2.1 自控系统控制方式42.2.2 自控系统网络拓扑52.2.3 自控系统组成功能72.2.4 中央控制站组成及功能72.2.5 系统软件描述82.3 电气系统方案103 系统调试方案134 售后服务164.1 服务体系164.2 服务内容174.3 服务保证措施171 概述1.1 工程范围本承包商将负责完成电气、仪表及监控系统设计、制造、测试、运输、安装、调试和试运行并按工作顺序移交符合要求的资料。主要工程内容如下：Ø 现场低压配电柜至各设备现场，用电设备控制及电缆敷设，以及新建构筑物的防雷接地系统，视频监控系统、仪表系统等。Ø 现场传感器和检测仪表的安装、调试；Ø 控制系统设备（PLC）的硬件和软件；Ø SCADA系统硬件和软件；Ø 通讯和接口；Ø 仪表电缆、监控系统电缆（光缆）的供货、敷设；Ø 仪表系统/自控系统工作接地、保护接地和防雷接地；Ø 新老系统的有机衔接联系；Ø 文件编制；Ø 系统所需设备的设计、制造、采购、运输、仓储、工程施工、安装、测试、试运行、人员培训、售后服务、按规定时间移交所需资料以及在规定的工期内实现系统总体运行；Ø 与其他相关系统的接口设计、安装、调试、配合协调。Ø 根据本标特点进行细致的需求分析，结合工艺流程和总平面图对系统方案进一步具体化和优化。Ø 负责本系统与相关子系统之间的连接工作，包括连接器材等设备的提供。对相关系统实施联动测试验收，明确该子系统是否符合设计要求，并出具测试验收报告或提出整改方案，直至验收通过。Ø 从系统设计、信息传输、布线、供电、信号和电源的过电压保护、电磁兼容性（EMC）等方面采取有效技术及提供相应的管理手段来保证系统安全可靠地运行。Ø 负责保证仪表控制系统达到系统功能及性能的设计要求，对仪表控制系统所有设备器材的设计、制造、采购、运输、仓储、工程施工、安装、测试、试运行、人员培训、售后服务、按规定时间移交所需资料以及在规定的工期内实现系统总体运行正常。Ø 积极配合业主、设计部门和监理等对土建工程、装饰工程和其他系统等一切与本系统有关的系统进行安装规划和技术协调，参加业主召开的工程协调会，力求符合整体的美学要求和工期要求。对所有工作作适当安排，所有安排必须取得业主的书面同意。Ø 负责对业主有关工作人员进行培训，使业主的工作人员能够独立操作和维护整个系统。Ø 负责对业主有关工作人员进行培训，使业主的工作人员能够独立操作和维护整个系统。1.2 适用标准本工程使用的有关标准包括但不限于以下的IEC标准和相应的GB标准。若IEC标准与GB标准有不同之处，则应符合GB标准。Ø GB50052供配电系统设计规范Ø GB50057建筑防雷设计规范Ø GB50343建筑物电子信息系统防雷技术规范Ø GB/T 13729远动终端设备Ø GB/T 14429远动设备及系统Ø GB50217电力工程电缆设计规范Ø GB/T 7450电子设备雷击保护导则Ø GB/T17544信息技术软件包质量要求和测试Ø GB4208外壳防护等级Ø JB/T5234工业控制计算机系统验收大纲Ø GB 50131自动化仪表工程施工质量验收规范Ø GB 50311综合布线工程设计规范Ø GB 50395视频安防监控系统工程设计规范Ø GBJ63电力装置的电测量仪表装置设计规范Ø GBJ79工业企业通信接地设计规范Ø GB50093自动化仪表工程施工及验收规范Ø GB50168电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范Ø GB50169电气装置安装工程接地装置施工及验收规范Ø GB50171电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线电缆线路施工及验收规范Ø GB50174电子计算机房设计规范Ø GB/T8566信息技术软件生存周期过程Ø DGJ 08-83防静电工程技术规程Ø IEC 60381过程控制系统用模拟信号Ø IEC 60950信息技术设备的安全1.3 设计原则系统在设计时遵循如下的基本原则：ü 成熟性：选用成熟的软硬件设备及技术；ü 先进性：选用代表现在和将来发展方向的技术和软硬件设备；ü 开放性：系统应具备良好的全开放功能；ü 安全性：系统的软硬件设备及技术均是高安全性的；ü 可靠性：系统的软硬件设备及技术具有高可靠性；ü 通用性：系统软硬件设备及技术应具有普通性；ü 可扩展性：系统软硬件设备及技术均要满足功能扩展和范围扩展的需求；ü 整体性：整个系统整体规划、统一标准、规范接口，保证系统的完整性；ü 经济实用性：系统的性能价格比应尽可能高；ü 可维护性：系统应维护操作简单、维护工作量小，可实现远程维护。2 系统设计方案2.1 系统一般说明1、工程范围项目工程控制系统包括下列内容：所有现场传感器和检测仪表的采购及安装；控制系统设备（PLC）的硬件和软件（编程等）的采购、安装、编程及调试；中央控制室计算机监控系统硬件和软件（编程等）的采购、安装、编程及调试；厂区过程控制及运行监视仪表，设备控制和操作，运行自动化系统；中央控制室布置、二次装修、室内接地、电缆及线槽敷设等；摄像系统硬件和软件的采购、安装及调试；数据通讯系统、电话通讯系统、外部数据接口的硬件和软件采购、安装及调试；电缆、光缆、保护管、桥架等相关设备采购、安装、敷设；防雷及接地系统的采购、安装及调试；全厂控制系统调试、试运转及培训；设备维护及备品备件。2、实施原则控制系统按集中管理、分散控制的原则建立中心控制系统，包括中央控制室的上位计算机管理控制系统、现场控制站。现场控制站在现场进行工艺检测参数、设备运行工 况信号的采集、检测和控制，并向中央控制室进行实时传送。中央控制室可调用各现场站的全部运行信息，在中央控制室可控制现场主要设备的启动和停止。2.2 自控系统设计2.2.1 自控系统控制方式自控系统按分散控制、集中显示的原则设置。设1个中央控制站。中央控制站计算机系统设于综合用房中央控制室，并通过以太网与上级系统和周边系统链接。中央控制站主要完成全厂的数据通讯和调度管理。全厂主要设备的控制采用就地手动控制、自动控制、中央控制站遥控的三层控制模式；其它设备采用现场控制、中央控制的两层控制模式。控制方式描述：手动控制：设备的现场控制箱或MCC控制柜上的“手动/自动”开关选择“手动”方式时，通过现场控制箱或MCC控制柜上的按钮实现对设备的启/停、开/关操作。中央控制站遥控：现场控制箱或MCC控制柜上的“手动/遥控” 开关选择“遥控”方式时，操作人员通过中控系统操作站的监控画面用鼠标器或键盘选择“遥控”方式并对设备进行启/停、开/关操作。自动模式：现场控制箱或MCC控制柜上的“就地/自动”开关选择“自动”方式，操作人员通过中控系统操作站的监控画面用鼠标器或键盘选择“自动”方式，设备的运行完全由各PLC根据系统的工况及生产要求来完成对设备的运行或开/关控制，而不需要人工干预。控制级别由高到低为：现场手动控制、遥控控制、自动控制。除了由中央控制室直接控制的关系到全厂运行调度的设备，中央控制室一般不直接参与设备的控制，而主要进行运行调度、参数分配和信息管理。中央控制室向PLC控制站分配所在单体或节点的运行控制目标，指令工艺设备投入或退出运行，监控全厂生产过程。对于中央控制站允许投入运行的设备或设备组，其具体的控制过程由PLC现场控制站管理；对于被中控室禁止投入运行的设备或设备组，由所在PLC现场控制站控制其退出运行，并被标记为不可用设备，不再对其启动。对生产过程的自动控制和报警、自动保护、自动操作、自动调节以及各工艺流程中的重要参数、设备工况等都将进行在线实时监控。2.2.2 自控系统网络拓扑系统网络总体架构图如下：2.2.3 自控系统组成功能项目自控系统由设备层、控制层、管理层组成。不同的层次完成各自不同的功能，包括如下：设备层设备层主要由PLC、智能电力仪表等智能设备组成。将生产应用中的现场控制及传感设备赋予智能化，通过设备网上的网络总线完成现场设备与控制器之间的控制，信息，诊断数据的传递，提供现场设备的可靠性和易维护性和智能化，降低安装费用和工期。控制层控制层由中央控制室计算机和分布在各工艺段的PLC控制站构成，直接对生产过程进行的控制，包括连锁和循环控制，驱动控制和测量的监控，可编程序控制器采用(西门子 S7-300 系列)，工控软件采用正版( WINCC)。管理层管理层完成较高级的控制，由中控室和厂长室等构成，用以完成对工艺生产段进行监控和实施操作指导。通讯在不同的控制级别中行的通讯，分别由各级别独立的网络完成，都符合开放性标准。2.2.4 中央控制站组成及功能1、中央控制站组成系统中央控制站主要包括如下设备：序号名称型号规格数量单位1工控机IPC6102台2打印机高速1台3操作台钢木结构1台4编程软件Step71套5组态软件Wincc7.01套6模拟盘高清1台7不间断电源山特1套2、 中控室的主要功能中控室监控系统的功能有三大类：第一类是管理功能：即生成全厂工艺流程、变配电系统实时动态图，提供清晰、友好的人机界面，生动形象地反映工艺流程、变配电系统的实时数据，完成报警、历史数据、历史趋势曲线的储存、显示和查询。生成、打印各类生产运行管理报表。第二类是对设备的控制功能：即在基于图形和菜单的方式上，操作人员在中控室操作员站通过键盘或鼠标下达开、停/关命令。第三类功能是通讯功能：中心控制室监控系统与其它系统进行通讯，如与各现场PLC站之间的通讯等。中控室监控系统主要功能描述:动态图形及实时数据显示在操作员站彩色显示器上和投影仪大屏幕上动态实时显示系统工艺流程、各主要工艺设备运行状态、加药等过程控制的运行趋势、各工序工艺和电气等生产数据，使生产管理人员掌握当前污水处理厂生产运行情况，能从总图到详图多层次监测。画面包括：·污水处理厂概貌图·污水处理厂工艺流程总图·自控系统总图·实时曲线·历史曲线·参数设置·污水处理厂参数显示·报表打印·系统服务·各主要设备的状态和回路图监控画面可以分级展开，从主画面可以进入相应的子画面，以及进一步到单体设备工艺图，下面分别说明每幅画面的组成。2.2.5 系统软件描述本承包商将为系统提供完整的成熟的中央监控的系统软件、数据库软件、应用软件、管理软件、通信软件和二次开发所必须的软件。总体结构如下：系统软件包括基于windows 7平台的实时多任务操作系统程序，应用程序及通信接口程序。软件包括下列内容(但不限于此)：中央调度控制室的所有系统软件和应用软件。各分站的通信软件(接口程序)。所有数据的通讯软件。2.2.5.1数据库管理软件根据本工程技术要求，本系统的数据库系统采用Microsoft SQL Server 2000 数据库管理平台。Microsoft SQL Server 2000采用分布式处理结构和先进的数据库管理系统，具有扩展性，可靠