污水处理厂自控仪表部分标书.docx
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污水处理厂自控仪表部分标书
污水处理厂自控仪表部分标书
污水处理厂工程自控仪表部分标书
自控仪表部分
1概述
处理厂工程拟采用二级分布式（集散型）计算机控制管理系统方案。
采用这种结构可使生产过程中的信息能够集中管理，以实现整体操作、管理；同时，也可使生产过程中的控制危险分散，提高系统的可靠性。
整个系统分成二个管理级，即由中央控制室操作站OPS和上层管理计算机组成的上位管理级，和由现场各分控制室及现场在线测量仪表组成的现场管理级。
现场各种数据通过PLC采集，并通过现场高速数据总线（工业以太网）传送到中心控制室操作站OPS集中监视和管理。
同样，中央控制室主机的控制命令也可通过上述高速总线传送到现场PLC的测控终端，实施各单元的分散控制。
另外中央控制室的数据服务器和上层管理计算机、化验室计算机构成一个局域网，将完成全厂的数据库管理工作和模拟屏、投影仪的驱动工作。
2控制系统组成
控制系统分为三个组成部分，由数据服务器和上层管理计算机、化验室计算机构成一个上层局域网进行数据管理，由通讯系统和监控计算机组成中央控制系统（中央控制室操作站）对全厂实施集中监控，由可编程序控制器PLC及现场仪表组成现场检测控制系统（分控站）对污水处理厂各个过程进行分散控制。
各分控站与中央控制室之间由高速总线（工业以太网）连接进行数据通讯。
自动化设备清单如下：
序号名称单位数量规格备注
1监控计算机套2512M/80G/60X工控机（带光盘可录机）
2显示器套221”直角平面彩色1280×1024
3管理计算机套5256M/60G/60X包括17”彩色全平显示器
4打印机台3A3、A4激光彩色、针打黑白各一台
5不间断电源台360min供电1KV、2KVA
6PLC1套1CPU-486芯片I/O数量详见文字说明的I/O清单包括柜体及柜内配件
7PLC2套1CPU-486芯片I/O数量详见文字说明的I/O清单包括柜体及柜内配件
8 马赛克模拟屏套1有效面积6400×1800包括PLC驱动及柜内配件
9便携式计算机套1256M/10G14”彩色显示屏
10软件包套3包括操作系统、监控系统、组态软件、管理软件等
11可编程终端PT（触摸屏）套2TFT彩色10英寸以上，分辨率640×480
12过电压及防雷保护装置套3两级防雷，4~20mA防雷器，退耦分压器，网络浪涌保护，等电位连接器，附件等
13数据传输光缆米1500四芯，可直埋型
14光纤交换机套3
15服务器套1P4或更高，512MBRAM，80GBHDD，40XCD-ROM，”/，17”CRT， 图形卡（8MB）， 工业以太网卡
中心控制室
在厂内设综合楼一座，综合楼内包括中心控制室、放映室、资料室、化验室和洗手间等辅助房间。
在中心控制室中设置二套监控管理计算机操作站，（包括21”彩色显示器、功能操作键盘、鼠标器、打印机及必须的软件、接口等），一套上层管理计算机，一套数据服务器，一套不间断电源，通讯装置及一块大型马赛克模拟屏（6400×1800mm2）。
两套监控管理计算机可以分别侧重监控或管理功能，故障时互为备用，具有灵活的运行方式。
在中控室设置的两台主控计算机，即使当其中一台出现故障，另一台也能够完全独立地运行。
据此可保证控制和数据采集的高可靠性。
另外必需保证系统中的每台计算机能随时独立完成图象管理控制、数据保存、系统再生、数据处理等的不同任务。
两台主控机应获得总线上所有的过程数据并允许所有相连上层管理计算机有权使用数据，并检查和储存数据，且能执行所有管理功能。
在控制过程中只有两台主控计算机有权对现场分控站PLC发出控制指令，上层管理计算机只能完成数据管理功能。
计算机附加的接口应符合中国标准以便将来的使用。
此外，为了在厂长办公室内的管理计算机可通过局域网及时了解全厂的生产管理数据和水质情况。
中控室设置的一套数据服务器将与厂长室、工程师室、生产部门、化验室构成局域EtherNet网，局域网采用（TCP/IP）协议，系统具备开放型要求。
本系统所配置的硬件和软件可实现如下功能：
1．采集全厂各工段的工艺参数值，电气参数值及生产设备的运行状态信息。
2．根据采集到的信息，建立各类信息数据库并对各类工艺参数值作出趋势曲线（历史数据），供调度员分析比较，以便找出污水处理厂的最佳运行规律，分析事故原因，改进管理方法，保证出水水质，提高经济效益。
3．操作站以“人--机”对话方式指导操作，自动状态下，可用键盘或鼠标器对有关设备进行手动操作（如开/停机操作）。
4．操作站彩色显示屏幕（CRT）可显示全厂平面及几十幅工艺流程中的剖面图，剖面图上有动态的实时参数值显示，机泵运行状态显示和事故报警显示等信息。
5．自控系统生成的生产报表（班/日/月）内容包括运行参数、水质分析、工艺分析、技术经济分析等。
其资料来源为：
设备运行记录；在线仪表实测数据；化验数据等。
供生产管理之用，机内存储六个月的信息量。
6．操作站彩色显示屏幕（CRT）的报警显示
过程检测或运转设备出现越限或故障时，流程图上相应的图例红光闪动，并发出报警声响加以提示。
报警的笛声可以通过键盘或触摸屏解除，闪动的红光继续保持，直至该故障消除，闪动才停止。
报警对象、内容、时间应列表记录及打印。
计算机系统可在线诊断各类故障，查找故障部位并报警。
7．操作站彩色显示屏幕（CRT）的测量值显示
仪表测量值以棒状图形式动态显示，应有上下设定值，设定值应是可修改的。
8．设不间断电源，保证在发生停电故障时该系统仍能安全可靠地运行。
9．为了直观显示全厂工艺过程全貌，方便管理和培训，在中心控制室设立大型模拟屏，显示全厂工艺流程图和主要参数及设备运行状态，大型马赛克模拟屏（MIMIC）的显示过程由管理计算机通过总线方式驱动显示。
现场分控站
根据全厂工艺流程和总平面布置，为了节省电缆，以就近采集和单元控制为划分区域的原则，全厂拟设两座分控站。
每座分控站内分别配置以下主要控制设备：
1．一套可编程序逻辑控制器（PLC）
2．一套可编程终端PT（触摸屏）
3．一套隔离装置
4．一套不间断电源（UPS）及过电压保护装置
5．为现场分控制站配置两套便携式计算机
--现场的可编程序逻辑控制器分别对所辖工段内的工艺过程进行控制，采集工艺参数、电气参数、电气设备运行状态。
各现场分控站控制范围及输出输入信号如下：
2.2.1PLC1（总变配电室内）分控站
控制范围：
：
粗格栅、进水泵房、细格栅、曝气沉砂池、SBR生物池、鼓风机房、
输入输出信号数量为：
粗格栅
粗格栅2台运行/停止信号DI 1×2路
手/自动信号DI 1×2路
故障信号DI 1×2路
启/停指令DO 1×2路
栅渣输送机1台运行/停止信号DI 1×1路
手/自动信号DI 1×1路
故障信号DI 1×1路
启/停指令DO 1×1路
栅渣压实机1台运行/停止信号DI 1×1路
手/自动信号DI 1×1路
故障信号DI 1×1路
启/停指令DO 1×1路
6台电动闸板 手/自动信号DI 1×6路
全开状态DI 1×6路
全闭状态DI 1×6路
故障信号DI 1×6路
超声波液位差计2台测量信号AI 1×2路
故障信号DI 1×2路
进水泵房
进水泵3台运行/停止信号DI 1×3路
手/自动信号DI 1×3路
电气故障信号DI 1×3路
湿温报警信号DI 1×3路
泄漏报警信号DI 1×3路
启/停指令DO 1×3路
电动蝶阀3台 手/自动信号DI 1×3路
全开状态DI 1×3路
全闭状态DI 1×3路
故障信号DI 1×3路
开阀指令DO 1×3路
关阀指令DO 1×3路
超声波液位计1台测量信号AI 1×1路
故障信号DI 1×1路
液位开关1台低位报警信号DI 1×1路
电磁流量计1台测量信号AI 1×1路
故障信号DI 1×1路
细格栅
电动闸板4台 手/自动信号DI 1×4路
全开状态DI 1×4路
全闭状态DI 1×4路
故障信号DI 1×4路
细格栅2台运行/停止信号DI 1×2路
手/自动信号DI 1×2路
故障信号DI 1×2路
启/停指令DO 1×2路
螺旋压实一体机1台运行/停止信号DI 1×1路
手/自动信号DI 1×1路
故障信号DI 1×1路
启/停指令DO 1×1路
启/停指令DO 1×1路
PH/T测量仪1台测量信号AI 1×2路
故障信号DI 1×1路
浊度测量仪1台测量信号AI 1×1路
故障信号DI 1×1路
全自动取样器1台瓶空信号DI 1×1路
瓶满信号DI 1×1路
故障信号DI 1×1路
曝气沉砂池
刮砂桥2台运行/停止信号DI 1×1路
手/自动信号DI 1×1路
故障信号DI 1×1路
启/停指令DO 1×1路
吸砂泵2台运行/停止信号DI 1×2路
手/自动信号DI 1×2路
故障信号DI 1×2路
启/停指令DO 1×2路
鼓风机2台运行/停止信号DI 1×2路
手/自动信号DI 1×2路
故障信号DI 1×2路
启/停指令DO 1×2路
电动蝶阀2台 手/自动信号DI 1×2路
全开状态DI 1×2路
全闭状态DI 1×2路
故障信号DI 1×2路
砂水分离器1台运行/停止信号DI 1×1路
手/自动信号DI 1×1路
故障信号DI 1×1路
启/停指令DO 1×1路
SBR生物池
电动阀门8台 手/自动信号DI 1×8路
全开状态DI 1×8路
全闭状态DI 1×8路
故障信号DI 1×8路
开阀指令DO 1×8路
关阀指令DO 1×8路
滗水器8台 手/自动信号DI 1×8路
运行/停止信号DI 1×8路
开度位置反馈AI 1×8路
故障信号DI 1×8路
启/停指令DO 1×8路
开度位置控制AO 1×8路
鼓风机8台变频位置反馈AI 1×8路
手/自动信号DI 1×8路
运行/停止信号DI 1×8路
故障信号DI 1×8路
启/停指令DO 1×8路
变频控制AO 1×8路
电动空气蝶阀8台 手/自动信号DI 1×8路
全开状态DI 1×8路
全闭状态DI 1×8路
故障信号DI 1×8路
开阀指令DO 1×8路
关阀指令DO 1×8路
溶解氧测量仪8台测量信号 AI 1×8路
故障信号 DI 1×8路
超声波液位计8台测量信号AI 1×8路
故障信号DI 1×8路
ORP测量仪8台测量信号 AI 1×8路
故障信号 DI 1×8路
MLSS测量仪8台测量信号 AI 1×8路
故障信号 DI 1×8路
污泥界面计8台测量信号 AI 1×8路
故障信号 DI 1×8路
回流污泥泵8台运行/停止信号DI 1×8路
手/自动信号DI 1×8路
故障信号DI 1×8路
启/停指令DO 1×8路
剩余污泥泵8台运行/停止信号DI 1×8路
手/自动信号DI 1×8路
故障信号DI 1×8路
启/停指令DO 1×8路
电磁流量计8台测量信号AI 1×8路
故障信号DI 1×8路
2.2.2PLC2（污泥脱水机房内）分控站
控制范围：
贮泥池、脱水机房、接触池、加氯间、回用水池
输入输出信号数量为：
贮泥池
潜水搅拌器2台运行/停止信号DI 1×2路
手/自动信号DI 1×2路
故障信号DI 1×2路
启/停指令DO 1×2路
超声波液位计2台测量信号AI 1×2路
故障信号DI 1×2路
污泥脱水机房1座
污泥投加泵3台运行/停止信号DI 1×3路
就地/远控信号DI 1×3路
故障信号DI 1×3路
启/停指令DO 1×3路
电磁流量计2台测量信号AI 1×2路
故障信号DI 1×2路
管式污泥浓度计2台测量信号AI 1×2路
故障信号DI 1×2路
浓缩压榨一体机2台运行/停止信号DI 1×2路
就地/远控信号DI 1×2路
故障信号DI 1×2路
启/停指令DO 1×2路
加药泵2台运行/停止信号DI 1×2路
手/自动信号DI 1×2路
故障信号DI 1×2路
空压机2台运行/停止信号DI 1×2路
手/自动信号DI 1×2路
故障信号DI 1×2路
螺旋输送机2台运行/停止信号DI 1×2路
手/自动信号DI 1×2路
故障信号DI 1×2路
反冲洗水泵3台运行/停止信号DI 1×3路
手/自动信号DI 1×3路
故障信号DI 1×3路
加氯间
加氯系统2套运行/停止信号DI 1×2路
手/自动信号DI 1×2路
故障信号DI 1×2路
启/停指令DO 1×2路
接触池
超声波液位计1台测量信号AI 1×1路
故障信号DI 1×1路
PH/T测量仪1台测量信号AI 1×2路
故障信号DI 1×1路
浊度测量仪1台测量信号AI 1×1路
故障信号DI 1×1路
全自动取样器1台瓶空信号DI 1×1路
瓶满信号DI 1×1路
故障信号DI 1×1路
余氯分析仪测量信号AI 1×1路
故障信号DI 1×1路
在线氨氮分析仪测量信号AI 1×1路
故障信号DI 1×1路
在线磷盐分析仪测量信号AI 1×1路
故障信号DI 1×1路
在线COD分析仪测量信号AI 1×1路
故障信号DI 1×1路
电磁流量计1台测量信号AI 1×1路
故障信号DI 1×1路
回用水池
消防水泵2台运行/停止信号DI 1×2路
手/自动信号DI 1×2路
故障信号DI 1×2路
启/停指令DO 1×2路
3主要的闭环自动控制系统介绍
全厂的设备均采用自动控制、遥控和就地控制三种控制方式。
设备的控制方式如下：
现场手动模式：
设备的现场控制箱或MCC控制柜上的“就地/远程”开关选择“就地”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。
就地检修维护模式：
现场控制箱或MCC控制柜上的“就地/远程”开关选择“远程”方式时，设备控制权在LCS（Localcontrolstation）控制站。
操作人员通过LCS控制站的操作面板上选择“手动”方式，利用监控画面或键盘对设备进行检修操作。
遥控模式：
即远程手动控制方式。
现场控制箱或MCC控制柜上的“就地/远程”开关选择“远程”方式，且LCS控制站的操作面板上选择“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/远程”开关选择“远程”方式，且LCS控制站的“自动/遥控”设定为“自动”方式时，设备的运行完全由各LCS根据污水处理厂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。
控制方式设计为：
就地手动控制优先，在此基础上，设置远程遥控和自动控制。
控制级别由高到低为：
现场手动控制、就地检修控制、遥控控制、自动控制。
手动方式是操作人员的专有权利，因为过程连锁在此模式下无效；而自动模式下，安全连锁是有效的，并限制操作的可能性，可防止非正常状态下运行。
离工艺过程越近的控制层具有更高的优先权。
粗、细格栅自动控制系统
对格栅设置四种控制方式：
水位差自动控制（粗格栅）、时间控制、遥控、手动控制
在格栅前后设超声波液位差仪表，根据水位差测量仪测得的格栅前后水位差值自动控制机械格栅的运行，即水位差达到设定值时，自动启动格栅。
当机械格栅停止运行的时间超过设定值时，系统转为时间控制，此时限为可调式设计。
PLC系统将根据软件程序自动控制输送栅渣压实机、机械格栅的顺序启停、运行、停车以及安全连锁保护。
任何一台格栅启动时，均启动输送机和栅渣压实机。
水泵自动控制系统
在泵池设超声波液位仪表，根据水位测量仪测得的泵房水位值自动控制多台水泵的启停运行。
当泵房水位高至某一设定的水位值时，PLC系统将按软件程序自动增加水泵的运行台数；相反，当泵房水位降至某一设定的水位值时，PLC系统将按软件程序自动减少水泵的运行台数。
同，系统累积各个水泵的运行时间，自动轮换水泵，保证各水泵累积运行时间基本相等，使其保持最佳运行状态。
当水位降至干运转水位时，自动控制全部水泵停止运行。
在监控管理系统和就地控制系统的操作面板上可以设定水位值。
此外，在水泵的控制柜中加装仪表自控转换开关，在PLC不能正常投入使用的情况下，可通过超声波液位仪表自身的继电器根据水位自动控制水泵的开停。
沉砂池的自动控制系统
沉砂池的设备自成系统，随设备所带的就地控制箱将带有启动时序和停止时序，以及安全保护程序，自动控制整套沉砂池设备的运行。
PLC系统将采集沉砂池全部设备的运行状态，上位监控管理计算机也可远控整套沉砂池设备的启动/停止。
生物池的自动控制系统
在生物池设置超声波液位计、溶解氧检测仪、MLSS检测仪、氧化-还原电位、电磁流量计等仪表，生物池的生物处理过程就是由PLC按照检测仪表的实时测量值和预先编制的控制程序相互配合来完成生物池中各种工艺设备的启停，自动控制系统包括：
进水控制、循环控制、空气曝气量自动调节、滗水器控制、回流污泥控制。
3.4.1．进水控制：
通过水位计检测生物池水位。
当水位值达到设定值时，自动关闭进水阀，停止进水。
3.4.2．循环控制：
由PLC按照预先编制的程序完成，一个完整的生物处理过程包括四个阶段：
进水、曝气、沉淀、滗水。
每个阶段一般为1小时，也可根据进水量通过监控管理系统和就地控制系统的操作面板上进行设定。
循环过程如下：
第一时段第二时段第三时段第四时段
1#池进水/曝气曝气沉淀滗水
2#池滗水进水/曝气曝气沉淀
3#池沉淀滗水进水/曝气曝气
4#池曝气沉淀滗水进水/曝气
3.4.3．空气曝气量自动调节和鼓风机的控制
根据生物池中设定的溶解氧值自动调节生物池中的空气量，保证生物池中的生物处理过程能够顺利进行。
空气调节的方法如下：
首先根据池中的溶解氧值来调节鼓风机的变频器控制空气量。
在保证生物池内空气需求量和满足曝气管最低压力值的前提下，尽可能地节省能耗，上述各调节相互关联，相互影响，最终达到最佳状态。
鼓风机自身控制系统的PLC将带有通讯模块和通讯接口，与现场分控站PLC1采用总线方式的通讯。
上位监控管理计算机可远程监测鼓风机系统全部设备的运行状态和故障报警，也可远程控制鼓风机系统开停。
3.4.4．滗水器控制
滗水器设置两种控制方式：
时间控制和液位控制，通过设定时间来控制滗水器的运行，当池内液位达到设定最低值而设定的滗水器的运行时间还没结束时，PLC将执行液位控制，停止滗水器动作。
当池内液位没达到设定最低值而设定的滗水器的运行时间已结束时，PLC将执行时间控制，停止滗水器动作。
滗水器动作停止后将自动复位。
3.4.5．回流污泥量的自动调节
为保证生物池中污泥混合液浓度在工艺生产要求的范围内，采用按时间控制的方式。
PLC根据时间控制回流污泥泵的运行时间，实现进水量与污泥回流量的合理配比，从而保证生物处理的质量稳定性。
可以通过监控管理系统和就地控制系统的操作面板设定回流污泥比例和污泥回流泵的运行时间。
贮泥池的泥位控制
通过液位计检测贮泥池的泥位，当泥位低于最小值时，停搅拌器。
同时发出低泥位报警。
污泥脱水的自动控制
污泥脱水过程按污泥脱水系统自身PLC预先编制的程序控制运行。
污泥脱水的程序控制采用时间控制和手动控制。
系统设计带有启动时序和停止时序，以及安全保护程序。
在药液已制备完成的前提下，设备的启动次序依次为倾斜式输送机、水平式输送机、浓缩脱水一体机、加药泵、进泥泵，停止顺序与之相反。
污泥脱水系统的PLC将带有通讯模块和通讯接口，与现场分控站PLC2采用总线方式的通讯。
上位监控管理计算机可远程监测污泥脱水系统全部设备的运行状态和故障报警，也可远程控制污泥脱水系统的开停。
电力监控
与污水处理厂电力监控系统建立联系，在中央控制系统设置电力监控程序，显示电力系统的主接线、各段母线的电压、各母线开关的状态和电流、各变压器的状态、各主要用电设备的状态和电流、高压进线、低压进线处的电量数据等，实现
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