水厂自控系统施工组织设计.docx
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水厂自控系统施工组织设计
1、投标综述
1.1工程简介
根据XX市XX域供水规划确定的建设西北供水系统，以下XX为水源，新建XX水厂，生产规模3万m3/d,供给XX镇、xx乡、xx乡、xx镇、xx镇、xX镇、XX乡和XX镇等8个乡镇。
XX市XX水厂出水水质现阶段执行国家标准委和卫生部二OO七年发布的《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）,其中出厂水浊度V二1NTU,同时进行深度处理。
1.2总体描述
我公司负责提供XX市XX水厂自控系统的深化设计、系统所需的设备及所有附件的供应、运输、设备安装、接线、开通及通过当地有关部门的验收、培训、维修保养、招标文件规格及相应图纸要求的其它服务及能预见的其它需配套和完善的服务,直至交付买方使用。
我公司提供的设施是一个完整的系统，范H不仅包括技术规格所说明及图纸所示的主要设备及项U,只要是系统正常运行所需的所有设备、接口、配件及项U,包括必须的人工费在内，均包括在本工程范M之内。
我公司提供符合招标文件规范书和有关工业标准的优质产品。
我公司承担在执行合同过程中与土建及其它设备配合等方面的技术协调，对工作适当安排。
所有安排取得招标单位的书面同意:
。
如果发生争议川I招标单位裁决，各方都遵亦，并不藉此要求增加费用或延长工期。
我公司负担全部义务和责任,以完成招标单位的所有安排或指示工作。
我公司所提供的材料、器具、设备均遵循中国政府法律、规范和相关规定;招标文件未尽事宜，山招、投标双方视具体情况及时协商确定。
1.3工作范围
本工程范围包括XX市XX水厂净水厂工艺方案所需的自来水厂综合自控系统的相关工作:
包括制造、供货、现场安装、电缆敷设、软件编制、系统组态、设备运输、试验、系统联调和开车，人员培训、售后服务以及完成本特定任务有关的所有其他工作。
包括但不限于以下主要项U：
所有仪表、自控系统以及相关的工作，以保证自来水厂的安全可靠有效地运行。
现场仪表设备
监控系统
详细的电气、仪表、监控系统的接口和适配器。
防需、防过电压设备。
全部的设计和文件
监控系统详细的机柜内的布置图、接线图。
软件的功能说明，使用说明和有关的全部手册、文本。
试验和试运行
培训
技术手册
和其他供货商、服务行业以及立法部门间的协调。
与土建专业的交接面:
厂区内的过路管山土建施工，自控总包负责现场指导,按图定位。
4.4方案设计原则
本工程设计方案采用现代计算机集成制造系统技术，借鉴在给水行业内的应用经验，构建净水厂的全集成综合自动化系统。
系统设计遵循先进性、实用性、可靠性、经济性、开放性的原则，满足净水处理工程生产管理和工艺对自动化控制的要求。
配置按现场无人值守，设备运行全自动化、控制中心集中监视操作的水厂管理模式运行。
系统配置采用成熟技术，产品设计选型符合国际或国家工业标准，可靠性高、适应能力强、扩展灵活、操作维护简便；系统平台软件选用稳定安全的主流操作系统，便于系统使用和维护;管理软件、监控软件、现场控制软件的编制均选用符合国际软件业标准的开发平台，同时考虑用户开发的方便性和易于扩展性;设备配置兼顾一致性与扩展性原则，既兼顾甲方原有水厂控制中心设备的使用品牌，与用户使用习惯等，同时充分考虑系统今后的扩展性、维护便捷、备件互换共孚性。
设备和软件的供货商能够长期提供技术支持和服务”备品备件能得到有力的保障。
仁5标准与规范
参照下列标准和规范（不限于）的最新版本（含修改部分）的要求执行。
如果儿种规范和标准适用于同一种情况，则遵循最为严格的规范。
GBJ42-81工业企业通信设计规范
GBJ79-85工业企业通信接地设计规范GB50174-93《电子计算机机房设计规范》
GB50093-2002口动化仪表工程施工及验收规范
GBJ120-88_L业企业共用天线电视系统设计规范
GBJ131-90自动化仪表安装工程质量检验评定标准
GB50]98-94民用闭路监视电视系统工程技术规范
GB/T503I1-2000建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范
GB/T5O312-2000建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范
GB/T50314-2000智能建筑设计标准
GB50339-2003智能建筑工程质量验收规范
GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范
CECS37:
91工业企业通信工程设计图形及文字符号标准
CECS72:
97建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范
CECS89:
97建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范
HG/T20505-2000过程检测和控制系统用文字代号图形符号
IIG20506-92自控专业施工图设计内容深度规定
HG/T20507-2000自动化仪表选型规定
HG/T20508-2000控制室设计规定
HG/T20511-2000信号报警、连锁系统设汁规定
HG/T20516-2000自动分析室设计规定
HG/T20573-95分散型控制系统工程设计规定
YDJ39-90通信管道工程施工及验收规范
YD5006-95本地电话网用户线线路工程设计规范
YD5007-95本地电话网通信管道与通道工程设计规范
YD5010-95城市居住区建筑电话通信设计安装图集
YD5012-95光缆线路对地绝缘指标及测试方法
YDZr5015-95电信工程制图与图形符号
YD5023-96用户接入网工程设计暂行规定
YD5024-96本地电话网局间中继同步数字系列光缆传输工程设计规范
YD5025-96长途通信光缆塑料管道丄程设汁暂行技术规定YD5029-97数字数据网工程设计料行规定
YD5043-97长途通信光缆塑料管道工程验收暂行规定
YD5048-97城市住宅区和办公楼电话通信设施验收规范
YD5051-97本地网通信线路工程验收规范
YD/T1132-2001防火墙设备技术要求
YD/T1133-2001数据通信名词术语
GBJ50265—97《泵站设计规范》
GB8566-88《计算机软件开发规范》；
GB/T18272.1-2000《工业过程测量和控制系统评佔中系统特性的评定第
I部分：
GB
GB4943-1995《信息技术设备（包括电气事务设备）的安全》
CD50A15-20《信号报警、联锁系统设计规定》
GB64-83《工业与民用电力装置的过压保护设汁规范》
GB/TI2505-9《计算机软件配置管理计划规范》
GB/T12504《计算机软件质量保证计划规范》
GB8566《计算机软件开发规范》
GB/T14733.6-1993《电信术语空间无线电通信》
GB3452《数拯通信基本型控制规程》
GB3454《数据终端和数据电路终端设备之间的接口定义
YD/T1013-1999《综合布线系统电气特性通用测试方法》
GB/T16657.2-1996《工业控制系统用现场总线》第2部分:
物理层规范和服务定义
GB/T16855.1-1997《机械安全控制系统有关安全部件》第一部分设计通则GB/T17614.1-1998《工业过程控制系统用变送器》第1部分:
性能评定方法GB/T17614.2-1998《工业过程控制系统用变送器》第2部分:
检查和例行试验导
GB/T6988.6-1993《控制系统功能表图的绘制》
GB16655-1996《工业自动化系统集成制造系统安全的基本要求》
GB/T16720.1-1996《工业自动化系统制造报文规范第一部分：
服务定义》GB/TI6720.2-1996《工业自动化系统制造报文规范第2部分：
肋、议规范》
GB/T16721-1996《工业自动化系统制造报文规范协议子集规范》
GB/T16979.1-I997《工业自动化系统制造报文规范》第I部分服务定义补充件1:
数据交换
GB/TI6978-1997《工业自动化》词汇
GB/T7353-I999《工业自动化仪表盘、柜、台、箱》
GB4208-1993《外壳防护等级（IP代码）》
中华人民共和国计量法
CJZTxxxx.l-200x＜城市公用事业自动化系统工程技术规范》（讨论稿）
中国水协《城市供水行业2010年技术进步发展规划及2020年远景U标》
2、技术参数相应及偏离表
3、技术方案
3.1通用財描述
3.1.1环境条件
保证在招标文件中指定的环境条件下•设备适宜于工作■同时具有可以达到的最高制造标准、可靠性、重复性及精确性。
3•1.2机箱
设备外壳的保护等级遵照IEC529，具体如下:
在室内的设备用IP54;
在户外的设备用IP65;
安装在阀门、在水中或在地下的传感器或其它设备用IP68o
所有设备的机箱有可锁的门，任何通风口或白叶窗都有有效的滤尘
装置，任何冷却风扇都有风扇故障报警触头，连接到相应的报警系统。
PLC柜的描述
用2mm厚的钢板装配柜体，每一个门要用单独一片钢板制成。
所有的柜装有嵌入式的锁，并共用一个钥匙。
用50*5的角钢构成柜的框架。
最终的外壳用环氧树脂粉末静电喷塑，固化处理。
外部的颜色经业
主确定。
•柜内提供2条接地铜排,一条用于信号和屏蔽接地，一条用于设备和柜子安全接地。
•提供充足的端子，满足工程要求并有30%余量。
•柜内走线经过线槽，线槽填充度不超过40%O
•柜内每个回路有断路器或熔断器保护，220VAC的回路装有断路器,能承担250V、2500A短路容量，且带有氛灯指示，24VDC回路为快速响应带发光二极管的玻璃式熔断器。
•每个继电器上有一个氛灯来指示损坏与否，并带开合指示。
•凡是在规格书中或相关连的图纸中没有说明的测量仪表、传感器或其它需在现场安装的设备的精确的安装位置”我公司向工程师提出建议安装的细节，以取得业主的认可。
在开始做任何安装工作之前，取得这一认可。
3.1.3电源
所有控制及监视设备曲提供的主电源供电。
当出现断电状态时，主要设备山UPS供电。
当出现过电压时,主要设备由过电压保护装置保护。
3.1.4信号电平
所有控制及监视设备能在下列信号电平工作：
・控制及监视的模拟信号：
4-20mADC电流信号，并有专门隔离端子进行隔离；
・数字量输入信号：
无源触点，触头容量24VDC,1A,并有光电隔离装置隔离
・数字量输出信号：
无源触点，触头容量22OVAC,2A,并有继电器隔离，电流放大到5A。
当传送距离超过传送设备的能力时，为传感器提供传送器。
3.1.5电涌抑制
•我公司提供并安装合适的电涌保护装置以减轻线上电涌的影响。
・每一个现场连接设备有独立的，证明有效的抑制电压的保护装置，来保护现场控制室设备的电压维持在安全的水平上。
同时，所有的金属外壳接地。
・我公司在标准供货的设备的半间图上列项注明其制作方式和技术性能。
・防止电涌的接地电缆的最小尺寸为16mm2的绝缘胶合线。
3.1.6校验
・我公司在开车之前校验所有的模拟信号,包括：
控制设备，所有信号探头传感器，变送器和转换器。
・我公司（在工程师在场时）检测实际的在工作站记录值与电输入/输出信号间的误差，电/输出信号可从探头或传感器来，或从监控的物理参数中来。
・我公司保证显示值和物理参数值间的总误差不超过每个设备允许g差值之和。
开车时，我公司提供这些试验的记录。
・每个流量的总误差分别通过恒定流量时，池子装满的时间来验证。
・在试车时,我公司提供校验数据的有关文件。
3.1.7试运行
仪表和控制系统的试运行包括：
（1）所有控制系统在工厂检验时做的试验在现场重复进行。
（2）用试验证明所有硬件的功能正常。
（3）用试验证明所存软件的功能正常。
⑷用试验来验证所有的信号接到正确的终端。
（5）用试验来验证对厂内每个独立的项U其控制和监测功能运行正常。
（6）校正所有的模拟量信号。
（7）用试验来建立厂内设备的正常运行功能以及整个控制系统的正常运行。
（8）在运行阶段，工程认为必需的任何其它试验。
3.1.8操作和维修手册
仪表和控制的操作及维修手册包括本工程设备的专用的操作和维修方面的资料。
这些手册为培训的基础教材。
我公司提供的维修手册包括以下资料：
・设备操作手册
・软件操作手册
・重新完全启动设备步骤。
・为了设备正常运行而周期性执行的详细的系统诊断试验资料。
・详细的，周期性进行的维修资料，例如：
清洗。
•修理仪表和控制系统故障的步骤。
•山原始制造商来的设备主要项目的设备手册。
・制造商的安装指南
3.2自控系统技术描述
3.2.1概述
自控系统采用10OM工业以太网网络构架，采用集散型计算机控制系统进行管理。
整个控制结构山中央控制室、PLC控制站及100M光纤以太网组成。
1）控制模式：
水厂3万m3/日运行规模的自动化系统为以PLC控制为基础的集散型控制系统。
设备的软硬件及系统配置按现场无人值守，水厂监控中心集中管理运行的标准设计。
水厂设备的控制模式设三级控制：
就地、现场PLC控制站、监控中心。
上、下控制级之间，下级控制的优先权高于上级。
就地控制级设有“就地/遥控”两种方式，各设备均可通过“就地/遥控”选择开关切换实现手动操作。
当现场PLC站发生故障时，可通过就地控制级上的“就地/遥控”选择开关切换实现设备的就地手动操作。
现场PLC控制站及监控屮心均通过软件设置“程序自动/设备点动”两种模式。
一般情况下，监控中心负责远程监视水厂运行及必要的参数调整与设备点动,水厂各流程的设备自动控制均由现场PLC站完成。
当监控中心的设备或通信网络发生故障时，不影响水厂各净水构筑物的正常运行。
各现场PLC站可按预先设置的运行模式来监控各丄艺流程的运行。
操作人员也可通过柜面设置的触摸屏调整运行参数及点动控制。
2）系统主要指标：
平均无故障间隔时间MTBF>20,000小时可用率A>=99.8%
系统综合误差：
数据正确率1:
>98%
数据通信负载容fi平均负荷X2%,峰值负荷A<10%
主机的联机启动时间t<2分
报警响应时间tVl秒
查询相应时间t<5秒
实时数据更新时间秒
控制指令的响应时间t<2秒
计算机画面的切换时间t<0.5秒3.2.2中央控制室
概述
在水厂中央控制室，建设全新的全厂监控管理系统，并在其中考虑现有工艺流程的自动控制功能，实现包括现有工艺及扩建工艺在内的全厂工艺流程的监控管理。
主要设备：
运行数据服务器（互为热备用）、光纤环网交换机、工业以太网交换机，操作员站、工程师站、打印机、投影系统。
主要设备功能：
运行数据服务器
运行数据服务器（热备）作为水r控制的核心，实时采集全厂监控数据和工况进行存储和处理，并能生成各利1表格，以便管理局域网和其它网上授权的计算机进行调用、查询、检索和打印。
具有安全登录、密码保护和数据传输功能，支持TCP/IP协议，可以与企业管理系统（MIS）.地理管网信息系统（GIS）无缝集成。
服务器中保存了水厂自动控制系统公用的数据和应用程序,并配置有最新Wind0WS操作系（服务器版）、监控软件及数据库软件等软件系统。
运行数据服务器通过工业以太环网与PLC系统连接。
操作员站
操作员站分别独立工作,通过局域网与运行数据服务器连接，提供动态的工艺监控图形及友好的人机界面。
在控制图形上通过鼠标和键盘对工艺参数进行修改,对工艺过程和控制设备进行控制和调节;在设备及工艺过程中发生故障时发出警报，显示故障点和故障状态，按照报警等级做出相关反应，记录故障的信息；可设立不同的安全操作等级，针对不同的操作者设置相应的加密等级，记录操作员及其操作信息。
工程师站
采用便携PC”配有多种工具软件，具有与操作员站一样的人机界面，能进行实时数据、历史运行数据、故障的记录、查询和显示。
能对PLC和上位机应用软件,管理软件等进行在线编辑、调试。
同时可以在网上对PLC进行在线诊断。
投影显示系统
中心控制室内投影显示系统，采用工程级投影仪，通过投影动态显示水厂的运行悄况。
3.2.3现场PLC控制站控制功能描述
各现场控制分站配设一套PLC系统（带编程电缆）、一套UPS电源和一台触摸屏等。
各PLC站点配置详见《投标商务报价清单》及设计图。
PLC1现场控制站
设在取水泵房。
负责对取水泵房及活性碳投加间的工艺参数、设备工况进行采集及监控。
功能描述:
设在V型滤池控制室内。
负贵对V型滤池的丄艺参数、设备工况进行采集及监控。
功能描述：
可远程手动控制各阀门的开启、关闭，清水调节阀开启度；
可根ffi滤池水位设定值自动调节清水出水调节阀开启度，保持滤池水位恒定。
当各滤池运行周期达到设定值自动发出反冲洗信号，或人工强制发出反冲洗信号，自动控制滤池各阀门配合反冲泵房完成反冲洗过程。
数据远传采集：
滤池系统各检测仪表及运行参数的检测，并将数拯传送至中心控制室，并提供趋势图，以便管理人员分析。
PLC4现场控制站
设在炭滤池控制室内。
负责对炭滤池的工艺参数、设备丄况进行采集及监控。
。
功能描述：
可远程手动控制各阀门的开启、关闭，清水调节阀开启度：
可根据滤池水位设定值自动调节清水出水调节阀开启度，保持滤池水位恒定。
当各滤池运行周期达到设定值自动发出反冲洗信号，或人工强制发出反冲洗信号，自动控制滤池各阀门配合反冲泵房完成反冲洗过程。
数据远传采集:
滤池系统各检测仪表及运行参数的检测，并将数据传送至中心控制室，并提供趋势图，以便管理人员分析。
PLC5现场控制站
设在送水泵房控制室。
负责对送水泵房和清水池的工艺参数、设备工况进行采集
功能描述：
远程手动控制机泵的启、停，阀门开启、关闭,远程手动调节变频器频率。
根据公司调度系统给定的出厂水压、流量，对泵房进行全自动控制
组合运行：
水泵机组开停过程一步化，操作人员通过组合指令,PLC自动完成水泵机组的开停过程，PLC可根据真空度信号，引水管水位信号，泵头压力信号，设备的状态信号等各种数拯参数，判别水泵机组的工况，完成设备运行工况的转换或发出报警信号，启停水栗机组的运行。
数据釆集远传:
实现工况及重要生产数据的釆集（电流、电量等），根据采集的数
据形成生产报表。
PLC6现场控制站
PLC6控制系统由加氯设备商独立成套（不在本次招标范H），采用与主系统相同类型的PLC,并提供通讯接口。
设在加氯加矶间控制室内。
负责对加氯间的工艺参数、设备丄况进行采集及监控。
功能描述：
可远程手动控制加氯系统的加氯量及启动停止加氯间其他设备，可远程手动控制中和系统；
根据相关参数自动调节加氯量，自动控制加氯间设备的运行，当发生漏氯事故时，可自动启动中和设备。
数据采集远传：
实现工况及重要生产数据的釆集（电流、电量等），根据釆集的数据形成生产报表。
PLC7现场控制站
PLC7控制系统由设备商独立成套（不在本次招标范ffl）,采用与主系统相同类型的PLC,并提供通讯接口。
设在臭氧间控制室内。
负贵对臭氧间的工艺参数、设备工况进行釆集及监控。
功能描述：
负责臭氧发生、投加系统各检测仪表及运行参数的检测，并将数据传送至中心控制室；
可远程手动控制臭氧发生、投加系统的设备的启动停止；
根据相关参数自动自动控制臭氧发生、投加系统的相关设备的运行。
PLC8现场控制站
设在冲洗提升泵房控制室内。
负责对冲洗提升泵房的工艺参数、设备工况进行釆集及监控。
功能描述：
负责提升、冲洗系统各检测仪表及运行参数的检测，并将数拯传送至中心控制室：
可远程手动控制泵站内各机泵、鼓风机等设备；
当收到滤池冲洗请求后，可根据请求顺序对待冲洗滤格进行排序，任意滤格可退出队列；
自动选择启动冲洗泵及鼓风机按设定流程对当前外洗滤格进行反冲洗。
3.2.4现场PLC控制站技术描述
!
）概述
PLC采用美国AB品牌，在国内有供货及时、备品备件充裕、技术服务方便、产品维修周期短、中文资料齐全等条件。
此外,机型是该公司的最新产品，功能卓著，其性能指标国际领先。
山于水厂的现场站较中央控制室环境条件差,PLC现场主站及子站的人机对话终端采用触摸屏终端。
减少操作人员对各种功能键的记忆。
采用以图形为主的LCD显示，辅以文字和数字，实时反映现场工作站的生产工况，用来完成以下的工作任务：
显示人机监控界面工艺图
＜显示本工作站整个系统的工艺流程。
显示实时生产数据和设备运行工况：
生产实时数据：
即流量、转速、频率等。
累计值的显示:
累计流量、累计药量、运行台时设备运行工况：
运行、停止、故障。
设备故障信息:
脱药、漏氯、电气故障等。
操作终端的操作功能0工艺参数设定调整操作功能®报警限值设定调整操作功能
现场键控指令操作功能
可通过键盘或者LCD屏幕上的图形按钮、功能按钮，开启或关停设备，进行参数设定。
操作设置有密码和权限
保证具有操作权限的操作员才操作，避免误操作的产生。
操作必须“申请获准”
有些操作须得到中控室的批准才能够实施。
设备故障信息显示报警功能©所有的故障倍息均能实时显示。
故障信息用“红色”+闪光报警。
工艺设备故障预判断系统，并在面板上用“黃色”+闪光报警。
2）通讯网络
（1）水厂中心控制室与PLC主站之间釆用光纤工业以太环网相联：
硬件采用多模光缆结合光纤以太网交换机连接，保证通信的可靠性，通信速率1OOMBPS。
能够通过数据共享功能实现PLC与PLC之间的高速、大容量的数据交换,而无需PLC编写任何程序。
PLC主站在各自的冗余框架上提供以太网模块，且每个现场控制站的PLC使用同一独立IP地址，故障时可进行及时可靠的切换。
通过合适的网关实现控制网络与其他网络的互联
通讯软件及协议对用户开放，以使今后自山安装其他产品。
为保证通讯信息的正确性和完整性,系统除选用带保护性硬件外，还在软件上做容错处理,确保系统安全可靠地工作。
网络发生故障时具有节点旁路功能，从而整个网络不会因为一个节点故障而崩溃，当出现断点时能及时被检测。
网络连接状态可任意读取。
⑵排泥机和控制系统之间釆用无线工业以太网形式,设备由排泥机集成商提供。
（3）现场控制站PLC与电fi检测仪表或电气智能设备之间：
电量检测仪表或智能成套设备须采用符合IEC规范的MODBUS-RTU协;议的现场总线与PLC进行通讯。
3.2.5软件技术规范
全部软件均为中文版，运行于Windows环境，应用软件的编制范H为两部分，管理控制系统的每台主机的软件包括下列单元模块：
全套计算机运行软件系统（含系统软件、组态软件、应用软件、数ffi库等）;全套的管理接口和管软件系统；
全套数据处理和记录软件系统；
全套系统再生、修复、数据备份的软件系统；
标准计算机数据处理软件、接口软件、数据处理软件如文字处理、数库、电子制表、图象处理软件等；
组态软件技术描述
系统釆用最先进的软件技术，有很好的开放式构架,除完成过程数采集外,其数据库将作为企业生产管理的通用数据库，提供了一个真正透明的1/0层,使得业主在以后的生产管理中从
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