污水处理厂自控系统方案Word文档下载推荐.docx
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拟设于综合楼内.中央节制室的监控管理操纵站系统完成全厂的自动节制.包含两套互为热备的监控工作站、印机、UPS电源.中央节制系统通过工业以太网，采取光缆与各现场节制PLC站毗连.这两套工作站为热冗余配备，可以分别偏重监测或组态功能，故障时互为备用，具有矫捷的运行方式.
为观显示全厂工艺过程全貌，方便管理，在中节制室设立了电动投影屏幕和投影仪，显示全厂工艺流程图和主要参数及设备运行状态.
通过大容量的UPS为中央节制室的所有设备提供了高质量的电源.
每个分控站配置一套PLC节制柜.柜内包含可编程序节制器、操纵员界面HMI、24VDC电源装置、冗余光纤交换机、电源防雷过电压呵护装置、小型断路器、接线端子、小型继电器，装置毗连缆线和附件等.
根据污水厂工艺特点，构筑物的安插和现场节制的分布情况，设置四个PLC现场子站，PLC现场子站选用可编程序节制器（PLC），PLC为模块化布局，硬件配置较矫捷，易于扩大，软件编程方便.而且PLC子站与相应的MCC置于同一地点，节俭其间电缆.当中控室监控工作站故障退出运行或通道故障使分控站节制单元和主控级监控工作站通讯中断时，各现地节制单元能独立运行，停止节制和监视，提高运行靠得住性.
1#现场节制站位于污泥稀释脱水机房内.
负责监控：
粗格栅及进水泵房、细格栅及曝气沉砂池、撇水池、污泥稀释脱水机房.
节制对象为：
1#、2#回转式细格栅除污机；
无轴螺旋压榨机；
桁车；
吸砂机；
中心传动稀释机10WF1、10WF2、10WF3轴流风机.
IO点数统计：
数字量输入DI：
83；
数字量输出DO：
34；
摹拟量输入AI:
17；
摹拟量输出AO:
1.
2#现场节制站位于鼓风机房及变配电间内.
加药间、鼓风机房和变配电间.
7GB2、7GB3、7GB5、7GB6鼓风机、7GV2、7GV3、7GV5、7GV6电动蝶阀；
7ZF11、7ZF12、7ZF13、7ZF14、7ZF21、7ZF22、7ZF23、7ZF24、7ZF31、7ZF32、7ZF33、7ZF34轴流风机；
8WF1、8WF2、8WF3轴流风机；
2GV电动调节阀.
113；
40；
8；
6.
3#现场节制站位出水泵房内.
消毒池、清水池、出水泵房.
1#、2#、3#、4#离心泵；
6FM1、6FM2、6FM3轴流风机；
12XHB1、12XHB2循环泵；
12BJB1、12BJB2补水泵.
26；
9；
10；
0.
4#现场节制站位于A2/O+MBR池附属建筑内.
A2/O+MBR池.（此站节制系统供应商已集成，具有以太网通讯接口，配置触摸屏和不间断电源.）
2.4节制系统特点
由于节制设备的分布特点及节制的独立性，采取现地元件层实现自动化仪表的数据收集，采取现地节制单元实现了相对独立设备的本体节制；
从而大大减轻了操纵员工作站监控操纵站的负荷，有利于各级节制设备监控功能的合理分配和操纵；
由于各现地节制单元相对独立，而且可以脱网独立运行，特别是在集控层总线网络瘫痪时，可以包管现地单元靠得住地运行，大大提高了节制系统的靠得住性；
采取分层分布式节制方式，使得总线网络的通讯负荷减少、通讯误码率大大降低，处理了数据通讯的瓶径问题，同时使网络布局更清晰、检修维护更方便；
采取分层分布式节制方式，该节制系统具有更好的扩大性，若需对系统扩大，只要将接入相应的网络层中即可，不会影响到集控层网络的运行和操纵.
三、系统节制方式及功能描绘：
3.1系统节制方式：
现场手动形式：
设备的现场节制箱或MCC节制柜上的“当场/远程”开关选择“当场”方式时，通过现场节制箱或MCC节制柜上的按钮实现对设备的启/停、开/关操纵.
遥控形式：
即远程手动节制方式.现场节制箱或MCC节制柜上的“当场/远程”开关选择“远程”方式时，操纵人员通过操纵面板或中控系统操纵站的监控画面用鼠标器或键盘选择“遥控”方式并对设备停止启/停、开/关操纵.
自动形式：
现场节制箱或MCC节制柜上的“当场/远程”开关选择“远程”方式，且现场节制站的“自动/遥控”设定为“自动”方式时，设备的运行完全由各PLC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/关节制，而不需要人工干预.
节制方式设计为：
当场手动节制优先，在此基础上，设置远程遥控和自动节制.节制级别由高到低为：
现场手动节制、遥控节制、自动节制.
主控级设备：
天水工业园区污水处理厂自控系统主控工作作站接纳全厂设备的运行状况，同时也对现地节制设备发送各种节制饬令.主控级工作站由两套互为热备的台湾研华公司生产的IPC-610H型工控机作为主要节制设备，采取Microsoft公司的WindowsXP操纵系统和德国西门子的自动化监控组态软件WINCC开辟版工业组态软件，完成数据的收集、设备的节制和监视以及与各分控站的通讯功能等.
主控级设备功能:
3.2.1数据收集
●实时收集各个终端站传送的各类数据和信号，通过在黑色监视器（TFT）显示总工艺流程图，分段工艺流程图，供电系统图，工艺参数，电气参数，电气设备运行状态等.
●操纵站以"
人—机"
对话方式指导操纵，自动状态下，可用键盘或鼠标器设定工艺参数、节制电气设备.
3.2.2数据处理
●对来自各现地节制单元的实时数据和相关设备状态信息停止数据校验检测；
●实现系统的故障检测和诊断功能，如总线网络中途断线、站的失电、站地址的冲突、模块配置分歧错误应等罕见故障；
●汇总各现地节制单元的所有上送数据和状态信息.
●数据查询功能：
对系统中存储的相关设备数据可以依照时间、时段、设备、报警等各种方式停止查询；
●数据检测功能：
对现地节制单元上送数据停止实时性、靠得住性等验证，包管数据的正确性；
●根据收集的实时数据生成相应的各类生产报表、形成汗青数据记录、趋势曲线记录等；
●完成语音报警等功能；
3.2.3节制和监视
●实现全厂各个现地节制单元的实时监视；
●通过人机终端，实时显示各现地节制单元的状态信息和实时节制.
3.2.4数据通讯
通过光纤总线网络实现主控级计算机与分控站PLC和智能通讯装置的实时数据通讯；
3.2.5画面显示
●根据系统收集的各分控站节制单元设备的实时数据和状态信息，实时刷新系统的相关画面；
●实时显示系统的总工艺流程图，分段工艺流程图，供电系统图，工艺参数，电气参数，电气设备运行状态等；
●系统画面中设置导航画面，通过导航画面可方便实现画面的疾速切换；
●在每个画面设置画面帮忙，可为操纵员提供疾速操纵帮忙；
3.2.6存储和打印
实时记录和存储系统中各分控节制单元中相关设备的实时数据，并形成汗青数据文件.实时存储和打印的数据主要有：
●各类操纵记录；
●各类事故和故障记录；
●各类报表记录等.
3.2.7事故、故障报警
●系统可实现系统中各分控节制单元所有设备的事故、故障等的报警、记录以及相应的报警画面弹出显示、语音报警等功能，而且可以依照报警发生的时间、次序、设备称号、事故和故障称号等等停止查询等.
3.2.8呵护功能
系统具有多种平安设备、操纵员操纵权限设置、操纵饬令确认、操纵口令确认、设备联锁等功能，可实现系统的平安、靠得住、正常运行.
●系统设置有操纵员操纵权限等级设置，可根据操纵要求，停止相应权限的登录操纵；
●操纵员在操纵过程中设置有操纵口令和操纵饬令确认，有效地防止了设备的误动；
3.2.9自诊断功能
系统可以提供完善的硬件和软件自诊断功能，主要包含：
●计算机硬件设备及接口设备的自检；
●系统通讯网络毗连的自检；
●系统相关设备的自检、故障提示等功能.
软件
3.2.10系统软件
选用具有开放式软件接口的实时多任务、多用户系统的MicrosoftWindowsXp中文版网络操纵系统.
3.2.11数据库软件
采取实时分布式关系型数据库系统，通过对监控对象的组态，实时监测和节制各监控对象，并自动生成操纵记录、遥信变位、事故记录等实时数据.
汗青数据库可以通过DDL、DDE及OLE等与其它应用软件交换数据，并带有尺度的SQL接口和ODBC接口，为系统维护、管理提供技术基础.
3.2.12应用软件
包含工业实时监控组态软件、现场总线组态软件、数据库软件、尺度工业节制和专用水处理过程节制图形库等.工业实时监控组态软件配置有开辟版（无限点）、运行版和监控版.其主要功能是：
（1）运行监控
采取图控软件组态设计中控室的运行监控软件，具有中文界面、操纵提示和帮忙系统.操纵界面主要以流程图方式暗示，从总体流程图直到每个单体的部分流程图，在流程图上显示的设备，都可点击进入该设备的进一步细节数据或对其停止节制.工艺过程、运行数据和设备状态均以图形方式直观暗示.运行参数和方针节制参数，可以点击进入其属性或停止设定修改.
（2）数据库的生成及管理
提供整个监控系统运行的各种数据参数、各机械电气设备状态、以及各接口设备状态的实时数据库及汗青数据库，并能根据信息分类生成各种专用数据库，且具有在线查询、修改、处理、打印等数据库管理软件，可停止日常的操纵及维护，同时还具有ODBC功能，与其它数据库建立共享关系.
保管在内存中的实时数据库应存贮由各种监控对象的动态数据，数据刷新周期应可调，以包管关键数据的实时响应速度.短期汗青数据库应可以保管7天的实时数据和组合数据，其实不竭地予与刷新（其数据来自于实时数据库）.汗青数据库中可以存入各设备的运行参数、报警记录、事故记录、调度指令等.并具有存贮3年运行数据的才能.
（3）组态
通信组态：
生成各种通信关系.明白节点间的通信关系，可实现现场仪表与PLC之间、PLC与监控计算机之间，以及计算机与计算机之间的数据通信.
节制系统组态：
生成各种节制回路.明白系统的节制功能，各节制回路组成布局、节制方式与战略.
（4）图形生成及查询
应用软件具有强力而有效的图形组态显示功能.能画出总平面图、工艺流程图、设备平立面安插图、电气主接线图等.在确定监控画面后，可对监控对象停止形象图符设计、组态、毗连、生成完整的实时监控画面，使用户可以在显示器上查询到各种监控对象的动态信息及故障，其形式可以是图像、报表、曲线、以及直方图等，并在投影屏上有动态显示数据.
同时，还具有友好的中文人机接口界面，采取图形、图标方式，使管理人员方便地使用鼠标器或键盘对系统停止管理、节制.通过监控画面的切换，停止数据查询、状态查询、数据存贮、节制管理等各种操纵.
（5）日常管理
日常的数据管理是对收集到的各种数据停止计算、处理、分类，自动生成各种数据库及报表，供实时监控、查询、修改、打印，生成后的报表文件的修改或重组.
软件系统的靠得住性可以包管数据的相对平安，防止对数据的非法访问，特别是对原始数据的修改.按操纵等级停止管理，一般情况下，至少设置三级操纵级，即观察级、节制操纵级、维护即，每级都设有访问节制.
具有日常的网络管理功能，维持整个局域网的运行，定时对各接口设备停止自检、异常时发出报警信号.
（6）设备管理
对组成系统的所有硬件设备及运行状态停止在线监测及自诊断；
对实时监控的所有对象的运行状态停止监测及自诊断；
对各类设备运行情况（如工作累计时间、最后调养日起）停止在线监控，并存入相应文档，以备维护调养；
对设备故障提出参考处理意见.
（7）能耗管理
软件系统可以对系统的设备运行记录及节制形式停止综合思索，使系统能在最低的能耗下发挥最大的效益.
（8）工控组态软件
系统监控组态软件是一个精心设计开辟的实时系统工作平台.软件自己及相关文档均为中文版本，为国际或国内知名组态软件.具有全图形化界面、全集成、面向对象的开辟方式，使得系统开辟人员使用方便、简单易学.功能覆盖广，软件组合矫捷，高效性、内涵布局和机制的先进性应该确保用户可疾速开辟出实用而有效的自动化监控系统.
数据收集方面，同时支持多种PLC的通讯，如施耐德、西门子、AB等多家产品的数据通讯，具有很强的兼容性；
支持同时收集各种PLC、仪表、变频器、板卡、RTU等设备的数据；
支持电话拨号、电台、GPRS、VPN等远程多种通讯方式；
具有相位收集功能.
工作站应可对整个系统设置平安管理.支持使用用户，权限，优先级，平安区的方式为用户提供平安验证.
工作站监控、组态必须的软件均基于WindowsXP操纵系统.
系统可以在各种语言版本的操纵系统上运行，可以在画面中同时使用汉字及其他多国文字和符号；
具有全中文的开辟和运行环境.
组态软件能支持OPC尺度，同时具有OPCServer和OPCClient功能，可以疾速、靠得住地与众多分歧生产商制造的硬件设备实现靠得住的通讯.
支持变量的疾速搜索，而且为方便用户二次开辟，组态软件必须支持全中文变量名和函数名及布局变量和引用变量；
支持变量的批量生成、合并、导入、导出；
支持自定义函数.
具有设备模子和图形模子功能，通过设备模子疾速创建变量和关于该变量的逻辑计算处理.通过图形模子可以疾速安排已经制作好的图形动画.
支持类C语言等作为内置编程语言，支持系统事件，变量改变事件，报警事件，热键事件，条件事件，自定义函数、定时剧本和调度剧本等多种剧本类型，为用户提供方便的开辟平台.
组态软件支持各种运算函数，包含：
事件驱动的算术和逻辑运算、逻辑关系运算、报警状态处理、定时器、对数和指数运算、三角函数、按位运算、字符串处理、数制转换、取平均值、最大值、最小值、取中间值、记录汗青值、统计操纵次数和操纵持续时间等功能在内的统计运算.
软件画面支持在开辟和运行时的无极缩放，画面可以按比例缩放；
支持图层的操纵，可以把分歧的图素分配到分歧的图层上去，停止开辟和管理，图层可以节制显示和隐藏；
支持GDI+，支持过渡色和透明色；
组态软件具有多样图库,含有污水处理工程基本图库元素，节俭绘图开辟时间.采取项目树使得程序生成矫捷，程序组织清晰了然.Windows下的在线帮忙功能；
项目文件备份功能；
工程支持口令呵护；
能支持WebServer功能.远程客户可透过网络,配合服务器及阅读器取得与现场一致之运作画面.
提供分布式报警,操纵员可同时从多个远程位置阅读及确认警报信息.
为知足江南污水处理厂自控系统要求，实现软件界面人性化、实物化、动态化，同时思索其平安性、通用性及易扩大性，监控软件选用德国西门子的自动化监控组态软件WINCC.
自动化监控软件的基本技术要求如下：
·
基于WindowsXp或vista平台；
基于实时的客户／服务器布局及组件（COM）内核；
全面支持ActiveX控件及控件平安容器技术；
内置微软尺度编程语言,嵌入式VisualBasicforApplication；
支持OPC客户及OPC服务器形式；
尺度SQL/ODBC接口,易于与关系数据库集成；
丰富的图符图形工具，动画向导，功能键可以预定义，标签组编辑功能，给予时间和事件调度处理功能；
报警和信息管理，报警过滤，和远程报警管理；
支持WindowsXp或vista用户级平安系统；
支持SOA功能；
图表对象和趋势显示，汗青数据收集；
有与上层管理信息系统接口，可以同时毗连多种下位节制器，易于系统扩大.
组态软件
--通信组态：
生成各种通信关系.可实现现场仪表与PLC之间、PLC与监控计算机之间，以及计算机与计算机之间的数据通信.
--节制系统组态：
生成各种节制回路.各节制回路组成布局、节制方式与战略.
维护软件：
对现场节制系统软硬件的运行状态停止监视、故障诊断，以及软件的测试维护等.
仿真软件：
对节制系统的部件（通信节点、网段、功能模块等）停止仿真运行.可对系统停止组态、调试、研究.
设备管理软件：
对现场设备停止维护管理.配置专门的设备管理软件.
监控软件
--实时数据收集：
将现场的实时数据送入计算机，并置入实时数据库的相应位置.
--惯例节制计算与数据处理：
尺度PID，积分分离，超前滞后，比例，一阶、二阶惯性滤波，高选、低选，输出限位等
--优化节制：
根据数学模子,完成监控层的各种先进节制功能：
专家系统、预测节制、恍惚节制等
--逻辑节制：
时间程序节制，如完成开、停车的顺序启停过程.
--报警监视：
监视生产过程的参数变更，并对信号越限停止相应的处理，如声光报警等.
--运行参数的画面显示：
带有实时数据的流程图、棒图显示，汗青趋势显示等.
--报表输出：
生产报表的打印输出.
--操纵与参数修改：
实现操纵人员对生产过程的人工干预，修改给定值，节制参数、报警设定等.
文件管理
--数据库管理：
在线与汗青数据管理、综合操纵、保管等.
--统计节制软件：
依照数理统计方法分析现场收集的工艺变量数据，监视和评判系统的节制与运行状态，指导操纵人员全面掌握生产情况，解除故障.以迷信方法评估生产过程才能，指导系统改进.包含：
在线与汗青数据预处理、各种统计节制图、直方图、事件触发采样、在线报警、过程才能分析、分析记录等.
3.3分控站设备：
武威工业园区污水处理厂自控系统分控站由四个PLC站等组成，每个节制站选用一套用德国西门子S7-300系列PLC，并配备一台北京昆仑通态触摸屏，实现全厂自控仪表及其他设备的监视和节制，同时各分控站与主控级操纵站停止数据交换，各分控站接纳主控级操纵站发来的各种节制饬令，最终实现全厂所有设备的监控，包管了全厂设备平安、稳定运行.
分控站设备节制功能：
按节制程序对所辖工段内的工艺过程、电气设备停止自动节制，同时收集工艺参数及电气设备运行状态.
通过通信总线与中央节制室的监控管理系统停止通信.向监控管理系统传送数据，并承受监控管理系统发出的部分开停机饬令.
在操纵屏上显示所辖工段的工艺流程图，工艺参数，电气参数，及设备运行状态.通过功能键盘设定工艺参数，节制电气设备.
当场节制：
在设备调试、维修阶段提供现场操纵的手段，在意外情况下可以以最快的方式停止现场告急停车.
分站节制对象包含：
粗格栅及进水泵房、细格栅间及曝气沉砂池、A2/O+MBR生化池、紫外线消毒池、清水池、出水泵房、污泥撇水池、污泥稀释脱水机房、锅炉房.
粗格栅及进水泵房：
1、粗格栅
（1）功能：
去除污水中较大悬浮物，并拦阻直径大于20mm的杂质，确保水泵正常运行.
（2）主要设备：
旋转式格栅2台.
（3）运行方式：
格栅采取自动节制.根据栅前栅后水位差或格栅工作周期（时间可调）节制，栅格前后的液位差由PLC自动节制清污，同时设手动节制，格栅设工况指示和故障报警系统，与皮带输送机联动工作、延时停机.栅渣通过带轮的渣滓小斗车收集.
2、进水泵房
将污水一次提升至细格栅，以便后续构筑物的正常运行.
近期配备潜污泵4台，3用1备.
水泵自动节制运行，根据水位节制水泵轮番工作，设高、低水位报警系统和水泵工况指示及报警系统，低水位时全部水泵停机.
细格栅：
去除污水中较大漂浮物，并拦阻直径大于6mm的固体物，以包管生物处理及污泥处理系统正常运行.
（2）、主要设备：
设回转式细格栅2台；
无轴螺旋压榨机一台.
格栅自动节制根据细格栅前后水位差或格栅工作周期（时间可调）实现，细格栅前后的液位差由PLC自动节制清污动作，同时设手动节制.细格栅设置工况指示和故障报警系统.两台格栅共用一台无轴螺旋压榨机，将栅渣送至落渣斗，下滑至带轮的渣滓小斗车中.
曝气沉砂池：
去除污水中比重大于2.65，粒径大于0.2mm的砂粒，呵护后续水处理设备，防止管道淤塞.曝气的功能是使附着在砂粒概况的污泥分离，使沉砂易于脱水，同时防止细小的有机悬浮物沉淀，确保沉砂质量.
一台桥式单槽刮砂机（带撇渣装置）；
吸砂泵1台.
桥式单槽刮砂机（带撇渣装置）持续运转，吸砂泵按程序节制定时运转，砂水分离器与吸砂泵同步运转.
A2/O+MBR生化池：
该设备间节制系统已有厂家提供，此方案节制不于思索，只需要厂家提供数据收集点即可.
紫外线消毒池：
停止尾水消毒，防止尾水中细菌对水体及水生物的影响.
1套紫外线消毒模块.
通过装置在模块前后的水位差仪器监控紫外线模块的平安运作.
清水池;
清水池设2座
储存并调节出水量.
出水泵房:
用于再生水提升至再生水用水点.
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