【正文】 污水處理工程監(jiān)控通訊系統(tǒng) 技術(shù)方案建議書 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書 1 目 錄 第一章 用戶需求分析 1 理解與界定系統(tǒng)范圍與內(nèi)容 1 關(guān)于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求 2 關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的要求 2 關(guān)于主控中心與分控中心的要求 2 關(guān)于應(yīng)用軟件平臺的要求 3 關(guān)于主控硬件系統(tǒng)的要求 4 關(guān)于污水 泵站監(jiān)控的要求 4 關(guān)于檢測儀表的要求 4 關(guān)于模擬屏顯示系統(tǒng)的要求 4 關(guān)于工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的要求 5 關(guān)于電話通訊系統(tǒng)的要求 5 第二章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 6 結(jié)構(gòu)特點 6 通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能說明 6 主控中心與分控中心結(jié)構(gòu)及功能說明 7 工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng) 9 模擬屏顯示系統(tǒng) 10 第三章 污水處理廠控制系統(tǒng) 11 控制系統(tǒng)的構(gòu)成 11 控制方案 11 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書 2 選用產(chǎn)品技術(shù)性能 14 第四章 泵站控制系統(tǒng) 15 控制系統(tǒng)的構(gòu)成 15 控制方案 15 選用產(chǎn)品技術(shù)性能 18 第五章 通訊系統(tǒng)構(gòu)成與配置 19 通訊系統(tǒng)構(gòu)成原理 19 選用產(chǎn)品技術(shù)性能 22 通訊系統(tǒng)配置清單 24 第六章 主監(jiān)控中心構(gòu)成與配置 25 主控中心結(jié)構(gòu)原理 25 監(jiān)控室配置清單見附表 25 第七章 分監(jiān)控中心構(gòu)成與配置 26 分控中心結(jié)構(gòu)原理 26 分監(jiān)控室配置清單 26 第八章 CCTV 監(jiān)視系統(tǒng)構(gòu)成與配置 27 CCTV 監(jiān)視系統(tǒng)構(gòu)成原理 27 選用產(chǎn)品技術(shù)性能 27 CCTV 監(jiān)視系統(tǒng)配置清單 28 第九章 模擬顯示系統(tǒng)構(gòu)成與配置 29 模擬顯示系統(tǒng)構(gòu)成原理 29 選用產(chǎn)品技術(shù)性能 32 模擬顯示系統(tǒng)配置清單 34 第十章 避雷系統(tǒng)構(gòu)成與配置 35 防雷概述 35 防雷系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 35 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書 3 安裝關(guān)鍵要點 36 系統(tǒng)配置清單 36 第十一章 PLC 控制柜設(shè)計及配置 37 PLC 控制柜規(guī)格 37 控制箱外觀設(shè)計 37 第十二章 光纖敷設(shè) 38 管道光纜 38 直埋光纜 38 水底光纜 40 第十三章 建議：泵站、管網(wǎng)及水處理過程集成自動化 41 基于 Intra 的泵站及管網(wǎng)監(jiān)測管理系統(tǒng) 41 基于智能統(tǒng)計過程監(jiān)視技術(shù)的泵運行性能監(jiān)控系統(tǒng) 43 污水處理廠集成自動化系統(tǒng) 44 污水提升泵級配優(yōu)化控制 44 基于 Inter 技術(shù)的泵站管網(wǎng)及水處理系統(tǒng)集成自動化的電子服務(wù)系統(tǒng) 45 第十四章 工作界面交接要求 47 附 件 1 選用產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格 附 件 2 設(shè)備配置清單 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書 1 第一章 用戶需求分析 環(huán)境保護課題是關(guān)系到人類 生存和可持續(xù)發(fā)展的全球戰(zhàn)略問題。世界各國目前都十分關(guān)注環(huán)保問題。我國政府更是高度重視環(huán)保工作，加大了對環(huán)保行業(yè)的投資建設(shè)力度。其中，在全國大中城市逐步實現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量功能區(qū)達標(biāo)，加快城鎮(zhèn)和企業(yè)污水處理廠的建設(shè)，鞏固和實現(xiàn)淮河、太湖、滇池流域和渤海周邊地區(qū)的達標(biāo)排放，是今后我國環(huán)保工業(yè)發(fā)展的重中之重。然而，我國污水處理廠目前的運行狀況卻令人堪憂：不少廠能耗大、運行費用十分高昂，還有相當(dāng)一部分則不能正常運行，出水達不到排放標(biāo)準(zhǔn)。與工業(yè)發(fā)達國家相比存在不小差距，其中一個主要原因，是因為環(huán)保行業(yè)自動化水平較低。因此， 加強對污水處理工藝過程的運行監(jiān)控，使出水水質(zhì)最優(yōu)，而運行費用最低，確保污水處理廠節(jié)能高效、長期可靠地運行是一件迫在眉睫的大事。 某污水處理工程日處理量 30 萬 m3，建有 13 座（先期建有 11 座）提升泵站，分布于市區(qū)及三個縣市首府鎮(zhèn)，為了充分節(jié)約電耗、能耗和現(xiàn)代化管理各提升泵站，設(shè)計有計算機自控監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)用戶關(guān)于建立污水處理工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)的要求，浙江浙大中自集成控制股份有限公司進行了相關(guān)技術(shù)調(diào)研，現(xiàn)將用戶需求敘述整理如下： 理解與界定系統(tǒng)范圍與內(nèi)容 污水處理工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)的范圍包含：輸送管道沿線 11 座提升泵站和污水處理廠、排海工程的監(jiān)控系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)。 招標(biāo)的內(nèi)容包括： ? 全套監(jiān)控通訊系統(tǒng) (主、分中控室布置、自控系統(tǒng)、在線儀表、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、相關(guān)電纜等 )的設(shè)計、供貨、安裝 (不包括預(yù)埋敷設(shè) )、編程、綜合聯(lián)調(diào)并驗收通過及培訓(xùn)。 ? 包括監(jiān)控系統(tǒng)中連接的所有設(shè)備 (網(wǎng)絡(luò)、中央計算機及外設(shè)、 PLC、變送器、電纜光纜等 )和在線檢測儀表 (流量、溫度、壓力、差壓、液位、 pH、濁度、污泥濃度等 )的設(shè)計、設(shè)備選型、配置、供貨、安裝、編程、調(diào)試。 ? 主、分中控室布置：監(jiān)控層計算機及其外設(shè)、模擬顯示屏、視頻監(jiān)控計算 機、UPS電源等的布置方案 (平面圖、立面圖 )，施工及相應(yīng)建筑裝璜設(shè)計。 ? 工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)包括攝像裝置、視頻監(jiān)控計算機、電源電纜等整個系統(tǒng)的設(shè)計、供貨、安裝、調(diào)試。 ? 通訊系統(tǒng)包括電話程控交換機及其計算機、電話線路及其用戶機的整個系統(tǒng)的設(shè)計、供貨、安裝、調(diào)試。 ? 無償技術(shù)培訓(xùn)、 1年質(zhì)量保修、 10年售后服務(wù)與支持。 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書 2 關(guān)于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求 ? 系統(tǒng)技術(shù)先進、配置優(yōu)化、可靠性高、兼容性好、易于升級、界面友好。 ? 利用當(dāng)今世界上成熟先進的技術(shù)，綜合最新可靠的硬件和軟件產(chǎn)品建立的開放的、多層次的、模塊化的、且具有擴充能力及容錯性 的 SCADA系統(tǒng)。 ? 主監(jiān)控中心設(shè)在市區(qū)的公司總部大樓內(nèi)，負責(zé)對 13座泵站 (先期 11座 )及輸送管線沿線接口的數(shù)據(jù)收集和控制，并與設(shè)在污水處理廠內(nèi)的分監(jiān)控中心進行聯(lián)絡(luò)及數(shù)據(jù)交換。主監(jiān)控室集中顯示各提升泵站的參數(shù)，并顯示污水處理廠的重要關(guān)鍵數(shù)據(jù)。 ? 分監(jiān)控中心設(shè)在水處理廠管理樓內(nèi)，負責(zé)對污水處理廠及排海工程數(shù)據(jù)收集和控制，并與主監(jiān)控中心聯(lián)絡(luò)和數(shù)據(jù)交換。 ? 主監(jiān)控中心系統(tǒng)應(yīng)考慮與市網(wǎng)數(shù)據(jù)交換和通訊的接口與擴展的余地。 ? 通訊系統(tǒng)必須工作穩(wěn)定、經(jīng)濟實用、安全可靠，并具備良好的抗干擾性和滿意的傳輸速率。數(shù)據(jù)、視頻、語音三網(wǎng)合 一， TCP/IP協(xié)議。 ? 系統(tǒng)中的硬件和軟件都具有充分的可擴展及升級能力。實現(xiàn)真正的開放互連及分布式管理。 關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的要求 ? 計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用光纖通信方式。數(shù)據(jù)、視頻、語音三網(wǎng)合一，控制數(shù)據(jù)滿足 TCP/IP、 MODBUS等協(xié)議。 ? 主控中心、分控中心和現(xiàn)場 RTU采用同一冗余光纖環(huán)網(wǎng)，并由主控中心服務(wù)器對整個網(wǎng)絡(luò)進行統(tǒng) — 管理。 ? 用工業(yè)以太網(wǎng)交換機進行數(shù)據(jù)傳輸，通訊鏈路采用冗余光纖環(huán)網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)切換時間小于 500ms，數(shù)據(jù)速率至少為 100MBPS，全雙工。 ? 工業(yè)交換機： 接口 RJ45 10/100M自適應(yīng)，單 /雙工自檢測，并可按要求手工定義。 雙電源冗余，無風(fēng)扇設(shè)計，有故障報警開關(guān)點輸出。 通過改寫 Flash ROM直接升級內(nèi)部軟件。 至少具備同時傳送 5路圖像、 5路語音和所有工控數(shù)據(jù)的能力。 具備 SNMP和 WEB網(wǎng)絡(luò)管理功能。 無噪聲干擾，安全可靠，故障預(yù)報，故障定位，故障自診斷，帶電熱插拔，可增加節(jié)點。 以太網(wǎng)交換機 MTBF至少為 170000小時。 關(guān)于主控中心與分控中心的要求 ? 主監(jiān)控系統(tǒng)由中央計算機系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、遠程泵站控制系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)組成。 ? 分控中心位于污水廠前區(qū)管理樓內(nèi)，負責(zé)監(jiān)控全廠污水處 理過程中各工藝參數(shù) 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書 3 的變化、設(shè)備狀態(tài)和運行管理。 ? 通過各種畫面監(jiān)視泵站與污水廠工藝參數(shù)變化、設(shè)備運行情況、故障發(fā)生情況。包括：各構(gòu)筑物工藝流程畫面；各工藝參數(shù)畫面；工藝參數(shù)變化趨勢圖；故障指示畫面；設(shè)備運行狀態(tài)畫面等。工作人員可對處理過程中的各個部位充分了解，及時掌握各個環(huán)節(jié)發(fā)生的各種情況。 ? 設(shè)大型模擬顯示屏，顯示工藝流程和各個工藝設(shè)備的運行狀態(tài)和故障狀態(tài)，便于及時、直觀、全面了解工藝設(shè)備運行情況。 ? 提供友好的人機界面。 ? 顯示并處理各個污水泵站的信號。 ? 及時控制各個污水泵站的可控設(shè)備。 ? 維護人員信息管理及派工 單調(diào)度。 ? 污水泵的流量及累積運行時間的統(tǒng)計。 ? 數(shù)據(jù)存儲及用戶報表設(shè)計和打印。 ? 污水泵站與地理信息相結(jié)合的模擬屏顯示。 ? 多種報警信號不同形式（光、聲、 BP機報警）的表現(xiàn)。 ? 能實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)聯(lián)動。 ? 可進行報警優(yōu)先級設(shè)定。 關(guān)于應(yīng)用軟件平臺的要求 ? 建立在開放的高可靠性的以太網(wǎng)環(huán)境下，使用基于客戶機 /服務(wù)器結(jié)構(gòu)的開放的 For WindowsNT的軟件系統(tǒng)。 ? 系統(tǒng)中的硬件和軟件都具有充分的可擴展及升級能力。 ? 系統(tǒng)軟件具有友好的漢化圖形用戶界面。 ? 系統(tǒng)的配置組態(tài)、實時采樣、控制點組態(tài)、控制過程組態(tài)、流程顯示、操作 畫面組態(tài)、生產(chǎn)記錄、統(tǒng)計報表組態(tài)等均為模塊化設(shè)計。 ? 系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫符合工業(yè)數(shù)據(jù)庫的發(fā)展方向，實現(xiàn)真正的開放互連及分布式的數(shù)據(jù)庫管理。 ? 監(jiān)控軟件須內(nèi)置微軟的 VBA，采用即插即解決的 COM/DCOM技術(shù)，完全的ActiveX支持，具有 SQL接口，可以建立事件驅(qū)動的 SQL，并支持 ODBC。 ? 客戶機 /服務(wù)器結(jié)構(gòu)，對被監(jiān)控的回路數(shù)及最大畫面數(shù)均不受控制。 ? 有完善的作圖功能，圖形逼真，畫面切換快捷。 ? 數(shù)據(jù)完整性達 l00％，內(nèi)部數(shù)據(jù)庫總量應(yīng)大于 5000點。 ? 具有數(shù)據(jù)報警、速率報警及偏差報警等多種報警措施。 ? 具有多種數(shù)據(jù)類 型及數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換功能。 ? 具有實時曲線圖、歷史趨勢曲線和報警畫面，作為操作人員的在線指導(dǎo)。 ? 具有動態(tài)數(shù)據(jù)交換、關(guān)系數(shù)據(jù)庫連接和 I/O服務(wù)程序。 ? 可在線遠程組態(tài)，任何對數(shù)據(jù)庫的修改無需重新啟動而立即生效。 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書 4 關(guān)于主控硬件系統(tǒng)的要求 ? 主控硬件系統(tǒng)采用 PLC，要求選用九十年代中后期推出和成熟、可靠、先進的產(chǎn)品。 PLC性能要求如下： ? CPU：至少 16位處理器，采用 Flash PROM使操作系統(tǒng)易于升級，自帶RS232/RS485接口； I/O能力須保證：開關(guān)量≥ 8192點，模擬量≥ 350點。 ? 內(nèi)存：至少 256KB RAM(指 CPU本身的內(nèi)存 )，帶有鋰電池實現(xiàn)斷電保護。 ? 所有模塊可以帶電插拔 (包括電源模塊、處理器、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊 ),并具有相同的物理尺寸。 ? 能在以太網(wǎng)上自動完成全局數(shù)據(jù)通信，可以與圖像數(shù)據(jù)共享通道，通訊模塊數(shù)據(jù)傳輸率至少 100Mbps，滿足 TCP/IP、 MODBUS協(xié)議。 ? 采用統(tǒng) — 的背板總線，速率至少為 70M。 ? 所有的底板 (本地站及擴展 I/O站 )均采用兩塊 115/230VAC交流冗余電源模塊供電 (有過流和過電壓保護 )，電壓等級為 170~276AC。 ? 采用同系列規(guī)格的底板， DI/AI/DO/AO采用同檔次、同 規(guī)格的模塊。 ? 為了防止雷電感應(yīng)破壞，開關(guān)量輸入輸出 (DI/DO)及模擬量輸入輸出 (AI/AO)模塊需能承受至少 1600VAC/1min的電壓沖擊。 ? PLC所有模塊通道刷新時間或響應(yīng)時間均不超過 1ms。 ? PLC的組態(tài)、編程應(yīng)為全集成的軟件 (包括網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序 )，基于 Windows NT并符合 IEC11313標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)于污水泵站監(jiān)控的要求 ? 實現(xiàn)泵站自動化，可以保證動作及時可靠，避免人為誤操作，減少運行人員，并且通過科學(xué)優(yōu)化調(diào)度，提高機泵設(shè)備的運行效率，擴大機泵的高效工作范圍，節(jié)省能源消耗，延長設(shè)備使用壽命， 減少泵房尺寸和照明、通風(fēng)、采暖費用，減少輔助用房。 ? 對機泵工作狀態(tài)的在線測試，水泵漏水、漏電、漏油、過載，欠壓、缺相、過熱的自動報警、自動保護系統(tǒng)。 ? 泵出口管壓力測量、隔柵前后液位測量、出水總管流量測量。 ? 實現(xiàn)泵的自動啟停、軟啟動或變頻控制，及其電視監(jiān)視與電話通訊。 ? 跟據(jù)不同的流量特點控制泵達到最合理的啟停次數(shù)及時間； ? 實現(xiàn)故障自診斷及保護措施，實現(xiàn)維護人員的自動呼叫； 關(guān)于檢測儀表的要求 ? 關(guān)鍵的在線儀表應(yīng)選用進口產(chǎn)品，一般的在線儀表則選用合資產(chǎn)品。