【正文】 自動化控制系統(tǒng)目錄1 概述 3 設(shè)計原則 3 自動化系統(tǒng)功能綜述 3 系統(tǒng)配置 51．3．1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 51．3．2 具體配置（詳細(xì)配置見附圖一） 62 控制流程圖及各部分功能詳述 7 生產(chǎn)過程監(jiān)測系統(tǒng)(中控室) 7 生產(chǎn)過程的監(jiān)測（現(xiàn)場）與自動控制系統(tǒng) 92．2．1 1PLC預(yù)處理控制站 92．2．2 2PLC BAF生物濾池處理子站 142．2．3 3PLC污泥脫水系統(tǒng)處理子站 192．2．4 4PLC中央控制室處理子站 22 生產(chǎn)管理計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 23 全廠CCTV電視監(jiān)視系統(tǒng) 243 系統(tǒng)設(shè)計制作、調(diào)試及技術(shù)服務(wù) 253．1環(huán)境條件 253．2 控制箱柜設(shè)計 263．3產(chǎn)品制造、運輸、保管 27 28 314 質(zhì)量保障能力 3設(shè)備制造能力和條件 33 385 自控系統(tǒng)施工組織及安裝 42 項目進(jìn)度計劃安排 42 施工組織 42 49 53 管線敷設(shè)及電纜橋架 54 60 61 施工驗收 626 自動化控制系統(tǒng)I/O表 631 概述根據(jù)XXX城市總體規(guī)劃，通過對污水量的預(yù)測，并結(jié)合城市發(fā)展前景，確定污水處理廠建設(shè)規(guī)模為：設(shè)計規(guī)模2萬m3/d。根據(jù)污水量和投資狀況，我方在進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)時，將全廠作為一個整體來考慮，并可方便地擴(kuò)展或升級。系統(tǒng)選用符合國際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，其技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)開放，能夠長期提供技術(shù)支持、備品備件有保障。同時，還充分考慮經(jīng)濟(jì)適用性、節(jié)省投資和與遠(yuǎn)期工程的銜接，與遠(yuǎn)期公用的控制子站，控制點數(shù)一次考慮，遠(yuǎn)期獨立的部分另設(shè)控制子站或遠(yuǎn)程控制單元。本污水廠自控系統(tǒng)采用“集中管理、分散控制、數(shù)據(jù)共享”的分層、分布式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，符合當(dāng)前工業(yè)自動化監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展趨勢，能夠?qū)崿F(xiàn)全廠工藝參數(shù)及設(shè)備集中監(jiān)測和生產(chǎn)過程的自動控制。系統(tǒng)包括：滿足要求的控制系統(tǒng)硬件設(shè)備、監(jiān)控和編程軟件、輔助裝置以及操作臺、控制箱柜等。 設(shè)計原則集中管理、分散控制、數(shù)據(jù)共享；具有高度的開放性、可靠性、穩(wěn)定性和安全性；具有較強(qiáng)的兼容性、擴(kuò)充性、可擴(kuò)展性；易于操作使用、可修改；所有標(biāo)志性、提示性、警告性、顯示性的部分采用中文簡體。自控儀表系統(tǒng)必須在充分考慮本工程污水處理工藝特性的基礎(chǔ)上，按照具有先進(jìn)技術(shù)水平的現(xiàn)代化污水處理廠進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計方案中，既要考慮操作、管理水平的先進(jìn)性，同時也考慮到高新技術(shù)應(yīng)用的合理性、經(jīng)濟(jì)性，在保證生產(chǎn)管理要求的前提下，盡可能節(jié)約投資，獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，并能保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定高效地運行。 自動化系統(tǒng)功能綜述根據(jù)XX污水廠2104m3/d的設(shè)計規(guī)模和BAF工藝的特點，本著技術(shù)先進(jìn)，性價比高，實用可靠的原則進(jìn)行設(shè)計。依據(jù)集中監(jiān)測為主，分散控制為輔的基本原則，本工程采用PLC（可編程控制器）為基礎(chǔ)的監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在中央控制室利用PC（工業(yè)級PC）機(jī)對廠內(nèi)各工況進(jìn)行實時監(jiān)控，并有信號報警和聯(lián)鎖等設(shè)施以保證生產(chǎn)正常運行。生產(chǎn)的過程自動控制采用獨立控制，即設(shè)備控制層PLC各個子站與上位監(jiān)控計算機(jī)相互獨立，可以不依靠上位機(jī)獨立運行，保證了生產(chǎn)過程的獨立性和安全性。本方案采用的集散型計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計方案滿足如下要求：（1） 根據(jù)工藝流程及設(shè)備運行要求配置儀表、檢測裝置，建立監(jiān)控系統(tǒng)；（2） 采用分散控制，集中管理的方式，建立污水處理廠中央控制系統(tǒng)，管理整個污水處理廠的運行；（3） 中控系統(tǒng)采用具有開放的符合TCP/IP協(xié)議的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，并可以與管理系統(tǒng)以及與上級系統(tǒng)和周邊系統(tǒng)鏈接；（4） 主要機(jī)械設(shè)備的控制采用就地控制、現(xiàn)場控制、中央控制的三層控制模式，現(xiàn)場控制站設(shè)置PLC及控制操作人機(jī)界面；（5） 其它設(shè)備采用現(xiàn)場控制、中央控制的兩層控制模式；（6） 在每個工藝節(jié)點處設(shè)置基于PLC的智能控制裝置，各PLC之間及PLC與中央控制系統(tǒng)之間以高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)光纖EtherNet（以太網(wǎng)）連接。污水處理廠工程自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的以下基本功能：（1）具有實時監(jiān)測全廠的生產(chǎn)過程參數(shù)（如流量、液位等）、水質(zhì)參數(shù)（如PH值、SS、DO等）、電量參數(shù)（如電流、電壓、功率因數(shù)、有功電度、無功電度等），并對其進(jìn)行采集、處理、儲存、顯示和打?。粚崟r監(jiān)測全廠主要設(shè)備的運行狀態(tài)（如格柵機(jī)、提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門等），并對其信號進(jìn)行采集顯示。對污水廠重要設(shè)備（如提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門等）的開/關(guān)次數(shù)和運行時間進(jìn)行累計并生成設(shè)備管理報表，使用戶能夠科學(xué)合理的安排生產(chǎn)設(shè)備檢修時間。（2）全自動控制現(xiàn)場設(shè)備（如格柵機(jī)、提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門等）。（3）在中控室可以實現(xiàn)對全廠設(shè)備和儀器儀表的監(jiān)測和控制。（4）上位機(jī)采用全中文操作界面。界面友好美觀，操作簡便易學(xué)，響應(yīng)迅速，可以實現(xiàn)實時動態(tài)顯示過程參數(shù)、水質(zhì)參數(shù)、電氣參數(shù)的趨勢圖；可以動態(tài)顯示全廠生產(chǎn)工藝流程圖和各工藝單元流程圖，并且可以在流程圖上選擇彈出多級細(xì)部詳圖。具有自動生成各種生產(chǎn)統(tǒng)計報表。（5）具有自動進(jìn)行越限報警和設(shè)備故障報警，并可根據(jù)相應(yīng)的報警數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。具有故障追憶功能，能夠自動記錄系統(tǒng)或某臺設(shè)備故障前和故障過程中的狀態(tài)信息。（6）本自控系統(tǒng)具有以下三種控制方式手動模式：通過就地控制箱或MCC上的按鈕實現(xiàn)對設(shè)備的啟停操作，這種操作模式主要在單機(jī)調(diào)試、單機(jī)檢修或非正常情況下常用。遙控模式：操作人員通過操作面板或中控系統(tǒng)操作站的監(jiān)控畫面用鼠標(biāo)器或鍵盤來控制現(xiàn)場設(shè)備，也稱為“半自動控制”，主要是指操作人員通過對受控對象（系統(tǒng)或過程）的某一環(huán)節(jié)或設(shè)備進(jìn)行簡單的參數(shù)設(shè)定或發(fā)出控制指令，這一環(huán)節(jié)或設(shè)備即按照控制要求執(zhí)行控制，操作人員只需查看其狀態(tài)以及有無報警顯示等。如鼓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程風(fēng)量調(diào)整、提升泵房的一步化控制等。根據(jù)操作人員是否在受控系統(tǒng)或過程的現(xiàn)場來看，半自動控制有遠(yuǎn)程（通過中央控制室操作員站上實現(xiàn)）和就地（通過PLC控制柜上的人機(jī)界面觸摸屏上實現(xiàn)）兩種操作方式。自動方式：也稱為“全自動控制”，主要是指操作人員通過對受控對象（系統(tǒng)或過程）的關(guān)鍵運行參數(shù)進(jìn)行簡單的設(shè)定或發(fā)出控制指令，系統(tǒng)或過程即按照要求進(jìn)行閉環(huán)自動控制，操作人員只需觀察系統(tǒng)或過程的狀態(tài)以及有無報警顯示等。例如全自動粗格柵機(jī)控制、提升泵房的機(jī)組優(yōu)化控制、BAF生化處理池自動控制等。根據(jù)操作人員是否在受控系統(tǒng)或過程的現(xiàn)場來看，全自動控制有遠(yuǎn)程（通過中央控制室操作員站上實現(xiàn)）和就地（通過PLC控制柜上的人機(jī)界面觸摸屏上實現(xiàn)）兩種操作方式。三種方式的控制級別由高到低為：手動控制、遙控控制、自動控制。 系統(tǒng)配置1．3．1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在綜合樓設(shè)立中央控制室，下設(shè)1PLC預(yù)處理控制子站、2PLCBAF生物濾池處理子站、3PLC污泥脫水系統(tǒng)處理子站和4PLC污中央控制處理子站。PLC處理子站通過開放式的與商用以太網(wǎng)兼容的光纖EtherNet環(huán)網(wǎng)與2工作站相連接并通過工作站與上位管理系統(tǒng)相連。在中央控制室可對主要設(shè)備實施開、?？刂啤Ｍ瑫r，設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)也通過EtherNet送入上位計算機(jī)，在計算機(jī)上對全廠設(shè)備運轉(zhuǎn)情況進(jìn)行顯示監(jiān)控。中央控制室還設(shè)置了以太網(wǎng)交換機(jī)，與廠級管理自動化層以太信息網(wǎng)絡(luò)相連接。自控系統(tǒng)配置兩套互為熱備的監(jiān)控操作站、一臺故障打印機(jī)、一臺圖表打印機(jī)。中央控制系統(tǒng)下設(shè)兩套現(xiàn)場控制站。按照控制對象的功能、設(shè)備量，根據(jù)本廠工藝流程和平面布置圖，設(shè)置現(xiàn)場控制站和中央控制室。1．3．2 具體配置（詳細(xì)配置見附圖一）中央監(jiān)控系統(tǒng)由兩臺配置了實時監(jiān)控軟件的工業(yè)計算機(jī)（互為熱備）。可編程序邏輯控制器（PLC）：采用世界知名公司的最新產(chǎn)品。選擇貨源充足中文資料豐富、備品備件方便，技術(shù)服務(wù)方便、國內(nèi)有維修處的生產(chǎn)商的產(chǎn)品。PLC的選型充分考慮其可靠性、先進(jìn)性、可擴(kuò)充性，應(yīng)能滿足中高控制性能的要求，能承受工業(yè)環(huán)境的嚴(yán)格要求。平均故障間隔時間（MTBF）為15年。根據(jù)標(biāo)書技術(shù)指標(biāo)和技術(shù)條件的要求以及設(shè)計者的總體考慮，優(yōu)先選擇Siemens公司的S7 300系列PLC。S7 300系統(tǒng)提供的通訊接口有EtherNet、ProfiBus、RS485和RS232等。其工業(yè)總線EtherNet可達(dá)100Mbit/s。此外Siemens是世界上著名的自動化設(shè)備生產(chǎn)供應(yīng)商，其PLC產(chǎn)品處于世界領(lǐng)先地位，可靠性極高。在中國、在成都，用戶可以得到完善地技術(shù)支持與服務(wù)。本工程選用具有兩個DP口的S7 3152DP作為主控制器，其主要功能模塊為EtherNet通訊模塊CP 34332點數(shù)字量輸入模塊SM 3216點數(shù)字量輸出模塊SM 328點模擬量輸入模塊SM 334點模擬量輸出模塊SM 332等。詳細(xì)配置見附圖一及設(shè)備一覽表。2 控制流程圖及各部分功能詳述 生產(chǎn)過程監(jiān)測系統(tǒng)(中控室)在辦公樓設(shè)立中央控制室。中央控制室內(nèi)設(shè)有兩臺21”純平高分辨率計算機(jī)工作站等，且兩臺計算機(jī)工作站互為備用（分為主操作站和備用操作站），其中主操作站安裝有PLC編程軟件，具有遠(yuǎn)程編程功能，程序可方便地通過網(wǎng)絡(luò)分別下載到指定現(xiàn)場控制站，以便在調(diào)試過程中在中央控制室遠(yuǎn)程隨時修改程序。中央控制室可對整個分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)管理、系統(tǒng)監(jiān)測、數(shù)據(jù)實時監(jiān)測、顯示、處理、控制各PLC子站的狀態(tài)、通信、數(shù)據(jù)和信息等完成報警和報表打印，在廠級管理層可以通過Internet將結(jié)果、效益分析等發(fā)往有關(guān)部門。中控子系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：1）二臺配置了實時監(jiān)控軟件的工業(yè)計算機(jī)（互為備用）,工業(yè)控制計算機(jī)作為中控室人機(jī)接口，并通過網(wǎng)絡(luò)適配器與工業(yè)控制系統(tǒng)及全廠管理網(wǎng)系統(tǒng)無縫鏈接；2）用于與現(xiàn)場PLC子站相連的網(wǎng)絡(luò)通訊接口適配器以太網(wǎng)卡；3）用于數(shù)據(jù)庫的Data服務(wù)器；4）報表打印機(jī)和事故報警打印機(jī)，互為備用；5）以太網(wǎng)交換機(jī)；6）辦公打印機(jī)；7）生產(chǎn)管理網(wǎng)使用的若干臺電腦；8）不間斷UPS電源。其主要功能：遠(yuǎn)控各PLC現(xiàn)場子站，實時接收PLC采集的各種數(shù)據(jù)，建立全廠檢測參數(shù)數(shù)據(jù)庫，處理并顯示各種數(shù)據(jù)；監(jiān)測全廠工藝流程和各細(xì)部的動態(tài)圖形；從檢測項目中，按需要顯示歷史記錄和趨勢分析曲線；重要設(shè)備主要參數(shù)的工況及事故報警、打印制表；編制和打印生產(chǎn)日、月、年統(tǒng)計報表；對各種數(shù)據(jù)實時存儲；實現(xiàn)通過服務(wù)器對工藝流程、歷史記錄、各種設(shè)備工作狀態(tài)、報表等的瀏覽。應(yīng)用工程軟件包括：整個污水廠的監(jiān)測控制、在線測試、離線測試、硬件測試軟件、顯示功能。其主要完成以下功能：完善的Internet 功能；采用標(biāo)準(zhǔn)的Windows NT平臺；包含支持世界主要硬件廠商的各種網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序，支持Ethernet、現(xiàn)場總線監(jiān)控；有系統(tǒng)員和操作員安全保密功能；支持16001280高分辨率彩色圖形顯示器；支持各種Windows標(biāo)準(zhǔn)打印機(jī)及外圍設(shè)備；為了便于用戶功能的定制，監(jiān)控軟件內(nèi)嵌完全的VBA，而不只是VBA的一個子集；能夠支持友善的中文化界面；支持開放的、符合ODBC特征的數(shù)據(jù)庫，并能與編程軟件及其他的專業(yè)數(shù)據(jù)庫軟件共享數(shù)據(jù)庫；為用戶提供豐富方便的圖形組態(tài)、系統(tǒng)組態(tài)功能，易于構(gòu)成各種服務(wù)器、圖形工作站；豐富的報警功能、分析報表功能，在線編輯功能、打印功能。實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)分析、綜合功能，數(shù)據(jù)記錄保存功能；易于實現(xiàn)多用戶、多任務(wù)、多終端；在線、離線切換功能，自動手動切換功能。中央控制室能隨時監(jiān)視整個污水廠的運行狀態(tài)、顯示各種檢測值及參數(shù)，從圖形、表格形式顯示現(xiàn)行及歷史值給因各種臨界提示及錯誤、越限報警、顯示及打印分板報表并通過Internet將結(jié)果、效益分析等發(fā)往有關(guān)部門。中央控制室與廠級管理層之間采用100Mbps的以太網(wǎng)通訊，該網(wǎng)有Email功能，能向mail server發(fā)送用戶自定義信息，故障信息，狀態(tài)信息等，通過網(wǎng)關(guān)（以太網(wǎng)交換器）或PLC可與其他控制網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場總線相連。網(wǎng)絡(luò)具備如下特性：傳輸率： 100Mbps；傳輸協(xié)議：TCP/IP、UDP/IP、FTP；傳輸距離：雙較線10BaseT100米、光纖100BaseF—40Km；傳送媒體方式：光纖；通過PLC可與其它控制網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場總線相連；不間斷電源（UPS）：為保證在供電發(fā)生意外時，系統(tǒng)能有足夠的反應(yīng)時間進(jìn)行應(yīng)急處理，設(shè)計上中央控制室和各子站均設(shè)有在線不間斷電源（UPS），UPS為在線式運行，自動切換旁路工作，無切換時間。 生產(chǎn)過程的監(jiān)測（現(xiàn)場）與自動控制系統(tǒng)2．2．1 1PLC預(yù)處理控制站1PLC站位于預(yù)處理控制室內(nèi)，其監(jiān)控范圍為：粗格柵、細(xì)格柵、旋留沉砂池、反應(yīng)沉淀池，實現(xiàn)方式為現(xiàn)場操作終端（觸摸屏）+可編程序控制器（PLC）+儀器、儀表及變送器。I、1PLC站主要設(shè)備構(gòu)成：a）一臺現(xiàn)場顯示操作屏；b）用于本站自動控制、工藝參數(shù)采集和網(wǎng)絡(luò)連接的PLC系統(tǒng)，包括CPU模塊、DI、DO、AI、AO模塊和各種網(wǎng)絡(luò)通訊接口適配器等；c）過電壓保護(hù)器以及各種隔離器。PLC作為控制器，現(xiàn)場顯示控制屏作為現(xiàn)場人機(jī)接口，完成對工藝參數(shù)，設(shè)備的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和控制。通過網(wǎng)絡(luò)把信號送中央控制室計算機(jī)操作站完成指示、記錄、報表和報警打印等監(jiān)控管理功能。II、主要監(jiān)控設(shè)備序 號構(gòu)筑物測控設(shè)備數(shù) 量單 位1格柵間粗格柵機(jī)2套2細(xì)格柵2套3螺旋輸送機(jī)2套4液位差計2套5PH計1套6SS計1套7廠區(qū)污水池潛水泵2臺8液位計2套9沉砂池電磁閥6只10砂泵2套11吸砂機(jī)2套12攪拌機(jī)2套13真空泵2套14砂水分離器1套15絮凝沉淀池排泥電磁閥6只16刮吸泥機(jī)2臺17排泥泵2臺18超細(xì)格柵2臺19壓力表2套20超聲波液位計1臺21超聲波液位差計2臺III、實現(xiàn)的主要功能本單元應(yīng)實現(xiàn)以下一些主要功能