【正文】 自動(dòng)化控制系統(tǒng)目錄1 概述 3 設(shè)計(jì)原則 3 自動(dòng)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(guò)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(中控室) 7 生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)（現(xiàn)場(chǎng)）與自動(dòng)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(jì)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(jì)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(jì) 263．3產(chǎn)品制造、運(yùn)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(xiàng)目進(jìn)度計(jì)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(yàn)收 626 自動(dòng)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(guò)對(duì)污水量的預(yù)測(cè)，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(jì)規(guī)模2萬(wàn)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(shí)，將全廠作為一個(gè)整體來(lái)考慮，并可方便地?cái)U(kuò)展或升級(jí)。系統(tǒng)選用符合國(guó)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(zhǎng)期提供技術(shù)支持、備品備件有保障。同時(shí)，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(diǎn)數(shù)一次考慮，遠(yuǎn)期獨(dú)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(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)全廠工藝參數(shù)及設(shè)備集中監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)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(tái)、控制箱柜等。 設(shè)計(jì)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(jiǎn)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(jì)。設(shè)計(jì)方案中，既要考慮操作、管理水平的先進(jìn)性，同時(shí)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(zhǎng)期穩(wěn)定高效地運(yùn)行。 自動(dòng)化系統(tǒng)功能綜述根據(jù)XX污水廠2104m3/d的設(shè)計(jì)規(guī)模和BAF工藝的特點(diǎn)，本著技術(shù)先進(jìn)，性價(jià)比高，實(shí)用可靠的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。依據(jù)集中監(jiān)測(cè)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(cè)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(jí)PC）機(jī)對(duì)廠內(nèi)各工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并有信號(hào)報(bào)警和聯(lián)鎖等設(shè)施以保證生產(chǎn)正常運(yùn)行。生產(chǎn)的過(guò)程自動(dòng)控制采用獨(dú)立控制，即設(shè)備控制層PLC各個(gè)子站與上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)相互獨(dú)立，可以不依靠上位機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，保證了生產(chǎn)過(guò)程的獨(dú)立性和安全性。本方案采用的集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案滿足如下要求：（1） 根據(jù)工藝流程及設(shè)備運(yùn)行要求配置儀表、檢測(cè)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(gè)污水處理廠的運(yùn)行；（3） 中控系統(tǒng)采用具有開放的符合TCP/IP協(xié)議的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，并可以與管理系統(tǒng)以及與上級(jí)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(chǎng)控制、中央控制的三層控制模式，現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)控制、中央控制的兩層控制模式；（6） 在每個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)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(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的以下基本功能：（1）具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全廠的生產(chǎn)過(guò)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(wú)功電度等），并對(duì)其進(jìn)行采集、處理、儲(chǔ)存、顯示和打??；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全廠主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)（如格柵機(jī)、提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門等），并對(duì)其信號(hào)進(jìn)行采集顯示。對(duì)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(yùn)行時(shí)間進(jìn)行累計(jì)并生成設(shè)備管理報(bào)表，使用戶能夠科學(xué)合理的安排生產(chǎn)設(shè)備檢修時(shí)間。（2）全自動(dòng)控制現(xiàn)場(chǎng)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(shí)現(xiàn)對(duì)全廠設(shè)備和儀器儀表的監(jiān)測(cè)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(jiǎn)便易學(xué)，響應(yīng)迅速，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示過(guò)程參數(shù)、水質(zhì)參數(shù)、電氣參數(shù)的趨勢(shì)圖；可以動(dòng)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(jí)細(xì)部詳圖。具有自動(dòng)生成各種生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。（5）具有自動(dòng)進(jìn)行越限報(bào)警和設(shè)備故障報(bào)警，并可根據(jù)相應(yīng)的報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。具有故障追憶功能，能夠自動(dòng)記錄系統(tǒng)或某臺(tái)設(shè)備故障前和故障過(guò)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(dòng)模式：通過(guò)就地控制箱或MCC上的按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)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(guò)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(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，也稱為“半自動(dòng)控制”，主要是指操作人員通過(guò)對(duì)受控對(duì)象（系統(tǒng)或過(guò)程）的某一環(huán)節(jié)或設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)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(wú)報(bào)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(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看，半自動(dòng)控制有遠(yuǎn)程（通過(guò)中央控制室操作員站上實(shí)現(xiàn)）和就地（通過(guò)PLC控制柜上的人機(jī)界面觸摸屏上實(shí)現(xiàn)）兩種操作方式。自動(dòng)方式：也稱為“全自動(dòng)控制”，主要是指操作人員通過(guò)對(duì)受控對(duì)象（系統(tǒng)或過(guò)程）的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)定或發(fā)出控制指令，系統(tǒng)或過(guò)程即按照要求進(jìn)行閉環(huán)自動(dòng)控制，操作人員只需觀察系統(tǒng)或過(guò)程的狀態(tài)以及有無(wú)報(bào)警顯示等。例如全自動(dòng)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(dòng)控制等。根據(jù)操作人員是否在受控系統(tǒng)或過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看，全自動(dòng)控制有遠(yuǎn)程（通過(guò)中央控制室操作員站上實(shí)現(xiàn)）和就地（通過(guò)PLC控制柜上的人機(jī)界面觸摸屏上實(shí)現(xiàn)）兩種操作方式。三種方式的控制級(jí)別由高到低為：手動(dòng)控制、遙控控制、自動(dòng)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(guò)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(guò)工作站與上位管理系統(tǒng)相連。在中央控制室可對(duì)主要設(shè)備實(shí)施開、?？刂啤Ｍ瑫r(shí)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)也通過(guò)EtherNet送入上位計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)上對(duì)全廠設(shè)備運(yùn)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(jí)管理自動(dòng)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(tái)故障打印機(jī)、一臺(tái)圖表打印機(jī)。中央控制系統(tǒng)下設(shè)兩套現(xiàn)場(chǎng)控制站。按照控制對(duì)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(chǎng)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(tái)配置了實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的工業(yè)計(jì)算機(jī)（互為熱備）?？删幊绦蜻壿嬁刂破鳎≒LC）：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(guó)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(shí)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(jì)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(dòng)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(guó)、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(gè)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(diǎn)數(shù)字量輸入模塊SM 3216點(diǎn)數(shù)字量輸出模塊SM 328點(diǎn)模擬量輸入模塊SM 334點(diǎn)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(guò)程監(jiān)測(cè)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(tái)21”純平高分辨率計(jì)算機(jī)工作站等，且兩臺(tái)計(jì)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(guò)網(wǎng)絡(luò)分別下載到指定現(xiàn)場(chǎng)控制站，以便在調(diào)試過(guò)程中在中央控制室遠(yuǎn)程隨時(shí)修改程序。中央控制室可對(duì)整個(gè)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(cè)、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、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(bào)警和報(bào)表打印，在廠級(jí)管理層可以通過(guò)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(gè)部分組成：1）二臺(tái)配置了實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的工業(yè)計(jì)算機(jī)（互為備用）,工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為中控室人機(jī)接口，并通過(guò)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(wú)縫鏈接；2）用于與現(xiàn)場(chǎng)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(kù)的Data服務(wù)器；4）報(bào)表打印機(jī)和事故報(bào)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(tái)電腦；8）不間斷UPS電源。其主要功能：遠(yuǎn)控各PLC現(xiàn)場(chǎng)子站，實(shí)時(shí)接收PLC采集的各種數(shù)據(jù)，建立全廠檢測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，處理并顯示各種數(shù)據(jù)；監(jiān)測(cè)全廠工藝流程和各細(xì)部的動(dòng)態(tài)圖形；從檢測(cè)項(xiàng)目中，按需要顯示歷史記錄和趨勢(shì)分析曲線；重要設(shè)備主要參數(shù)的工況及事故報(bào)警、打印制表；編制和打印生產(chǎn)日、月、年統(tǒng)計(jì)報(bào)表；對(duì)各種數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)；實(shí)現(xiàn)通過(guò)服務(wù)器對(duì)工藝流程、歷史記錄、各種設(shè)備工作狀態(tài)、報(bào)表等的瀏覽。應(yīng)用工程軟件包括：整個(gè)污水廠的監(jiān)測(cè)控制、在線測(cè)試、離線測(cè)試、硬件測(cè)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(tái)；包含支持世界主要硬件廠商的各種網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序，支持Ethernet、現(xiàn)場(chǎng)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(gè)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(kù)，并能與編程軟件及其他的專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件共享數(shù)據(jù)庫(kù)；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(bào)警功能、分析報(bào)表功能，在線編輯功能、打印功能。實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)多用戶、多任務(wù)、多終端；在線、離線切換功能，自動(dòng)手動(dòng)切換功能。中央控制室能隨時(shí)監(jiān)視整個(gè)污水廠的運(yùn)行狀態(tài)、顯示各種檢測(cè)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(cuò)誤、越限報(bào)警、顯示及打印分板報(bào)表并通過(guò)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(jí)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(guò)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(chǎng)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(guò)PLC可與其它控制網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)總線相連；不間斷電源（UPS）：為保證在供電發(fā)生意外時(shí)，系統(tǒng)能有足夠的反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行應(yīng)急處理，設(shè)計(jì)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(yùn)行，自動(dòng)切換旁路工作，無(wú)切換時(shí)間。 生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)（現(xiàn)場(chǎng)）與自動(dòng)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(shí)現(xiàn)方式為現(xiàn)場(chǎng)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(tái)現(xiàn)場(chǎng)顯示操作屏；b）用于本站自動(dòng)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(guò)電壓保護(hù)器以及各種隔離器。PLC作為控制器，現(xiàn)場(chǎng)顯示控制屏作為現(xiàn)場(chǎng)人機(jī)接口，完成對(duì)工藝參數(shù)，設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把信號(hào)送中央控制室計(jì)算機(jī)操作站完成指示、記錄、報(bào)表和報(bào)警打印等監(jiān)控管理功能。II、主要監(jiān)控設(shè)備序 號(hào)構(gòu)筑物測(cè)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(jì)2套5PH計(jì)1套6SS計(jì)1套7廠區(qū)污水池潛水泵2臺(tái)8液位計(jì)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(tái)17排泥泵2臺(tái)18超細(xì)格柵2臺(tái)19壓力表2套20超聲波液位計(jì)1臺(tái)21超聲波液位差計(jì)2臺(tái)III、實(shí)現(xiàn)的主要功能本單元應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下一些主要功能