【正文】 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。 招標的內(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)。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。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。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。 ? 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。 ? 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。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)。數(shù)據(jù)、視頻、語音三網(wǎng)合 一， TCP/IP協(xié)議。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。 雙電源冗余，無風(fēng)扇設(shè)計，有故障報警開關(guān)點輸出。 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。 ? 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。 ? 提供友好的人機界面。 ? 污水泵的流量及累積運行時間的統(tǒng)計。 ? 能實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)聯(lián)動。 ? 系統(tǒng)軟件具有友好的漢化圖形用戶界面。 ? 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。 ? 具有多種數(shù)據(jù)類 型及數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換功能。 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。 ? 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。 ? 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。 ? 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)。 關(guān)于模擬屏顯示系統(tǒng)的要求 ? 屏面構(gòu)造： 25mm 25mm鑲嵌式阻燃塑料馬賽克本色化地圖屏。 ? 刷新時間：小于 10s。同時顯示各泵站的液位、流量、管道壓力、電量等參數(shù) ，并顯示時間、天氣信息等。 ? 在主監(jiān)控室的視頻監(jiān)控計算機上可方便切換各泵站和污水廠的圖像信號，并可以通過以太網(wǎng)控制攝像機的云臺和變焦。 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書 6 第二章 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點 根據(jù)系統(tǒng)要求以及有關(guān)技術(shù)功能描述，我們結(jié)合以往工程經(jīng)驗，進行了詳盡的用戶需求分析，做出完整的、性價比優(yōu)良的監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案。數(shù)據(jù)、視頻、語音三網(wǎng)合一?？梢苑奖愕財U展 上層優(yōu)化與管理計算機系統(tǒng)。實現(xiàn)“五遙”，集成控制、監(jiān)視、通訊與管理，擴展決策支持與運行優(yōu)化。 通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能說明 本項目中，通訊系統(tǒng)承擔(dān)著主監(jiān)控中心、 分監(jiān)控中心、各個泵站、現(xiàn)場分控站之間進行視頻信號、音頻信號、云臺控制信號、工業(yè)控制信號傳輸?shù)闹厝?。它包括光纖和工業(yè)交換機兩部分。 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書 7 ? 監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)視頻監(jiān)視、云臺和攝像鏡頭的控制、 RTU數(shù)據(jù)采集和控制，同時提供與工業(yè)以太網(wǎng)的接口。冗余光纖環(huán)網(wǎng)具備對鏈路單點故障冗余，一旦發(fā)生故障，數(shù)據(jù)傳輸立刻切換到反向線路上，切換時間極短，不會導(dǎo)致通訊線路的中斷，為工業(yè)操作控制提供了可靠的安全保障。 視頻和語音信號通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，主要問題是有較大的時延，因而數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)是保證實時傳輸?shù)年P(guān)鍵。例如，主監(jiān)控室的電話模擬信號從程控交話機傳送到語音網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)采用 標準將語音數(shù)據(jù)打包，并通過地址解析，將語音數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送；在污水廠的網(wǎng)關(guān)，語音信號按逆向程序被解開，然后送到接受端，就實現(xiàn)了在主、分監(jiān)控室之間撥打 IP 電話，由于通話走的是企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，不經(jīng)過市話網(wǎng)，故不產(chǎn)生話費。 主控中心與分控中心結(jié)構(gòu)與功能說明 主監(jiān)控中心 主監(jiān)控中心負責(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，并與分監(jiān)控中心通訊。 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書 8 ? 主監(jiān)控中心設(shè)置一臺操作員站，上面裝有組態(tài)軟件運行版，用于操作員進行生產(chǎn)管理、操作，另外設(shè)置一臺工程師站，除可用于操作員操作外，同時裝備有組態(tài)軟件開發(fā)版，進行系統(tǒng)開發(fā)、參數(shù)修改等。當(dāng) RTU檢測到異常點，可通過視頻監(jiān)控計算機，命令視頻編碼與控制器 VIP，調(diào)用與相關(guān)設(shè)備對應(yīng)的云臺位置及攝像機焦距信息，迅速定位并監(jiān)視相關(guān)設(shè)備。 ? 由于視頻監(jiān)控計算機需存儲大量圖像，因此對其硬盤容量提出較高要求，且為了適應(yīng)視頻監(jiān)控、驅(qū)動模擬屏顯示的任務(wù)，視頻監(jiān)控計算機選用配置較高的服務(wù)器。而本方案中所有 RTU直接連接于光纜環(huán)網(wǎng)，操作站與工程師站通過光纜環(huán)網(wǎng)、設(shè)備驅(qū)動程序直接與 RTU通訊或操作，并互為冗余，保證了系統(tǒng)可靠性。 工程師站對整個系統(tǒng)進行開發(fā)，參數(shù)修改等；操作員站，可通過各種畫面監(jiān)視全廠工藝參數(shù)變化，設(shè)備運行情況、故障發(fā)生情況。 ? 分監(jiān)控室設(shè)置一臺服務(wù)器，提供數(shù)據(jù)存儲、管理功能，這可大大提高系統(tǒng)運行的可靠性與安全性，同時負責(zé)廠區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)管理，提供 web服務(wù)； ? 分監(jiān)控室設(shè)置一臺操作員站，上面裝有組態(tài)軟件運行版，用于操作員進行生產(chǎn)管理、操作 ，另外設(shè)置一臺工程師站，除可用于操作員操作外，同時裝備有組態(tài)軟件開發(fā)版，用于對整個系統(tǒng)進行開發(fā)、參數(shù)修改等。 ? 與主監(jiān)控系統(tǒng)類似，在分監(jiān)控系統(tǒng)的模擬顯示系統(tǒng)右側(cè)設(shè)置一塊電動投影屏幕及高流明度投影機，其輸出由分監(jiān)控系統(tǒng)的視頻監(jiān)控計算機控制。 工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng) CCTV 電視監(jiān)控是完善泵站和污水處理廠監(jiān)控系統(tǒng)的重要手段之一，設(shè)在泵站的各監(jiān)視點采用進口高清晰度彩色攝像機及電動三可變鏡頭，并配以云臺，可將各泵站和處理廠的圖像信號顯示在監(jiān)視器上。各監(jiān)視點的視頻信號通過主、分監(jiān)控室間的高速以太網(wǎng)交換機送到主監(jiān)控室。 模擬屏配置和特性： 屏面尺寸： 12500 3500 550mm 接口形式：采用 RS422/RS485 接口以提高串口通信可靠性和抗干擾性。 主監(jiān)控室配置一臺高流明度投影機及 150 寸電動投影屏幕，用于靈活顯示視頻監(jiān)控信號、工藝流程或重要畫面。 ? 每個現(xiàn)場控制站均配有攝像機、鏡頭和云臺，經(jīng) VIP編碼實現(xiàn)視頻監(jiān)控。 一、人工控制 當(dāng)污水廠處于檢修、手動工況時采用人工控制方式。其詳細的控制策略見下一節(jié)。本項目提出如下方案： 整體控制策略 污水處理系統(tǒng)的基本目的是收集污水并加以處理后排水出海。 1) 物流平衡控制 物流不平衡，一定會造成局部地區(qū)的滿溢和抽干，進而引起更大事故。如 6 號泵站的下游是污水處理廠。原則上講這些指標通過檢測均能實現(xiàn)自動控制。前者如高水位、高泥位報警，低水位、低泥位停機泵等；后者如電機過載、缺相、軸溫超高、泄漏等的報警和保護。然后按此值同時去控制 6 臺可變頻調(diào)速的轉(zhuǎn)碟和 12 臺二級調(diào)速轉(zhuǎn)碟。（圖見下頁） 初沉池污泥泵房前池泥位控制 初沉污泥泵房共兩座，每座泵房內(nèi)設(shè)兩臺進泥泵。 如下圖所示： 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書 13 A 泵運行 B泵 運行 A 泵運行△T周期 進泥泵運行時間示意圖 進水 回流污泥二沉池PLC二級調(diào)速轉(zhuǎn)碟溶解氧濃度轉(zhuǎn)碟啟停信號可變頻調(diào)速轉(zhuǎn)碟 氧化溝溶解氧控制示意圖 若高位開關(guān)動作，一方面立即啟動第二臺泵，另一方面修正時間周期的設(shè)定，使間隔△ T 減?。ā?T 可“正”可“負”，“負”表示兩臺污泥泵同時運轉(zhuǎn)）。 這里的回流比 R 是指回流污泥量 Qr 與入流污水量 Q 之比，即rR?。它導(dǎo)致活性污泥量在氧化溝和二沉池內(nèi)的不合理分配。第③種控制方式的缺點主要在于操作上的復(fù)雜性以及可靠性的降低。 ? 恒定回流比控制 該方案需測取污泥回流量和入流水量，操縱手段是調(diào)節(jié)回流污泥量。 ? 回流比的設(shè)定值修正 回流比的設(shè)定值可由人工設(shè)定，也可由濃度計按上面算式的計算值 Rr 來設(shè)定。 入流水流量 二沉池運算單元RSSMLSS控制器PLCRrQ剩余污泥回流污泥泵Qr 活性污泥回流比控制示意圖 選用產(chǎn)品技術(shù)性能 污水廠控制系統(tǒng)的儀器儀表產(chǎn)品技術(shù) 性能見附件。 ? 每個泵站均配有攝像機、鏡頭和云臺，經(jīng) VIP編碼實現(xiàn)視頻監(jiān)控。 由于 1?！?6＃泵站的電氣設(shè)備較多，我方建議通過智能巡檢儀、智能電量參數(shù)綜合檢測儀或 PLC 構(gòu)成一個智能低壓供、配電系統(tǒng)，并 通過 RS485 與 RTU 通訊，實現(xiàn)對電氣設(shè)備的檢測與控制。操作人員通過泵站操作臺上的操作按鈕，啟動或停止相關(guān)的設(shè)備， RTU 只檢測設(shè)備的運行工況、生產(chǎn)數(shù)據(jù)和故障判斷，并送中央控制計算機進行顯示，不進行故障保護控制。 三、計算機遠程連接方式 操作人員在中央監(jiān)控計算機上通達鍵盤發(fā)布控制指令至各個現(xiàn) RTU 控制器， 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書 16 遠程遙控各現(xiàn)場的設(shè)備工作。②按格柵前后液位差來決定啟停。②、③兩種控制方式能適應(yīng)污物負荷的變化，但需確保液位差計的良好運行。在格柵機停止后，螺旋輸送機再運行一段時間，如 0～ 20 秒（可調(diào)）后停止。如來水量大于抽升量，上游又沒有及時采取溢流措施，則可能淹泡格柵 間；反之，如來水量小于抽升量，則有可能使水泵處于干運轉(zhuǎn)狀態(tài)，損壞設(shè)備。 本污水處理系統(tǒng)共 13 個提升泵站（其中 2 個緩建）。在“控制高位”的上方設(shè)置“報警高位”，在“控制低位”的下方設(shè)置“報警低位”。 3）當(dāng)液位到達“控制高位”時（也即調(diào)速泵達 95％全速時），由 PLC 自動增加啟動一臺非調(diào)速泵，并計時。 6）用于控制的液位信號是液位檢測信號的濾波平均值。由 PLC 控制泵的啟停。 6）在液位下降時，則相反。 泵站控制系統(tǒng)的故障檢測和保護 一、泵的故障檢測和保護 泵機正常啟動后，運行信號丟失持續(xù) 5 秒， RTU 判斷電氣控制回路有“電器故障”， RTU 立即切斷泵的動力電源，同時送信號給上位計算機，發(fā)出聲光報警，實時打印故障。 PLC可調(diào)速的泵?高水位（或持續(xù)高水位）啟動低水位（或持續(xù)低水位）停止液位“控制高位”設(shè)定液位“控制低位”設(shè)定液位計進水 泵站液位控制示意圖 二、進水流量的監(jiān)測 RTU 連續(xù)采集進水瞬時流量，進行工程單位換算后，送中控室 PC 室 CRT 顯示和打印報表。 RTU 會根據(jù)泵站的實際情況，設(shè)置液位的 HH， H， L， LL 報警數(shù)值。一旦發(fā)現(xiàn)壓力達到報警值，將在中控室監(jiān)控 PC 機進行聲光報警。儀器儀表的產(chǎn)品技術(shù)性能見附件。 在全面研究本項目實際要求和多方案比較的基礎(chǔ)上，對于通訊系統(tǒng)提出以下方案，參見圖 5－ 1“監(jiān)控通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”。各個泵站、分監(jiān)控中心、現(xiàn)場分控站之間和主監(jiān)控中心共用同一光纖環(huán)網(wǎng)，并由主監(jiān)控中心服務(wù)器對整個網(wǎng)絡(luò)進行統(tǒng) — 管理。 ? 可靠性高，交換機采用雙電源冗余輸入，光纖環(huán)網(wǎng)具有線路冗余功能。由于全部采用了交換機，整個網(wǎng)絡(luò)分成了多個不同的網(wǎng)段，連接到網(wǎng)絡(luò)上的各個計算機和 PLC均屬于不同的沖突 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書 20 域，從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。 ? 可以通過修改 FLASH ROM升級內(nèi)部軟件。 ? 具備 5個雙絞線接口（ 10/100Mbps自動適應(yīng)）。每秒可以傳送 25 幀高品質(zhì)彩色圖像。該軟件具有如下主要功能： ? 4畫面實時接收、解碼、顯示和記錄 ? 完全支持 Windows 95/ 98/ NT ? 通過對 VIP控制攝像機云臺和鏡頭動作， VIP支持 32種常用的進口攝像機云臺。 電話通訊系統(tǒng) 為充分利用企業(yè)內(nèi)部光纖以太網(wǎng)，降低企業(yè)運營成本，可在企業(yè)局域網(wǎng)上運用 IP 電話技術(shù)，實現(xiàn)語音傳輸。 ? 市內(nèi)綜合樓和污水處理廠使用普通模擬電話機，接入程控交換機后，經(jīng)語音網(wǎng)關(guān)，與各泵站的 IP電話合為一體，撥號調(diào)度統(tǒng)一由 Quintum 語音網(wǎng)關(guān) A800CS管理。 ? 本項目中市內(nèi)的綜合樓和污水處