【文章內(nèi)容簡介】 地面式建筑物，基礎(chǔ)采用鋼筋砼柱下獨立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)，其結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)及現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面。 （ 3）結(jié)構(gòu)材料 混凝土：貯水構(gòu)筑物設(shè)計混凝土強度等級為 C25；抗?jié)B等級為 S6。建筑物混凝土，梁、板、柱混凝土強度等級不低于 C20，基礎(chǔ)混凝土強度等級為 C20。 鋼筋：水池、梁和柱的縱向受力鋼筋采用 II 級，板與箍筋采用I 級。 磚砌體：地面以下： MU10 機制多孔粘土磚， M5 水泥砂泵。 地面以上： 機制多孔粘土磚， 混合砂漿。 （ 4）抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)“湖北省地震烈度區(qū)劃圖”，地區(qū)地震基本烈度 6 度，設(shè)計以 6 度設(shè)防。各建（構(gòu)）筑物均按建筑抗震設(shè)計規(guī)范（ GB500112021）進行抗震設(shè)計，加強結(jié)構(gòu)整體性。 電氣及自控儀表 （一）電氣設(shè)計 設(shè)計依據(jù)及技術(shù)規(guī)范 （ 1）《 10KV 及以下變電所設(shè)計規(guī)范 GB5005394》 （ 2）《電力裝置的繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)范 GB5006292》 （ 3）《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 GB5005295》 （ 4）《電氣裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范 GBJ6390》 （ 5）《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范 JGJ/T1692》 （ 6）《工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計規(guī)范 GBJ6583》 （ 7）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范 GB5005794》 （ 8）《電氣簡圖用圖形符號 GB4728》 （二）設(shè)計范圍 設(shè)計范圍主要為凈水廠內(nèi)的供配電設(shè)計，具體內(nèi)容如下： 1）廠站內(nèi)高低壓變配電系統(tǒng)及配電裝置； 2）廠站內(nèi)生產(chǎn)用 電設(shè)備的配電及控制、信號系統(tǒng)及電纜的選型和敷設(shè)； 3）全廠及各車間的動力及照明設(shè)計； 4）廠內(nèi)構(gòu)筑物的防雷及接地保護設(shè)計。 （三）供電電源及供電方式 本工程屬于二類用電負荷，用附近的供電所引兩回路 10KV 電源供電，當一路電源發(fā)生故障時，另一路電源應(yīng)能維持持續(xù)供電。 （四）用電負荷及主變壓器容量 全廠總計算負荷：補償前約 345KVA，補償后約 300KVA。 選用兩臺 400KVA 變壓器，一用一備，負荷率達 75%。 （五）無功補償 由于廠內(nèi)均為 380V 低壓設(shè)備，單機容量不大且較為分散，無功補償采用集中自動補償裝置 ，設(shè)置在全廠低壓配電中心內(nèi)，使最終補償后功率因數(shù)達 。 （六）配電系統(tǒng)及設(shè)備選型 10KV 配電系統(tǒng) 本廠均為低壓負荷且容量不大， 10KV 配電系統(tǒng)采用單母線環(huán)網(wǎng)供電， 10KV 配電柜選用 UniSwitch 間隔工金屬封閉開關(guān)柜，柜內(nèi)配用六氟化硫負荷開關(guān)和彈簧操動機構(gòu)。 低壓配電系統(tǒng)： 380V 配電系統(tǒng)采用單母線分段型式，低壓配電柜選用 GCS 型低壓抽出式開關(guān)柜，柜內(nèi)元件采用進口元件。 變壓器： 10/ 變壓器選用免維護低損耗油浸式銅芯變壓器，接線方式采用 DYn11 結(jié)線線別。 （七）電動機起動控制方式 廠內(nèi)大于 10KW 以上的低壓電機采用軟啟動裝置起動，其它低壓電機均為全壓直接起動。 主要電機控制方式采用 PLC 集控制和機旁手動兩種方式。 （八）電線電纜 10KV電力電纜采用 YJV交聯(lián)全塑電力電纜，低壓電纜選用 VV1KV全塑電纜，控制電纜為 KVV500 全塑電纜。 PLV 用電纜選用 DJYPV 型對絞屏蔽電纜，室外直埋電纜采用鎧裝電纜。 （九）防雷接地保護 根據(jù)防雷規(guī)范要求，廠內(nèi)建筑物均按第三類防雷建筑的考慮防雷設(shè)計，在建筑物屋頂設(shè)避雷針或避雷帶作防直擊雷保護，引下線利用柱內(nèi)鋼筋，并充分利用建筑物基礎(chǔ)鋼筋等作自然 接地體。廠內(nèi)各主要設(shè)備金屬物就近與接地裝置相連并按防雷規(guī)范要求采取相應(yīng)措施作防感應(yīng)雷保護。 按照接地規(guī)范要求。低壓系統(tǒng)采用 TNS 接地系統(tǒng)，所有電氣設(shè)備金屬外殼均作接地保護。電氣設(shè)備、 PLC 自動系統(tǒng)接地與防直接雷和防感應(yīng)雷接地共用接地裝置，組成共用接地系統(tǒng)，要求接地電阻≤Ω。 （十）照明設(shè)計 廠內(nèi)照明有室內(nèi)工作照明和戶外道路照明。照明光源：室內(nèi)主要用熒光燈、節(jié)能燈、白熾燈；室外采用高壓鈉燈。 （十一）電纜管線敷設(shè) 廠區(qū)內(nèi)部各設(shè)施間的高、低壓電纜和控制電纜均在電纜溝內(nèi)的電纜支架或橋架上敷設(shè)，部分電纜通過穿保護 管埋地方式敷設(shè)，各區(qū)域內(nèi)部的電纜主要采用電纜溝和電纜橋架或穿電纜保護管敷設(shè)。 自控及儀表設(shè)計 為及時準確地掌握和了解整個工藝流程運行情況，自動監(jiān)測和控制各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，本次設(shè)計在工藝流程關(guān)鍵部位上配置了在線式檢測儀表，并通過二級分布式計算機集散測控管理系統(tǒng)對全廠實行現(xiàn)場化管理，以達到科學、安全、經(jīng)濟、合理的運行目標。 （一）設(shè)計原則 本工程自控系統(tǒng)采用 PLC 控制系統(tǒng)，系統(tǒng)采用工業(yè)界目前流行的控制模式，即開放的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)加上流行通用的組態(tài)軟件以及可靠通用的 PLC 模塊。系統(tǒng)配置和功能設(shè)計按各工藝處理 階段少人值守的原則進行并遵循如下要求： （ 1）高可靠性：選用穩(wěn)定可靠的工業(yè)控制系統(tǒng)產(chǎn)品，硬件上采用備用冗余技術(shù)，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少出錯環(huán)節(jié)； （ 2）先進性：控制系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)未來現(xiàn)場總線的技術(shù)的發(fā)展，性能價格比高； （ 3）靈活性：網(wǎng)絡(luò)通訊方式和系統(tǒng)組態(tài)靈活，擴展方便，可用性、可維護性好，并具有開放的軟件通訊協(xié)議： （ 4）實時性：控制系統(tǒng)對工況變化適應(yīng)能力強，控制滯后時間短。 （二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)設(shè)計原則本工程自控系統(tǒng)設(shè)計將采用一個開放式結(jié)構(gòu)體系的自動化系統(tǒng)，將系統(tǒng)與設(shè)備有機結(jié)合在一起用于監(jiān)控生產(chǎn)。將信息流擴 展到整個生產(chǎn)過程。利用企業(yè)的其他信息將工廠各車間連接成網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)過程控制數(shù)據(jù)與信息方便可靠地在 PLC 與外部設(shè)備之間交換。 作為一個開放式結(jié)構(gòu)體系的自動化系統(tǒng)其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用兩層，即控制層和信息管理層。其中控制層用于各車間級 PLC 監(jiān)控單元，信息管理層用于中控級監(jiān)控主機單元。各層特點描述如下： 控制層：它在各 PLC 之間及其與各智能化控制設(shè)備這間進行控制數(shù)據(jù)的交換、控制的協(xié)調(diào)、網(wǎng)上編程和程序的維護，遠程設(shè)備的配置和查錯。 信息管理層：它提供上層計算機系統(tǒng)通過以太網(wǎng)訪問車間級的數(shù)據(jù)，主要用于全廠范圍控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù) 匯集和監(jiān)視，特點是數(shù)據(jù)量大而實時性要求不高，它的開放性協(xié)議使各種主計算機和不同廠商的控制設(shè)備可以互連，在必要時也可進行一些控制和協(xié)調(diào)，這一層采用符合公共標準 TCP/IP 協(xié)議的以太網(wǎng)。 自控系統(tǒng)依據(jù)集中管理、分散控制的原則，采用高可靠性的，先進實用的分級分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。將整個系統(tǒng)分成二級：即廠中央控制管理級和各現(xiàn)場監(jiān)控分站級。根據(jù)廠區(qū)內(nèi)生產(chǎn)構(gòu)筑物的分布和工藝過程的要求，分別在分水反沖洗濾池的反沖泵房和加藥間設(shè)置現(xiàn)場監(jiān)控分場，氣水反沖洗濾池的反沖泵房監(jiān)控分站還帶有 6 個用于單格濾池的監(jiān)控子站，加藥間監(jiān)控分站帶有絮 凝沉淀池監(jiān)控子站。 各現(xiàn)場 PLC 監(jiān)控分站通過主干網(wǎng)絡(luò)連接起來，作為控制層。主干網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)采用多模鎧裝光纖電纜，網(wǎng)絡(luò)光纖通信可不受電纜間距限制敷設(shè)于電纜溝或電纜橋架中，以避免通信電纜受到電力電纜的電磁干擾和防止雷電波沿通信電纜竄入損壞自控系統(tǒng)。 中控監(jiān)控層為信息管理層，通信網(wǎng)絡(luò)采用標準 TCP/IP 協(xié)議的以太網(wǎng)，由于網(wǎng)絡(luò)電纜敷設(shè)條件較好，網(wǎng)絡(luò)可不采用雙網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)，通信電纜介質(zhì)采用同軸電纜，通信速度為 10M/100M 自適應(yīng)。 控制層與信息管理層之間通過具有開放軟件協(xié)議的網(wǎng)關(guān)有機地連接起來。 在信息管理層以太網(wǎng)絡(luò)上還 設(shè)有兩個節(jié)點站，可掛接廠內(nèi)工程師站和廠長查詢站，工程師站用于對控制系統(tǒng)軟件二次發(fā)展和程序調(diào)整。廠長查詢站用于對全廠生產(chǎn)過程參數(shù)的隨時查詢。 這樣的劃分是為了充分發(fā)揮 PLC 系統(tǒng)的控制功能，又使得檢測控制功能相對分散和獨立，當某一分站因故障而切除時，不會影響整個控制系統(tǒng)的工作，從而達到“事故分散”的目的，提高系統(tǒng)工作的可靠性。 監(jiān)控分站由現(xiàn)場控制單元和現(xiàn)場操作終端組成，現(xiàn)場控制單元完成區(qū)域內(nèi)所有設(shè)備和過程的數(shù)據(jù)采集、順序控制和參數(shù)調(diào)節(jié)，現(xiàn)場操作終端完成現(xiàn)場顯示、故障報警、參數(shù)設(shè)置等工作。 現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息通過 PCL 監(jiān)控分站經(jīng)控制層高速數(shù)據(jù)總線傳送至中央控制室主控機處理，并實時顯示、記錄、打印和備份，還根據(jù)處理結(jié)果隨時向各監(jiān)控分站發(fā)送各種控制指令，完成生產(chǎn)調(diào)度過程。在廠中心控制室設(shè)主控機兩臺，互為備用，作為全廠生產(chǎn)調(diào)度管理的中心。 （三）控制功能設(shè)計 本工程通過強電設(shè)備的“就地 /遙控”切換開關(guān)可實現(xiàn)二級控制，即就地現(xiàn)場手動控制和 PLC 監(jiān)控，二級控制中就地現(xiàn)場手動控制優(yōu)先權(quán)高于 PLC 監(jiān)控，以保證現(xiàn)場操作維修安全。 在 PLC 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中采用兩種控制方式，即現(xiàn)場 PLC 控制和PLC 自動控制。（通過中控室軟件編制和操作權(quán)限設(shè)置 即可實現(xiàn)由中控室的集中監(jiān)控） ?現(xiàn)場控制是在單元 PLC 操作顯示終端鍵控操作（如泵閥一步化開停）。 ?自動控制是自控系統(tǒng)根據(jù)各種工藝參數(shù)檢測測值的狀態(tài)，按照預(yù)定控制程序，自動完成特定功能的控制式（如單格濾池控制）。 兩種控制方式可以各控制分站操作顯示終端上軟換，以滿足實現(xiàn)工作中調(diào)試、檢修和自動正常運行的需要。 各控制分站按工藝流程完成的功能分述如下： （ 1）加藥間分站（ PLC1） 加氯間分站監(jiān)控范圍包括；加氯間、加藥間、網(wǎng)格絮凝平流沉淀池等。本站控制功能分述如下： 加氯間 控制功能： ?預(yù)加氯投 加量根據(jù)源水流量比例投加。 ?補加投氯量根據(jù)與投加點相對的出廠水總流量和對應(yīng)的余氯測定值由加氯機上專用控制器自動完成復(fù)合環(huán)投加過程。 不參與加氯控制過程，只采集有關(guān)數(shù)據(jù)和監(jiān)視設(shè)備運行狀態(tài)。 c 當發(fā)生氯氣泄漏時，漏氯控制器輸出報警信息給 PLC，計算機監(jiān)控系統(tǒng)能及時檢測到當時的漏氯情況，啟動氯氣吸收裝置和排風扇，并給出相應(yīng)的聲光報警。漏氯檢測范圍為 010ppm 可調(diào)。 。切換后的狀態(tài)送 PLC。 ，通過控制加 氯管線上的電動球閥，自動完成加氯機工作 /備用狀態(tài)的的切換。 /?？刂疲ㄟh程 /手動）。 數(shù)據(jù)采集： 、后加氯機工競（運行、停止、故障）； 、中和泵工況（運行、停止、故障）； 、低報警；加氯機高、低真空報警；漏氯報警；水射器壓力低壓報警；氯瓶切換電動閥工況（運行、停止、故障）； ；氯瓶重量。 加藥間 控制功能： ： ?前加藥計量泵投藥過程：前加藥計量泵由源水流量比例調(diào)節(jié)控制計量泵電機轉(zhuǎn)速 。 ?后加藥計量泵投藥過程：后加藥計量泵以源水流量為前饋變量比例調(diào)節(jié)控制計量泵電機轉(zhuǎn)速、由流動電流測定儀信息（ SC）和沉淀池出水濁度為雙向饋變更控制調(diào)節(jié)計量泵沖程，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，自動實現(xiàn)投藥過程。 ，在不停泵的情況下可實現(xiàn)藥泵的自動切換。 ，自動控制配藥系統(tǒng)（配藥閥、配水閥）。 。按濃度要求稱重好混凝劑（液體或干料）投入溶解池內(nèi)加水溶解，溶解池上裝有超聲波液位計，當加水量到達設(shè)定水位時，液位計發(fā)出信號，關(guān)閉進水電磁閥，同時啟動攪拌機攪拌，攪 拌一定時間后完成配藥過程。整個過程均由控制分站（ PLC1）自動完成。 ，根據(jù)溶液池液和藥液濃度要求控制儲藥池出口電動球閥開關(guān)和配水電磁閥，自動配置溶液。 。 數(shù)據(jù)采信： 、后計量泵及變頻系統(tǒng)工況（運行、停止、故障）。 、后計量泵轉(zhuǎn)速反饋、反加藥泵沖程反饋。 （運行、停止、故障）。 （運行、停止、故障）。 、配藥池液位。 、配藥池液位。 （ 2）氣水反沖洗濾池分站（ PLC2） 氣水 反沖洗濾池 系統(tǒng)組成 氣水反沖洗濾是目前最為先進的濾池，具有良好的過濾效果和較長的工作周期。該流程對 PLC 控制的要求程序較高，整個控制系統(tǒng)由濾池分站（ PLC2）和分別用于 6 格濾池的從屬于 PLC2 的 6 個子站組成。整個濾池工作過程分為兩個階段，即正常過濾階段和氣水反沖洗階段。正常過濾階段由每格濾池的控制子站完成；氣水反沖洗階段，正常工作時由濾池控制分站（ PLC2）完成，當濾池控制分站（ PLC2）事故時也可由每格濾池控制子站通過人工手動來完成氣水反沖洗。 控制功能： 用于每格濾池的控制子站將完成如下功能： 據(jù)濾池水位，通過預(yù)裝 PID 調(diào)節(jié)程序調(diào)節(jié)清水出水閥開度，保證濾池恒水位過濾。 ，與設(shè)定值相比較，到達時向濾池分站（ PLC2）發(fā)出反沖洗請求。 ，強制啟動自動反沖洗過程或通過人工手動完成反沖洗過程。 （運行、停止、故障）。 濾池分站（ PLC2）完成如下功能： ，因此濾池分站（ PLC2）將根據(jù)單獨濾池控制子站的反沖洗請求，確定先后反沖次序，并保護和防止在手動模式時的人為錯誤。 洗條件時，即進入自動反沖洗程序：關(guān)閉總進水和表洗進水閘板及清水出水閥，開排水閥排水，待池內(nèi)水位降至一位值時，開表洗進水閘板，順序起動兩臺鼓風機，開氣沖閥，進行氣沖洗，約 4 分鐘后，停一臺鼓風機并起動一臺反沖洗泵，開水沖閥進行氣水混合沖洗，約 4 分鐘后，停另一臺鼓風機和關(guān)氣沖閥并起動另一臺反沖洗泵，單獨水沖洗 2 分鐘后停反沖洗泵和關(guān)水沖閥，開排余氣閥，排除氣沖管道內(nèi)的余氣，關(guān)閉排水閥，完成反沖洗過程，再開進水閘板，開濾池放空閥，排濾池初濾水（防止濾池反沖后過濾時出水濁度過高），約 1 分鐘后，關(guān)閉濾池放空閥，當水位上升 到一定值時，開清水出水閥，進入自動過濾階段。 、電氣設(shè)備故障信息（如水泵事故時），