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1、第一节污水处理厂自动化控制系统一、生产过程自动化技术要求(-)一般要求室外安装设备必须加装防护相当的防护罩/箱；所有自控设备必须考虑电源及信号配置防雷、防浪涌电流冲击设施,具体要求参见后面描述；设备的连接电缆均应穿管或沿电缆桥架敷设，并与配电电缆分开敷设，出桥架端必须穿管，不得有露头在外；所有设备的安装调试应符合相关的GB/GT要求，无相关GB/GT时符合厂家安装调试要求；自控安装时需要的安装附件、连接件及电源、取样泵等应包括在内。(二)环境室内温度：O0C55C,湿度：20%95%无冷凝室外温度：O0C60C,湿度:5%95%无冷凝在该环境下，所有设备必须能够正常工作，并达到招标文件所规定的
2、可靠性和精度。（三）工作电源（1） 220VAC10%,50HZ1Hz；（2） 24VDCl%o（四）UPS供电所有PLC设备、计算机、通讯设备等必须考虑UPS供电；中控室计算机、PLC控制站设立独立的UPS电源。（五）防护等级机箱设备外壳等级严格按照IEC529标准执行。室内地面上设备等级2IP54（PLC主机柜考虑防尘通风）；室外地面上设备等级2IP65。（六）信号接口所有控制或监测设备应采用以下信号电平：（1）控制、监测设备的模拟量信号：4-2OmA直流电流信号；（2）状态及报警指示数字输入信号：高电平：+24VDC；低电平：0VDC；（3）控制用数字输出信号：独立的无源触点，触点容量2
3、20VAC/5A/0A；PLC输入/输出模块统一用DC24V,且带24VDC小型发光管指示。（4）室外采集信号和控制信号必须考虑信号屏蔽和防外来干扰。（七）电缆敷设电源电缆和控制及信号电缆分管敷设。控制及信号电缆穿金属管直埋。控制及信号线缆在电缆沟内敷设时，应该与强电保持足够的间距。宜单独放置于一层支架防止信号干扰。具体参照电气装置安装工程施工和验收规范（A）避雷措施我公司提供和安装避雷保护装置，以减轻线路受雷击和电气干扰的影响。我公司提供可靠的避雷系统，包括网络避雷、电源避雷、一次仪表避雷等。每个户外安装的设备应有经认可的冲击保护装置，以维持户外和控制室终端的电压在一安全值内，所有输入输出回
4、路能承受正负5千伏发生的终端间或终端与地间的脉冲电压。我公司在工厂图纸上详细说明被装配设备制造和技术性能。接地系统的设计要考虑能驱散瞬时雷击，并采取一定的预防措施以避免雷击进一步损坏污水厂内其它设备。最小冲击保护接地电缆为多芯，6.0平方毫米电缆。二、自动化控制系统的原则本工程自动控制系统要求安全、实用、经济、高效，能达到当前污水厂自动化先进水平。污水厂自动监测控制系统遵从“集中管理、分散控制”的原则，系统各部分有相对独立性；并可利用网络技术完成系统的纵向与横向扩展；检修系统的任一部分，不会影响其它部分的正常运行。污水厂自动控制系统由管理控制级和设备控制单元组成。包括以下几个组成部分：生产过程
5、的监测与自动控制系统生产管理计算机网络系统全厂CCTV电视监视系统大屏幕显示系统办公楼网络及电话布线系统生产过程的监测与自动控制，可以实现生产现场的无人值守和全系统微机化管理，为具有先进水平的现代化污水处理企业提供一个生产控制和管理的信息交换处理平台。生产管理计算机网络系统可实现生产、管理的高效、可靠运行并实现无纸化办公。全厂CCTV电视监视系统可对生产现场、重要设备实现远程监视。厂中控室对泵站运行的监控三、自动监测控制系统的组成及功能整个系统由三层网络组成，两台互为热备的操作及监控计算机，一台数据服务器、一台工程师站计算机，计算机之间通过以太网相连，以太网上可另挂若干个办公计算机安放于厂长办
6、公室及其他生产部门；3个现场PLC控制站，它们通过光端机，构成了光纤网专用工业控制总线或IooM工业以太网（工业控制网需冗余）；现场PLC控制站与设备控制单元、设备之间以标准工业现场总线（devicenetmodbusplusMOXBUSControlnetProfibUs-dp等）相连。（一）生产管理及监控系统（1）管理系统生产管理计算机网络为全厂搭建数字、语音、视频信息传输平台，连接厂内各个设备监控子系统和办公管理终端，提供全厂内部的信息管理结构、厂外信息交互接口和信息安全保护手段等。管理网络的建设完成基础硬件平台、基础软件、生产过程自动化控制子系统的数据库及通过WEB访问生产过程自动化控
7、制子系统等工作。1）系统组成a）数据服务器、Web服务器;b）办公计算机c）办公打印机；d）以太网交换机；2）网络功能及要求a）所有工作站可利用IE浏览器浏览PLC控制系统生产过程、闭路监控系统的现场视频信号；至少5个工作站可同时浏览；b）生产过程的全面查询，包括厂内全景、流程、过程参数、各种能耗、物耗、进、出厂水流量以及历史数据；c）建立与外部Internet的双向连接，便于对外提供信息发布服务和从外部获取信息。d）系统具有延展性，系统的总体结构应合理，容量适度，扩展灵活,使系统资源配置可灵活增加，系统规模便于扩大，预留适当的扩展空间，并可满足用户今后对带宽的更高要求。e）网络系统具有高可靠
8、性，出现故障要具有可靠的恢复手段，系统要具有一定的容错能力。f）从系统平台的构成到资源的利用均要有超前性，能平滑升级与过渡到更先进的系统。3）系统结构系统以网络交换机为中心，通讯协议TCP/IP,系统架构IntemetZIntraneto网络系统对内通信主干网吞吐率应支持大于IOOOMbps,二级子网数据吞吐率IOOMbpso对外与INTERNET及其他网络的信息交互通过路由器及防火墙的方式实现。网络管理中心设在综合楼内，该中心为污水厂办公信息的汇集点和与外界信息交换的入、出口。二级交换机通过光缆与中心交换机的的IOooSXGBlC模块相连，厂内部形成IOoOM主干，10M/100M交换/共享
9、到桌面。服务器通过IOOOM网络与中心交换机相连，提供资源的高速访问通道。网络应用选用B/S（浏览/服务器）结构，利于统一用户操作界面，提高网络传输效率和稳定性。4）网络安全系统需要具有完善的安全保密机制。a）硬件安全硬件的安全一是考虑硬件本身的可靠性，质量是否符合安全要求。如果硬件本身无法解决，则考虑采用硬件冗余或后备硬件等；二是硬件所处的物理环境是否受到良好的控制，如：防静电温控的机房，强电设备对弱电设备的安全，设备处在不能被人为盗窃、破坏、操作的空间等。为确保系统安全可靠运行，使用在线式长时UPS电源。b）网络操作安全限制网络的非法访问为网络系统安全提供了基本的保证。其主要措施是用户权限
10、设置、口令加密等。包括：建立各级用户名及访问权限每一用户口令，根据级别选择口令限制：限制口令长度、不定期更改口令、口令唯一、口令超期宽限。建立各种限制：用户限制、站点限制、磁盘卷限制。设置登录跟踪安全日志。5）防火墙由于网络建立了与Internet的通讯，需要采用防火墙技术实现对本地网络的安全保护。（2）监控系统1）系统组成a）二台配置了实时监控软件的工业计算机（互为热备用）；b）与现场PLC子站相连的网络通讯接口适配器；c）工程师站计算机；d）报表打印机和事故报警打印机，互为备用；e）大屏幕显不系统。f）PLC编程用便编程终端2）软硬件功能a）结构两台操作站在功能上完全相同：与所有现场I/O
11、通讯（无限点），趋势、报警、报表、数据库连接等；且两台操作站之间互为热备冗余：当主站由于故障不能通讯时，备站立即接管所有功能；当主站恢复正常时,首先要将故障期间系统需存储的历史趋势数据、报警记录等从备站补回，然后再将所有控制功能自动切换到主站，由主站继续控制整个系统，备站重新回到热备状态，并连续地以主站为数据源同步更新所有数据。操作站必须配置一个数据库连接软件，它的主要任务是将监控软件中的重要数据连续传递到数据库服务器中，且当主站出现故障时，备站能自动继续此任务。系统画面数据更新速率Wl秒钟。工程师站兼作操作员站，通过设定其访问权限用安全密码界定。可在线修改系统软件，并且实现在不需重启软件或计
12、算机的前提下，运行版软件新旧版本间的无缝切换。趋势具有无级缩放、在线拷贝趋势数据至粘贴板、趋势备份（存储至文件）和恢复（从文件调至内存）等功能。人机交互画面上所有操作都能记录到日志文件中去。3）主要功能a）远控各PLC现场子站，实时接收PLC采集的各种数据，建立全厂检测参数数据库；处理并显示各种数据b）监测全厂工艺流程和各细部的动态模拟图形C）从检测项目中，按需要显示历史记录和趋势分析曲线d）重要设备主要参数的工况及事故报警、打印制表e）编制和打印生产日、月、年统计报表f）在投影屏上实时显示工艺流程及各种设备的工作状态、报警g）对各种数据实时存储h）实现通过服务器对工艺流程、历史记录、各种设备
13、工作状态、报表等的浏览4）控制软件为避免在系统运行时,软件和硬件的升级不同步带来的问题,同时为了降低系统验收调试时的难度,必须使用和PLC硬件相同供应商的监控软件产品。系统根据工艺的要求，监视和控制软件实时运行，应具如下特占八、a）基于Windows系统,支持分布式网络结构,各节点可以独立的执行赋给它的任务,节点可以脱机而不会影响网络的运行,节点同样可以在网络上任何地方获取数据.b）支持高分辨率彩色图形显示系统。有先进的绘图工具和方便有效的图形编辑功能。c）为管理者、编程者、操作者，设置不同的权限。d）支持与系统外设的连接。e）可对实时数据和历史数据进行分析。f）单一场合和多窗口显示。除显示文
14、字、表格、图形、曲线及报警外，还显示各站点主要设备的状态，显示各站点的所用工艺参数及工艺布置图，流程图等。画面上所有标识、附注、参数、菜单文字、报警事件信息等应具有中文表示。g）必须配置报警、报表及打印输出。报警记录和数据报表格式的自动生成。软件应集成微软的VisualBasicforApplication（VBA）作为内建的脚本语言编辑,可以方便的定制开发后台应用程序。系统将应用最新的电子数据处理技术支持信息管理和用户决策。具有数据分类、检索及显示;基本的点状态清单的功能；对下属各子站的数据下载；具有历史数据存档、显示管理功能。全厂成本分析报表打印，事故报警打印，检测量的曲线图显示记录打印事
15、故追忆记录。具有事件登录、检索、事件驱动报表等功能。（二）PLC应用软件（1）一般功能满足现场工作站和设备控制的全部要求。包括：顺序、条件、计时、计数控制、PID调节等、流量及功率参数的自动累积和数据处理。（2）特殊要求控制软件除能够确保相关工艺及设备间的联动互锁的一般要求外，还应能满足复杂工艺过程的控制要求控制设备首次上电运行或由手动转为自动时，应能够判断其所控设备或工艺过程的现有状态，在其运行后不得使设备或工艺过程被不正常中断或出现被控参数的突变和振荡超调，以实现真正的无扰动切换。当某台设备或某个部件出现故障，控制器应能够作出相应的处理，将故障控制在最小的范围之内，防止由此而引起的相关设备或工艺过程的连锁反应；同时应立即判断出故障的位置，并将其送至中控主机或操作显示终端予以报警。包含变量及通讯管理、图形组态、报表、报警、权限管理、归档、脚本等功能，内置大型数据库，具有数据归档功能，强大的图形组态系统，支持多图层，采用开放性标准，支持1280X1024分辨率，颜色大于16位真彩，同时能显示4个以上趋势，且至少每2S扫描一次，支持客户机/服务器结构，支持Web客户端，服务器之间生产实时数据的同步；主服务器故障时，系统自动切换备用服务器，同时客户机自动切换到
