2022年污水处理厂自动化监控系统典型技术方案 .pdf
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1、1 污水处理厂自动化监控系统技术方案名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 43 页 - - - - - - - - - 2 目录目录 . 21工程概述 . 41.1监控系统的工程范围 . 41.2监控系统的环境条件 . 51.3仪表和计算机监控系统适用标准. 51.3.1总则. 51.3.2参照标准的缩写. 51.3.3部分参照标准. 62监控系统工程量清单. 83仪表和计算机监控系统. 93.1仪表和计算机监控系统设计. 93.1.1中央控制站组成. 113.
2、1.2管理信息系统组成. 113.1.3现场控制站组成. 113.2现场信号采集系统 . 123.2.11#现场控制站. 143.2.22#现场控制站. 143.2.33#现场控制站. 153.3设备控制工艺 . 153.3.1粗格栅除污机的控制 . 153.3.2进水泵的控制. 153.3.3进水泵房闸门的控制 . 163.3.4楔形细格栅除污机的控制 . 163.3.5沉砂设备的控制. 173.3.6初沉池刮泥机的控制 . 173.3.7AAO反应池搅拌器的控制 . 173.3.8AAO反应池空气调节阀的控制 . 173.4现场仪表设置 . 183.4.1格栅前液位检测. 183.4.2格
3、栅后液位检测. 183.4.3格栅后液位报警. 183.4.4进水泵房硫化氢测量 . 193.4.5进水流量测量. 194仪表和计算机监控系统设备技术性能. 204.1监控系统设备技术性能. 204.1.1操作站计算机. 204.1.2数据及网络服务器. 20名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 43 页 - - - - - - - - - 3 4.1.3激光打印机. 214.1.4可编程控制器. 234.2现场仪表设备技术性能. 254.2.1分体式超声波液位
4、计 . 254.2.2一体化超声波液位计 . 254.2.3电磁流量计. 254.2.4溶解氧在线测定仪. 264.2.5MLSS在线测定仪 . 264.2.6ORP在线测定仪 . 264.2.7在线式硫化氢测定仪 . 274.2.8投入式NH4测量仪 . 275监控系统软件功能描述. 285.1系统软件 . 285.1.1系统软件的一般技术功能 . 285.1.2系统软件选型. 295.2数据库软件 . 295.2.1数据库管理软件的技术要求 . 295.2.2数据库管理软件选型 . 295.3应用软件 . 295.3.1主要技术功能. 295.3.2采用的组态软件. 305.3.3监控软件
5、设计. 305.3.4管理软件设计. 335.3.5系统性能指标. 345.3.6开发环境要求. 346视频监控系统. 356.1视频监控系统概述 . 356.2视频监控系统结构 . 356.2.1基本组成. 356.2.2结构特点. 376.2.3基本功能. 386.3视频监控系统设备 . 386.3.1摄像机. 386.3.2图像传输设备. 397系统调试方案. 40名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 43 页 - - - - - - - - - 4 1
6、工程概述1.1 监控系统的工程范围某污水处理厂建设规模: 一期为 1.25 万 m3/d , 近期为 2.5 万 m3/d ; 远期 (2020年)规模 5 万 m3/d ;采用多模式 AAO 工艺,出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准 (GBl8918-2002) 中的一级 B 标准,尾水通过出水泵房提升后排入长江。本承包商将负责完成仪表及监控系统和安防系统设备的设计、制造、 测试、运输、安装、调试和试运行并按工作顺序移交符合要求的资料。主要工程内容如下: 现场传感器和检测仪表的安装、调试;控制系统设备( PLC )的硬件和软件;SCADA 系统硬件和软件;与其他相关系统的接口设计、安装、调
7、试、配合协调。根据本标特点进行细致的需求分析,结合工艺流程和总平面图对系统方案进一步具体化和优化。负责本系统与相关子系统之间的连接工作,包括连接器材等设备的提供。 对相关系统实施联动测试验收, 明确该子系统是否符合设计要求,并出具测试验收报告或提出整改方案,直至验收通过。积极配合业主、设计部门和监理等对土建工程、装饰工程和其他系统等一切与本系统有关的系统进行安装规划和技术协调,参加业主召开的工程协调会,力求符合整体的美学要求和工期要求。对所有工作作适当安排,所有安排必须取得业主的书面同意。负责对业主有关工作人员进行培训,使业主的工作人员能够独立操作和维护整个系统。负责对业主有关工作人员进行培训
8、,使业主的工作人员能够独立操作和维护整个系统。负责本系统传输线缆的敷设工作。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 43 页 - - - - - - - - - 5 1.2 监控系统的环境条件1、环境温度建筑物内: 5 C+40 C 露天场地: 15 C +55 C 2、湿度所有设备在相对湿度 5%95%范围内任何环境中操作满足规定的性能。3、干扰、电磁场和射频所有设备具有良好的抗电磁场、射频干扰的能力。进行电缆敷设和接地安装时,将与动力电缆和其它可能产生任何干扰
9、的现场设备相隔离。4、安装当设备安装在偏离垂直方向成10倾斜角时,设备的性能不受影响。1.3 仪表和计算机监控系统适用标准1.3.1总则本承包商将严格参照标准实施工程,工程师将按照参照标准的规定进行工程的验收。若本承包商可以证明其它国家的相关标准与国际仪器仪表协会的同类标准相同,或者更严格,并经监理工程师同意,可以采用其它国家的相关标准。1.3.2参照标准的缩写以下参照标准的缩写具体为以下内容:标准号标准名称ISO 国际标准组织IEC 国际电工技术委员会EN 欧洲标准委员会名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心
10、整理 - - - - - - - 第 5 页,共 43 页 - - - - - - - - - 6 GB 中国国家标准GBJ 中国国家工程建设标准BJG 中国建设部标准HG 中国化工部标准JB 中国机械工程部标准JC 中国国家建设材料总局标准TJ 中国国家工程标准YB 中国冶金工业标准SDJ 中国能源水利部建设标准BS 英国标准协会ASTM 美国试验和材料学会DIN 德国工业标准JIS 日本工业标准AS 澳大利亚国家标准SI 国际单位1.3.3部分参照标准CECS81 :96 工业计算机监控系统抗干扰技术规范GB/T8566-95 信息技术软件生存期过程GB8566 计算机软件开发规范GB/T
11、12504 计算机软件质量保证计划规范GBJ63-90 电力装置的电测量仪表装置设计规范GB50057-94 建筑防雷设计规范 2000 版GB50343-2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范GB4208 93 外壳防护等级GB7450 87 电子设备雷击保护条例IEC10001995 电磁兼容性IEC13123 雷电电磁脉冲的防护IEC52989 外壳保护等级名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 43 页 - - - - - - - - - 7 IEEE4
12、72 浪涌保护规格IEC61754 光纤连接器接口GB50168-2006 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB50169 2006电气装置安装工程接地装置及验收规范GBJ131-90 自动化仪表安装工程质量检验评定标准GB50170-92 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50093-2002 自动化仪表工程施工及验收规范JB/T 5234 工业控制计算机系统验收大纲名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 43 页 - - - - -
13、- - - - 8 2 监控系统工程量清单名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 43 页 - - - - - - - - - 9 3 仪表和计算机监控系统3.1 仪表和计算机监控系统设计自控系统按分散控制、集中显示的原则设置。设1 个中央控制站、 3 个现场控制站。中央控制站计算机系统设于综合楼二楼的中央控制室,采用具有C/S(客户机 / 服务器) 结构形式的计算机网络,并可以与上级系统和周边系统链接,现场站与中央控制室之间通过工业以太网进行数据通讯。中央控制站
14、主要完成全厂的数据通讯和调度管理。全厂主要机械设备的控制采用就地手动控制、自动控制、中央控制站遥控的三层控制模式;其它设备采用现场控制、中央控制的两层控制模式。控制方式描述:手动控制:设备的现场控制箱或MCC控制柜上的“手动 / 自动”开关选择“手动”方式时,通过现场控制箱或MCC 控制柜上的按钮实现对设备的启/ 停、开/ 关操作。中央控制站遥控:现场控制箱或MCC 控制柜上的“手动 / 遥控” 开关选择“遥控”方式时,操作人员通过中控系统操作站的监控画面用鼠标器或键盘选择“遥控”方式并对设备进行启/ 停、开 / 关操作。自动模式:现场控制箱或 MCC 控制柜上的“就地 / 自动”开关选择“自
15、动”方式,操作人员通过中控系统操作站的监控画面用鼠标器或键盘选择“自动”方式,设备的运行完全由各PLC根据污水处理厂的工况及生产要求来完成对设备的运行或开 / 关控制,而不需要人工干预。某污水处理厂监控系统结构下图所示:名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 43 页 - - - - - - - - - 10 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -
16、第 10 页,共 43 页 - - - - - - - - - 11 3.1.1中央控制站组成中央控制站硬件组成如下:2 套 20”LCD宽屏操作员站 / 工程师站计算机,热备冗余结构。配套提供的操作系统为中文Windows XP或以上版本,计算机操作系统将具有在系统崩溃后一键自恢复的功能,或者安装两套独立的操作系统。1 套网络及数据服务器,配套提供的操作系统为中文Windows XP或以上版本,计算机操作系统将具有在系统崩溃后一键自恢复的功能,或者安装两套独立的操作系统。1 套 UPS不间断电源装置: 220VAC ,3KVA ,60 分钟,用于计算机控制系统的供电。1 套网络通讯柜,尺寸为
17、2100800600,安装交换机、 UPS等设备,并中控室计算机系统配电。1 套操作台、工作椅。3.1.2管理信息系统组成5 套管理计算机,分别设于厂长室、副厂长室、总工程师室、化验室、生产科室,以 WEB 方式对生产运行工况、工艺过程参数的实时查询。3 套喷墨打印机,分别设于厂长室、总师室、生产科室。本承包商将提供一套管理信息系统软件,包括实验室管理系统、生产报表处理系统、信息管理系统等等。3.1.3现场控制站组成本承包商将提供 3 个现场控制站( PLC1PLC3 ) ,1现场控制站( PLC1 )位于加药间控制室、 2现场控制站( PLC2 )位于变配电间控制室和3现场控制站(PLC3
18、)位于出水仪表间控制室。每个现场控制站包括以下主要控制设备:可编程序逻辑控制器( PLC )名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 43 页 - - - - - - - - - 12 I/O 模块总线连接器(按需要配置)操作员面板隔离装置PLC柜不间断电源( UPS )及电源 SPD保护装置。仪表信道及通讯信道SPD保护装置3.2 现场信号采集系统根据某污水处理厂工艺处理流程及设备分布位置, 在现场共设置3 套现场控制站 (PLC1PLC3)。各现场控制站通过光
19、纤冗余环网与中央控制站通讯。1现场控制站( PLC1 )位于加药间控制室、 2现场控制站( PLC2 )位于变配电间控制室和 3现场控制站( PLC3 )位于出水仪表间控制室。信号采集系统结构如下图 : 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页,共 43 页 - - - - - - - - - 13 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页,
20、共 43 页 - - - - - - - - - 14 3.2.11#现场控制站1现场控制站( PLC1 )负责:粗格栅及进水泵房、细格栅及曝气沉砂池、2除臭装置、 加药间等构筑物设备的监控及相关检测仪表的供电。包括如下设备:1)可编程控制器 PLC CPU 模块电源模块通讯模块数字量输入 / 输出(I/O) 模块( 已留 20% 余量) :DI128,DO=32 ;模拟量输入 / 输出(I/O) 模块( 已留 20% 余量) :AI32,AO=8 ;2)1 套 PLC柜: 22001000600;3)1 套 UPS 电源:2KVA,30min;1现场控制站 (PLC1)统计点数表3.2.22
21、#现场控制站2现场控制站( PLC2 )负责:初沉池、 AAO池、二沉池配水井、二沉池、鼓风机房等构筑物设备的监控和工艺检测仪表的数据采集和相关检测仪表的供电。包括如下设备:1)可编程控制器 PLC: CPU 模块电源模块通讯模块数字量输入 / 输出(I/O) 模块( 已留 20% 余量) :DI160,DO=48 ;模拟量输入 / 输出(I/O) 模块( 已留 20% 余量) :AI48,AO=12 ;2)1 套 PLC柜: 22001000600;3)1 套 UPS 电源:2KVA,30min;2现场控制站 (PLC2)统计点数表名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -
22、 - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页,共 43 页 - - - - - - - - - 15 3.2.33#现场控制站3现场控制站( PLC3 )负责:紫外线消毒池、储泥池及污泥泵房、污泥脱水机房、出水泵房、出水仪表间、除臭装置等构筑物设备的监控和工艺检测仪表的数据采集和相关检测仪表的供电。包括如下设备:1)可编程控制器 PLC: CPU 模块电源模块通讯模块数字量输入 / 输出(I/O) 模块( 已留 20% 余量) :DI160,DO=64 ;模拟量输入 / 输出(I/O) 模块( 已留 20% 余量) :AI32,A
23、O=8 ;2)1 套 PLC柜: 22001000600;3)1 套 UPS 电源:2KVA,30min;3现场控制站 (PLC3)统计点数表3.3 设备控制工艺3.3.1粗格栅除污机的控制粗格栅除污机 (2 台)控制箱随设备配套提供, 格栅除污机和螺旋输送机、压榨机的联动控制由设备配套控制箱完成。控制箱面板上设手动/ 就地自动 / 远控转换开关,所有设备联动控制均由控制柜实现。手动状态下,由控制箱面板上的按钮控制除污机的运行;就地自动状态下,由控制箱内的定时装置进行控制;远控状态下,由全厂监控系统根据格栅前后的液位差及设定的时间间隔进行控制进行启停控制,所有设备连锁及保护功能均由控制柜完成。
24、格栅除污机的每次运转应使预先设定的作为基本控制的时间间隔复零。3.3.2进水泵的控制进水泵机组(本期2 用 1 备,后期 3 用 1 备)的启 / 停控制由现场控制站PLC 根据集水井水位进行控制,当水位超过一个设定的高位值,并且在设定的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页,共 43 页 - - - - - - - - - 16 时间间隔内水位保持在设定的高位值以上时,此时, 应增加一台水泵投入运行。每台泵机启动应使高水位设定的时间间隔复零。进水泵机组的停止控制是
25、逐台减少泵机的运行数量,当集水井水位低于设定的低位值,并且在设定的时间间隔内水位维持在设定的低位值以下时,应减少一台水泵运行。每台泵机停止运行应使低水位设定的时间间隔复零。3.3.3进水泵房闸门的控制所有闸门由一体化电动执行机构控制,执行机构上设有“就地(手动)/远控(自动)”开关。就地状态时由执行机构上按钮就地手动操作;远控状态时由全厂监控系统进行控制,闸门应为常开,只有检修或故障时,闸门才关闭。每套一体化电动执行机构应向PLC提供(包括但不仅限于)如下无源触点信号:每台阀门的开足信号每台阀门的关足信号每台阀门的总故障信号每台阀门的手动 / 自动状态信号每套一体化电动执行机构应接受PLC的开
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