污水处理厂自动控制系统及方案说明.docx
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1、目录概述1.1 工程范1.2 适用标准1.3 设计原则 系统设计方案2.1 系统一般说明2.2 自控系统设计自控系统控制方式自控系统网络拓扑自控系统组成功能. 中央控制站组成及功能 系统软件描述.6.79.9112.3电气系统方案13系统调试方案17售后服务214.1 服务体系214.2 月艮务内容224.3 服务保证措施23自控系统组成功能项目自控系统由设备层、控制层、管理层组成。不同的层次完成各自不同的功能, 包括如下:设备层设备层主要由PLC、智能电力仪表等智能设备组成。将生产应用中的现场控制及传 感设备赋予智能化,通过设备网上的网络总线完成现场设备与控制器之间的控制,信 息,诊断数据的
2、传递,提供现场设备的可靠性和易维护性和智能化,降低安装费用和工 期。控制层控制层由中央控制室计算机和分布在各工艺段的PLC控制站构成,直接对生产过程 进行的控制,包括连锁和循环控制,驱动控制和测量的监控,可编程序控制器采用(西门 子S7-300系列),工控软件采用正版(WINCC)。管理层管理层完成较高级的控制,由中控室和厂长室等构成,用以完成对工艺生产段进行 监控和实施操作指导。通讯在不同的控制级别中行的通讯,分别由各级别独立的网络完成,都符合开放性标 准。2-2.4中央控制站组成及功能1、中央控制站组成系统中央控制站主要包括如下设备:序号名称型号规格数量单位1工控机IPC6102台2打印机
3、高速1台3操作台钢木结构1台4编程软件Step71套5组态软件Wincc7.01套6模拟盘高清1台7不间断电源山特1套2、中控室的主要功能中控室监控系统的功能有三大类:第一类是管理功能:即生成全厂工艺流程、变配电系统实时动态图,提供清晰、友 好的人机界面,生动形象地反映工艺流程、变配电系统的实时数据,完成报警、历史数 据、历史趋势曲线的储存、显示和查询。生成、打印各类生产运行管理报表。第二类是对设备的控制功能:即在基于图形和菜单的方式上,操作人员在中控室操 作员站通过键盘或鼠标下达开、停/关命令。第三类功能是通讯功能:中心控制室监控系统与其它系统进行通讯,如与各现场 PLC站之间的通讯等。中控
4、室监控系统主要功能描述:动态图形及实时数据显示在操作员站彩色显示器上和投影仪大屏幕上动态实时显示系统工艺流程、各主要工 艺设备运行状态、加药等过程控制的运行趋势、各工序工艺和电气等生产数据,使生产 管理人员掌握当前污水处理厂生产运行情况,能从总图到详图多层次监测。画面包括: 污水处理厂概貌图 污水处理厂工艺流程总图 自控系统总图 实时曲线历史曲线 参数设置 污水处理厂参数显示 报表打印 系统服务 各主要设备的状态和回路图监控画面可以分级展开,从主画面可以进入相应的子画面,以及进一步到单体设备 工艺图,下面分别说明每幅画面的组成。系统软件描述本承包商将为系统提供完整的成熟的中央监控的系统软件、数
5、据库软件、应用软 件、管理软件、通信软件和二次开发所必须的软件。总体结构如下:应用软件管理软件数据库软件通信软件系统软件系统软件包括基于windows 7平台的实时多任务操作系统程序,应用程序及通信接 口程序。软件包括下列内容(但不限于此):中央调度控制室的所有系统软件和应用软件。 各分站的通信软件(接口程序)。所有数据的通讯软件。2.2.5.1 数据库管理软件根据本工程技术要求,本系统的数据库系统采用Microsoft SQL Server 2000数据库 管理平台。Micros。什SQL Server 2000采用分布式处理结构和先进的数据库管理系统,具有扩 展性,可靠性,能够与Inter
6、net有机地结合,可以迅速开发新的因特网系统,可以直接存 贮XML数据,将搜索结果以XML格式输出,同时具有各种分析、预测等辅助决策功 能。它允许跨越多个平台访问内部数据,发送可靠的信息给远程服务场所。允许主机和 服务器之间真正双向数据共享,集成的安全性保证了用户数据不受侵犯。SQL Server有 助于用户更有效、更方便的开发丰富的应用程序。具有集成安全性、与Windows 2003 Server的结合、磁带支持、增强的网络支持、结构化异常处理等的特点;它还允许生成 重建一个数据库所需的DDL中的所有内容,并可有效进行大块数据传输操作。使用 Microsoft SQL Server 2000
7、,历史数据库能通过DDL、DDE及OLE等与其它应用软件交 换数据,SQL Server 带有标准的 SQL 接口和 ODBC (Open Data Base Connect)接 口,并且提供可靠的系统维护和管理手段。本系统中,开放的实时数据库通过对监控对象的实时监测和控制,自动生成操作记 录表、遥信变位、事故记录等实时数据,由SQL服务器将数据经过归档、加工和存贮, 可供用户浏览和查询。实时数据库具有标准的外部数据接口,能与其它控制软件和SQL Server数据库交换数据。2.2.5.2 应用软件本工程监控系统能够在计算机终端上显示现场设备的实时状态和运行参数,设备的 运行状态多采用图形方式
8、和动画方式来显示,检测量采用统计曲线和柱状图的形式来表 现,直观方便,在组态软件中可以对本工程中央监控系统数据进行汇总、记录、统计、 显示、报警、打印和上报等处理。因此,它是自动控制系统中重要的人机交互手段,也 是自动化系统正常运行的重要组成部分。在组态的配置上,本系统采用的监控管理软件是专门针对PLC控制的wincc7.02.3电气系统方案1 .负荷计算本工程总装机容量321KW,计算容量223.7KW。2、配电系统低压配系统采用放射式与树干式相结合的方式,对于单台容量较大的负荷或重要负荷 采用放射式供电;对于照明及一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。室外的低压供电电缆采用直埋敷设。
9、与消防有关的电力、照明、自控等线路采用阻燃或耐火型电线、电缆。2 .配电柜控制室设5台控制柜,LP1-LP5;其余设备现场采用现场控制箱。3 .继电保护方式。、1OKV进线采用带时限速断,过电流保护动作于跳闸。b、10/0.4KV变压器采用速断、过负荷保护动作于跳闸,超温动作于信号。4、无功功率补偿无功功率采取低压集中自动补偿方式,补偿后水厂内总功率因数不低于0.95。5、操作方式。、高压配电装置真空断路器采用直流220V电动操作机构,低压设备控制电源为交流220V ob、风机电机采用变频起动控制方式,在风机房控制室设变频起动柜,同时设机旁按 钮箱就地操作。其他水泵电机采用直接启动的控制方式,
10、就地设操作箱控制。6、计量采用高压计量,由供电部门设计。7、设备安装高度除施工图中有特殊要求另行注明外,下列各设备安装高度(离地)为:。、开关柜及配电柜落地安装。b、各操作箱、机旁按钮箱等中心离地1.5米;c、照明开关离地L3米;(4)插座离地0.3米;8、电缆敷设:。、电缆敷设以电缆沟敷设为主,穿管埋地敷设为辅,详见施工图。b、电缆直埋地敷设,敷设深度为0.70.8米,沿电缆全长的上下紧邻侧铺以厚度不少 于100毫米软土或沙层。沿电缆全长应覆盖宽度不小于电缆两侧50毫米的保护板,保护板 宜采用混凝土制作,沿电缆路径的直线间隔100米、转弯处或接头部位,进户处应竖立明 显的方位标志或标注桩。与
11、其他管线交叉或平行敷设时应符合国家有关规定(详见国家标 准图集)。c、电缆敷设在保护管或排管内时,保护管和排管内半径不应小于电缆外径的1.5倍。 保护管的弯曲半径不应小于所穿电缆的最小允许弯曲半径。当电缆有中间接头时,应放在 电缆工作井中。在没有特殊说明的情况下每管只穿一根电缆。电缆进入排管的端口处应有 防止电缆外护层受到磨损的措施。敷设电缆排管时,排管向工作井侧应有不小于0.5%的排 水坡度。户外电缆进户处及道路处应穿钢管保护,钢管规格见有关图纸。保护钢管长度进 户处户外延伸约1米左右,道路两侧各延伸0.5米左右。d、电缆沿电缆沟敷设时,则沟内应设电缆支架,支架间距为0.8米,户外电缆沟内采
12、 用复合材料支架,电缆支架以膨胀螺栓固定在壁上。电缆沟内高压电缆和低压电缆,控制 电缆应分层敷设,并宜由上而下敷设,电缆应排列整齐,不允许多根电缆堆放,弯曲半径 和电缆间距应符合规范要求。8、接地与防雷。、接地:电气系统采用接地保护,系统内所有电气设备的金属外壳、柜、屏、箱等 框架支架、金属门窗、金属遮拦、电缆金属外皮、布线钢管、金属桥架、支架、构架、电 缆沟钢盖板等均应可靠接地。低压电气系统接地形式采取TN-S系统,在TN-S系统中的所有 电气设备金属外壳,金属框架、支架、电缆金属外皮、金属桥架等均应与PE线相连,接地 电阻值:构筑物内的联合接地体,其接地电阻不大于1欧姆。接地线采用热镀锌扁
13、钢,室外 部分选用规格为40X4,室内部分选用25X4,室内接地线上应按设计要求设置接线卡,接 地极采用。50热镀锌钢管,埋设深度为地下0.8米,如利用建筑物钢筋混凝土内钢筋体作 接地体能满足接地电阻的要求时,可不再设置上述人工接地体。建筑物每一电源进线都应 做总等电位联结,各个总等电位联结端子板应互相连通。等电位联结线和等电位联结端子 板宜采用铜质材料,端子板的截面不得小于所接等电位联结截面。b、防雷:污水厂按第三类防雷建筑物防雷要求设置防雷装置,防雷装置设置点见本 施工图。接闪器采用避雷带(或避雷带和避雷针混合组成),并应在整个屋面组成不大于 lOmXIOm或12mX8m的网格。引下线不少
14、于二根,并应沿建筑物四周均匀或对称布 置,其间距不应大于25米,每根引下线距地面1.8米处设断接卡,在地面上1.7米至地面 下0.3米的一段接地线采用暗敷或穿钢管保护,当利用金属结构物作引下线(混凝土内钢 筋、钢柱),且同时采用基础作接地体时,对被利用作引下线的钢筋应在室内外的离地 0.3米处设置供测量,或当需用时又可作人工接地和作等电位连接用的连接板,当仅利用 钢筋作引下线,接地采用人工接地体时,应在每根引下线距地面不少于0.3米处设置接地 体的连接板。每根引下线的冲击接地电阻不应大于10欧姆。3系统调试方案系统工程在验收前需经过两道调试程序:工厂调试和现场调试。其中现场调试包括 现场单体调
15、试和现场系统调试两个过程。具体验收调试大纲将在验收前两周以书面形式 提交业主及监理工程师。经业主和监理工程师批准后再进行相关的验收调试工作。工厂调试验收:系统发货前,进行工厂检查及调试。检查及调试结果如发现有不符合本规范书和有 关标准、规范的项目,需重做调试。系统设备只有在成功地通过了检查及调试才能发 运。在调试前两周向业主提交一份详细的系统资料、调试步骤和工作安排。包括以下内 容:说明整个系统的设计、设备布置和实现系统标准的详细技术说明书和工程图纸。系统软件和应用程序的流程图,及软件细节。所有硬件的应用、安装和维护的详细技术手册。系统的设备、技术规格、检查及调试日期及地点、检查及调试的详细顺
16、序表。在工厂检查及调试中所需的工具和仪表以及应用这些工具和仪表的方法说明。调试应包括对所有可联网并已装载软件的设备进行适当的运行。采用仿真设备对自 控系统所有输入信号、组态和控制输出的一个完整的功能闭环调试。调试内容至少应包括下列项目:(1)对计算机控制系统的调试:每个模件的微程序工作情况每个模件的硬件工作情况模拟的报警和状态变化所有操作员接口功能模拟故障情况和切换模拟的系统自诊断控制装置的故障排除 过程变量输入变送器发生故障后的反应各种仪表在典型条件和边界条件下的精度调试系统软件、网络软件、数据库和应用程序的初步调试处理系统的报警和故障的调试 人机接口装置的选择、运行、图形显示、参数显示的测
17、试 打印机模式选择及打印质量的测试 UPS的容量、供电时间及供电切换调试(2)对仪表设备的调试:每个仪表的上电工作情况仪表输出初步测量实验室标定(3)对计算机设备的调试:每台计算机的上电工作情况每台计算机操作系统软件安装每台计算机的硬件外设安装每台计算机的网络端口设定监控计算机工控软件安装每台计算机实验室48小时热运行试验1概述1.1工程范本承包商将负责完成电气、仪表及监控系统设计、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:现场低压配电柜至各设备现场,用电设备控制及电缆敷设,以及新建构筑物的 防雷接地系统,视频监控系统、仪表系统等。现场传感器和检测仪
18、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;通讯和接口;仪表电缆、监控系统电缆(光缆)的供货、敷设;仪表系统/自控系统工作接地、保护接地和防雷接地;新老系统的有机衔接联系;文件编制;系统所需设备的设计、制造、采购、运输、仓储、工程施工、安装、测试、试 运行、人员培训、售后服务、按规定时间移交所需资料以及在规定的工期内实 现系统总体运行;与其他相关系统的接口设计、安装、调试、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,
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