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文檔簡介
1、自動化控制系統目錄1 概述31.1 設計原則31.2 自動化系統功能綜述31.3 系統配置5131 網絡結構5132 具體配置(詳細配置見附圖一)62 控制流程圖及各部分功能詳述72.1 生產過程監測系統(中控室)72.2 生產過程的監測(現場)與自動控制系統9221 1#PLC預處理控制站9222 2#PLC BAF生物濾池處理子站14223 3#PLC污泥脫水系統處理子站19224 4#PLC中央控制室處理子站222.3 生產管理計算機網絡系統232.4 全廠CCTV電視監視系統243 系統設計制作、調試及技術服務2531環境條件2532 控制箱柜設計2633產品制造、運輸、保管273.4
2、控制系統集成283.5檢驗及調試314 質量保障能力334.1設計、設備制造能力和條件334.2售后服務體系及質量保障能力385 自控系統施工組織及安裝425.1 項目進度計劃安排425.2 施工組織425.3儀表安裝及測試495.4電纜535.5 管線敷設及電纜橋架545.6電纜托架605.7防雷和接地615.8 施工驗收626 自動化控制系統I/O表631 概述根據XXX城市總體規劃,通過對污水量的預測,并結合城市發展前景,確定污水處理廠建設規模為:設計規模2萬m3/d。根據污水量和投資狀況,我方在進行系統組態時,將全廠作為一個整體來考慮,并可方便地擴展或升級。系統選用符合國際標準的產品,
3、其技術先進、結構開放,能夠長期提供技術支持、備品備件有保障。同時,還充分考慮經濟適用性、節省投資和與遠期工程的銜接,與遠期公用的控制子站,控制點數一次考慮,遠期獨立的部分另設控制子站或遠程控制單元。本污水廠自控系統采用“集中管理、分散控制、數據共享”的分層、分布式的拓撲結構,符合當前工業自動化監測系統發展趨勢,能夠實現全廠工藝參數及設備集中監測和生產過程的自動控制。系統包括:滿足要求的控制系統硬件設備、監控和編程軟件、輔助裝置以及操作臺、控制箱柜等。1.1 設計原則集中管理、分散控制、數據共享;具有高度的開放性、可靠性、穩定性和安全性;具有較強的兼容性、擴充性、可擴展性;易于操作使用、可修改;
4、所有標志性、提示性、警告性、顯示性的部分采用中文簡體。自控儀表系統必須在充分考慮本工程污水處理工藝特性的基礎上,按照具有先進技術水平的現代化污水處理廠進行設計。設計方案中,既要考慮操作、管理水平的先進性,同時也考慮到高新技術應用的合理性、經濟性,在保證生產管理要求的前提下,盡可能節約投資,獲得良好的技術經濟指標,并能保證系統長期穩定高效地運行。1.2 自動化系統功能綜述根據XX污水廠2×104m3/d的設計規模和BAF工藝的特點,本著技術先進,性價比高,實用可靠的原則進行設計。依據集中監測為主,分散控制為輔的基本原則,本工程采用PLC(可編程控制器)為基礎的監測控制和數據采集系統,在
5、中央控制室利用PC(工業級PC)機對廠內各工況進行實時監控,并有信號報警和聯鎖等設施以保證生產正常運行。生產的過程自動控制采用獨立控制,即設備控制層PLC各個子站與上位監控計算機相互獨立,可以不依靠上位機獨立運行,保證了生產過程的獨立性和安全性。本方案采用的集散型計算機控制系統設計方案滿足如下要求:(1) 根據工藝流程及設備運行要求配置儀表、檢測裝置,建立監控系統;(2) 采用分散控制,集中管理的方式,建立污水處理廠中央控制系統,管理整個污水處理廠的運行;(3) 中控系統采用具有開放的符合TCP/IP協議的計算機網絡,并可以與管理系統以及與上級系統和周邊系統鏈接;(4) 主要機械設備的控制采用
6、就地控制、現場控制、中央控制的三層控制模式,現場控制站設置PLC及控制操作人機界面;(5) 其它設備采用現場控制、中央控制的兩層控制模式;(6) 在每個工藝節點處設置基于PLC的智能控制裝置,各PLC之間及PLC與中央控制系統之間以高速數據通訊網絡-光纖EtherNet(以太網)連接。污水處理廠工程自動化系統實現的以下基本功能:(1)具有實時監測全廠的生產過程參數(如流量、液位等)、水質參數(如PH值、SS、DO等)、電量參數(如電流、電壓、功率因數、有功電度、無功電度等),并對其進行采集、處理、儲存、顯示和打印;實時監測全廠主要設備的運行狀態(如格柵機、提升泵、鼓風機、閥門等),并對其信號進
7、行采集顯示。對污水廠重要設備(如提升泵、鼓風機、閥門等)的開/關次數和運行時間進行累計并生成設備管理報表,使用戶能夠科學合理的安排生產設備檢修時間。(2)全自動控制現場設備(如格柵機、提升泵、鼓風機、閥門等)。(3)在中控室可以實現對全廠設備和儀器儀表的監測和控制。(4)上位機采用全中文操作界面。界面友好美觀,操作簡便易學,響應迅速,可以實現實時動態顯示過程參數、水質參數、電氣參數的趨勢圖;可以動態顯示全廠生產工藝流程圖和各工藝單元流程圖,并且可以在流程圖上選擇彈出多級細部詳圖。具有自動生成各種生產統計報表。(5)具有自動進行越限報警和設備故障報警,并可根據相應的報警數據進行分析。具有故障追憶
8、功能,能夠自動記錄系統或某臺設備故障前和故障過程中的狀態信息。(6)本自控系統具有以下三種控制方式手動模式:通過就地控制箱或MCC上的按鈕實現對設備的啟停操作,這種操作模式主要在單機調試、單機檢修或非正常情況下常用。遙控模式:操作人員通過操作面板或中控系統操作站的監控畫面用鼠標器或鍵盤來控制現場設備,也稱為“半自動控制”,主要是指操作人員通過對受控對象(系統或過程)的某一環節或設備進行簡單的參數設定或發出控制指令,這一環節或設備即按照控制要求執行控制,操作人員只需查看其狀態以及有無報警顯示等。如鼓風機遠程風量調整、提升泵房的一步化控制等。根據操作人員是否在受控系統或過程的現場來看,半自動控制有
9、遠程(通過中央控制室操作員站上實現)和就地(通過PLC控制柜上的人機界面觸摸屏上實現)兩種操作方式。自動方式:也稱為“全自動控制”,主要是指操作人員通過對受控對象(系統或過程)的關鍵運行參數進行簡單的設定或發出控制指令,系統或過程即按照要求進行閉環自動控制,操作人員只需觀察系統或過程的狀態以及有無報警顯示等。例如全自動粗格柵機控制、提升泵房的機組優化控制、BAF生化處理池自動控制等。根據操作人員是否在受控系統或過程的現場來看,全自動控制有遠程(通過中央控制室操作員站上實現)和就地(通過PLC控制柜上的人機界面觸摸屏上實現)兩種操作方式。三種方式的控制級別由高到低為:手動控制、遙控控制、自動控制
10、。1.3 系統配置131 網絡結構在綜合樓設立中央控制室,下設1#PLC預處理控制子站、2#PLCBAF生物濾池處理子站、3#PLC污泥脫水系統處理子站和4#PLC污中央控制處理子站。PLC處理子站通過開放式的與商用以太網兼容的光纖EtherNet環網與1#、2#工作站相連接并通過工作站與上位管理系統相連。在中央控制室可對主要設備實施開、停控制。同時,設備運轉狀態也通過EtherNet送入上位計算機,在計算機上對全廠設備運轉情況進行顯示監控。中央控制室還設置了以太網交換機,與廠級管理自動化層以太信息網絡相連接。自控系統配置兩套互為熱備的監控操作站、一臺故障打印機、一臺圖表打印機。中央控制系統下
11、設兩套現場控制站。按照控制對象的功能、設備量,根據本廠工藝流程和平面布置圖,設置現場控制站和中央控制室。132 具體配置(詳細配置見附圖一)中央監控系統由兩臺配置了實時監控軟件的工業計算機(互為熱備)。可編程序邏輯控制器(PLC):采用世界知名公司的最新產品。選擇貨源充足中文資料豐富、備品備件方便,技術服務方便、國內有維修處的生產商的產品。PLC的選型充分考慮其可靠性、先進性、可擴充性,應能滿足中高控制性能的要求,能承受工業環境的嚴格要求。平均故障間隔時間(MTBF)為15年。根據標書技術指標和技術條件的要求以及設計者的總體考慮,優先選擇Siemens公司的S7 300系列PLC。S7 300
12、系統提供的通訊接口有EtherNet、ProfiBus、RS485和RS-232等。其工業總線-EtherNet可達100Mbit/s。此外Siemens是世界上著名的自動化設備生產供應商,其PLC產品處于世界領先地位,可靠性極高。在中國、在成都,用戶可以得到完善地技術支持與服務。本工程選用具有兩個DP口的S7 315-2DP作為主控制器,其主要功能模塊為EtherNet通訊模塊CP 343-1、32點數字量輸入模塊SM 321、16點數字量輸出模塊SM 322、8點模擬量輸入模塊SM 331、4點模擬量輸出模塊SM 332等。詳細配置見附圖一及設備一覽表。2 控制流程圖及各部分功能詳述2.1
13、 生產過程監測系統(中控室)在辦公樓設立中央控制室。中央控制室內設有兩臺21”純平高分辨率計算機工作站等,且兩臺計算機工作站互為備用(分為主操作站和備用操作站),其中主操作站安裝有PLC編程軟件,具有遠程編程功能,程序可方便地通過網絡分別下載到指定現場控制站,以便在調試過程中在中央控制室遠程隨時修改程序。中央控制室可對整個分布式控制系統進行系統組態管理、系統監測、數據實時監測、顯示、處理、控制各PLC子站的狀態、通信、數據和信息等完成報警和報表打印,在廠級管理層可以通過Internet將結果、效益分析等發往有關部門。中控子系統主要由以下幾個部分組成:1)二臺配置了實時監控軟件的工業計算機(互為
14、備用),工業控制計算機作為中控室人機接口,并通過網絡適配器與工業控制系統及全廠管理網系統無縫鏈接;2)用于與現場PLC子站相連的網絡通訊接口適配器-以太網卡;3)用于數據庫的Data服務器;4)報表打印機和事故報警打印機,互為備用;5)以太網交換機;6)辦公打印機;7)生產管理網使用的若干臺電腦;8)不間斷UPS電源。其主要功能:遠控各PLC現場子站,實時接收PLC采集的各種數據,建立全廠檢測參數數據庫,處理并顯示各種數據;監測全廠工藝流程和各細部的動態圖形;從檢測項目中,按需要顯示歷史記錄和趨勢分析曲線;重要設備主要參數的工況及事故報警、打印制表;編制和打印生產日、月、年統計報表;對各種數據
15、實時存儲;實現通過服務器對工藝流程、歷史記錄、各種設備工作狀態、報表等的瀏覽。應用工程軟件包括:整個污水廠的監測控制、在線測試、離線測試、硬件測試軟件、顯示功能。其主要完成以下功能:完善的Internet 功能;采用標準的Windows NT平臺;包含支持世界主要硬件廠商的各種網絡驅動程序,支持Ethernet、現場總線監控;有系統員和操作員安全保密功能;支持1600×1280高分辨率彩色圖形顯示器;支持各種Windows標準打印機及外圍設備;為了便于用戶功能的定制,監控軟件內嵌完全的VBA,而不只是VBA的一個子集;能夠支持友善的中文化界面;支持開放的、符合ODBC特征的數據庫,并
16、能與編程軟件及其他的專業數據庫軟件共享數據庫;為用戶提供豐富方便的圖形組態、系統組態功能,易于構成各種服務器、圖形工作站;豐富的報警功能、分析報表功能,在線編輯功能、打印功能。實時數據、歷史數據分析、綜合功能,數據記錄保存功能;易于實現多用戶、多任務、多終端;在線、離線切換功能,自動手動切換功能。中央控制室能隨時監視整個污水廠的運行狀態、顯示各種檢測值及參數,從圖形、表格形式顯示現行及歷史值給因各種臨界提示及錯誤、越限報警、顯示及打印分板報表并通過Internet將結果、效益分析等發往有關部門。中央控制室與廠級管理層之間采用100Mbps的以太網通訊,該網有E-mail功能,能向mail se
17、rver發送用戶自定義信息,故障信息,狀態信息等,通過網關(以太網交換器)或PLC可與其他控制網絡、現場總線相連。網絡具備如下特性:傳輸率: 100Mbps;傳輸協議:TCP/IP、UDP/IP、FTP;傳輸距離:雙較線10Base-T-100米、光纖100Base-F40Km;傳送媒體方式:光纖;通過PLC可與其它控制網絡、現場總線相連;不間斷電源(UPS):為保證在供電發生意外時,系統能有足夠的反應時間進行應急處理,設計上中央控制室和各子站均設有在線不間斷電源(UPS),UPS為在線式運行,自動切換旁路工作,無切換時間。2.2 生產過程的監測(現場)與自動控制系統221 1#PLC預處理控
18、制站1#PLC站位于預處理控制室內,其監控范圍為:粗格柵、細格柵、旋留沉砂池、反應沉淀池,實現方式為現場操作終端(觸摸屏)+可編程序控制器(PLC)+儀器、儀表及變送器。I、1#PLC站主要設備構成:a)一臺現場顯示操作屏;b)用于本站自動控制、工藝參數采集和網絡連接的PLC系統,包括CPU模塊、DI、DO、AI、AO模塊和各種網絡通訊接口適配器等;c)過電壓保護器以及各種隔離器。PLC作為控制器,現場顯示控制屏作為現場人機接口,完成對工藝參數,設備的運行狀態、故障狀態進行監測和控制。通過網絡把信號送中央控制室計算機操作站完成指示、記錄、報表和報警打印等監控管理功能。II、主要監控設備序 號構
19、筑物測控設備數 量單 位1格柵間粗格柵機2套2細格柵2套3螺旋輸送機2套4液位差計2套5PH計1套6SS計1套7廠區污水池潛水泵2臺8液位計2套9沉砂池電磁閥6只10砂泵2套11吸砂機2套12攪拌機2套13真空泵2套14砂水分離器1套15絮凝沉淀池排泥電磁閥6只16刮吸泥機2臺17排泥泵2臺18超細格柵2臺19壓力表2套20超聲波液位計1臺21超聲波液位差計2臺III、實現的主要功能本單元應實現以下一些主要功能:1)根據粗格柵運行時間周期控制格柵機的啟停;粗格柵屬于攔污設備,安裝在泵站污水池的進口出,其主要作用是去除污水中較大的懸浮或漂浮物,以減輕后續污水處理負荷,并起到保護水泵、管道、儀表等
20、作用。 粗格柵的運行是通過定時控制,比如每隔30分鐘(可以設定)粗格柵運行5分鐘,間隔時間和運行時間均可調;并檢測格柵前的液位,設置上限報警。經粗格柵攔截下來得懸浮物或漂浮物由除污耙把它們清除至螺旋輸送機將其運走。在控制上螺旋輸送機與粗格柵聯動,即粗格柵先動作然后螺旋輸送機延時啟動,粗格柵先停止然后螺旋輸送機延時停機。控制流程圖如下:2)根據細格柵前后液位差和時間周期控制細格柵機的啟停;由污水提升泵房輸送過來的污水在細格柵間進行進一步的處理,通過細格柵去除可能堵塞水泵機組以及管道閥門的較粗大的懸浮物,為后續級提供較為理想的污水水質。細格柵的運行是通過兩種方式的結合來控制完成的。第一種是定時控制
21、,比如每隔30分鐘(可以設定)細格柵運行5分鐘,間隔時間和運行時間均可調;第二種是液位差(也叫水頭損失)控制,通過液位差計對細格柵前后液位的測量,一般當液位差達到0.2m時啟動細格柵,而當液位差小于0.1m時停止運行細格柵,并設置上限報警。液位差控制的優先級大于時間控制的優先級。經細格柵攔截下來得懸浮物或漂浮物由除污耙把它們清除至螺旋輸送機將其運走。在控制上螺旋輸送機與細格柵聯動,即細格柵先動作然后螺旋輸送機延時啟動,細格柵先停止然后螺旋輸送機延時停機。控制流程圖如下:3)實現對旋流沉砂池的控制;比式沉砂池,污水經過細格柵作處理后按池體(圓筒型)正切方向進入池內,沿池內壁流動后砂粒沿池體下部斜
22、面滑向積砂斗,因污水中砂粒數量、有機物、無機物數量是變量,所以池中設置了攪拌裝置,使砂水分離,粗而重的礦物砂粒下沉至積砂斗,細而輕的顆粒隨出水懸浮帶出,出水至反應沉淀池。為排出積砂斗中的沉砂,池中設置了空氣提升泵(由空氣壓縮機提供氣源)。為防止積砂壓實,使已沉降的部分細而輕的顆粒重新懸浮起來,回到污水中去,在排砂前采用壓縮空氣通過空氣沖洗裝置定時氣沖積砂斗。由積砂斗排出的砂經砂水分離器將顆粒分選出來,余水和有機物回流至污水集水池。沖洗排砂自控運行(通過對PLC編程實現)要求:按時間順序自動沖砂1次,排砂1次,時間可設定;砂水分離器與沉砂池排砂連動工作,砂水分離器延時停機(延時時間可設定);比式
23、沉砂池排砂周期約30分鐘(可設定),電動三通切換閥先切換到松砂管路開2分鐘(可設定),再轉換到排砂管路開3分鐘(可設定),然后關掉三通閥,開啟螺旋砂水分離器10分鐘(可設定)后關閉螺旋砂水分離器。過15分鐘(可設定),進入下一個排砂周期。15分鐘松砂排砂砂水分離開始砂水分離停止2分鐘3分鐘10分鐘控制流程圖如下:4)實現對回收水泵的控制;全廠生活污水及沉砂池及生物池回流污水流至回收水池,根據液位信號控制回收水泵的啟停,回收水泵把這些污水送至粗格柵前。5)反應沉淀池預處理后的污水經配水井流至超細格柵作進一步的處理,通過超細格柵去除較細的懸浮物,為絮凝沉淀提供較為理想的污水水質。超細格柵的運行是通
24、過兩種方式的結合來控制完成的。第一種是定時控制,比如每隔30分鐘(可以設定)細格柵運行5分鐘,間隔時間和運行時間均可調;第二種是液位差(也叫水頭損失)控制,通過液位差計對細格柵前后液位的測量,一般當液位差達到0.2m時啟動細格柵,而當液位差小于0.1m時停止運行細格柵,并設置上限報警。液位差控制的優先級大于時間控制的優先級。絮凝沉淀反應池主要作用是使污水的膠體懸浮物絮凝,經過沉淀形成污泥排至污泥處理系統。在絮凝沉淀反應池入水口設有攪拌機,它使污水與絮凝充分混合達到良好的絮凝效果,攪拌機控制方式為長時間運行。刮吸泥機的運行通過定時控制完成,在上位機設置定時調節畫面,可通過其設置啟/停時間間隔IV
25、、本站控制的I/O點DI:80;DO:48;AI:16;AO:0。(包括預留量)222 2#PLC BAF生物濾池處理子站2#PLC站位于BAF配電控制室內,其監控范圍為:BAF生物濾池、反沖洗水池、接觸消毒池、加氯間,實現方式為現場操作終端(觸摸屏)+可編程序控制器(PLC)+儀器、儀表及變送器。I、控制單元主要設備構成:a)用于本站自動控制、工藝參數采集和網絡連接的PLC系統,包括CPU模塊、DI、DO、AI、AO模塊和各種網絡通訊接口適配器等;b)過電壓保護器以及各種隔離器;PLC作為控制器,現場顯示控制屏作為現場人機接口,完成對工藝參數,設備的運行狀態、故障狀態進行監測和控制。通過網絡
26、把信號送中央控制室計算機操作站完成指示、記錄、報表和報警打印等監控管理功能。II、主要監控對象序號構筑物測控設備數 量單位1配水井電容式液位計4臺2BAF生物濾池曝氣調節閥4臺3曝氣鼓風機4臺4曝氣冷卻水閥4臺5出水渠閘門4臺6進水閥8臺7DO儀4套8壓力變送器8套9廊道集水井潛水泵2臺10液位開關2只11反沖洗水池反沖洗鼓風機3臺12反沖水泵7套13反沖洗水閥4臺14反沖洗氣閥4臺15反沖出水閥3臺16液位計2臺17壓力變送器9套18電磁流量計1臺19接觸池潛水泵2臺21液位計1臺22COD計1臺23SS濃度計1臺 III、實現的主要功能l 檢測配水井液位、排泥管到壓力并顯示。l 根據進水流
27、量控制進水調節閥;l 實現對曝氣鼓風機的控制,并根據工藝要求啟/閉曝氣閥;l 按工藝要求實現對氣水反沖過程的自動控制;l 根據液位及需要控制接觸池潛水泵的啟停。控制方案BAF生物濾池是本污水處理廠的關鍵,此處控制方案的優劣直接影響到出水水質。工藝要求對各濾池的進水調節閥、出水閘門、氣沖閥、水沖閥、排水閥、泄氣閥及鼓風機、反沖水泵進行監控,來控制濾池的正常過濾和反沖洗這兩個過程。實現過程控制可通過手動和自動兩種方式。l 手動過程控制手動控制通過控制柜面板上的按鈕和旋鈕完成。l 過濾階段正常過濾階段,每格濾池PLC模擬量輸出控制進水閥調節閥的開度控制進水,使濾池濾床上的水位保持恒定,從而保證出水水
28、質。在此階段通過控制曝氣鼓風機及曝氣進氣閥達到控制曝氣量的目的,使濾料保證很好的生物作用,起到凈化水質效果。l 反沖洗階段濾池反沖洗過程,當某濾池運行到一定時間后,手動將出水閥開到最大開度,等到水位降到過濾水位時,關閉出水閥。打開排水閥,打開氣沖閥,起動鼓風機,進行氣沖3分鐘。打開反沖水閥,起動反沖水泵,進行混和沖洗3分鐘。關閉氣沖閥,停鼓風機,進行水沖3分鐘。關閉反沖水閥,停反沖水泵,沖洗過程結束。將泄氣閥打開排氣3分鐘,同時將濾砂沉下。開進水閥3分鐘,進行漂洗。漂洗后關進水閥,等待一分鐘,關排水閥。開進水閥等待水位上升到過濾水位時,慢慢打開出水調節閥,進入正常過濾階段。濾池有水頭損失上限值
29、、水位上限值、濁度上限值、沖洗周期、人工強制等五種申請沖洗方式向調度PLC申請沖洗。當某一格濾池被允許沖洗時,此格濾池即進入沖洗狀態。此時,將出水閥開到最大開度,等到水位降到過濾水位時,關閉出水閥。打開排水閥,打開氣沖閥,起動鼓風機,進行氣沖3分鐘。打開反沖水閥,起動反沖水泵,進行混和沖洗3分鐘。關閉氣沖閥,停鼓風機,進行水沖3分鐘。關閉反沖水閥,停反沖水泵,沖洗過程結束。將泄氣閥打開排氣3分鐘,同時將濾砂沉下。開進水閥3分鐘,進行漂洗。漂洗后關進水閥,等待一分鐘,關排水閥。開進水閥等待水位上升到過濾水位時,慢慢打開出水調節閥,進入正常過濾階段。1)模擬量參數采集:實時采集進氣管、進水管壓力,
30、鼓風機、水泵運行電流,進水流量、進水閥的開度等信號2)數字量輸入信號采集濾池的閥門運行信號,包括進水閥、出水閥、水沖閥排水閥、進氣閥、出氣閥的開關信號、相關的故障信號。3)數字量輸出信號采集濾池進水閥、氣沖閥、水沖閥、排水閥、排氣閥的開關輸出;進水閥開度調節。l 設備管理在自動控制方式下,對有備用的設備,可編程邏輯控制系統(PLC)應對其進行輪換控制,輪換控制應按照先啟動“運行時間”較短的設備,先停止“運行時間”較長的設備。控制流程圖如下:IV、本站控制的I/O點DI:224; DO:96;AI:32;AO:0。223 3#PLC污泥脫水系統處理子站3#PLC站位于污泥脫水間配電控制室,其監控
31、范圍為:脫水機間、貯泥池、廠區污水池,實現方式為現場操作終端(觸摸屏)+可編程序控制器(PLC)+儀器、儀表及變送器。I、系統構成3#PLC站由以下主要設備構成:a)一臺現場顯示操作屏;b)用于本站自動控制、工藝參數采集和網絡連接的PLC系統,包括DI、DO、AI、AO模塊等。c)用于與設備級工業控制網相通訊的網絡通訊適配器;d)過電壓保護器以及各種隔離器。PLC作為控制器,完成對工藝參數,設備的運行狀態、故障狀態進行監測和控制。通過以太網送至中控室完成指示、記錄、報表和報警打印等監控管理功能。II 、主要監控對象序號構筑物測控設備數 量單位1儲泥池刮泥機1臺2污泥泵1套3超聲波液位計1臺4濃
32、縮脫水間離心脫水機2臺5加藥裝置1臺6加藥泵2臺7鏍桿泵2臺8輸送機1臺9沖洗電動閥2臺10廠區污水池潛水泵2臺11液位計2套III、實現的主要功能1)根據生產工藝要求,完成對污泥貯泥池的控制;本污水處理廠的污泥貯泥池具有兩個作用。第一是匯集管道輸送過來的稀污泥;第二是起到污泥調質池的作用,調質池的作用是調勻污泥,使進入污泥濃縮機的污泥濃度比較均衡。根據液位控制儀測定的信號,PLC在實際運行中泥位太高時自動停止污泥泵工作,泥位太低時自動停止污泥濃縮機的進料泵的工作,以調控本池的泥位保持在工藝設計的合理范圍之內。3)根據生產工藝要求,完成對污泥壓濾間設備的控制;在脫水機房主要完成對污泥投加絮凝劑
33、、混合、濃縮、脫水功能,最后生成污泥餅外運。絮凝劑配置、加藥設備主要包括加藥罐、投藥泵和靜態混合器組成。加藥罐按全自動方式工作,首先將聚合物粉末在配藥池內與自來水混合,并進行攪拌,使聚合物溶解,然后將配好的聚合物藥液貯存在投藥池里。投藥泵將藥液提升送到安裝在物泥貯泥池與污泥濃縮機之間污泥管上的靜態混合器,使藥液與污泥混合。濃縮是降低污泥含水率的一種方式,在污泥處置過程中,常采用重力濃縮的方法作為污泥脫水的預處理,帶式濃縮機是連續運轉的污泥濃縮設備,一般進泥含水率為99.2%,經絮凝、重力脫水后含水率降低到95%97%,濃縮時間一般為1030s,達到后續工藝進一步污泥處理的要求。一般情況下帶式濃
34、縮機和帶式壓濾機直接連接,因而污泥濃縮后可直接進入帶式壓濾機進行脫水。帶式濃縮機可替代混凝土濃縮池及大型濃縮柵耙構成的濃縮池,因而減少占地面積,節省土建投資。帶式壓濾機是一種連續運轉的固液分離設備,由機架、布料箱、真空箱、濾帶張緊裝置、濾帶調偏裝置、傳動機構及擠壓輥組成。污泥經過絮凝、低真空重力脫水、低壓脫水、高壓脫水,壓軋段的停留時間約為15min濾餅隨濾布運行到卸料輥時被卸落。控制流程圖如下:IV、本站控制的I/O點DI:48;DO:16;AI:8;AO:0。224 4#PLC中央控制室處理子站4#PLC站位于中央控制室,其監控范圍為:高、低壓配電室、加藥間,實現方式為現場操作終端(觸摸屏
35、)+可編程序控制器(PLC)+儀器、儀表及變送器。I、系統構成4#PLC站由以下主要設備構成:a)一臺現場顯示操作屏;b)用于本站自動控制、工藝參數采集和網絡連接的PLC系統,包括DI、DO、AI、AO模塊等。c)用于與設備級工業控制網相通訊的網絡通訊適配器;d)過電壓保護器以及各種隔離器。PLC作為控制器,完成對工藝參數,設備的運行狀態、故障狀態進行監測和控制。通過以太網送至中控室完成指示、記錄、報表和報警打印等監控管理功能。II 、主要監控對象序號構筑物測控設備數 量單位1加藥間投加泵2臺2干投機1臺3進料泵2臺4計量泵2臺5加藥間軸流風機1臺6攪拌罐2套7液位計1套8轉子流量計1套9高、
36、低壓配電室變壓器2臺10高壓柜6面11低壓柜13臺III、實現的主要功能l 檢測變壓器報警信號;l 檢測高壓柜電流、電壓、功率信號;l 檢測低壓柜出線柜分、合閘狀態;IV、本站控制的I/O點DI:16;DO:0;AI:24;AO:0。2.3 生產管理計算機網絡系統 生產管理計算機網絡由一臺數據服務器、4臺計算機終端、10/100M交換機等設備組成。服務器置于中央控制室,4臺計算機終端根據不同情況,可分別放在廠長辦公室、化驗室、技術科辦公室、工程師辦公室。 生產管理計算機網絡主要技術指標: 通訊協議 Ethernet 通訊速率 100M生產管理計算機網絡實現的主要功能:1) 所有生產管理工作站可
37、通過通訊服務器CSER瀏覽整個生產過程;2) 生產過程的全面查詢,包括廠內全景、流程、過程參數、各種能耗、物耗、進、出廠水流量以及歷史數據;3) 生產過程分析報告、報表和圖形;4) 根據專家系統向生產過程監控系統發調度命令、調整生產過程工藝參數,優化工藝處理流程;5) 設備資料數據庫和設備運行管理數據庫;6) 生產過程經濟分析、財務核算、成本核算,帳務、工資、勞動、人事管理;7) 可視化、多媒體的人機界面;8) 建立污水廠內部的Intranet平臺,提供內部網頁瀏覽、email、電子公告、討論組等服務;9) 建立與外部Internet的雙向連接,便于對外提供信息發布服務和從外部獲取信息,提供網
38、頁瀏覽、email、電子公告、專家討論組等服務。建立現代企業形象;10) 網絡管理維護;為與外部計算機網絡系統(如行業網)的通訊預留接口,為遠期預留擴容能力。2.4 全廠CCTV電視監視系統 CCTV監控系統可以實現全廠區域重要設備的監控及廠區安防,便于中控室值班人員及時發現現場問題,排除故障及對警情的及時處理,保證生產正常進行。本控制中心選用了閉路電視監控行業(CCTV)的國際知名品牌的產品,前端器材用的是日本SONY的彩色攝像機和日本精工鏡頭,即保證了系統技術的先進性,又保證了較佳的性能價格比。該系統通過矩陣控制前端的攝像機,完成系統編程、視音頻切換、調用預置點、攝像機云臺鏡頭和輔助開關控
39、制、報警設防等系統的功能。同時通過矩陣環接功能選擇任意16路視頻信號進硬盤錄像機完成輔助控制功能,將16個攝像機的全部動態畫面,顯示格式有1、4、9、16畫面分割。系統將攝像機圖像全自動數字壓縮存儲在計算機硬盤上,硬盤自動循環記錄。另外通過硬盤錄像機與污水廠局域網相連,將該監視的圖像傳輸到遠端的計算機上。所選矩陣主機,適用于32臺攝像機環接輸入和8臺監視器,32個報警輸入,操作人員隨時可以設定在任何監視器運行的攝像機巡視序列,這些巡視最多有32個位置,用來插入駐留時間不同的攝像機畫面,同一臺攝像機也可插入多個位置。可以建立攝像機或分組攝像機的32個巡視序列,便于手動或自動調用到監視器上。每個巡
40、視最多有32個位置。還可插入每臺攝像機的景物預置點和輔助功能操作。巡視可以正向或反向進行。同一臺攝像機的插入也可包括在該巡視內。巡視中自動跳過與監視器無關的攝像機。 并行成組切換:可將多臺攝像機同時切換到多臺鄰接的監視器上,以顯示一組相關的畫面。可建立32個獨立的攝像機分組(并行/分組),每個分組中不超過8臺攝像機,每組攝像機可由手動調用或包含在通用巡視序列中。并為用戶提供可編程的35個時間,可實現每天、每周的自動布撤防,自動調用監視器巡視序列。解碼器可實現對云臺、鏡頭、備用開關等設備的控制,控制碼分配器使系統接口能力增強,可將一個控制碼(曼碼)輸入變成16個獨立的經緩沖輸出的控制碼,用來控制
41、解碼接收器用于攝像機現場,控制恒速或變速云臺以及三可變鏡頭和其他輔助設備。每個輸出可用電纜傳送5000英尺遠。圖形系統管理機為用戶提供一良好界面,該軟件在WIN95/98/ME/ NT/2000/XP下使用,可顯示布防平面圖,簡化攝像機調用和位置識別。與矩陣主機協同工作時能加強系統管理和控制,能提供一個操作簡單的、可增強系統控制功能的多媒體用戶界面。可用于矩陣切換系統所監管區域的活動狀況并進行報警,讓用戶確定監管區域的平面圖形以供觀察、并提供能指明該區域主要保安措施的平面分布圖,任何在系統內已確定的保安區域平面圖都可手動調出以便于觀察和控制,同時亦可在報警發生時自動被調出顯示于屏幕. 圖形系統
42、管理亦可以為出入通道控制系統和其它CCTV附屬設備,如畫面分割器,錄像機等,以及單一工作站內其它設備提供完善的控制功能。3 系統設計制作、調試及技術服務31環境條件電源要求:電壓AC220V(-12%+10%),頻率45Hz55Hz,單相三線(TN-C方式);工作環境要求:海拔高度1000米,溫度-5+60,濕度5%95%(無凝露);噪音:1500VP-P脈寬0.11S,抗振動:1057Hz 振幅0.075mm 57150Hz 加速度9.8m/s2 ;32 控制箱柜設計設備外殼的保護等級遵照IEC529,具體如下:在室內的設備用IP54;在戶外的設備用IP65;在閥門井、測量井、水中或在地下的
43、傳感器或其它設備用IP68。所有設備的機箱有可鎖的門,在通風口或百葉窗設有濾塵裝置,風扇射故障報警觸頭,連接到相應的報警系統。PLC柜的制作:用2mm厚的鋼板裝配柜體,每一個門要用單獨一片鋼板制成;所有的柜裝有嵌入式的鎖,并共用一個鑰匙,鋼制結構構成柜的框架;外殼要用環氧樹脂粉末靜電噴塑,固化處理,外部的顏色最終由業主確定;柜內提供2條與柜體絕緣的接地銅排,一條用于信號和屏蔽接地,一條用于設備的工作接地;提供充足的端子,滿足工程要求并有20%余量;柜內配線使用線槽,線槽填充度不超過40%;柜內每個220VAC供電回路有斷路器,能承受250V、2500A短路容量;24VDC回路為快速響應帶發光二
44、極管的玻璃式熔斷器。端子繼電器采用PHOENIX產品,上有一個氖燈來指示損壞與否,并帶開合指示。柜內安裝圖如下:33產品制造、運輸、保管 a、制造: 控制柜的制造包括設計、(業主)確認、元器件采購及檢驗、安裝、(廠內)調試及檢驗,具體分述如下: b、設計:若我們中標,我們保證在合同所規定的時間內提供所有控制系統的認可圖三份(附所有圖紙AUTOCAD軟盤一套)。系統配置圖(AUTOCAD繪制);系統原理圖(AUTOCAD繪制);控制柜平面圖(AUTOCAD繪制);安裝板上元器件布局平面圖(AUTOCAD繪制);測控元件接線圖(AUTOCAD繪制);控制柜端子配線圖(AUTOCAD繪制);通信設備
45、接線圖(AUTOCAD繪制)。 C、元器件采購及驗收本條依據中華人民共和國電力行業標準(DL/T619-1997)有關條款。所有元器件技術指標均滿足招標書所有的工作條件,具體技術指標及驗收證明均由相關器件供貨廠家提供;我公司有關人員對所采購的元器件均進行入庫前檢驗并填寫驗收單,以確保所選用的元器件的可靠性;我公司在交貨時一并將所有元器件有關證書及驗收證明(復印件)提交給業主。3.4控制系統集成(一)電氣安裝A 控制柜(箱)整體技術要求控制柜(包括柜上的全部設備和插件)具有足夠機械強度和正確的安裝方法。我公司將負責控制柜內部的正確接線,提供的設備特性和功能完全滿足技術規范書規定的所有要求。柜的機
46、械結構能夠防止 ·潮濕 ·蟲和動物 ·高溫和低溫時內應力變化,控制柜框架的松動控制柜有前后門,開關柜門時能順利打開,不會有故障或振動。控制柜內元器件安裝在安裝板上,安裝板具有足夠強度,表面處理為鍍鋅。控制柜具有散熱措施。控制柜底部開安裝孔。控制柜上有接地銅排,連接處保證可靠接地,并具有明顯接地標記,接地銅排連接在控制柜主柜架背面,接地銅排裝有可靠的銅質螺栓,用于連接到接地網上。 控制柜的設備和端子排布置分明。控制柜內部接地線是標準黃綠雙色線,能耐熱、防潮、防火并具有足夠的抗拉強度。所有導線和接地頭均采用壓緊式連接元件,導線與電氣 元件的端子和端子排之間通過壓接的連
47、接片連接。可編程控制器安裝在距動力線至少200mm以外,機架垂直安裝,并且與安裝平面的安裝板可靠接地。導線與拆卸的端子排連接處有標號片(或線號管),標志符號與圖紙一致。控制柜內部清潔,沒有任何污跡。控制柜內裝置包括空氣開關、中繼器、控制回路熔絲及其它獨立設備均設有標簽框。對某些必須按制造廠才能更換的部件和插件,有特殊符號標出。控制柜預留15%個備用端子。控制柜結構規格控制柜機械結構要求符合GB11920-89;控制柜組裝后,底腳平穩、面板平整,正面不允許向前傾斜;控制柜具備與地基(安裝架)固定的構件,并具有運輸吊卸的構件。B、柜內走線及元氣件安裝嚴格按照GB50171-92執行。貫徹ISO90
48、01全面質量管理體系,加強全過程的現場質量監控工作。(二)軟件編制控制程序在控制程序的編制采用功能模塊化結構,具體分為:手動模塊、自動模塊、功用模塊(數據處理、執行等),其優點在于大大提高了程序的新功能嫁接的易行性,維護的明了性等。上位機界面界面美觀全面,數據處理能力及時,可操作性強等。標準和規則1標準自動化儀表及自動控制系統的所有設備、軟件、配件和材料都符合最新的國際電工技術協會(IEC)的有關標準和中國標準GBJ93-88、GBJ131-90 、JB/T 5234等。設計、生產、安裝、調校、試運行、驗收等的質量保證體系均符合國際標準 ISO9000系列。計算機、PLC和網絡設備符合或不低于
49、下面所列標準或規范之一:ISO、IEC、GB2規則所有儀表和控制設備為最新設計并且目前正在生產的產品。提供的設備為安裝后五年內連續生產的產品并且這些設備的部件和服務在安裝后十年內都可獲得屏幕圖象顯示的布置、色彩及配置遵照業主運行的其它類似污水廠的標準。所有的現場儀表配經批準的不銹鋼標簽,刻上經批準的儀表編號。用螺釘連接的工藝接頭及法蘭符合DIN標準。所有現場儀表提供閥門和類似設施以便于儀表的拆卸/移動。儀表63的標定量程內步驟變化的最大反時間為0.5秒,特殊類型的分析儀表除外。提交資料1. 投標文件提供全部供貨設備的技術說明書,必要的設備圖紙等技術資料。2.提供的圖紙:1) 全廠控制系統組成(
50、配置)詳圖;2) 全廠控制流程 (P&I) 圖;3) 單元控制系統原理圖;4) 典型儀表安裝圖;5) 中央控制室布置圖;6) 中控系統的圖文和報表樣圖。3. 設計報告對系統作出設計報告,使業主對圖紙有清楚的了解,報告在提交相應的圖紙給業主時同時提交。報告包括記錄、計算、技術因素、設計數據、假定條件及計算方法等。4. 圖紙及設計在提交提交給業主之前,所有圖紙、計算、設計等都作了正確性及完整性的檢查。根據招標文件要求作出的明細設計及圖紙,制作的明細圖詳細到如下各點:系統每一部分的示意圖;所有設備的詳細工作性能;制造和安裝細節,包括所有設備的部件位置、尺寸、固定辦法及銘牌;用布線圖或連接及布
51、放電纜圖來說明連接及布電纜的細節;電纜支持器具體的細節及布置;零件明細表;整個系統的詳細示意圖。5. 設計審查作為自控儀表系統設計工作的一部分,我們將審查包括在本部分的全面的控制概念,并向業主提交詳細審查結果的報告。報告包括對污水廠全面控制概念作出確認,并推薦改進辦法。3.5檢驗及調試(一)檢驗本條依據GB7261-81繼電器試驗方法。 電氣特性滿足: ·絕緣電阻:60M ·交流對地:20M ·直流對地:1M ·工頻耐壓:60V以上:2000V/1min 60V以下:500V/1min(二)調試(廠內)我方在控制柜裝配完成并滿足試驗條件后,在廠內模擬現場
52、工作條件,完成系統(程序)的初調,達到設計目的。(4)包裝運輸A、包裝產品的包裝和標記符合JB/ZQ4286包裝通用技術條件中的有關規定。對重要元器件如可編程控制器等拆下單獨包裝并在包裝上作出相應標記;每一個包裝箱內附三份詳細包裝清單,包裝箱表面有明顯標記(如名稱、毛重、外表尺寸、正面朝上等)。B、運輸我公司提供的設備應符合中國鐵路運輸、航運及公路運輸的包裝標準,并且應符合國際APISPEC6D的有關規定,妥善包裝易碎、怕受潮物品。備件和檢測設備、維修工具與設備分開包裝。這些包裝箱盒完全適合于儲存,儲存期限在包裝上予以說明,所有備件加以標簽。由于包裝不妥或運輸中受損的責任由我公司承擔。包裝箱在
53、運輸過程中,由我公司派出專人負責整個過程中的監控。 (5)保管 A、控制設備(柜) 所有控制設備運抵現場后,我方提出對設備的保管要求(如:室內、干燥、通風等)和措施。B、備品、備件本條同“上”C、調試工具我方自己保管或業主代為保管。(6)(現場)調試(一)電氣調試 我方現場工程技術人員在檢查控制系統接線的正確性、可靠性和工藝準確無誤并符合有關要求的前提下,按以下程序進行調試。 a、主電源系統上電檢查、測試電源系統、電壓等級及穩定性是否符合設計要求。所有電源開關處于斷開位置,進行通電實驗,并帶電2小 時,作記錄。檢查接地及保護的可靠性。b、控制回路通電拆除PLC的全部接線,變送器連線。送控制電源
54、,檢查測試控制系統所有控制電壓等級及穩定性是否符合設計要求。檢查所有直流、交流控制信號電源、電壓等級是否符合設計要求。恢復拆除的接線。 c、PLC上電(系統帶負荷運行)事故報警檢測:運動所有檢測元器件,檢查PLC程序相應的反應。(7)程序調試(專用工具單列) (一)空運行(不帶載運行) 確認所有主回路電源開關是否處于斷開位,合上控制電源開 關,控制電路通電。A、手動將現地選擇開關置于“手動”位,操作面板上的按鈕或開關檢查相應控制接觸器或中繼器是否按設計工藝動作,并作程序修正。 B、自動設備的自動測控運行;自動條件下,工作設備與備用的切換。(二)帶載運行 確認相應輔機系統現場設備安裝及調試狀況,需要設備廠家,安裝單位配合進行帶載自動運行。(三)驗收合格的條件:安裝就位后,與各工藝環節機電設備系統聯合調試并試運行,調試和試運行通過并消除所有缺陷后。我公司負責全部設備的保護和清潔工作至項目驗收合格,若因我方原因損壞其它設備和設施,我公司負責修理或給予賠償。4 質量保障能力4.1設計、設備制造能力和條件(1)制造能力和設備我公司是在成都高新技術產業區注冊的集科、工、貿于一體的高新技術企業。代理、銷售:AB、西門子、GE、OMRON、ASCO、施奈德、ABB等眾多國外著名廠商的產品,同時也是國外多家知名生產企業的授權系統集成商。經過幾年的不懈努力,公司已發展成為西南地區較有影響的自
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