咸丰县污水处理厂控制系统方案设计（SCADA系统）

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1、1 系统描述 1.1 控制系统的构成 1.1.1 概述 咸丰县污水处理厂控制系统主要采用SCADA系统，该系统负责采集全厂工艺参数、电气参数和设备运行状态、并控制工艺设备的运行、故障报警以及生产报表打印等。 SCADA 是监视控制和数据采集的简称。SCADA系统完成咸丰县污水处理厂整个工艺流程所必需的数据采集，顺序控制，时间控制，回路调节及上位监视作用。在满足工艺流程的要求之外，还能实现咸丰县污水处理厂的安全生产、降低物耗能耗、提高生产管理水平。 计算机数据采集及监控系统是一个集中监视分散控制的系统，当上位监视设备故障或没有使用时，现场各控制设备还可以继续工作，对整个工艺过程没有影

2、响。系统的主要构成部分有：现场控制站、上位监视设备及数据通讯网络。 咸丰县污水处理厂的SCADA控制系统由三级组成： 第一级：就地控制箱（LCP） 第二级：现场控制站（PLC） 第三级：中央控制室（CCR） 1.1.2 第一级: 就地控制箱 所有设备均有现场控制箱，当“控制模式”选择开关置于“LOCAL/现场”位置时，操作员可利用控制箱上的“START/启动”、“STOP/停止”按钮控制设备的“运行”和“停止”，这种操作级别最高（第一级），独立于“计算机”控制及“PLC”控制之外。现场控制模式主要用于设备维护及调试阶段，此时的设备保护由“硬连锁”完成，软件连锁信息将不起作用。 1

3、.1.3 第二级: 现场控制站（PLC） 当“控制模式”选择开关置于“REMOTE/远方”位置，操作员将不能利用控制箱上的“START/启动”、“STOP/停止”按钮控制设备的“运行”和“停止”，此时设备的控制权交给现场控制站（PLC），这种操作级别次之（第二级），PLC将根据上位机的指令“遥控”或“自动” 控制（PLC控制程序）设备的运行。 根据污水处理的工艺过程及集中控制的原则，在生产区内区设置二个现场控制站，分别负责各处理工段的有关工艺参数的采集，设备运行的控制。 1.1.4 第三级: 中央控制室（CCR） 中央控制室（CCR）主要用于监视污水处理过程中的技术参数，设备运行状态以

4、及系统维护等；同时，工程师可通过工程师键盘设置设备的控制模式以及修改工艺参数等。 中控室设有两台监控计算机，配有22"大屏幕全平监视器及工程师键盘和操作员键盘，操作员可通过它们监视技术参数的变化，设备运行状态及故障状态，所有信息均以各种曲线及流程图等形式显示。另设两台打印机，用于打印所需的技术文件，也可随时打印“日报表”、 “月报表”及“年报表”，所有报表可采用中文形式。 为直观地掌握主要设备的运行状态，工艺参数及故障状态，在中控室还设立一套投影装置。 1.2 系统特点 1.2.1 概述 本系统是一个基于PLC的集散控制系统，完成污水处理过程控制、工艺参数显示、设备运行状态监测及故障

5、报警、生产数据存储及分析、报表打印等功能。 本系统采用开放式工业高速以太网作为系统骨干网，连接所有现场控制站、中央控制室及管理计算机，构成一个具有网络结构的分布式控制系统及生产管理信息系统。 1.2.2 系统特点 ² 可靠性高 l 本系统任何一个现场控制分站故障均可在中控室报警并存储报警信息。 l 所有分站PLC均可长期在恶劣环境下无故障运行。 ² 功能强 l 高速数据通讯网具有10/100MBPS的数据传输速率，是开放式的工业实时网络。强大的通讯功能使整个系统数据可在骨干网上高速传输，实现数据共享。 l 控制器采用梯形图逻辑或顺序流程图、逻辑功能块等方式编程。这种编程方法更

6、接近工艺描述，适合电气工程师习惯。具有开发时间短、易学、易懂、易修改特点。考虑到特殊算法要求，如果需要，也可使用诸如FORTRAN，PASCAL，C语言对特殊复杂算法编程。 ² 系统的可扩展性和可维护性 l 分站控制器采用模块化结构，具有很好的可扩展性和可维护性。 l 高速数据通讯网可支持无限节点，为扩展分站数量提供了广大空间。 l 良好的故障诊断及报警系统，可缩短系统的修复时间。 1.3 系统功能 1.3.1 概述 对于计算机监控及数据采集系统而言，具有可编程序控制器的自动控制功能，即由现场可编程控制器中的程序对现场设备实行自动控制；还具有中控室监控计算机的远方手动控制功能，即

7、由操作员在中控室经判断后通过操作员键盘手动控制设备的运行。 所有的被控设备均具有远方控制的功能：作为最低要求，在其相应的现场控制箱中具有“LOCAL就地/REMOTE远方”转换开关。当转换开关打到“REMOTE/远方”时由控制系统实施上述的控制。 1.3.2 典型工艺设备的控制 1.3.2.1 粗格栅机 粗格栅机分手动、自动二种控制方式，自动控制时又可分为时间周期控制、水位差值控制，集中控制三种控制模式。 手动控制时，人工在现场操作控制格栅机的开、停。 水位差值控制时，根据格栅机前后水位差值控制，当格栅前后水位差值△h≥15cm时，启动格栅机自动运行，每次运行时间为10分钟或10周

8、次，△h值及每次运行的时间根据进水中杂质情况可在中心控制室或PLC现场通过输入设备人工设定或修改。 时间周期控制时，根据进水杂质情况设定时间周期，现阶段设三个时间周期1小时、2小时、3小时，即格栅机每隔1小时或2小时或3小时运行一次，每次运行时间10分钟或10周次，以上时间值可在中心控制室或PLC现场根据运行经验人工设定或修改。 集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘控制格栅机的开、停。 格栅机启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定格栅机控制电路故障。此时应停止格栅机的运行。5秒的时间值根据现场情况可调。 格栅机的二种控制方式通过现场控制箱上的选择开关确定。格栅机自动控制时的三种控

9、制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定。 1.3.2.2 粗格栅机栅渣皮带输送机 栅渣皮带输送机分手动、自动二种控制方式，自动控制又可分为联动控制，集中控制二种控制模式。 手动控制时，人工在现场操作控制输送机的开、停。 联动控制时，粗格栅机启动8秒后应启动皮带输送机，联动运行；粗格栅机停止运行30秒后应停止皮带输送机运行，时间值根据现场情况可调。 集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘控制皮带输送机的开、停。 皮带输送机启动5S后若PLC没有接收到运行信号则判定皮带输送机控制电路故障，此时应停止粗格栅机和皮带输送机的运行，5秒的时间值根据现场情况可调。 皮带输送机的二种控制方式

10、通过现场控制柜上的选择开关确定。皮带输送机自动控制时的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场根据粗格栅控制方式人工设定。 1.3.2.3 进水潜水泵 进水泵分手动、自动二种控制方式，自动控制时又分水位控制，水位上升或下降速率控制，集中控制三种控制模式。 手动控制时人工在现场操作控制潜水泵的开、停。 水位控制时，按水位上升与下降的不同又可分为二种控制顺序，一种为水位上升开泵顺序控制，另一种是水位下降停泵顺序控制。 ①水位上升期的开泵顺序控制 近期当水位h≤1.5m时，潜水泵全部处于停止状态，假设此时有厂外来水，进水泵房吸水井水位开始上升，当水位h升到1.6m时开一台小泵抽水；若此时吸

11、水井水位继续上升，当水位h上升到1.9m时开一台大泵停小泵抽水；若此时吸水井水位继续上升，当水位h上升到2.1m时开一大一小两台泵抽水；若此时吸水井水位还在上升，说明进水量超过设计值,报警（5.0m）显示说明进水量超过设计值。应发出水位超高信号报警并采取措施，人工打开进水泵房的溢流管上的阀门(高程单位为米；为黄海高程,＋0.000对应各构筑物工艺图)。 ②水位下降期的停泵顺序控制 当水位h≥-2.1m时，潜水泵全部处于开启运行状态，假设此时厂外来水量开始减少，进水泵房吸水井水位开始下降，当水位h下降到-1.9m时延时20秒停一台小泵；若此时水位仍在下降，当水位h下降到-1.6m时，延时1分

12、钟停一台大泵开小泵；当水位h下降到-1.55m时延时1分钟再一台小泵；此时进水泵房潜水泵已全部停止抽水。若吸水井水位低于水泵的吸程要求，应发出水位超低信号报警并采取措施。 水位速率控制时，设Q1为泵抽水量，Q2为水增加或减少的量(用水位上升、下降速率来计算)。 那么总的来水量：Q=Q1+Q2,当Q2=0时,Q=Q1,即来水量＝抽水量，这是泵房运行最佳情况，可以保持高水位运行，节约电能。 通过水位上升(或下降)速率可计算出来水量，确定要开多少台泵。 以上的水位参数及延时时间都应是可调整的，在具体实施时可根据现场调试情况重新设定参数。 以上的水位参数系相对标高（高程单位为米；黄海高程），

13、进水泵房汇水面积约定53m2,在具体编制控制软件时根据超声波液位计安装位置的绝对标高换算成水位的相对高度。 在中心控制室可通过键盘或鼠标控制潜水泵的开、停。累计每台泵的运行时间，能耗,启动次数,进水泵自动轮换运行。 1.3.2.4 细格栅机 细格栅机分手动，自动二种控制方式，自动控制时又可分为时间周期控制、水位差控制、集中控制三种控制模式。 手动控制时，人工在现场操作控制格栅机的开停。 水位差控制时，根据格栅机前后水位差值控制，当格栅前后水位差值△h≥20cm时，启动格栅机自动运行，每次运行时间为10分钟或10周次，△h值及每次运行的时间，根据进水中杂质情况可在中心控制或PLC现场通

14、过输入设备人工设定或修改。 时间周期控制时，根据进水杂质情况设定时间周期，现阶段设三个时间周期1小时、2小时、3小时，即格栅机每隔1小时或2小时或3小时运行一次，每次运行10分钟或10周次小时，以上时间值可在中心控制室或PLC现场，根据运行经验人工设定或修改。 集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘(或鼠标)控制格栅机的开、停。 格栅机启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定格栅机控制电路故障，此时应格栅机的运行。5秒的时间值可根据现场调式情况调整。 格栅机的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定。格栅机自动控制的三种控制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定。 1.3.2.5

15、 细格栅机栅渣皮带输送机 栅渣皮带输送机分手动、自动二种控制方式，自动控制时又可分为联动控制、集中控制二种控制模式。 手动控制时，人工在现场操作控制输送机的开、停。 联动控制时，任意一台细格栅机启动8秒后应启动皮带输送机联动运行；两台细格栅机全部今日运行30秒后应联动皮带输送机停止运行。时间值可修改。 集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘(或鼠标)控制皮带输送机的开、停。 皮带输送机启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定皮带输送机控制电路故障，此时应停止细格栅机及皮带输送机的运行。5S的时间值可根据现场试车情况修改。 皮带输送机的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定。皮

16、带输送机自动控制时的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场根据细格栅控制方式人工设定。 1.3.2.6 砂水分离器 砂水分离器分手动、自动二种控制方式，自动控制时又可分为联动控制、集中控制二种控制模式。 手动控制时，人工在现场操作控制砂水分离器的开、停。 联动控制时，吸砂机启动5秒后应联动砂水分离器启动；吸砂机停止运行1分钟后应联动砂水分离器停止运行。 集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘(或鼠标)控制砂水分离器的开、停。 砂水分离器的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定。砂水分离器自动控制的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定。砂水分离器与旋流沉砂器、吸砂泵、电

17、动闸阀的控制方式及控制模式宜保持一致。 砂水分离器启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定砂水分离器控制电路故障，此时应停止吸砂泵、砂水分离器的运行。5秒的时间值应根据现场联动调试情况修改。 1.3.2.7 生物池及鼓风机房 好氧池DO仪检测池中的溶氧，使溶氧浓度一般控制在1.0～2.0mg/l左右，当溶解氧浓度变化超出范围时，首先由溶解氧测定仪发生信号，启动供气管上的电动调节阀，气量的变化使管网压力发生变化，然后由压力传感器将信号传送到鼓风机的进风叶片启动器，调节导向叶片的角度，使供气管网压力回到最佳状态。 集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘一步化或分步控制鼓风机、潜水推流器、

18、及其辅助设备的开、停。 MLSS、DO计探头安装在池深+1.0米处。 厌氧池、缺氧池水下搅拌器不间断搅拌,保证水流无死区。 厌氧池、缺氧池、“A2/O”池曝气机、螺旋浆泵分手动、自动二种控制方式。 手动控制时，人工在现场操作控制曝气机、潜水推流器开、停。 集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘(或鼠标)控制潜水推流器的开、停。 潜水推流器启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定潜水推流器控制电路故障，此时应停止水下推进器的运行。5S的时间值可根据现场试车情况修改。 潜水推流器的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定。潜水推流器自动控制时可在中心控制室或PLC现场人工设定。

19、 鼓风机的开启台数和进风导叶开启度根据鼓风机出风总管的流量进行控制，以保持鼓风机出风总管的流量满足工艺要求。 1.3.2.8 回流污泥泵 回流污泥泵分手动、自动二种控制方式，自动控制时又可分为按回流比粗调、细调控制、集中控制三种控制模式。 手动控制时，人工在现场操作控制回流污泥泵的开、停。 污泥回流比控制时，按进水流量，回流比组合回流污泥泵运行。污泥回流量计算公式：Qs＝FxSc/Sj式中：Qs：污泥回流量、Fx：进水流量、Sc：污泥泵房污泥浓度、Sj：“A2/O”池污泥浓度，根据工艺流程要求(高负荷曝气工艺)“A2/O”池污泥浓度应保持在3.5g/L左右，一般情况下“A2/O”池污泥

20、浓度不能低于3.3g/L。 首先应计算污泥回流量值，由污泥回流量值控制回流污泥泵的台数。此种控制方式为粗调方式。细调控制时，首先应完成上述粗调程序，粗调程序完成后，“A2/O”池需要的污泥量与回流污泥量基本保持一致，此时再根据装在污泥回流管上的污泥流量计值与实际需要值之比细调污泥回流泵的变频范围。 一般情况下，污泥回流粗调程序完成10分钟后才能进入细调程序。 集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘控制回流污泥泵的开、停。 污泥回流泵的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定，自动控制时的三种控制模式可在中心控制室成PLC现场人工设定。 累计每台回流污泥泵的运行时间，回流污泥泵应能自

21、动轮换运行。 1.3.2.9 剩余污泥泵 剩余污泥泵分手动、自动二种控制方式，自动控制时又可分为间隔运行控制、集中控制二种控制模式。 手动控制时，人工在现场操作控制剩余污泥泵的开、停。 间隔运行控制时，剩余污泥量计算公式如下：W＝V·Nw/Qc式中：V：曝气的容积Nw：“A2/O”池,水解池污泥浓度Qc：设计污泥龄d，高负荷0.2～2.5，中负荷5～15，低负荷20～30。 首先应计算剩余污泥量值，由剩余污泥流量计值和脱水车间储泥池液位控制剩余污泥泵开启时间，储泥池液位过高减停剩余污泥泵。间隔运行时间根据现场情况确定三个时间周期。三个时间周期分别为4小时、8小时、12小时。 集中控

22、制时，可在中心控制室通过操作键盘控制剩余污泥泵的开、停。 剩余污泥的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定，自动控制时的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定。 累计每台剩余污泥泵的运行时间，剩余污泥泵应能自动轮换运行。 回流污泥泵及剩余污泥泵除了以上所描述的控制方式外还有一些外部限制条件，第一种情况，当污泥泵房水位低于-0.7m时，回流污泥泵及剩余污泥泵都应停止运行并报警，控制二沉池排泥量增大，第二种情况，当污泥泵房水位超过2.45m时自动启动剩余污泥泵运行并报警，控制二沉池排泥量减少。第三种情况，当污泥泵房污泥浓度小于4g/L时，剩余污泥泵应停止运行并报警，控制二沉池排泥

23、量增大。第四种情况，当回流污泥及剩余污泥泵启动5秒后若PLC没有接收到运行信号，则判定控制电路故障，此时应停止此台泵的运行并报警同时投入备用泵运行。 1.3.2.10 二沉池设备 二沉池的刮吸泥二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定，自动控制时的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定。刮吸泥机、沉淀池与生化池协调连续运行，排泥与污泥泵房协调二沉池除检修外一般情况均工作。 1.3.2.11 污泥均质池搅拌机 搅拌机分手动、自动二种控制方式，自动控制时又可分为连续运行控制，集中控制二种控制模式。 手动控制时，人工在现场操作控制搅拌机的开、停。 连续运行控制时，按事先编制好的

24、程序控制搅拌机在自动连续运行，当储泥池水位过低时应停止搅拌机的运行并报警。超过2.1米溢流报警，集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘控制搅拌机的开、停。 搅拌机的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定，自动控制时的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定。 搅拌机启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定搅拌机控制电路故障，此时应停止搅拌机的运行并报警。 1.3.2.12 紫外线消毒池 紫外线消毒装置的现场控制箱由设备制造厂商配套，紫外线消毒池以就地控制为主，其状态信号通过PROFIBUS现场总线送PLC进行监视。按紫外线消毒系统自身PLC预先编制的程序(紫外透光率@253

25、.7μm大于65%)控制运行。配液位计低水位停机、报警，高水位报警，对紫外线消毒系统在监控管理计算机进行总控，并要求各设备发出运行、故障信号至PLC。 1.3.2.13 脱水机房的控制 脱水系统包括：离心脱水机、进泥泵加药泵、絮凝剂制备系统、台冲洗水泵、水平螺旋输送机、倾斜螺旋输送机等设备。 脱水机房的离心脱水机组、加药系统和输送机等设备实行联动控制。与脱水机配套的自动控制系统按污泥流量自动分配脱水机组、自动加药混合，自动脱水。当离心脱水机组退出运行或进行设备保养时，各设备可以通过现场按钮箱手动控制。 加药系统根据污泥干固量，比例控制高分子混凝剂加药量，一般控制在0.3%。 1.3.

26、3 中央控制室（CCR）显示及控制功能 1.3.3.1 CCR的显示功能 键盘和LCD是中央控制站人-机对话、控制系统工作的重要工具，中央控制站的LCD具有以下显示和对话功能。 ² 流程图 工艺生产过程状态以工艺流程图方式显示，图象由一系列图例系统组成，并可取出每幅图的局部进行放大，便于分幅，分组展示，流程图上有相关的实时生产过程的动态参数值显示。当动态显示值改变时，设备图形的相应部位也随之改变，例如水位值变化时，随之改变图形的水位。 ² 测量值显示 仪表测量值以棒状图形式动态显示，有上、下限设定值，设定值是可修改的。 ² 报警显示 过程检测或运转设备出现越限或故障时，流程图上

27、相应的图例红光闪动，并发出报警声响加以提示。报警的笛声可以通过键盘解除，闪动的红光继续保持，直至该故障消除，闪动才停止。报警对象、内容、时间应列表记录及打印。 除了流程图上有报警显示外，设若干幅全厂报警一览表，以便全面了解设备运行工况和报警的查线。 ² 趋势图 实时动态趋势曲线和历史曲线可显示在同一趋热图中，并可在动作画面中随时增加趋势曲线，方便操作员观察比较。 ² 设定值 中央控制室主机可以通过键盘对现场控制站的过程变量设定值。 ² 控制 正常情况下，现场控制站的设备可以通过现场按钮箱来启动和停止，中央控制室的主机也可通过键盘控制现场控制站PLC来启动和停止现场的设备。 但在

28、用现场控制箱按钮手动启动和停止前，应发出手动信号，这时自动系统将停止进行。 ² 数据处理和存储 数据处理和存储是中央控制室的主要工作内容之一，存储的数据资料将用于生产调度，预报参考之用。各种报表采用中文报表。 1.4 可编程控制器S7-300 1.4.1 S7-300性能描述 ² 概述 S7-300是模块化小型PLC系统，但它能满足中等性能要求的应用。 模块化，无排风扇结构，易于实现分布，易于用户掌握等特点使得S7-300成为各种从小规模到中等性能要求控制任务的方便又经济的解决方案。 SIMATIC S7-300已经得到以下国内和国际标准认证： l DIN l UL c

29、ertificate l CSA certificate l FM class 1 div Group A,B l 温度组T4（≤135℃） l 造船认证： -American Bureau of Shipping -Bureau Veritas -Des Norske Veritas -Germanischer Lloyd -Lloyds Register of Shipping ² 特点： l 模块化小型PLC系统但能满足中等性能要求的应用。 l 大范围的各种功能

30、模块可以非常好地满足和适应自动控制任务。 l 由于简单实用的分散式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活。 l 方便用户和简易的无风扇设计。 l 当控制任务增加时，可自由扩展。 l 由于大范围的集成功能使得它功能非常强劲。 ² 结构 简单的结构使得S7-300灵活而易于维护： l DIN标准导轨安装： 只需简单地将模块钩在DIN标准的安装导轨上，转动到位，然后用螺栓锁紧。 l 集成的背板总线： 背板总线集成在模块上，模块通过总线连接器相连，总线连接器插在机壳的背后。 l 更换模块简单并且不会弄错： 更换模块时，只需松开安装螺钉。很简单地拔下已经接线的前连接器。在连接器上的编码

31、防止将已接线的连接器插到其他的模块上。 l 可靠的接线端子： 对于信号模块可以使用螺钉型接线端子或弹簧接线端子。 l 确定的安装深度： 所有的端子和连接器都在模块上的凹槽内，并有端盖保护，因此所有的模块都有相同的安装深度。 l 没有槽位的限制： 信号模块和通讯处理模块可以不受限制地插到任何一个槽上。系统自行组态。 ² 功能 SIMATIC S7-300的大量功能支持和帮助用户进行编程、启动和维护。 l 高速的指令处理： 3μs的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。 l 浮点数运算： 用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算。 l 方便用户的参数赋值

32、： 一个带标准用户接口的软件工具给所有模块进行参数赋值，这样就节省了入门和培训的费用。 l 人机界面（HMI）： 方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内。因此人机对话的编程要求大大养活人机界面（HMI）从S7-300中要求数据，S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送。 l 诊断功能： CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：超时、模块更换，等等） l 口令保护： 多级口令保护概念,可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改。 l 操作方式选择开关： 操作方式选择

33、开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式。这样就防止非法删除或改写用户程序。 ² 通讯 SIMATIC S7-300具有多种不同的通讯接口： l 多种通讯处理器用来连接AS-I接口、PROFIBUS和工业以太网总线系统。 l 通讯处理器用来连接点到点的通讯系统。 l 多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。 1.4.2 S7-300通用技术规格 防护级别 符合IEC529的IP20 MTBF 〉150000 h 环境温度 水平安装时 垂直安装时 0到60

34、℃ 0到40℃ 相对湿度 5到95%，无凝露 (符合IEC1 131-2的2级RH刚度) 大气压力 795到1080hPa 绝缘 24伏直流回路 230伏交流回路 测试电压500伏直流 测试电压1460伏交流 电磁兼容性 德国EMC法令要求： 抗干扰性符合EN 50082-2 按照IEC 801-2，ENV50140，IEC 801-4 , ENV50141，IEC 801-5 辐射干扰符合EN 50081-2，按照EN 55011试验，第一组A级 机械强度 振动试验 冲击试验 IEC 68， 2-6部分/10至58HZ：

35、 恒定振幅0.075mm; 58-150HZ; 恒定加速度1g; 振动持续时间:相互垂直的3个轴每个轴向10个 频率周期 IEC 68, 2-27部分/半正弦: 冲击力15g(峰值),持续时间11ms 1.4.3 S7-300模块性能参数 1.4.3.1 中央处理器CPU l 模块型号：6ES7-315-2AG10-0AB0 主要技术规格 存储器 128K 执行时间 位操作 字操作 0.1μs 0.2μs 数字量通道 16384 模拟量通道 1024 通讯接口 1个 MPI（RS485） 1个PROFIBUS-DP 实时时钟 有 诊断缓

36、冲器 有 编程软件 STEP 7 电源电压范围 170～264VAC 用户程序 口令保护 1.4.3.2 电源模块PS l 模块型号：6ES7 307-1EA00-0AA0 主要技术规格 输入电压额定值 120/230VAC 输出电压 额定值 允许范围 24VDC 24V+5%，无负载时稳定 输出电流 额定值 5A 短路保护 电子式，无锁 保护级别（IEC536） 带有保护导体 功率损耗 23W 1.4.3.3 I/O模块SM 1.4.3.3.1 32点数字量输入模块（32DI） l 模块型号：6ES7 321-1BL00

37、-0AA0 l 主要技术规格 输入点数 32 额定负载电压L+/L1 额定值 允许范围 24VDC 20.4-28.8VDC 输入电压 额定值 信号1时 信号0时 24VDC 13-30V -30-+5V 隔离 光电隔离 输入延时:额定电压时 1.2-4.8毫秒 连接方式 40针前连接器 1.4.3.3.2 32点数字量输出模块(32DO) l 模块型号：6ES7 322-1BL00-0AA0 主要技术规格 输出点数 32 额定负载电压L+L1 额定值 24VDC 隔离 光电隔离 触点开关能力: 阻性负载

38、 最大 感性负载 最大 2安 2安 触点开关频率 阻性负载 最大 感性负载 最大 100赫兹 0.5赫兹 连接方式 40针前连接器 1.4.3.3.3 8点模拟量输入模块(8AI) l 模块型号：6ES73317NF000AB0 主要技术规格 输入点数 8 输入范围/输入电阻 电压 电流 1-5V/2兆欧 4-20毫安/250欧姆 到背板总线的光隔离 是 积分时间 2.5毫秒-100毫秒 分辩率 12位 工作误差极限 ±0.1% 基本误差极限 ±0.05% 连接方式 40针前连接器 1.4.3.4 通讯模块

39、 以太网通讯模块CP343-1 l 型号：6GK73431CX000EX0 主要技术规格 电压额定值 5/24VDC 接口 工业以太网(10/100M) RJ45插座 功率损耗 8.3W 电流消耗 从背板总线 从24V直流电源 0.07A 约0.6A 外形尺寸 80*125*130 1.5 控制系统辅助设备 1.5.1 监控计算机 安装在中控室的监控计算机将用于通过数据通讯网络从现场控制器获取数据，并通过键盘显示过程参数，报警，数据处理，数据贮藏，数据打印和驱动设备。 ² 主要技术特征 l CPU: 酷睿™2双核 2.4 G l 内存: 4

40、G l 硬盘: 160GB l DVD l 带标准键盘及鼠标 l 22"LCD 1.5.2 不间断电源 外部电源掉电时，它可为PLC系统供电，以确保系统正常运行。详细技术参数如下： 型号: SANTAK C1KS 在线式 额定容量: 1KVA 备用时间: 60min 输入电压: 160V-276V 电池形式：铅酸免维护电池 输出电压: 220V +

41、/-2% 输出频率: 50Hz 1.6 STEP 7编程软件 STEP7 基本软件是用于SIMATIC S7，SIMATIC M7和SIMATIC C7可编程序控制器的标准工具。新的STEP 7编程软件是在国际标准IEC 1131-3的基础上建立的；也就是说STEP 7与其它PLC所用的IEC编程语言是相似的。STEP 7可以在Windows下运行，它同其它Windows应用软件一样容易进行操作，有友好的用户界面，可以容易地利用这些系统的资源。STEP 7与自动化工程各方面具有友好的用户功能： l 硬件的组态和参数设置 l

42、 通讯的定义 l 编程 l 测试、启动和维护 l 文件、建档 STEP 7允许两个或多个用户同时处理一个工程项目。禁止两个或多个用户写访问。 STEP 7 基本软件为用户执行自动化工程提供各种不同的工具： l SIMATIC管理器：为便于浏览，集中管理有关SIMATIC S7、SIMATIC C7 和SIMATIC M7的所有工具软件和数据。 l 符号编辑器：用于定义符号名称、数据类型和全局变量的注释。 l 硬件组态：用于为自动化系统组态和为各模板进行参数设置。 l 通讯：用于定义经MPI连接的自动化组件之间时间中断的周期性数据传送或定义用MPI、FROFIB

43、US或工业以太网的事件中断的数据传输。 l 信息功能：用于快速浏览CPU数据和用户所写程序在运行中的故障原因。 l 为了生成用户所写程序，STEP 7提供下列经现场证实的PLC标准化编程语言： 语句表（STL） 梯形图（LAD） 功能方框图（FBD） 并且，为了某些特殊的任务，还有另外的编程语言或面向工艺的组态工具可供使用。 STEP 7以块形式管理用户编写的程序和数据，在一个块中调用另一个块的可能性，既使是子程序，用户程序结构化仍成为可能。这将显著增加PLC程序组织的清晰性，可理解性和易维护性。 1.7 组态软件 SIMATIC WinCCTM 利用

44、SIMATIC Win CCTM能有效地监视并控制机器和过程，是在PC机上运行的面向对象的一流的32位应用。 特点： l 借助于各种可选软件包，标准软件和用户程序的帮助，易于扩展 l 可选用单用户系统或者客户机/服务器结构的多用户系统 l 通过相应平台选择（例如Windows NT下的多处理器系统）获得不同的性能 l 图形系统：用于自由地组态画面，并完全通过图形对象（WinCC图形，Windows,OLE，OCX对象）进行操作，图形对象具有动态属性并可对属性进行在线组态。 l 报警信息系统：记录和存储事件并予与显示，操作简便符合德国DIN19235标准；可自由选择信息分类，信息显示

45、和报表。 l 变量存档：接收，记录和压缩测量值如：曲线和图表显示及进一步的编辑功能。 l 用户档案库（可选软件包）：用于存储有关用户数据记录，如：数据管理及配方参数。 l 报表系统：用户自由选择一定的报表格式，按时间顺序或者事件触发来对信息操作、文档当前数据，进行。 l 处理功能：用ANSI-C名法原理编辑组态图形对象的动作，该编辑通过系统内部C编译器执行。 l 标准接口：标准接口是WinCC的一个集成部分，通过ODBC和SQL访问用于组态和过程数据的sybase数据库。 l 编程接口（API）：可在所有应用模块中使用，并提供便利的访问函数和数据功能。开放的开发工具（ODK）允许用

46、户编写可用于扩展WinCC基本功能的标准应用程序。 l 访问组态数据（列表）和通过标准数据接口（ODBC/SQL）和C-API记录过程数据。 l 从其它应用（OLE，OLE自动化）中集成对象。 l Windows应用元素（OLE控件和Active X控件。 l 通过DDE接口与其它Windows程序进行数据交换。 l ANSIC为动态连接和动作提供了高度的灵活性。 l 可扩展的组态助理（Wizard向导）。 l 访问所有WinCC功能的API编程接口。 l 编程软件包（ODK）和驱动软件开发技巧（CDK）。 l 连接SIMATIC S5，S7，505及其它制造商的PLCs

47、1.8 应用软件 我方将在买方提供必要的技术资料的基础上进行系统的组态和应用软件的编制。应用软件包括厂级应用软件，现场站和设备控制的控制软件。 我们编制的应用软件是完全满足招标书和设计院图纸对计算机系统提出各项功能要求。它将包括如下内容： l 现场PLC过程控制软件 l 中控室操作站监控软件 我们将以磁盘和文档方式提供应用软件，其内容将按照标书要求提供，包括应用软件的编制说明和使用说明。 1.8.1 存储能力 我们提供的软件将不超过存储能力的60%。 1.8.2 应用软件 所有编写软件为结构化，且严格按ISO9000质量标准开发。易懂，方便维护和修改。 软件设计与执行将以模

48、块形式表示PLC硬件划分和设备的组合。模块类型以传感器、回路、装置和自动化流程进行划分。 软件结构分层化。 单元之间通讯、报警发生、手动输入点等的处理将以类似的和易辨认的形式制作。 我们提供的软件将使PLC能完成如下功能（但不仅限于此）： l 设备与传感器的状态与报警监视。 l 模拟量数据采集 l 被监视和记录的数据向其它系统的传输。 l 设备的程序控制。 l 闭环过程控制 l 电源、电路、仪表、传感器、通讯或过程设备发生故障时的安全操作。 l 任何情况下的设备起停。 数据表以连接块形式构成，以便于块以各种扫描速率向其它系统传送。 软件主要用梯级逻辑表示。在软件和看门狗

49、操作的设计中，将包括任何条件下的安全程序，安全操作最恰当的方法如下： l 保持“原”值（即仪表模拟量输入发生故障时） l 关闭过程 l 切至后备硬线控制系统 我们将把软件装在PLC中并拷在磁盘上供编程装置使用。 在装置和设备有自动运行/后备切换的地方，运行设备由PLC选择，以便调整装置的磨损，PLC将累积装置的运行时间，且在每次检修后由中央控制室监视终端复位该计数器。 2 仪表系统 2.1 概述 自动化仪表系统用来连续测量咸丰县污水处理厂各工艺流程中的主要工艺参数，并将测量数据送入计算机数据采集及监控系统。我们将完全依据图纸文件要求中所规定的质量和技术指标完成专业仪表的配置。

50、这些仪表已被证明是适合在污水处理工程使用。 咸丰县污水处理厂的过程检测仪表将分散设置于各个工艺处理构筑物内及工艺管道上，所需要检测的主要参数有：液位、流量、压力、PH等，仪表输出信号均直接送入自动控制系统。 所选仪表是世界著名的制造商制造的一流产品。在近几年来，它们一直广泛地应用在国内、外大中型污水处理工程。 这些仪表制造厂商生产该行业同类仪表的历史大于15年，它们的产品技术先进，制造工艺一流。在华设有专业的技术服务中心或办事机构，有专业技术维修人员和充足的备品备件，以保证对合同中的仪表维修提供及时服务。 所选的仪表是高精度、高质量、高可靠性的。制造商有专门的质量控制和检测中心、参数标

51、定中心。 所有仪表部件具有高通用性，易更换性，适合水处理行业长期运行的要求。仪表重要的性能参数将在仪表详细说明中提及。 2.2 通用技术指标 环境条件：所选仪表均适应当地地区的气候环境和海拔高度 湿度：5%～85%； 仪表防护等级：户外安装仪表（变送器）：≥IP65 水下安装仪表（传感器）：≥IP68； 电源：AC220V±10%，50Hz±2%或DC24V； 输出信号：标准输出电流信号DC 4-20mA或1～5V。标准输出接点为无源常开接点，接点容量为AC 220V/5A以上； 防腐：仪表有防腐涂层； 阻抗：仪表负载＞70Ω 连接：仪表传感器与工艺管道连接有密封装置，螺

52、纹或法兰连接符合GB标准 电缆:仪表传感器及变送器之间的连接电缆选用仪表制造厂原配电缆； 接地：所有仪表外壳可靠接地。 2.3 仪表性能表述 2.3.1 溶解氧仪 2.3.1.1 技术参数 测量电极：覆膜式电流法 测量范围：0-20mg./L 分辨率： ±0.2 ppm 漂移： 无漂移 温度补偿：内置温度传感器Pt1000－－温度补偿 工作温度：0~40 ℃ 防护等级：IP68 安装方式：浸没式 专用电缆：10m 变送器 测量精度：±0.2% 自动功能：现场操作、自诊断 补偿： 自动温度补偿范围：0~50℃ 数据状态显示：LCD数码显示 输

53、出内容：1路溶解氧值信号， 1个故障报警信号 信号输出：4~20mA 环境温度：－10~55 ℃ 防护等级：IP65 传感器安装方式：浸没式 变送器安装方式：墙挂式 2.3.2 污泥浓度计 2.3.2.1 技术参数 原理：双光束近红外光/散射光 测量范围： 0.001～20g/L， 材质：蓝宝石光学检测镜片，外壳PVC 可更换的刮刷式清洗装置； 温度补偿 防护等级：IP68； 安装方式：浸没式； 精度：测量值的±1%； 工作温度：-10℃～55℃； 显示：LCD液晶显示屏，具数据存贮功能，具有中文菜单显示； 现场操作 输出信号： 0/4~20mA DC

54、 电源：180 ~ 260VAC，50/60Hz； 防护等级：IP65； 安装方式：壁挂/面板安装； 2.3.3 PH计 2.3.3.1 传感器 测量范围：0~14pH/-5~95℃； 内置温度补偿 安装方式：浸没式； 防护等级：IP68； 2.3.3.2 变送器 精度：0.1%； 工作环境：-20-60℃，0~95%相对湿度，无冷凝； 重现性：0.1% ； 自动温度补偿； 显示：LCD液晶显示屏，可现场显示PH测量值和温度值，中文操作菜单； 输出：两路0/4～20mA输出（pH和温度）； 防护等级：NEMA4X，IP66； 电源：180～260VAC，50

55、/60Hz； 安装方式：壁挂/面板/管道式安装； 2.3.4 总磷/总氮/COD三合一分析仪 2.3.4.1 测量原理 原理：要求在线总磷.总氮分析计TN为过硫酸盐120ºC分解.吸光光度法（220nm ）；TP为过硫酸盐120ºC分解.吸光光度法(880nm).COD用UV加过硫酸盐氧化水样通过紫外光测定，自动清洗和标定，打印滴定曲线和测定值，采用触板对话，可根据需要设定监测频率。 2.3.4.2 主要技术参数 测量参数：COD、IP、TN三种 COD参数：0～500mg/l TP参数：0～10mg/l TN参数：0～50mg/l 分辨率;TN:0.01mg/L、TP:

56、0.01mg/L、COD:0.1mg/L 显示：LCD 记录：数据内存（可保存1年）自动打印记录 精度：±3%F.S 供电方式：220VAC；50Hz 输出信号：4~20mA输出，带报警 仪器尺寸：450×380×1430mm（W×D×H） 安装方式 ：室内安装 3 施工组织设计 咸丰县污水处理厂仪表自控安装工程，具有工程量大、自动化程度高、工程紧、质量要求高等特点，是一个复杂的系统工程，针对这些特点进行科学的施工组织设计、制定合理的施工计划、确定可行的施工方案、合理调配施工人员及施工机具、确保工程款的使用到位、供货范围内的主辅材、设备按时进场及建立和严格贯彻科学的质量保

57、证体系，是保证本工程优质、高速完成的必要前提。 3.1 项目组织机构 依照本公司项目的管理模式，本项目一旦中标即成立工程项目经理部，指定项目经理，对项目成本、质量、进度全面负责，下设项目工程师、计划协调、质量控制、安全保卫、财务管理、材料采购等专职责任人。整个工程项目将依照我公司《工程项目管理制度》和《安全责任实施细则》等有关制度进行严格有效的动态管理。 3.1.1 项目经理部职责 项目经理部是工程项目管理的组织机构，负责工程项目从开工到竣工的全过程生产、施工及经营的管理；是项目经理的办事机构，为项目经理提供决策信息，向项目经理全面负责；协调部门之间及管理人员的关系。 3.1.2 项

58、目经理的职责 l 贯彻和执行国家和工程所在地政府及上级的有关法律、法规和方针政策，执行本企业的各项管理制度。 l 严格执行与总包单位签订的承包合同，是公司派往本工程的全权代表。 l 严格财经纪律，加强财经管理，正确处理国家、企业与个人的利益关系，合理、高效的安排使用工程款。 l 执行项目承包合同中项目经理负责履行的各项条款。 l 对工程项目施工进行有效控制，执行有关的技术规范和标准，积极推广将用新技术，确保工程质量和工期，实现安全文明生产。 l 综合协调并处理好与业主、设计单位、监理工程师、总包单位及其它分包单位和相关管理部门的关系。 3.2 施工前的准备工作 l 仪表自控

59、系统的安装调试是一门专业性很强的工作，我公司将挑选专业技术水平高且具有丰富实际经验的项目工程师加入项目经理部。充分理解掌握设计意图和全部技术要求，及时向业主和设计单位提出疑问和合理化建议，参加技术交底会。项目经理将召集、组织本项目专题技术会审，邀请本公司质保部、工程管理部、工程技术部等有关人员参加，共同在项目工程师预先消化施工技术文件的基础上会审施工图，编写出材料分析单，提出关键部位的质量控制要求和安装调试的注意事项，明确施工工艺、安装标准及检查标准。 l 在充分消化施工图纸的基础上，制订本工程的工程项目实施计划，如施工进度计划、施工设备计划、劳务计划、资金需用计划、主辅材及设备供将计划等。

60、根据本公司的管理制度，主材及设备的采购由公司级物资部门负责完成，严格按图纸和业主要求及时组织供货，旨在把住工程供货的质量和成本关。安装辅材根据本公司库存及施工现场的情况，可交项目经理部当地采购并承担质量责任。 l 指派有关人员勘察现场，配合土建和其它有关施工单位，检查与确认相关预留、预埋工作，与业主及总包单位商定住宿、施工用水、电及现场加工场地、仪表调校室等生活、生产设施，办理进场前相关手续。 l 接业主进场通知后，项目经理根据施工进度计划的安排，带领施工人员及物资分期分批进入现场，安装工作由点到面逐步展开。 3.3 自控系统的安装 l 设备现场开箱检查时，我方将派工程技术人员会同业主

61、及有关方面人员一起进行开箱检查，严格按照施工图纸及有关合同核对产品的型号、规格、铭牌参数、厂家、数量及产品合格证书，作好检查记录，发现问题后将及时配合主业作好更换或索赔工作。 l 安装前认真消化施工图和仪表设备的技术资料，对每台仪表设备进行单体校验和性能检查，如耐压、绝缘、尺寸偏差等，向业主通报并配合其工作。 l 严格按照施工图、产品说明书及有关的技术标准进行仪表设备的安装调试。仪表设备的安装可在工艺设备安装量完成70-80%后开始进行。进场后首先开展的工作将该是取源部件的安装，特别是工艺管道上的取源部件的安装，如取源接头、取压接头及流量测量元件等。取源点、取压点及流量检测元件的安装位置将

62、满足设计要求，不影响工艺管道、设备的吹扫、冲洗及试压工作。 l 因为本工程施工专业多，人员复杂，而仪表属于精密贵重的测量设备，因此将该注意仪表设备（含传感器、变送器）的安全，选择恰当的安装时间。在仪表设备整体的安装前将首先作好准备工作，如配电缆保护管、制作安装仪表支架、安装仪表保护箱等工作。在工艺设备、土建专业的安装工作基本结束，现场人员比较有序的情况下，进行仪表设备安装。 l 隐蔽工程、接地工程均将认真做好施工及测试记录，接地体埋设深度和接地电阻值必须严格遵从设计要求，接地线连接紧密、焊缝平整、防腐良好。隐蔽工程隐蔽前，将及时通知监理工程师或业主进行验收检查，验收合格后方可进行隐蔽。

63、l 电缆敷设前必须进行绝缘电阻测试，并将测试结果记录保存。将将动力和信号电缆分开敷设，保持安全距离，防止电磁干扰。屏蔽电缆的敷设要保证屏蔽层不受损坏，屏蔽层单端接地且接地良好。电缆敷设中的隐蔽工程，必须有完整的记录。电缆两端必须挂号码牌。电缆敷设及接线时将留有余量，接线时芯线上将套有号码管。 l 计算机和PLC的安装，原则上由专业技术人员实施，严格执行操作规程。 l PLC模块安装后，首先离线检查所有电源是否正常。 l 离线检查PLC程序，逐一检查模块功能及通讯总线、站号，设定及其它控制功能。 l 检查DI、DO、AI、AO接口，检查各路各类信号是否正确传输，将特别注意高电压的窜入（如

64、220VAC信号），以免损坏模板。 l 上位机安装到位后，检查网络联接情况、上下位机之间的通讯情况、网络总线的安装及保护情况。 l 每个单项工程完工之后，均按有关标准自检，及时做好施工测试、自检记录，同步制作竣工文件及竣工图，为工程验收做好准备。 3.3.1 水质仪表安装方案 l 水质仪表的安装较为简单，如溶解氧仪、酸度计等，仅需要将测量介质引到仪表传感器或将探头浸入被测介质中，但在安装过程中仍需要注意以下几点： l 仪表传感器要尽可能靠近取样或最能灵敏反将介质真实成份的地方，取样管采用小口径管，尽量缩短从取样点流到传感器的滞后时间。采样管是检测仪表专用管，尽量不分叉和转弯，以保障水

65、压稳定，有利检测仪显示值稳定。 l 仪表安装环境要保证良好的采光、通风，避免阳光的直接照射，不将受异常震动和冲击，要排除受到水、油、化学物资溅射或热源辐射的可能性。 l 水质仪表传感器的进水口出水口要用软管连接，不要用钢管硬性连接，以免损坏探头且不利于日常维护。 l 安装过程要轻拿轻放，严禁碰撞探头。 l 传感器至变送器将用与仪表配套的专用电缆连接，中间不能有接头。 l 仪表在使用前都必须标定 3.3.2 控制系统的调试 计算机控制系统调试前，将会同其他有关专业技术人员共同制定详细的联调大纲，并报业主及监理工程师批准。根据我们的工作经验和体会，将全面充分地了解控制方案和须实现的控

66、制功能要求，使控制软件合理、适用，满足生产工艺需要。 调试中，我们将发挥专业英语、自控理论、仪表技术和工程管理实践经验的优势，与业主密切配合，共同讨论调试过程中出现的问题和关键技术。调试时将派出各专业技术人员进行系统联调。 调试前进一步认真阅读有关产品说明书，依据设计图纸及有关规范，精心组织调试。并仔细检查安装接线是否正确，电源是否符合要求。对所有检测参数和控制回路要以图纸为依据，结合生产工艺实际要求，现场一一查对，认真调试，特别是对有关的控制逻辑关系、联锁保护等将给予格外重视，注重检测信号或对象是否与其控制命令相对将。调试时要充分将用中断控制技术，当对某一设备发出控制指令时，及时检测其反馈信号，如等待数秒钟后仍收不到反馈信号，则立即发出报警信号，且使控制指令复位，保护设备，确保生产过程按预定方式正常运行。 在各仪表回路调试和各个电气控制回路调试包括模拟调试完毕的基础上，进行工段调试，完毕后再进行仪表自控系统联调。系统联调是整个工程中最关键、最重要的一个环节，联调成功是整个污水厂投入正常运行的重要标志。在联调过程中，将启动系统相关程序，逐一检查各回路、状态、控制是否与现场实际工况