污水處理廠自控系統(tǒng)解決方案

　　一、系統(tǒng)概述：

　　文中污水處理廠的自控系統(tǒng)由PLC站與監(jiān)控操作站控制管理系統(tǒng)組成的自控系統(tǒng)和儀表檢測系統(tǒng)兩大部分組成。前者遵循“集中管理、分散控制、資源共享”的原則;后者遵循“工藝必需、**實用、維護簡便”的原則。

　　為了滿足該污水處理廠工程實現(xiàn)上述要求，必須**控制系統(tǒng)的**性和可靠性，才能**本廠設(shè)備的安全、正常、可靠運行。

　　本方案本著質(zhì)量可靠、技術(shù)**、性價比高的原則，結(jié)合我公司在實施其它類似項目中的設(shè)計、實施和組織的成功經(jīng)驗，充分考慮技術(shù)進步和系統(tǒng)的擴展，采用分層分布式控制技術(shù)，發(fā)揮智能控制單元的優(yōu)勢，降低并分散系統(tǒng)的故障率，**系統(tǒng)較高的可靠性、經(jīng)濟性和擴展性，從而實現(xiàn)對各現(xiàn)場控制設(shè)備的操作、控制、監(jiān)視和數(shù)據(jù)通訊。

　　1.1 系統(tǒng)基本要求

　　工控通訊網(wǎng)絡(luò)為光纖冗余環(huán)型工業(yè)以太網(wǎng)，通訊波特率≥100Mbps，系統(tǒng)自適應(yīng)恢復(fù)時間<300ms，通訊距離(無中繼器)≥1Km， 網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)要求使用可直埋的光纜, 在出現(xiàn)故障時, 可在線增加或刪除任意一個節(jié)點, 都不會影響到其他設(shè)備的運行和通訊。本系統(tǒng)采用**的監(jiān)控操作站控制系統(tǒng)，即系統(tǒng)采用全開放式、關(guān)系型、面向?qū)ο笙到y(tǒng)結(jié)構(gòu)，支持不同計算廠家的硬件在同一網(wǎng)絡(luò)中運行，并支持實時多任務(wù)，多用戶的操作系統(tǒng)。

　　主要用于污水廠的生產(chǎn)控制、運行操作、監(jiān)視管理。控制系統(tǒng)不**可靠的硬件設(shè)備，還應(yīng)有功能強大，運行可靠，界面友好的系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、編程軟件和控制軟件。

　　1.2系統(tǒng)可靠性的要求

　　控制系統(tǒng)在嚴格的工業(yè)環(huán)境下能夠長期、穩(wěn)定地運行。系統(tǒng)組件的設(shè)計符合真正的工業(yè)等級，滿足國內(nèi)、**的安全標準。并且易配置、易接線、易維護、隔離性好，結(jié)構(gòu)堅固，抗腐蝕，適應(yīng)較寬的溫度變化范圍。系統(tǒng)具備良好的電磁兼容性，支持I/O模板在系統(tǒng)運行過程中進行帶電熱插拔。能夠承受工業(yè)環(huán)境的嚴格要求。

　　1.3系統(tǒng)的**性

　　系統(tǒng)的設(shè)計以實現(xiàn)“現(xiàn)場無人職守，分站少人值班”為目的。設(shè)備裝置的啟、停及聯(lián)動運轉(zhuǎn)均可由**控制室遠程操縱與調(diào)度。

　　1.4系統(tǒng)的故障診斷

　　控制系統(tǒng)有一套完整的自診斷功能，可以在運行中自動地診斷出系統(tǒng)的任何一個部件是否出現(xiàn)故障，并且在監(jiān)控軟件中及時、準確地反映出故障狀態(tài)、故障時間、故障地點、及相關(guān)信息。在系統(tǒng)發(fā)生故障后，I/O的狀態(tài)應(yīng)返回到系統(tǒng)根據(jù)工藝要求預(yù)設(shè)置的狀態(tài)上。

　　1.5系統(tǒng)擴展性和兼容性

　　為了**該污水處理廠擴建或改造時滿足工廠的控制要求，控制系統(tǒng)具有較強擴展能力。

　　控制系統(tǒng)主要用于污水處理廠的生產(chǎn)控制、運行操作、監(jiān)視管理。不**可靠的硬件設(shè)備，還有功能強大，運行可靠，界面友好的系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、編程軟件和控制軟件。

　　監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)為面向?qū)ο蟮模瑢崟r式，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。操作系統(tǒng)和監(jiān)控軟件具有冗余和容錯及災(zāi)難性恢復(fù)等功能。

　　二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特點：

　　2.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　該污水處理廠自控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)控制方式。該控制系統(tǒng)共分為主控級(中控室)和現(xiàn)地控制層(分控站)。實現(xiàn)相應(yīng)控制層設(shè)備的監(jiān)視、操作、控制和網(wǎng)絡(luò)通訊連接。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下：

　　2.2 中控室

　　擬設(shè)于綜合樓內(nèi)。**控制室的監(jiān)控管理操作站系統(tǒng)完成全廠的自動控制。包括兩套互為熱備的監(jiān)控工作站、印機、UPS電源。**控制系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)，采用光纜與各現(xiàn)場控制PLC站連接。這兩套工作站為熱冗余配備，可以分別側(cè)重監(jiān)測或組態(tài)功能，故障時互為備用，具有靈活的運行方式。

　　為觀顯示全廠工藝過程全貌，方便管理，在中控制室設(shè)立了電動投影屏幕和投影儀，顯示全廠工藝流程圖和主要參數(shù)及設(shè)備運行狀態(tài)。

　　通過大容量的UPS 為**控制室的所有設(shè)備提供了高質(zhì)量的電源。

　　2.3分控站

　　每個分控站配置一套PLC控制柜。柜內(nèi)包括可編程序控制器、操作員界面HMI、24VDC電源裝置、冗余光纖交換機、電源防雷過電壓保護裝置、小型斷路器、接線端子、小型繼電器，安裝連接纜線和附件等。

　　根據(jù)污水廠工藝特點，構(gòu)筑物的布置和現(xiàn)場控制的分布情況，設(shè)置四個PLC現(xiàn)場子站，PLC現(xiàn)場子站選用可編程序控制器(PLC)，PLC為模塊化結(jié)構(gòu)，硬件配置較靈活，易于擴展，軟件編程方便。并且PLC子站與相應(yīng)的MCC置于同一地點，節(jié)省其間電纜。當中控室監(jiān)控工作站故障退出運行或通道故障使分控站控制單元和主控級監(jiān)控工作站通訊中斷時，各現(xiàn)地控制單元能獨立運行，進行控制和監(jiān)視，提高運行可靠性。

　　1#現(xiàn)場控制站位于污泥濃縮脫水機房內(nèi)。

　　負責監(jiān)控：粗格柵及進水泵房、細格柵及曝氣沉砂池、撇水池、污泥濃縮脫水機房。

　　控制對象為：1#、2#回轉(zhuǎn)式細格柵除污機;無軸螺旋壓榨機;桁車;吸砂機;中心傳動濃縮機10WF1、10WF2、10WF3軸流風機。

　　IO點數(shù)統(tǒng)計：數(shù)字量輸入DI：83;數(shù)字量輸出DO：34;模擬量輸入AI:17;模擬量輸出AO:1。

　　2#現(xiàn)場控制站位于鼓風機房及變配電間內(nèi)。

　　負責監(jiān)控：加藥間、鼓風機房和變配電間。

　　控制對象為：7GB2、7GB3、7GB5、7GB6鼓風機、7GV2、7GV3、7GV5、7GV6電動蝶閥;7ZF11、7ZF12、7ZF13、7ZF14、7ZF21、7ZF22、7ZF23、7ZF24、7ZF31、7ZF32、7ZF33、7ZF34軸流風機; 8WF1、8WF2、8WF3軸流風機; 2GV電動調(diào)節(jié)閥。

　　IO點數(shù)統(tǒng)計：數(shù)字量輸入DI：113;數(shù)字量輸出DO：40;模擬量輸入AI:8;模擬量輸出AO:6。

　　3#現(xiàn)場控制站位出水泵房內(nèi)。

　　負責監(jiān)控：**池、清水池、出水泵房。

　　控制對象為：1#、2#、3#、4#離心泵;6FM1、6FM2、6FM3軸流風機;12XHB1、12XHB2循環(huán)泵;12BJB1、12BJB2補水泵。

　　IO點數(shù)統(tǒng)計：數(shù)字量輸入DI：26;數(shù)字量輸出DO：9;模擬量輸入AI:10;模擬量輸出AO:0。

　　4#現(xiàn)場控制站位于A2/O+MBR池附屬建筑內(nèi)。

　　負責監(jiān)控：A2/O+MBR池。(此站控制系統(tǒng)供應(yīng)商已集成，具備以太網(wǎng)通訊接口，配置觸摸屏和不間斷電源。)

　　2.4 控制系統(tǒng)特點

　　2.4.1 由于控制設(shè)備的分布特點及控制的獨立性，采用現(xiàn)地元件層實現(xiàn)自動化儀表的數(shù)據(jù)采集，采用現(xiàn)地控制單元實現(xiàn)了相對獨立設(shè)備的本體控制;從而大大**了操作員工作站監(jiān)控操作站的負荷，有利于各級控制設(shè)備監(jiān)控功能的合理分配和利用;

　　2.4.2由于各現(xiàn)地控制單元相對獨立，并且能夠脫網(wǎng)獨立運行，特別是在集控層總線網(wǎng)絡(luò)癱瘓時，能夠**現(xiàn)地單元可靠地運行，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性;

　　2.4.3采用分層分布式控制方式，使得總線網(wǎng)絡(luò)的通訊負荷減少、通訊誤碼率大大降低，解決了數(shù)據(jù)通訊的瓶徑問題，同時使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更清晰、檢修維護更方便;

　　采用分層分布式控制方式，該控制系統(tǒng)具有更好的擴展性，若需對系統(tǒng)擴展，只要將接入相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)層中即可，不會影響到集控層網(wǎng)絡(luò)的運行和操作。

　　三、系統(tǒng)控制方式及功能描述：

　　3.1 系統(tǒng)控制方式：

　　現(xiàn)場手動模式：設(shè)備的現(xiàn)場控制箱或MCC 控制柜上的“就地/遠程”開關(guān)選擇“就地”方式時，通過現(xiàn)場控制箱或MCC 控制柜上的按鈕實現(xiàn)對設(shè)備的啟/停、開/關(guān)操作。

　　遙控模式：即遠程手動控制方式。現(xiàn)場控制箱或MCC 控制柜上的“就地/遠程” 開關(guān)選擇“遠程”方式時，操作人員通過操作面板或中控系統(tǒng)操作站的監(jiān)控畫面用鼠標器或鍵盤選擇“遙控”方式并對設(shè)備進行啟/停、開/關(guān)操作。

　　自動模式：現(xiàn)場控制箱或MCC 控制柜上的“就地/遠程”開關(guān)選擇“遠程”方式，且現(xiàn)場控制站的“自動/遙控”設(shè)定為“自動”方式時，設(shè)備的運行完全由各PLC 根據(jù)污水處理廠的工況及生產(chǎn)要求來完成對設(shè)備的運行或開/關(guān)控制，而不需要人工干預(yù)。

　　控制方式設(shè)計為：就地手動控制優(yōu)先，在此基礎(chǔ)上，設(shè)置遠程遙控和自動控制。控制級別由高到低為：現(xiàn)場手動控制、遙控控制、自動控制。

　　3.2主控級設(shè)備：

　　該污水處理廠自控系統(tǒng)主控工作作站接收全廠設(shè)備的運行狀況，同時也對現(xiàn)地控制設(shè)備發(fā)送各種控制命令。主控級工作站由兩套互為熱備的臺灣研華公司生產(chǎn)的IPC-610H型工控機作為主要控制設(shè)備，采用Microsoft公司的Windows XP 操作系統(tǒng)和德國西門子的自動化監(jiān)控組態(tài)軟件WINCC開發(fā)版工業(yè)組態(tài)軟件，完成數(shù)據(jù)的采集、設(shè)備的控制和監(jiān)視以及與各分控站的通訊功能等。

　　主控級設(shè)備功能:

　　3.2.1 數(shù)據(jù)采集

　　l 實時采集各個終端站傳送的各類數(shù)據(jù)和信號，通過在彩色監(jiān)視器(TFT)顯示總工藝流程圖，分段工藝流程圖，供電系統(tǒng)圖，工藝參數(shù)，電氣參數(shù)，電氣設(shè)備運行狀態(tài)等。

　　l 操作站以"人—機"對話方式指導操作，自動狀態(tài)下，可用鍵盤或鼠標器設(shè)定工藝參數(shù)、控制電氣設(shè)備。

　　3.2.2 數(shù)據(jù)處理

　　l 對來自各現(xiàn)地控制單元的實時數(shù)據(jù)和相關(guān)設(shè)備狀態(tài)信息進行數(shù)據(jù)校驗檢測;

　　l 實現(xiàn)系統(tǒng)的故障檢測和診斷功能，如總線網(wǎng)絡(luò)中途斷線、站的失電、站地址的沖突、模塊配置不對應(yīng)等常見故障;

　　l 匯總各現(xiàn)地控制單元的所有上送數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。

　　l 數(shù)據(jù)查詢功能：對系統(tǒng)中存儲的相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)能夠按照時間、時段、設(shè)備、報警等各種方式進行查詢;

　　l 數(shù)據(jù)檢測功能：對現(xiàn)地控制單元上送數(shù)據(jù)進行實時性、可靠性等驗證，**數(shù)據(jù)的正確性;

　　l 根據(jù)采集的實時數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的各類生產(chǎn)報表、形成歷史數(shù)據(jù)記錄、趨勢曲線記錄等;

　　l 完成語音報警等功能;

　　3.2.3 控制和監(jiān)視

　　l 實現(xiàn)全廠各個現(xiàn)地控制單元的實時監(jiān)視;

　　l 通過人機終端，實時顯示各現(xiàn)地控制單元的狀態(tài)信息和實時控制。

　　3.2.4 數(shù)據(jù)通訊

　　通過光纖總線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)主控級計算機與分控站PLC和智能通訊裝置的實時數(shù)據(jù)通訊;

　　3.2.5 畫面顯示

　　l 根據(jù)系統(tǒng)采集的各分控站控制單元設(shè)備的實時數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，實時刷新系統(tǒng)的相關(guān)畫面;

　　l 實時顯示系統(tǒng)的總工藝流程圖，分段工藝流程圖，供電系統(tǒng)圖，工藝參數(shù)，電氣參數(shù)，電氣設(shè)備運行狀態(tài)等;

　　l 系統(tǒng)畫面中設(shè)置導航畫面，通過導航畫面可方便實現(xiàn)畫面的快速切換;

　　l 在每個畫面設(shè)置畫面幫助，可為操作員提供快速操作幫助;

　　3.2.6 存儲和打印

　　實時記錄和存儲系統(tǒng)中各分控控制單元中相關(guān)設(shè)備的實時數(shù)據(jù)，并形成歷史數(shù)據(jù)文件。實時存儲和打印的數(shù)據(jù)主要有：

　　l 各類操作記錄;

　　l 各類事故和故障記錄;

　　l 各類報表記錄等。

　　3.2.7 事故、故障報警

　　l 系統(tǒng)可實現(xiàn)系統(tǒng)中各分控控制單元所有設(shè)備的事故、故障等的報警、記錄以及相應(yīng)的報警畫面彈出顯示、語音報警等功能，并且能夠按照報警發(fā)生的時間、次序、設(shè)備名稱、事故和故障名稱等等進行查詢等。

　　3.2.8 保護功能

　　系統(tǒng)具有多種安全設(shè)備、操作員操作權(quán)限設(shè)置、操作命令確認、操作口令確認、設(shè)備聯(lián)鎖等功能，可實現(xiàn)系統(tǒng)的安全、可靠、正常運行。

　　l 系統(tǒng)設(shè)置有操作員操作權(quán)限等級設(shè)置，可根據(jù)操作要求，進行相應(yīng)權(quán)限的登錄操作;

　　l 操作員在操作過程中設(shè)置有操作口令和操作命令確認，有效地避免了設(shè)備的誤動;

　　3.2.9 自診斷功能

　　系統(tǒng)能夠提供**的硬件和軟件自診斷功能，主要包括：

　　l 計算機硬件設(shè)備及接口設(shè)備的自檢;

　　l 系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)連接的自檢;

　　l 系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的自檢、故障提示等功能。

　　軟件

　　3.2.10 系統(tǒng)軟件

　　選用具有開放式軟件接口的實時多任務(wù)、多用戶系統(tǒng)的Microsoft Windows Xp中文版網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

　　3.2.11 數(shù)據(jù)庫軟件

　　采用實時分布式關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，通過對監(jiān)控對象的組態(tài)，實時監(jiān)測和控制各監(jiān)控對象，并自動生成操作記錄、遙信變位、事故記錄等實時數(shù)據(jù)。

　　歷史數(shù)據(jù)庫能夠通過DDL、DDE及OLE等與其它應(yīng)用軟件交換數(shù)據(jù)，并帶有標準的SQL接口和ODBC接口，為系統(tǒng)維護、管理提供技術(shù)基礎(chǔ)。

　　3.2.12 應(yīng)用軟件

　　包括工業(yè)實時監(jiān)控組態(tài)軟件、現(xiàn)場總線組態(tài)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、標準工業(yè)控制和專用水處理過程控制圖形庫等。工業(yè)實時監(jiān)控組態(tài)軟件配置有開發(fā)版(無限點)、運行版和監(jiān)控版。其主要功能是：

　　(1)運行監(jiān)控

　　采用圖控軟件組態(tài)設(shè)計中控室的運行監(jiān)控軟件，具有中文界面、操作提示和幫助系統(tǒng)。操作界面主要以流程圖方式表示，從總體流程圖直到每個單體的局部流程圖，在流程圖上顯示的設(shè)備，均可點擊進入該設(shè)備的進一步細節(jié)數(shù)據(jù)或?qū)ζ溥M行控制。工藝過程、運行數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)均以圖形方式直觀表示。運行參數(shù)和目標控制參數(shù)，可以點擊進入其屬性或進行設(shè)定修改。

　　(2)數(shù)據(jù)庫的生成及管理

　　提供整個監(jiān)控系統(tǒng)運行的各種數(shù)據(jù)參數(shù)、各機械電氣設(shè)備狀態(tài)、以及各接口設(shè)備狀態(tài)的實時數(shù)據(jù)庫及歷史數(shù)據(jù)庫，并能根據(jù)信息分類生成各種專用數(shù)據(jù)庫，且具有在線查詢、修改、處理、打印等數(shù)據(jù)庫管理軟件，可進行日常的操作及維護，同時還具有ODBC功能，與其它數(shù)據(jù)庫建立共享關(guān)系。

　　保存在內(nèi)存中的實時數(shù)據(jù)庫應(yīng)存貯由各種監(jiān)控對象的動態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)刷新周期應(yīng)可調(diào)，以**關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實時響應(yīng)速度。短期歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)能夠保存7天的實時數(shù)據(jù)和組合數(shù)據(jù)，并不斷地予與刷新(其數(shù)據(jù)來自于實時數(shù)據(jù)庫)。歷史數(shù)據(jù)庫中能夠存入各設(shè)備的運行參數(shù)、報警記錄、事故記錄、調(diào)度指令等。并具有存貯3年運行數(shù)據(jù)的能力。

　　(3)組態(tài)

　　通信組態(tài)：生成各種通信關(guān)系。明確節(jié)點間的通信關(guān)系，可實現(xiàn)現(xiàn)場儀表與PLC之間、PLC與監(jiān)控計算機之間，以及計算機與計算機之間的數(shù)據(jù)通信。

　　控制系統(tǒng)組態(tài)：生成各種控制回路。明確系統(tǒng)的控制功能，各控制回路組成結(jié)構(gòu)、控制方式與策略。

　　(4)圖形生成及查詢

　　應(yīng)用軟件具有強力而有效的圖形組態(tài)顯示功能。能畫出總平面圖、工藝流程圖、設(shè)備平立面布置圖、電氣主接線圖等。在確定監(jiān)控畫面后，可對監(jiān)控對象進行形象圖符設(shè)計、組態(tài)、連接、生成完整的實時監(jiān)控畫面，使用戶能夠在顯示器上查詢到各種監(jiān)控對象的動態(tài)信息及故障，其形式可以是圖像、報表、曲線、以及直方圖等，并在投影屏上有動態(tài)顯示數(shù)據(jù)。

　　同時，還具有友好的中文人機接口界面，采用圖形、圖標方式，使管理人員方便地使用鼠標器或鍵盤對系統(tǒng)進行管理、控制。通過監(jiān)控畫面的切換，進行數(shù)據(jù)查詢、狀態(tài)查詢、數(shù)據(jù)存貯、控制管理等各種操作。

　　(5)日常管理

　　日常的數(shù)據(jù)管理是對采集到的各種數(shù)據(jù)進行計算、處理、分類，自動生成各種數(shù)據(jù)庫及報表，供實時監(jiān)控、查詢、修改、打印，生成后的報表文件的修改或重組。

　　軟件系統(tǒng)的可靠性能夠**數(shù)據(jù)的**安全，防止對數(shù)據(jù)的非法訪問，特別是對原始數(shù)據(jù)的修改。按操作等級進行管理，一般情況下，至少設(shè)置三級操作級，即觀察級、控制操作級、維護即，每一級都設(shè)有訪問控制。

　　具有日常的網(wǎng)絡(luò)管理功能，維持整個局域網(wǎng)的運行，定時對各接口設(shè)備進行自檢、異常時發(fā)出報警信號。

　　(6)設(shè)備管理

　　對組成系統(tǒng)的所有硬件設(shè)備及運行狀態(tài)進行在線監(jiān)測及自診斷;對實時監(jiān)控的所有對象的運行狀態(tài)進行監(jiān)測及自診斷;對各類設(shè)備運行情況(如工作累計時間、**保養(yǎng)日起)進行在線監(jiān)控，并存入相應(yīng)文檔，以備維護保養(yǎng);對設(shè)備故障提出參考處理意見。

　　(7)能耗管理

　　軟件系統(tǒng)能夠?qū)ο到y(tǒng)的設(shè)備運行記錄及控制模式進行綜合考慮，使系統(tǒng)能在**的能耗下發(fā)揮**的效益。

　　(8)工控組態(tài)軟件

　　系統(tǒng)監(jiān)控組態(tài)軟件是一個精心設(shè)計開發(fā)的實時系統(tǒng)工作平臺。軟件本身及相關(guān)文檔均為中文版本，為**或國內(nèi)**組態(tài)軟件。具有全圖形化界面、全集成、面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方式，使得系統(tǒng)開發(fā)人員使用方便、簡單易學。功能覆蓋廣，軟件組合靈活，**性、內(nèi)在結(jié)構(gòu)和機制的**性應(yīng)該**用戶可快速開發(fā)出實用而有效的自動化監(jiān)控系統(tǒng)。

　　數(shù)據(jù)采集方面，同時支持多種PLC的通訊，如施耐德、西門子、AB等多家產(chǎn)品的數(shù)據(jù)通訊，具有很強的兼容性;支持同時采集各種PLC、儀表、變頻器、板卡、RTU等設(shè)備的數(shù)據(jù);支持電話撥號、電臺、GPRS、VPN等遠程多種通訊方式;具備相位采集功能。

　　工作站應(yīng)可對整個系統(tǒng)設(shè)置安全管理。支持使用用戶，權(quán)限，優(yōu)先級，安全區(qū)的方式為用戶提供安全驗證。

　　工作站監(jiān)控、組態(tài)必須的軟件均基于Windows XP操作系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)可以在各種語言版本的操作系統(tǒng)上運行，可以在畫面中同時使用漢字及其他多國文字和符號;具備全中文的開發(fā)和運行環(huán)境。

　　組態(tài)軟件能支持OPC標準，同時具備OPC Server和OPC Client功能，可以快速、可靠地與眾多不同生產(chǎn)商制造的硬件設(shè)備實現(xiàn)可靠的通訊。

　　支持變量的快速搜索，并且為方便用戶二次開發(fā)，組態(tài)軟件必須支持全中文變量名和函數(shù)名及結(jié)構(gòu)變量和引用變量;支持變量的批量生成、合并、導入、導出;支持自定義函數(shù)。

　　具備設(shè)備模型和圖形模型功能，通過設(shè)備模型快速創(chuàng)建變量和關(guān)于該變量的邏輯計算處理。通過圖形模型可以快速部署已經(jīng)制作好的圖形動畫.

　　支持類C語言等作為內(nèi)置編程語言，支持系統(tǒng)事件，變量改變事件，報警事件，熱鍵事件，條件事件，自定義函數(shù)、定時腳本和調(diào)度腳本等多種腳本類型，為用戶提供方便的開發(fā)平臺。

　　組態(tài)軟件支持各種運算函數(shù)，包括：事件驅(qū)動的算術(shù)和邏輯運算、邏輯關(guān)系運算、報警狀態(tài)處理、定時器、對數(shù)和指數(shù)運算、三角函數(shù)、按位運算、字符串處理、數(shù)制轉(zhuǎn)換、取平均值、**值、**小值、取中間值、記錄歷史值、統(tǒng)計操作次數(shù)和操作持續(xù)時間等功能在內(nèi)的統(tǒng)計運算。

　　軟件畫面支持在開發(fā)和運行時的無極縮放，畫面可以按比例縮放;支持圖層的操作，可以把不同的圖素分配到不同的圖層上去，進行開發(fā)和管理，圖層可以控制顯示和隱藏;支持GDI+，支持過渡色和透明色;

　　組態(tài)軟件具備多樣圖庫,含有污水處理工程基本圖庫元素，節(jié)省繪圖開發(fā)時間。采用項目樹使得程序生成靈活，程序組織清晰明了。Windows下的在線幫助功能;項目文件備份功能;工程支持口令保護;能支持Web Server 功能。遠程客戶可透過網(wǎng)絡(luò),配合服務(wù)器及瀏覽器取得與現(xiàn)場一致之運作畫面。

　　提供分布式報警,操作員可同時從多個遠程位置瀏覽及確認警報信息。

　　為滿足污水處理廠自控系統(tǒng)要求，實現(xiàn)軟件界面人性化、實物化、動態(tài)化，同時考慮其安全性、通用性及易擴展性，監(jiān)控軟件選用德國西門子的自動化監(jiān)控組態(tài)軟件WINCC。

　　自動化監(jiān)控軟件的基本技術(shù)要求如下：

　　·基于Windows Xp或vista平臺;

　　·基于實時的客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)及組件(COM)內(nèi)核;

　　·**支持ActiveX控件及控件安全容器技術(shù);

　　·內(nèi)置微軟標準編程語言,嵌入式Visual Basic for Application;

　　·支持OPC客戶及OPC服務(wù)器模式;

　　·標準SQL/ODBC接口, 易于與關(guān)系數(shù)據(jù)庫集成;

　　·豐富的圖符圖形工具，動畫向?qū)Вδ苕I可以預(yù)定義，標簽組編輯功能，給予時間和事件調(diào)度處理功能;

　　·報警和信息管理，報警過濾，和遠程報警管理;

　　·支持Windows Xp或vista用戶級安全系統(tǒng);

　　·支持SOA功能;

　　·圖表對象和趨勢顯示，歷史數(shù)據(jù)采集;

　　·有與上層管理信息系統(tǒng)接口，可以同時連接多種下位控制器，易于系統(tǒng)擴充。

　　a.監(jiān)控計算機軟件功能要求

　　·組態(tài)軟件

　　--通信組態(tài)：生成各種通信關(guān)系?？蓪崿F(xiàn)現(xiàn)場儀表與PLC之間、PLC與監(jiān)控計算機之間，以及計算機與計算機之間的數(shù)據(jù)通信。

　　--控制系統(tǒng)組態(tài)：生成各種控制回路。各控制回路組成結(jié)構(gòu)、控制方式與策略。

　　·維護軟件：對現(xiàn)場控制系統(tǒng)軟硬件的運行狀態(tài)進行監(jiān)視、故障診斷，以及軟件的測試維護等。

　　·仿真軟件：對控制系統(tǒng)的部件(通信節(jié)點、網(wǎng)段、功能模塊等)進行仿真運行?？蓪ο到y(tǒng)進行組態(tài)、調(diào)試、研究。

　　·設(shè)備管理軟件：對現(xiàn)場設(shè)備進行維護管理。配置專門的設(shè)備管理軟件。

　　·監(jiān)控軟件

　　--實時數(shù)據(jù)采集：將現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)送入計算機，并置入實時數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)位置。

　　--常規(guī)控制計算與數(shù)據(jù)處理：標準PID，積分分離，超前滯后，比例，一階、二階慣性濾波，高選、低選，輸出限位等

　　--優(yōu)化控制：根據(jù)數(shù)學模型,完成監(jiān)控層的各種**控制功能：**系統(tǒng)、預(yù)測控制、模糊控制等

　　--邏輯控制：時間程序控制，如完成開、停車的順序啟停過程。

　　--報警監(jiān)視：監(jiān)視生產(chǎn)過程的參數(shù)變化，并對信號越限進行相應(yīng)的處理，如聲光報警等。

　　--運行參數(shù)的畫面顯示：帶有實時數(shù)據(jù)的流程圖、棒圖顯示，歷史趨勢顯示等。

　　--報表輸出：生產(chǎn)報表的打印輸出。

　　--操作與參數(shù)修改：實現(xiàn)操作人員對生產(chǎn)過程的人工干預(yù)，修改給定值，控制參數(shù)、報警設(shè)定等。

　　·文件管理

　　--數(shù)據(jù)庫管理：在線與歷史數(shù)據(jù)管理、綜合利用、保存等。

　　--統(tǒng)計控制軟件：按照數(shù)理統(tǒng)計方法分析現(xiàn)場采集的工藝變量數(shù)據(jù)，監(jiān)視和評判系統(tǒng)的控制與運行狀態(tài)，指導操作人員**掌握生產(chǎn)情況，排除故障。以科學方法評估生產(chǎn)過程能力，指導系統(tǒng)改進。包括：在線與歷史數(shù)據(jù)預(yù)處理、各種統(tǒng)計控制圖、直方圖、事件觸發(fā)采樣、在線報警、過程能力分析、分析記錄等。

　　3.3 分控站設(shè)備：

　　污水處理廠自控系統(tǒng)分控站由四個PLC站等組成，每個控制站選用一套用德國西門子S7-300系列PLC，并配備一臺北京昆侖通態(tài)觸摸屏，實現(xiàn)全廠自控儀表及其他設(shè)備的監(jiān)視和控制，同時各分控站與主控級操作站進行數(shù)據(jù)交換，各分控站接收主控級操作站發(fā)來的各種控制命令，**終實現(xiàn)全廠所有設(shè)備的監(jiān)控，**了全廠設(shè)備安全、穩(wěn)定運行。

　　3.3.1 分控站設(shè)備控制功能：

　　按控制程序?qū)λ牴ざ蝺?nèi)的工藝過程、電氣設(shè)備進行自動控制，同時采集工藝參數(shù)及電氣設(shè)備運行狀態(tài)。

　　通過通信總線與**控制室的監(jiān)控管理系統(tǒng)進行通信。向監(jiān)控管理系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)，并接受監(jiān)控管理系統(tǒng)發(fā)出的部分開停機命令。

　　在操作屏上顯示所轄工段的工藝流程圖，工藝參數(shù)，電氣參數(shù)，及設(shè)備運行狀態(tài)。通過功能鍵盤設(shè)定工藝參數(shù)，控制電氣設(shè)備。

　　就地控制：在設(shè)備調(diào)試、維修階段提供現(xiàn)場操作的手段，在意外情況下可以以**快的方式進行現(xiàn)場緊急停車。

　　分站控制對象包括：粗格柵及進水泵房、細格柵間及曝氣沉砂池、A2/O+MBR生化池、紫外線**池、清水池、出水泵房、污泥撇水池、污泥濃縮脫水機房、鍋爐房。

　　粗格柵及進水泵房：

　　1、粗格柵

　　(1)功能：去除污水中較大懸浮物，并攔截直徑大于20mm的雜質(zhì)，**水泵正常運行。

　　(2)主要設(shè)備：旋轉(zhuǎn)式格柵2臺。

　　(3)運行方式：格柵采用自動控制。根據(jù)柵前柵后水位差或格柵工作周期(時間可調(diào))控制，柵格前后的液位差由PLC自動控制清污，同時設(shè)手動控制，格柵設(shè)工況指示和故障報警系統(tǒng)，與皮帶輸送機聯(lián)動工作、延時停機。柵渣通過帶輪的垃圾小斗車收集。

　　2、進水泵房

　　(1)功能：將污水一次提升至細格柵，以便后續(xù)構(gòu)筑物的正常運行。

　　(2)主要設(shè)備：近期配備潛污泵4臺，3用1備。

　　(3)運行方式：水泵自動控制運行，根據(jù)水位控制水泵輪流工作，設(shè)高、低水位報警系統(tǒng)和水泵工況指示及報警系統(tǒng)，低水位時全部水泵停機。

　　細格柵：

　　(1)功能：去除污水中較大漂浮物，并攔截直徑大于6mm的固體物，以**生物處理及污泥處理系統(tǒng)正常運行。

　　(2)、主要設(shè)備：設(shè)回轉(zhuǎn)式細格柵2臺;無軸螺旋壓榨機一臺。

　　(3)運行方式：格柵自動控制根據(jù)細格柵前后水位差或格柵工作周期(時間可調(diào))實現(xiàn)，細格柵前后的液位差由PLC自動控制清污動作，同時設(shè)手動控制。細格柵設(shè)置工況指示和故障報警系統(tǒng)。兩臺格柵共用一臺無軸螺旋壓榨機，將柵渣送至落渣斗，下滑至帶輪的垃圾小斗車中。

　　曝氣沉砂池：

　　(1)功能：去除污水中比重大于2.65，粒徑大于0.2mm的砂粒，保護后續(xù)水處理設(shè)備，防止管道淤塞。曝氣的功能是使附著在砂粒表面的污泥分離，使沉砂易于脫水，同時避免細小的有機懸浮物沉淀，**沉砂質(zhì)量。

　　(2)主要設(shè)備：一臺橋式單槽刮砂機(帶撇渣裝置);吸砂泵1臺。

　　(3)運行方式：橋式單槽刮砂機(帶撇渣裝置)連續(xù)運轉(zhuǎn)，吸砂泵按程序控制定時運轉(zhuǎn)，砂水分離器與吸砂泵同步運轉(zhuǎn)。

　　A2/O+MBR生化池：

　　該設(shè)備間控制系統(tǒng)已有廠家提供，此方案控制不于考慮，只需要廠家提供數(shù)據(jù)采集點即可。

　　紫外線**池：

　　(1)功能：進行尾水**，避免尾水中細菌對水體及水生物的影響。

　　(2)主要設(shè)備： 1套紫外線**模塊。

　　(3)運行方式：通過安裝在模塊前后的水位差儀器監(jiān)控紫外線模塊的安全運作。

　　清水池;

　　清水池設(shè)2座

　　(1) 功能：儲存并調(diào)節(jié)出水量。

　　出水泵房:

　　(1)功能：用于再生水提升至再生水用水點。

　　(2)主要設(shè)備：設(shè)臥式離心泵4臺(3用1備)，。

　　(3)運行方式：水泵自動控制運行，根據(jù)吸水井水位控制水泵工作，設(shè)高、低水位報警系統(tǒng)和水泵工況指示及報警系統(tǒng)，低水位時全部水泵停機。

　　鼓風機房及變配電間：

　　(1)功能：為A2/O+MBR池和曝氣沉砂池供氧，**生物系統(tǒng)正常運行。

　　(2)主要設(shè)備：

　　生化區(qū)供氧設(shè)備：羅茨鼓風機3臺(2用1備)變頻

　　膜區(qū)供氧設(shè)備：羅茨鼓風機3臺(2用1備)變頻

　　同時配套空氣過濾器和起重設(shè)備。

　　(3)運行控制：鼓風機通過生化區(qū)的DO及膜區(qū)的運行情況進行風量調(diào)節(jié)。加藥間：

　　(1)功能：在好氧區(qū)前端進行加藥除磷。

　　(2)主要設(shè)備：計量泵2臺，整套溶藥加藥設(shè)備，

　　(3)運行方式：根據(jù)實際出水水質(zhì)狀況手動控制運行。

　　污泥撇水池：

　　(1)功能：污泥撇水池用于調(diào)蓄剩余污泥，同時為了避免剩余污泥中的磷在厭氧條件下重新釋放，控制停留時間在4h以內(nèi)。

　　(2)主要設(shè)備：中心傳動濃縮機2臺。

　　(3)運行控制：與A2/O+MBR池排泥閥門及污泥脫水機協(xié)調(diào)運行。

　　污泥濃縮脫水機房：

　　(1)功能：對剩余污泥進行濃縮壓濾脫水，使污泥含水率降低到盡可能低的程度，以減少污泥體積并便于裝卸作業(yè)。

　　(2)主要設(shè)備：帶寬2.0m帶式濃縮脫水一體機2套;每臺脫水機配備污泥螺桿泵、加藥泵、沖洗泵1套，絮凝劑調(diào)配裝置共用1套。

　　(3)運行方式：與A2/O+MBR池排泥、剩余污泥泵及撇水池協(xié)調(diào)運行。鍋爐房：

　　(1)功能：污水廠建筑物室內(nèi)采暖。

　　(2)主要設(shè)備：循環(huán)水泵兩臺(一備一用)、補水泵兩臺(一備一用)。

　　(3)運行方式：采用變頻定壓補水。

　　3.4 網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備：

　　**控制室與各現(xiàn)場PLC控制站之間采用工業(yè)以太網(wǎng)通信方式，主干網(wǎng)通信速率為100Mbps，各連接站點通信速率為10/100Mbps自適應(yīng)，通信介質(zhì)為光纖，由于光纖為非導體的石英構(gòu)成，由雷電產(chǎn)生的電荷不會耦合至光纖上，從而增強通信網(wǎng)絡(luò)安全性能。光纖冗余交換機選用煙臺正維科技WISE6000系列交換機，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為冗余環(huán)網(wǎng)，以大大提高通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

　　WISE6000系列是一種工業(yè)級、非管型、冗余以太網(wǎng)交換機。其獨特的FAR-Ring冗余環(huán)網(wǎng)技術(shù)為您的以太網(wǎng)絡(luò)帶來智能冗余;標準的工業(yè)4級設(shè)計，能夠滿足各種工業(yè)現(xiàn)場的要求;所有器件選用工業(yè)級的器件，實現(xiàn)了較高的可靠性。采用業(yè)內(nèi)**的網(wǎng)絡(luò)方案，提供2.0G無阻塞交換帶寬。

　　特點：

　　WISE6000-2S(M)-6T-R ------8口即插即用冗余工業(yè)以太網(wǎng)交換機專為工業(yè)應(yīng)用設(shè)計，提供2個冗余光口和6個自適應(yīng)以太網(wǎng)電口，適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境，具備良好的電磁抗干擾性能。

　　特性：

　　-25℃～70℃的工作溫度

　　支持FAR-Ring環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議(自愈時間<50ms)

　　冗余雙直流電源輸入

　　電源故障，可由繼電器輸出報警

　　鋁制機箱**散熱，無風扇設(shè)計

　　IP40防護等級

　　DIN導軌式安裝方式

　　通過CE、FCC、國電**

　　產(chǎn)品規(guī)格：

　　端口：百兆光口：2個冗余100Base-F(X)光口

　　百兆電口：6個10/100Base-T(X)自適應(yīng)以太網(wǎng)接口(RJ45電口)

　　技術(shù)：IEEE802.3, 802.3u, 802.3x,存儲轉(zhuǎn)發(fā)處理方式

　　MAC地址表大?。?K

　　組網(wǎng)：環(huán)型、星型、鏈型、相切環(huán)網(wǎng)

　　線纜：雙絞線： 0～100米

　　多模光纖：0～5km，1310nm

　　單模光纖：0～20km/40km/80km，1310nm/1550nm

　　電源：輸入電壓：DC12/24/48V雙電源或DC/AC110V/220V單電源

　　產(chǎn)品功耗：<8W或12W(滿負荷)

　　環(huán)境：工作溫度：-25℃～70℃

　　存儲溫度：-40℃～80℃

　　相對濕度：5%～95% (無凝結(jié))

　　機械結(jié)構(gòu)：外殼：IP40保護標準，鋁制外殼

　　尺寸(WⅹHⅹD)：55.5mmⅹ138mmⅹ121.5mm

　　安裝方式：DIN導軌安裝

　　通過**：IEC61000-4-2防靜電(ESD)：±8KV接觸放電，±15KV空氣放電

　　IEC61000-4-3電磁場：10V/M(80-1000MHz)

　　IEC61000-4-4瞬時高壓(brust)：±4KV電源線，±4KV數(shù)據(jù)線

　　IEC61000-4-5浪涌電壓：±4KV(line/earth)，±4KV(line/line)電源線，±2KV數(shù)據(jù)線

　　IEC61000-4-6防傳導：10V(150KHz～80KHz