天水工業(yè)園區(qū)

污水處理廠自控系統(tǒng)

技

術(shù)

方

案

北京華聯(lián)電子科技發(fā)展

9月29

天水工業(yè)園區(qū)污水廠自控系統(tǒng)方案及相關(guān)技術(shù)說明

一、系統(tǒng)概述：

天水工業(yè)園區(qū)污水處理廠自控系統(tǒng)由PLC站和監(jiān)控操作站控制管理系統(tǒng)組

成自控系統(tǒng)和儀表檢測系統(tǒng)兩大部分組成。前者遵照“集中管理、分散控制、資

源共享”標(biāo)準(zhǔn)；后者遵照“工藝必需、優(yōu)異實(shí)用、維護(hù)簡便”標(biāo)準(zhǔn)。

為了滿足武威工業(yè)園區(qū)污水處理廠工程實(shí)現(xiàn)上述要求，必需確?？刂葡到y(tǒng)優(yōu)異

性和可靠性，才能確保本廠設(shè)備安全、正常、可靠運(yùn)行。

本方案本著質(zhì)量可靠、技術(shù)優(yōu)異、性價(jià)比高標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我企業(yè)在實(shí)施其它類似

項(xiàng)目中設(shè)計(jì)、實(shí)施和組織成功經(jīng)驗(yàn)，充足考慮技術(shù)進(jìn)步和系統(tǒng)擴(kuò)展，采取分層

分布式控制技術(shù)，發(fā)揮智能控制單元優(yōu)勢，降低并分散系統(tǒng)故障率，確保系統(tǒng)

較高可靠性、經(jīng)濟(jì)性和擴(kuò)展性，從而實(shí)現(xiàn)對各現(xiàn)場控制設(shè)備操作、控制、監(jiān)視

和數(shù)據(jù)通訊。

1.1系統(tǒng)基礎(chǔ)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2100Mbps,系統(tǒng)自適

應(yīng)恢復(fù)時(shí)間＜300ms,通訊距離（無中繼器）21Km,網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)要求使用可直埋

光纜，在出現(xiàn)故障時(shí)，可在線增加或刪除任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)，全部不會影響到其它

設(shè)備運(yùn)行和通訊。本系統(tǒng)采取優(yōu)異監(jiān)控操作站控制系統(tǒng)，即系統(tǒng)采取全開放式、

關(guān)系型、面向?qū)ο笙到y(tǒng)結(jié)構(gòu)，支持不一樣計(jì)算廠家硬件在同一網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行，并

支持實(shí)時(shí)多任務(wù)，多用戶操作系統(tǒng)。

關(guān)鍵用于污水廠生產(chǎn)控制、運(yùn)行操作、監(jiān)視管理。控制系統(tǒng)不僅有可靠硬件設(shè)

備，還應(yīng)有功效強(qiáng)大，運(yùn)行可靠，界面友好系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、編程軟件和

控制軟件。

1.2系統(tǒng)可靠性要求

控制系統(tǒng)在嚴(yán)格工業(yè)環(huán)境下能夠長久、穩(wěn)定地運(yùn)行。系統(tǒng)組件設(shè)計(jì)符合真正工

業(yè)等級，滿足中國、國際安全標(biāo)準(zhǔn)。而且易配置、易接線、易維護(hù)、隔離性好,

結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，抗腐蝕，適應(yīng)較寬溫度改變范圍。系統(tǒng)含有良好電磁兼容性，支持

I/O模板在系統(tǒng)運(yùn)行過程中進(jìn)行帶電熱插拔。能夠承受工業(yè)環(huán)境嚴(yán)格要求。

1.3系統(tǒng)優(yōu)異性

系統(tǒng)設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)“現(xiàn)場無人職守，分站少人值班”為目標(biāo)。設(shè)備裝置啟、停及

聯(lián)動運(yùn)轉(zhuǎn)均可由中央控制室遠(yuǎn)程操縱和調(diào)度。

1.4系統(tǒng)故障診療

2.2中控室

擬設(shè)于綜合樓內(nèi)。中央控制室監(jiān)控管理操作站系統(tǒng)完成全廠自動控制。包含

兩套互為熱備監(jiān)控工作站、印機(jī)、UPS電源。中央控制系統(tǒng)經(jīng)過工業(yè)以太網(wǎng)，采

取光纜和各現(xiàn)場控制PLC站連接。這兩套工作站為熱冗余配置，能夠分別側(cè)重監(jiān)

測或組態(tài)功效，故障時(shí)互為備用，含有靈活運(yùn)行方法。

為觀顯示全廠工藝過程全貌，方便管理，在中控制室設(shè)置了電動投影屏幕

和投影儀，顯示全廠工藝步驟圖和關(guān)鍵參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

經(jīng)過大容量UPS為中央控制室全部設(shè)備提供了高質(zhì)量電源。

2.3分控站

每個(gè)分控站配置一套PLC控制柜。柜內(nèi)包含可編程序控制器、操作員界面

HMb24VDC電源裝置、冗余光纖交換機(jī)、電源防雷過電壓保護(hù)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。

依據(jù)污水廠工藝特點(diǎn)，構(gòu)筑物部署和現(xiàn)場控制分布情況，設(shè)置I四個(gè)PLC現(xiàn)

場子站，PLC現(xiàn)場子站選擇可編程序控制器(PLC),PLC為模塊化結(jié)構(gòu)，硬件配

置較靈活，易丁擴(kuò)展，軟件編程方便。而且PLC子站和對應(yīng)MCC置丁同一地點(diǎn)，

節(jié)省其間電纜。當(dāng)中控室監(jiān)控工作站故障退出運(yùn)行或通道故障使分控站控制單元

和主控級監(jiān)控工作站通訊中止時(shí)，各現(xiàn)地控制單元能獨(dú)立運(yùn)行，進(jìn)行控制和監(jiān)

視，提升運(yùn)行可靠性。

1#現(xiàn)場控制站在污泥濃縮脫水機(jī)房內(nèi)。

負(fù)責(zé)監(jiān)控：粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵及曝氣沉砂池、撇水池、污泥濃縮脫

水機(jī)房。

控制對象為：1#、2#回轉(zhuǎn)式細(xì)格柵除污機(jī)；無軸螺旋壓榨機(jī)；桁車；吸砂機(jī);

中心傳動濃縮機(jī)10WF1.1OW1'2.10WF3軸流風(fēng)機(jī)。

10點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)：數(shù)字量輸入DI:83；數(shù)字量輸出D0:34；模擬量輸入AI:17；

模擬量輸出A0:1。

2#現(xiàn)場控制站在鼓風(fēng)機(jī)房及變配電間內(nèi)。

負(fù)責(zé)監(jiān)控：加藥間、鼓風(fēng)機(jī)房和變配電間。

控制對象為：7GB2、7GB3、7GB5、7GB6鼓風(fēng)機(jī)、7GV2、7GV3、7GV5、7GV6

電動蝶閥；7ZF1K7ZF12、7ZF13、7ZF14、7ZF2K7ZF22、7ZF23、7ZF24、7ZF31、

7ZF32、7ZF33、7ZF34軸流風(fēng)機(jī)；8WF1、8WF2、8WF3軸流風(fēng)機(jī)；2GV電動調(diào)整

閥。

10點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)：數(shù)字量輸入DI:113；數(shù)字量輸出D0:40；模擬量輸入AI:8；

模擬量輸出A0:6。

3#現(xiàn)場控制站位出水泵房內(nèi)。

負(fù)責(zé)監(jiān)控：消毒池、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(fēng)機(jī)；12XHB1、

12XHB2循環(huán)泵;12BJB1、12BJB2補(bǔ)水泵。

10點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)：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A0:0。

4#現(xiàn)場控制站在A2/0+MBR池隸屬建筑內(nèi)。

負(fù)責(zé)監(jiān)控：A2/0+MBR池。（此站控制系統(tǒng)供給商已集成，含有以太網(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(diǎn)

2.4.1因?yàn)榭刂圃O(shè)備分布特點(diǎn)及控制獨(dú)立性，采取現(xiàn)地元件層實(shí)現(xiàn)自動化儀表數(shù)

據(jù)采集，采取現(xiàn)地控制單元實(shí)現(xiàn)了相對獨(dú)立設(shè)備本體控制；從而大大減輕了操作

職員作站監(jiān)控操作站負(fù)荷，有利于各級控制設(shè)備監(jiān)控功效合理分配和利用；

2.4.2因?yàn)楦鳜F(xiàn)地控制單元相對獨(dú)立，而且能夠脫網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行，尤其是在集控層

總線網(wǎng)絡(luò)癱瘓時(shí)，能夠確保現(xiàn)地單元可靠地運(yùn)行，大大提升了控制系統(tǒng)可靠性；

2.4.3采取分層分布式控制方法，使得總線網(wǎng)絡(luò)通訊負(fù)荷降低、通訊誤碼率大大

降低，處理了數(shù)據(jù)通訊瓶徑問題，同時(shí)使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更清楚、檢修維護(hù)更方便；

采取分層分布式控制方法，該控制系統(tǒng)含有愈加好擴(kuò)展性，若需對系統(tǒng)擴(kuò)展，只

要將接入對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)層中即可，不會影響到集控層網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和操作。

三、系統(tǒng)控制方法及功效描述：

3.1系統(tǒng)控制方法：

現(xiàn)場手動模式：設(shè)備現(xiàn)場控制箱或MCC控制柜上“就地/遠(yuǎn)程”開關(guān)選擇“就

地”方法時(shí)，經(jīng)過現(xiàn)場控制箱或MCC控制柜上按鈕實(shí)現(xiàn)對設(shè)備啟/停、開/關(guān)操作。

遙控模式：即遠(yuǎn)程手動控制方法?，F(xiàn)場控制箱或MCC控制柜上“就地/遠(yuǎn)程”開

關(guān)選擇“遠(yuǎn)程”方法時(shí)，操作人員經(jīng)過操作面板或中控系統(tǒng)操作站監(jiān)控畫面用

鼠標(biāo)器或鍵盤選擇“遙控”方法并對設(shè)備進(jìn)行啟/停、開/關(guān)操作。

自動模式：現(xiàn)場控制箱或MCC控制柜上“就地/遠(yuǎn)程”開關(guān)選擇“遠(yuǎn)程”方法，且

現(xiàn)場控制站“自動/遙控”設(shè)定為“自動”方法時(shí)，設(shè)備運(yùn)行完全由各PLC依據(jù)

污水處理廠工況及生產(chǎn)要求來完成對設(shè)備運(yùn)行或開/關(guān)控制，而不需要人工干

預(yù)。

控制方法設(shè)計(jì)為：就地手動控制優(yōu)先，在此基礎(chǔ)上，設(shè)置遠(yuǎn)程遙控和自動控制。

控制等級由高到低為：現(xiàn)場手動控制、遙控控制、自動控制。

3.2主控級設(shè)備：

天水工業(yè)園區(qū)污水處理廠自控系統(tǒng)主控工作作站接收全廠設(shè)備運(yùn)行情況，司時(shí)

也對現(xiàn)地控制設(shè)備發(fā)送多種控制命令。主控級匚作站由兩套互為熱備臺灣研華企

業(yè)生產(chǎn)IPC-610H型工控機(jī)作為關(guān)鍵控制設(shè)備，采取Microsoft企業(yè)WindowsXP

操作系統(tǒng)和德國西門子自動化監(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)采集、設(shè)備控制和監(jiān)視和和各分控站通訊功效等。

主控級設(shè)備功效：

3.2.1數(shù)據(jù)采集

實(shí)時(shí)采集各個(gè)終端站傳送各類數(shù)據(jù)和信號，經(jīng)過在彩色監(jiān)視器(TFT)顯示總工藝

步驟圖，分段工藝步驟圖，供電系統(tǒng)圖，工藝參數(shù)，電氣參數(shù)，電氣設(shè)備運(yùn)行狀

態(tài)等。

操作站以“人一機(jī)”對話方法指導(dǎo)操作，自動狀態(tài)下，可用鍵盤或鼠標(biāo)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

?對來自各現(xiàn)地控制單元實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和相關(guān)設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)檢測；

?實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障檢測和診療功效，如總線網(wǎng)絡(luò)中途斷線、站失電、站地址汨突、

模塊配置不對應(yīng)等常見故障：

?匯總各現(xiàn)地控制單元全部上送數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。

?數(shù)據(jù)查詢功效：對系統(tǒng)中存放相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)能夠根據(jù)時(shí)間、時(shí)段、設(shè)備、報(bào)

警等多種方法進(jìn)行查詢；

?數(shù)據(jù)檢測功效：對現(xiàn)地控制單元上送數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)性、可靠性等驗(yàn)證，確保

數(shù)據(jù)正確性；

?依據(jù)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)生成對應(yīng)各類生產(chǎn)報(bào)表、形成歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、趨勢曲線統(tǒng)

計(jì)等；

?完成語音報(bào)警等功效；

3.2.3控制和監(jiān)視

?實(shí)現(xiàn)全廠各個(gè)現(xiàn)地控制單元實(shí)時(shí)監(jiān)視；

經(jīng)過人機(jī)終端，實(shí)時(shí)顯示各現(xiàn)地控制單元狀態(tài)信息和實(shí)時(shí)控制。

3.2.4數(shù)據(jù)通訊

經(jīng)過光纖總線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)主控級計(jì)算機(jī)和分控站PLC和智能通訊裝置實(shí)時(shí)數(shù)

據(jù)通訊；

3.2.5圓面顯示

?依據(jù)系統(tǒng)采集各分控站控制單元設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，實(shí)時(shí)刷新系統(tǒng)相

關(guān)畫面；

?實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)總工藝步驟圖，分段工藝步驟圖，供電系統(tǒng)圖，工藝參數(shù)，電

氣參數(shù)，電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等；

?系統(tǒng)畫面中設(shè)置導(dǎo)航畫面，經(jīng)過導(dǎo)航畫面可方便實(shí)現(xiàn)畫面快速切換；

在每個(gè)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存放和打印

?實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和存放系統(tǒng)中各分控控制單元中相關(guān)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并形成歷史數(shù)

據(jù)文件。實(shí)時(shí)存放和打印數(shù)據(jù)關(guān)鍵有：

?各類操作統(tǒng)計(jì)；

?各類事故和故障統(tǒng)計(jì)；

?各類報(bào)表統(tǒng)計(jì)等。

3.2.7事故、故障報(bào)警

系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各分控控制單元全部設(shè)備事故、故障等報(bào)警、統(tǒng)計(jì)和對應(yīng)報(bào)

警畫面彈出顯示、語音報(bào)警等功效，而且能夠根據(jù)報(bào)警發(fā)生時(shí)間、次序、設(shè)備

名稱、事故和故障名稱等等進(jìn)行查詢等。

3.2.8保護(hù)功效

?系統(tǒng)含有多個(gè)安全設(shè)備、操作員操作權(quán)限設(shè)置、操作命令確定、操作口令確

定、設(shè)備聯(lián)鎖等功效，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全、可靠、正常運(yùn)行。

?系統(tǒng)設(shè)置有操作員操作權(quán)限等級設(shè)置，可依據(jù)操作要求，進(jìn)行對應(yīng)權(quán)限登錄

操作；

操作員在操作過程中設(shè)置有操作口令和操作命令確定，有效地避免了設(shè)備誤

動；

3.2.9自診療功效

?系統(tǒng)能夠提供完善硬件和軟件自診療功效，關(guān)鍵包含：

?計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備及接口設(shè)備自檢；

?系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)連接自檢；

?系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備自檢、故障提醒等功效。

軟件

3.2.10系統(tǒng)軟件

選擇含有開放式軟件接口實(shí)時(shí)多任務(wù)、多用戶系統(tǒng)MicrosoftWindowsXp漢

字版網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

3.2.H數(shù)據(jù)庫軟件

采取實(shí)時(shí)分布式關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，經(jīng)過對監(jiān)控對象組態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制各監(jiān)

控對象，并自動生成操作統(tǒng)計(jì)、遙信變位、事故統(tǒng)計(jì)等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

歷史數(shù)據(jù)庫能夠經(jīng)過DDL、DDE及OLE等和其它應(yīng)用軟件交換數(shù)據(jù)，并帶有標(biāo)

準(zhǔn)SQL接口和ODBC接口，為系統(tǒng)維護(hù)、管理提供技術(shù)基礎(chǔ)。

3.2.12應(yīng)用軟件

包含工業(yè)實(shí)時(shí)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(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控

制和專用水處理過程控制圖形庫等。工業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)控組態(tài)軟件配置有開發(fā)版(無限

點(diǎn))、運(yùn)行版和監(jiān)控版。其關(guān)鍵功效是：

(1)運(yùn)行監(jiān)控

采取圖控軟件組態(tài)設(shè)計(jì)中控室運(yùn)行監(jiān)控軟件，含有漢字界面、操作提醒和幫

助系統(tǒng)。操作界面關(guān)鍵以步驟圖方法表示，從總體步驟圖直到每個(gè)單體局部步驟

圖，在步驟圖上顯示設(shè)備，均可點(diǎn)擊進(jìn)入該設(shè)備深入細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)或?qū)ζ溥M(jìn)行控制。

工藝過程、運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)均以圖形方法直觀表示。運(yùn)行參數(shù)和目標(biāo)控制參

數(shù)，能夠點(diǎn)擊進(jìn)入其屬性或進(jìn)行設(shè)定修改。

(2)數(shù)據(jù)庫生成及管理

提供整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行多種數(shù)據(jù)參數(shù)、各機(jī)械電氣設(shè)備狀態(tài)、和各接口設(shè)備

狀態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫及歷史數(shù)據(jù)庫，并能依據(jù)信息分類生成多種專用數(shù)據(jù)庫，且含有

在線查詢、修改、處理、打印等數(shù)據(jù)庫管理軟件，可進(jìn)行日常操作及維護(hù)，同時(shí)

還含有ODBC功效，和其它數(shù)據(jù)庫建立共享關(guān)系。

保留在內(nèi)存中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫應(yīng)存貯由多種監(jiān)控對象動態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)刷新周期

應(yīng)可調(diào)，以確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)響應(yīng)速度。短期歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)能夠保留7天實(shí)時(shí)數(shù)

據(jù)和組合數(shù)據(jù)，并不停地予和刷新(其數(shù)據(jù)來自于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫)。歷史數(shù)據(jù)庫中

能夠存入各設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警統(tǒng)計(jì)、事故統(tǒng)計(jì)、調(diào)度指令等。并含有存貯3

年運(yùn)行數(shù)據(jù)能力。

(3)組態(tài)

通信組態(tài)：生成多種通信關(guān)系。明確節(jié)點(diǎn)間通信關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場儀表和

PLC之間、PLC和監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間，和計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)通信。

控制系統(tǒng)組態(tài)：生成多種控制回路。明確系統(tǒng)控制功效，各控制回路組成結(jié)

構(gòu)、控制方法和策略。

(4)圖形生成及查詢

應(yīng)用軟件含有強(qiáng)力而有效圖形組態(tài)顯示功效。能畫出總平面圖、工藝步驟圖、

設(shè)備平立面部署圖、電氣主接線圖等。在確定監(jiān)控畫面后，可對監(jiān)控對象進(jìn)行形

象圖符設(shè)計(jì)、組態(tài)、連接、生成完整實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面，使用戶能夠在顯示器上查詢

到多種監(jiān)控對象動態(tài)信息及故障，其形式能夠是圖像、報(bào)表、曲線、和直方圖等,

并在投影屏上有動態(tài)顯示數(shù)據(jù)。

同時(shí)，還含有友好漢字人機(jī)接口界面，采取圖形、圖標(biāo)方法，使管理人員方

便地使用鼠標(biāo)器或鍵盤對系統(tǒng)進(jìn)行管理、控制。經(jīng)過監(jiān)控畫面切換，進(jìn)行數(shù)據(jù)查

詢、狀態(tài)查詢、數(shù)據(jù)存貯、控制管理等多種操作。

(5)日常管理

日常數(shù)據(jù)管理是走采集到多種數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、處理、分類，自動生成多種數(shù)

據(jù)庫及報(bào)表，供實(shí)時(shí)監(jiān)控、查詢、修改、打印，生成后報(bào)表文件修改或重組。

軟件系統(tǒng)可靠性能夠確保數(shù)據(jù)絕對安全，預(yù)防對數(shù)據(jù)非法訪問，尤其是對原

始數(shù)據(jù)修改。按操作等級進(jìn)行管理，通常情況下，最少設(shè)置三級操作級，即觀察

級、控制操作級、維護(hù)即，每一級全部設(shè)有訪問控制。

含有日常網(wǎng)絡(luò)管理功效，維持整個(gè)局域網(wǎng)運(yùn)行，定時(shí)對各接口設(shè)備進(jìn)行自

檢、異常時(shí)發(fā)出報(bào)警信號。

(6)設(shè)備管理

對組成系統(tǒng)全部硬件設(shè)備及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測及自診療；對實(shí)時(shí)監(jiān)控全

部對象運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測及自診療；對各類設(shè)備運(yùn)行情況(如工作累計(jì)時(shí)間、最

終保養(yǎng)日起)進(jìn)行在線監(jiān)控，并存入對應(yīng)文檔，以備維護(hù)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)設(shè)備運(yùn)行統(tǒng)計(jì)及控制模式進(jìn)行綜合考慮，使系統(tǒng)能在

最低能耗下發(fā)揮最大效益。

(8)工控組態(tài)軟件

系統(tǒng)監(jiān)控組態(tài)軟件是一個(gè)精心設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)時(shí)系統(tǒng)工作平臺。軟件本身及相關(guān)

文檔均為漢字版本，為國際或中國著名組態(tài)軟件。含有全圖形化界面、全集成、

面向?qū)ο箝_發(fā)方法，使得系統(tǒng)開發(fā)人員使用方便、簡單易學(xué)。功效覆蓋廣，軟件

組合靈活，高效性、內(nèi)在結(jié)構(gòu)和機(jī)制優(yōu)異性應(yīng)該確保用戶可快速開發(fā)出實(shí)用而有

效自動化監(jiān)控系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)采集方面，同時(shí)支持多個(gè)PLC通訊，如施耐德、西門子、AB等多家產(chǎn)

品數(shù)據(jù)通訊，含有很強(qiáng)兼容性；支持同時(shí)采集多種PLC、儀表、變頻器、板卡、

RTU等設(shè)備數(shù)據(jù)；支持電話撥號、電臺、GPRS、VPN等遠(yuǎn)程多個(gè)通訊方法；含

有相位采集功效。

工作站應(yīng)可對整個(gè)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)方法為用戶提供安全驗(yàn)證。

工作站監(jiān)控、組態(tài)必需軟件均基于WindowsXP操作系統(tǒng)。

系統(tǒng)能夠在多種語言版本操作系統(tǒng)上運(yùn)行，能夠在畫面中同時(shí)使用漢字及

其它多國文字和符號；含有全漢字開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境。

組態(tài)軟件能支持OPC標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)含有OPCServer和OPCClient功效，能夠

快速、可靠地和眾多不一樣生產(chǎn)商制造硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)可靠通訊。

支持變量快速搜索，而且為方便用戶二次開發(fā)，組態(tài)軟件必需支持全漢字變

量名和函數(shù)名及結(jié)構(gòu)變量和引用變量；支持變量批量生成、合并、導(dǎo)入、導(dǎo)出；

支持自定義函數(shù)。

含有設(shè)備模型和圖形模型功效，經(jīng)過設(shè)備模型快速創(chuàng)建變量和相關(guān)該變量

邏輯計(jì)算處理。經(jīng)過圖形模型能夠快速布署已經(jīng)制作好圖形動畫.

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(bào)警事

件，熱鍵事件，條件事件，自定義函數(shù)、定時(shí)腳本和調(diào)度腳本等多個(gè)腳本類型，為

用戶提供方便開發(fā)平臺。

組態(tài)軟件支持多種運(yùn)算函數(shù)，包含：事件驅(qū)動算術(shù)和邏輯運(yùn)算、邏輯關(guān)系運(yùn)

算、報(bào)警狀態(tài)處理、定時(shí)器、對數(shù)和指數(shù)運(yùn)算、三角函數(shù)、按位運(yùn)算、字符串處

理、數(shù)制轉(zhuǎn)換、取平均值、最大值、最小值、取中間值、統(tǒng)計(jì)歷史值、統(tǒng)計(jì)操作

次數(shù)和操作連續(xù)時(shí)間等功效在內(nèi)統(tǒng)計(jì)運(yùn)算。

軟件畫面支持在開發(fā)和運(yùn)行時(shí)無極縮放，畫面能夠按百分比縮放；支持圖層

操作，能夠把不一樣圖素分配到不一樣圖層上去，進(jìn)行開發(fā)和管理，圖層能夠控

制顯示和隱藏；支持GDI+,支持過渡色和透明色；

組態(tài)軟件含有多樣圖庫,含有污水處理工程基礎(chǔ)圖庫元素，節(jié)省繪圖開發(fā)時(shí)

間。采取項(xiàng)目樹使得程序生成靈活，程序組織清楚明了。Windows下在線幫助功

效；項(xiàng)目文件備份功效；工程支持口令保護(hù)；能支持WebServer功效。遠(yuǎn)程用

戶可透過網(wǎng)絡(luò)，配合服務(wù)器及瀏覽器取得和現(xiàn)場一致之運(yùn)作畫面。

提供分布式報(bào)警，操作員可同時(shí)從多個(gè)遠(yuǎn)程位置瀏覽及確定警報(bào)信息。

為滿足江南污水處理廠自控系統(tǒng)要求，實(shí)現(xiàn)軟件界面人性化、實(shí)物化、動態(tài)化，同

時(shí)考慮其安全性、通用性及易擴(kuò)展性，監(jiān)控軟件選擇德國西門子自動化監(jiān)控組態(tài)

軟件WINCCo

自動化監(jiān)控軟件基礎(chǔ)技術(shù)要求以下：

?基于WindowsXp或visla平臺；

?基于實(shí)時(shí)用戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)及組件（COM）內(nèi)核；

?全方面支持ActiveX控件及控件安全容器技術(shù)：

?內(nèi)置微軟標(biāo)準(zhǔn)編程語言,嵌入式VisualBasicforApplication；

?支持OPC用戶及OPC服務(wù)器模式；

?標(biāo)準(zhǔn)SQL/ODBC接口，易于和關(guān)系數(shù)據(jù)庫集成；

?豐富圖符圖形工具，動畫向?qū)ВπфI能夠預(yù)定義，標(biāo)簽組編輯功效，給時(shí)

間和事件調(diào)度處理功效；

?報(bào)警和信息管理，報(bào)警過濾，和遠(yuǎn)程報(bào)警管理；

?支持WindowsXp或vista用戶級安全系統(tǒng)；

?支持SOA功效；

?圖表對象和趨勢顯示，歷史數(shù)據(jù)采集；

?有和上層管理信息系統(tǒng)接口，能夠同時(shí)連接多個(gè)下位控制器，易于系統(tǒng)擴(kuò)

充。

a.監(jiān)控計(jì)算機(jī)軟件功效要求

?組態(tài)軟件

-通信組態(tài)：生成多種通信關(guān)系?？蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場儀表和PLC之間、PLC和監(jiān)控

計(jì)算機(jī)之間，和計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)通信。

-控制系統(tǒng)組態(tài)：生成多種控制回路。各控制回路組成結(jié)構(gòu)、控制方法和策

略。

?維護(hù)軟件：對現(xiàn)場控制系統(tǒng)軟硬件運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、故障診療，和軟件

測試維護(hù)等。

?仿真軟件：對控制系統(tǒng)部件（通信節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)段、功效模塊等）進(jìn)行仿真運(yùn)行。

可對系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)、調(diào)試、研究。

?設(shè)備管理軟件：對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理。配置專門設(shè)備管理軟件。

?監(jiān)控軟件

-實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集：將現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)，并置入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫對應(yīng)位

置。

--常規(guī)控制計(jì)算和數(shù)據(jù)處理:標(biāo)準(zhǔn)PID,積分分離，超前滯后，百分比，一階、

二階慣性濾波，高選、低選，輸出限位等

--優(yōu)化控制：依據(jù)數(shù)學(xué)模型，完成監(jiān)控層多種優(yōu)異控制功效：教授系統(tǒng)、估計(jì)

控制、模糊控制等

--邏輯控制：時(shí)間程序控制，如完成開、停車次序啟停過程。

--報(bào)警監(jiān)視：監(jiān)視生產(chǎn)過程參數(shù)改變，并對信號越限進(jìn)行對應(yīng)處理，如聲光

報(bào)警等。

-運(yùn)行參數(shù)畫面顯示：帶有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)步驟圖、棒圖顯示，歷史趨勢顯示等。

--報(bào)表輸出：生產(chǎn)報(bào)表打印輸出。

--操作和參數(shù)修改：實(shí)現(xiàn)操作人員對生產(chǎn)過程人工干預(yù)，修改給定值，控制

參數(shù)、報(bào)警設(shè)定等。

?文件管理

--數(shù)據(jù)庫管理：在線和歷史數(shù)據(jù)管理、綜合利用、保留等。

?一統(tǒng)計(jì)控制軟件：根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法分析現(xiàn)場采集工藝變量數(shù)據(jù)，監(jiān)視和評判系

統(tǒng)控制和運(yùn)行狀態(tài)，指導(dǎo)操作人員全方面掌握生產(chǎn)情況，排除故障。以科學(xué)方法

評定生產(chǎn)過程能力，指導(dǎo)系統(tǒng)改善。包含：在線和歷史數(shù)據(jù)預(yù)處理、多種統(tǒng)計(jì)控

制圖、直方圖、事件艙發(fā)采樣、在線報(bào)警、過程能力分析、分析統(tǒng)計(jì)等。

3.3分控站設(shè)備：

武威工、也園區(qū)污水處理廠自控系統(tǒng)分控站由四個(gè)PLC站等組成，每個(gè)控制

站選擇一套用德國西門子S7-300系列PLC,并配置一臺北京昆侖通態(tài)觸摸屏，實(shí)

現(xiàn)全廠自控儀表及其它設(shè)備監(jiān)視和控制，同時(shí)各分控站和主控級操作站進(jìn)行數(shù)

據(jù)交換，各分控站接收主控級操作站發(fā)來多種控制命令，最終實(shí)現(xiàn)全廠全部設(shè)備

監(jiān)控，確保了全廠設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3.1分控站設(shè)備控制功效：

按控制程序?qū)λ牴ざ蝺?nèi)工藝過程、電氣設(shè)備進(jìn)行自動控制，同時(shí)采集工藝

參數(shù)及電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

經(jīng)過通信總線和中央控制室監(jiān)控管理系統(tǒng)進(jìn)行通信。向監(jiān)控管理系統(tǒng)傳送數(shù)

據(jù)，并接收監(jiān)控管理系統(tǒng)發(fā)出部分開停機(jī)命令。

在操作屏上顯示所轄工段工藝步驟圖，工藝參數(shù)，電氣參數(shù)，及設(shè)備運(yùn)行

狀態(tài)。經(jīng)過功效鍵盤設(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)場操作手段，在意外情況下能夠

以最快方法進(jìn)行現(xiàn)場緊急停車。

分站控制對象包含：粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵間及曝氣沉砂池、

A2/0+MBR生化池、紫外線消毒池、清水池、出水泵房、污泥撇水池、污

泥濃縮脫水機(jī)房、鍋爐房。

粗格柵及進(jìn)水泵房：

1.粗格柵

(1)功效：去除污水中較大懸浮物，并攔截直徑大于20mm雜質(zhì)，確保水

泵正常運(yùn)行。

(2)關(guān)鍵設(shè)備：旋轉(zhuǎn)式格柵2臺。

(3)運(yùn)行方法：格柵采取自動控制。依據(jù)棚前柵后水位差或格柵工作周

期(時(shí)間可調(diào))控制，柵格前后液位差由PLC自動控制清污，同時(shí)設(shè)手動控

制，格柵設(shè)工況指示和故障報(bào)警系統(tǒng)，和皮帶輸送機(jī)聯(lián)動工作、延時(shí)停機(jī)。

柵渣經(jīng)過帶輪垃圾小斗車搜集。

2.進(jìn)水泵房

(1)功效：將污水一次提升至細(xì)格柵，方便后續(xù)構(gòu)筑物正常運(yùn)行。

(2)關(guān)鍵設(shè)備：近期配置潛污泵4臺，3用1備。

(3)運(yùn)行方法：水泵自動控制運(yùn)行，依據(jù)水位控制水泵輪番工作，設(shè)高、低水位

報(bào)警系統(tǒng)和水泵工況指示及報(bào)警系統(tǒng),低水位時(shí)全部水泵停機(jī)。

細(xì)格柵：

(1)功效：去除污水中較大漂浮物，并攔截直徑大于6mm固體物，以確

保生物處理及污泥處理系統(tǒng)正常運(yùn)行。

(2)、關(guān)鍵設(shè)備：設(shè)回轉(zhuǎn)式細(xì)格柵2臺；無軸螺旋壓榨機(jī)一臺。

(3)運(yùn)行方法：格柵自動控制依據(jù)細(xì)格柵前后水位差或格柵工作周期(時(shí)間可調(diào))

實(shí)現(xiàn)，細(xì)格柵前后液位差由PLC自動控制清污動作，同時(shí)設(shè)手動控制。細(xì)格柵設(shè)

置工況指示和故障報(bào)警系統(tǒng)。兩臺格柵共用一臺無軸螺旋壓榨機(jī)，將柵渣送至落

渣斗，下滑至帶輪垃圾小斗車中。

曝氣沉砂池：

(1)功效：去除污水中比重大于2.65,粒徑大于0.2mm砂粒，保護(hù)后續(xù)水

處理設(shè)備，預(yù)防管道淤塞。曝氣功效是使附著在砂粒表面污泥分離，使沉

砂易于脫水，同時(shí)避免細(xì)小有機(jī)懸浮物沉淀，確保沉砂質(zhì)量。

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

（3）運(yùn)行方法：橋式單槽刮砂機(jī)（帶撇渣裝置）連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，吸砂泵按程序控制

訂時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，砂水分離器和吸砂泵同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。

A2/O+MBR生化池：

該設(shè)備間控制系統(tǒng)已經(jīng)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(diǎn)即可。

紫外線消毒池：

（1）功效：進(jìn)行尾水消毒，避免尾水中細(xì)菌對水體及水生物影響。

（2）關(guān)鍵設(shè)備：1套紫外線消毒模塊。

（3）運(yùn)行方法：經(jīng)過安裝在模塊前后水位差儀器監(jiān)控紫外線模塊安全運(yùn)作。

清水池；

清水池設(shè)2座

功效：儲存并調(diào)整出水量。

出水泵房：

（1）功效：用于再生水提升至再生水用水點(diǎn)。

（2）關(guān)鍵設(shè)備：設(shè)臥式離心泵4臺（3用1備），。

（3）運(yùn)行方法：水泵自動控制運(yùn)行，依據(jù)吸水井水位控制水泵工作，設(shè)高、低水

位報(bào)警系統(tǒng)和水泵工況指示及報(bào)警系統(tǒng)，低水位時(shí)全部水泵停機(jī)。

鼓風(fēng)機(jī)房及變配電間：

（1）功效：為A2/0+MBR池和曝氣沉砂池供氧，確保生物系統(tǒng)正常運(yùn)行。

（2）關(guān)鍵設(shè)備：

生化區(qū)供氧設(shè)備：羅茨鼓風(fēng)機(jī)3臺（2用1各）變頻

膜區(qū)供氧設(shè)備：羅茨鼓風(fēng)機(jī)3臺（2用1備）變頻

同時(shí)配套空氣過濾器和起重設(shè)備。

（3）運(yùn)行控制：鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)過生化區(qū)DO及膜區(qū)運(yùn)行情況進(jìn)行風(fēng)量調(diào)整。加

藥間:

(1)功效：在好氧區(qū)前端進(jìn)行加藥除磷。

(2)關(guān)鍵設(shè)備：計(jì)量泵2臺，整套溶藥加藥設(shè)備，

(3)運(yùn)行方法：依據(jù)實(shí)際出水水質(zhì)情況手動控制運(yùn)行。

污泥撇水池：

(1)功效：污泥撇水池用于調(diào)蓄剩下污泥，同時(shí)為了避免剩下污泥中

磷在厭氧條件下重新釋放，控制停留時(shí)間在4h以內(nèi)。

(2)關(guān)鍵設(shè)備：中心傳動濃縮機(jī)2臺。

(3)運(yùn)行控制：和A2/O+MBR池排泥閥門及污泥脫水機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)行。

污泥濃縮脫水機(jī)房：

(1)功效：對剩下污泥進(jìn)行濃縮壓濾脫水，使污泥含水率降低到盡可

能低程度，以降低污泥體積并便于裝卸作業(yè)。

(2)關(guān)鍵設(shè)備：帶寬2.0m帶式濃縮脫水一體機(jī)2套；每臺脫水機(jī)配

置污泥螺桿泵、加藥泵、沖洗泵1套，絮凝劑調(diào)配裝置共用1套。

(3)運(yùn)行方法：和A2/O+MBR池排泥、剩下污泥泵及撇水池協(xié)調(diào)運(yùn)行。

鍋爐房：

(1)功效：污水廠建筑物室內(nèi)采暖。

(2)關(guān)鍵設(shè)備：循環(huán)水泵兩臺(一備一用)、補(bǔ)水泵兩臺

(一備一用)。

(3)運(yùn)行方法：采取變頻定壓補(bǔ)水。

3.4網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備：

中央控制室和各現(xiàn)場PLC控制站之間采取工業(yè)以太網(wǎng)通信方法，主干網(wǎng)通

信速率為100Mbps,各連接站點(diǎn)通信速率為10/100Mbps自適應(yīng)，通信介質(zhì)為光

纖，因?yàn)楣饫w為非導(dǎo)體石英組成，由雷電產(chǎn)生電荷不會耦合至光纖上，從而增強(qiáng)

通信網(wǎng)絡(luò)安全性能。光纖冗余交換機(jī)選擇煙臺正維科技WISE6000系列交換機(jī)，

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為冗余環(huán)網(wǎng)，以大大提升通信網(wǎng)絡(luò)可靠性。

WISE6000系列是?個(gè)工業(yè)級、非管型、冗余以太網(wǎng)交換機(jī)。其