TAPOCN 0006-2024 污水处理厂土建控制系统规范

ICS01.040.93CCSP00/09APOCN武汉光谷光电中小企业产业协会团体标准T/APOCN0006—2024污水处理厂土建控制系统规范2024-12-02发布 2024-12-09实施武汉光谷光电中小企业产业协会  发布T/APOCN0006T/APOCN0006—2024PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIII目录前言 III范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1污水处理厂土建控制系统 1控制站 1监控中心 1总体要求 1可靠性 1安全性 2可扩展性 2兼容性 2实时性 2硬件配置 3控制站硬件 3监控中心硬件 3传感器与仪表 3通信设备 4软件功能 5数据采集与处理 5控制功能 5报警功能 5历史数据存储与查询 5报表生成与打印 5人机界面（HMI）设计 5控制策略 5污水处理工艺控制策略 6设备联动控制策略 6节能控制策略 6通信与网络 6通信协议 6网络架构 6网络安全 6安装与调试 6安装要求 6调试步骤 7运行与维护 7运行管理 7维护保养 7故障处理 7技术培训 7附则 7前 言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由武汉光谷光电中小企业产业协会归口。本文件主要起草人：熊光明、李超、王霜T/APOCN0006T/APOCN0006—2024PAGEPAGE1污水处理厂土建控制系统规范范围本标准适用于新建、改建和扩建的污水处理厂土建控制系统的设计、建设、运行及维护管理。规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。GB50014室外排水设计规范GB50318城市排水工程规划规范GB12801生产过程安全卫生要求总则GB5005310kV及以下变电所设计规范GB50171电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范GB50311综合布线系统工程设计规范GB50204混凝土结构工程施工及验收规范GB50268给水排水管道工程施工及验收规范GB50334城镇污水处理厂工程质量验收规范GB/T20279信息安全技术网络和终端设备隔离部件安全技术要求GB/T31962污水排入城镇下水道水质标准GBZ1工业企业设计卫生标准GBZ2工作场所有害因素职业接触限值HJ/T91地表水和污水监测技术规范术语和定义下列术语和定义适用于本文件。污水处理厂土建控制系统控制站监控中心对污水处理厂整体运行情况进行集中监视、控制和管理的场所，可实现远程操作、数据分析等功能。总体要求可靠性土建控制系统应具备高可靠性，以保障污水处理厂能够在连续运行过程中稳定、高效地工作。备出现故障时，系统仍能维持正常运行，最大程度降低故障对污水处理工艺的影响。控制系统的平均无故障时间（MTBF）应满足污水处理厂的运行要求，对于不同规模和重要性程4（MTTR）应MTTR4安全性应建立全面且严密的安全防护体系，从物理安全、网络安全、数据安全以及操作安全等多方面入手，防止未经授权的访问、操作对控制系统造成破坏或影响污水处理厂的正常运行。数据安全保障至关重要，应具备完善的数据备份与恢复机制。定期对重要数据进行备份，备份操作安全层面，应设置严格的用户权限管理系统，根据不同岗位和职责划分用户权限级别，确可扩展性控制系统应采用模块化、开放式的设计理念，具备良好的可扩展性，以适应污水处理厂未来的改造、扩建需求以及技术更新换代。在软件方面，控制系统软件应支持插件式或模块化的功能扩展方式，能够轻松集成新的控制算兼容性应确保与污水处理厂内现有的及可能采用的各类设备、仪表、通信协议等具有广泛且良好的兼容性，实现系统间的无缝对接。对于设备和仪表，控制系统应能兼容不同厂家、不同型号的产品，只要其符合污水处理工艺相关的技术规范和性能要求。在信号采集和控制方面，应能准确识别和处理各类模拟量（如电压、电流、温度、压力等）和数字量（如开关状态、脉冲信号等）信号。ModbusProfibusEthernet/IP实时性能够实时采集、处理和传输污水处理厂内各监测点的数据，确保控制指令的下达及时准确，以满足污水处理工艺对控制时效性的严格要求。在数据采集环节，传感器和仪表应具备快速响应能力，能够在短时间内将监测到的数据准确无从控制站到监控中心以及各控制设备之间的通信链路应具备高速、稳定的传输能力，确保数据300100硬件配置控制站硬件30监控中心硬件监控中心应配置高性能的服务器，用于存储、处理和分析污水处理厂的运行数据，服务器的配置应根据污水处理厂的规模和数据量确定。配备多台监控工作站，供操作人员进行实时监控、操作控制等，工作站应具备良好的图形显示能力和人机交互界面。设置大屏幕显示系统，用于集中展示污水处理厂的关键运行参数、工艺流程等信息，方便管理人员进行全局把控。传感器与仪表水质监测仪COD5mg/L，氨氮监测仪的测量精度应达到±5mg/L特殊水质指标监测仪：针对污水处理厂可能涉及的特殊水质处理工艺或特定排放要求，可按（（如多环芳液位计流量计1压力计安装与维护要求传感器与仪表的安装位置应根据其测量原理和污水处理厂的工艺流程进行科学合理确定。安定期对传感器与仪表进行维护保养，包括清洁设备表面、检查接线是否松动、校准测量参数通信设备选型依据工业以太网交换机光纤收发器（单模或多模无线通信模块以及数据传输速率要求进行选型。例如，对于近距离且数据传输速率要求不高的区域，可选用ZigBee或蓝牙等低功耗无线通信技术的模块；对于中远距离且需要较高数据传输速率的区域，可选用Wi-Fi、LoRa或4G/5G等无线通信技术的模块。所选无线通信模块应具备良好的抗干扰能力，能够在污水处理厂存在电磁干扰、建筑物遮挡等复杂环境下稳定传输数据。通信线路敷设有线通信线路（如网线、光纤等）的敷设应遵循安全、规范、整齐的原则。线路应尽量沿建筑物、管道等固定设施敷设，避免与动力线路平行敷设，以防电磁干扰。敷设过程中应采取必要的防护措施，通信设备维护软件功能数据采集与处理（对采集到的数据进行滤波、转换、校验等处理，去除异常数据，提高数据质量，确保数据的准确性和可用性。控制功能具备多种控制模式，如手动控制、自动控制、远程控制等，以满足不同工况下的操作需求。（根据污水处理工艺的设定参数和实时监测数据进行合理的控制操作。报警功能建立完善的报警机制，当监测到设备故障、工艺参数异常等情况时，能够及时发出声光报警信号，并在监控界面上明确显示报警信息，包括报警位置、报警原因、报警时间等。可设置不同级别的报警，以便操作人员根据报警级别采取相应的处理措施。历史数据存储与查询提供方便快捷的历史数据查询功能，操作人员可根据时间、设备名称、参数名称等条件进行数据查询，查询结果应能以图表、报表等形式直观呈现。报表生成与打印能够根据用户需求生成各类报表，如日报表、月报表、年报表等，报表内容应涵盖污水处理厂的关键运行参数、设备运行状态、能耗情况等。具备报表打印功能，方便管理人员进行纸质资料存档。人机界面（HMI）设计设计友好、直观的人机界面，通过图形、图表、文字等多种形式展示污水处理厂的工艺流程、设备状态、运行参数等信息。操作人员可通过人机界面方便地进行设备操作、参数设置、报警查询等活动，界面操作应简单便捷，符合人体工程学原理。控制策略污水处理工艺控制策略根据污水处理厂采用的具体工艺（如活性污泥法、生物膜法等），制定相应的控制策略，如进水流量控制、曝气控制、污泥回流控制等。进水流量控制应根据污水处理厂的设计处理能力和实际运行情况，合理调节进水阀门开度或进水泵的运行频率，确保进水流量稳定且符合工艺要求。曝气控制应结合水质监测数据（如溶解氧含量），通过调节曝气设备的运行功率或曝气时间，维持合适的溶解氧浓度，满足微生物代谢对氧气的需求。污泥回流控制应根据污泥沉降性能、污泥浓度等指标，合理调节污泥回流泵的运行频率，保证污泥在污水处理系统中的合理循环。设备联动控制策略建立设备联动控制机制，实现不同设备之间的协同工作。例如，当进水流量增加时，相应地增加曝气设备和污泥回流设备的运行负荷，以维持污水处理工艺的平衡。设备联动控制应考虑设备的启动顺序、停止顺序以及运行过程中的相互配合关系，避免设备之间的冲突和故障。节能控制策略采用节能控制技术，如变频调速技术应用于水泵、风机等设备，根据实际运行需求动态调节设备的运行频率，降低能耗。在满足污水处理工艺要求的基础上，合理安排设备的运行时间和运行模式，如采用间歇运行方式代替连续运行方式，实现节能减排目标通信与网络通信协议Modbus、Profibus、Ethernet/IP在系统内部，应采用统一的通信协议进行数据传输，确保数据的一致性和兼容性。网络架构采用分层分布式网络架构，一般可分为设备层、控制层和管理层。设备层主要由各类传感器、网络应具备冗余设计，如采用双环以太网结构或冗余交换机等，提高网络的可靠性和抗干扰能力。网络安全建立网络安全防护体系，包括防火墙设置、入侵检测系统安装、用户认证与授权等措施，防止网络攻击、恶意入侵等对控制系统造成破坏。对网络通信数据进行加密处理，确保数据在传输过程中的保密性和完整性。安装与调试安装要求控制站、监控中心等硬件设备应安装在环境条件适宜的场所，避免潮湿、高温、粉尘等恶劣环境对设备造成损害。传感器与仪表应按照其安装说明书的