建筑工程管理武当山污水处理系统工程

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（建筑工程管理）武当山污

水处理系统工程

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武当山污水处理系统工程

计算机自控系统方案

设计目的二

本自控系统适用于湖北十堰市武当山废水处理系统工程项目，设

备控制系

遵循《湖北十堰市武当山废水处理工程安装及设备技术条件》的要求，

达到设备自动运行、上位机监控参数、简化设备操作的功能，使设备

更稳定安全的运行。

工程采用水解一AICS处理工艺。其具体流程为：污水首先分别经

过粗格栅去除粗大杂物，接着污水进入泵房及集水井，经龛提升后流

经细格栅和沉砂池，然后进入水解池，。水解池出水自流入AICS进行

好氧处理，出水达标提升排入河流。AICS反应器为改进SBR的壹种。其

工艺流程如下图1所示：

二.设计范围及内容;

1.本工程范围包括:废水处理计算机自动控制系统和电气系统的设

计、制作、安装、调试、培训、验收等工作。电气系统的接口为

对方提供的电源进线柜（电压等级AC380V）«

2.包括自控系统的详细设计、电气元器件的采购、运输、安装，应

用软件的编制及调试，控制柜（含PLC柜、远程I/O柜、操作台等）

的安装和连接、调试、培训、验收。

3.废水处理工程项目控制系统是采用集中监视、远程和就地控制的

模式。全车间设电气集中控制室，现场控制箱分散各设备旁。PLC

负责采集现场实时数据、根据工艺调度要求控制现场设备,如泵、

阀等。在控制室设有工业计算机和设在控制室的PLC通过以态网

连接，用来显示整个工艺流程、主要数据和设备状态及实现远程控

制要求。

4.根据工艺条件，本系统主要是根据各水箱的液位、PH、浊度等信

号，控制整个系统动力设备的全自动运行，主要是泵、阀设备的控

制。也就是说系统是壹个以开关量控制为主的系统;所以本控制采用

可编程逻辑控制器(PLC)同时完成电器和仪表的自动控制。控制系统

不仅完成对工艺系统的监控，仍要对电机、电动阀门的监控。

5.整个废水处理控制系统采用可编程控制器(PLC)进行数据采集和

系统控制，控制系统应对整个工艺系统进行集中监视、管理、

自动顺序控制以及壹些其他控制，且可实现远方手动操作。

6.各个系统单元的故障报警和壹些重要设备的运行状态、过程参数

应送PLCo

7.按照国家、行业和业主所提供要求，进行电气设备的安装。

三.设计标准及规范二

本系统主要设计标准和规范：

L供配电系统设计规范,参照GB50092-95;

2.低压配电设计规范，参照GB50054-95;

3.通用用电设备配电设计规范，参照GB50055-93;

4.电力装置的电测量仪表装置设计规范，参照GBJ63-90;

5.化工自控设计规定，参照HG20500;

6.自动仪表工程施工及验收规范，参照GB50093-2002;

7.电力工程电缆设计规范，参照GB50217-1994;

8.工业自动化仪表盘、柜、台、箱设计技术规程，参照GB7353-1999;

9.气动仪表管路连接安装设计技术规程，参照

HG-T21581-1995(HK11);

备注:除之上设计标准和规范外控制设备、测量仪表和电气设备的设

计、安装符合有关规定和标准。

四.设计原则二

废水处理电气自动化控制系统依据环保专业工程师所提及的工艺

要求及相应的国家和行业标准进行;必须保证工艺参数控制准确，

调整方便，工艺设备及动力装置运行安全、稳定、可靠。

电气控制系统能实现工艺参数控制，包括压力、浊度、PH、电导、

流量、液位等；电气控制系统元件充分考虑防火、防爆、防潮、高温、

防腐等特殊环境要求；电器元件彩灵敏可靠,质量优异,性价比高的产

品O

安全可靠、技术先进、性能价格比高、操作简便、易于维护、系

统开放易于升级是我们设计、制造追求的目标。

1.设计应符合经济的要求：设计中壹方面尽可能采用先进优质

的产品，同时考虑合理配制来降低工程建设和运行成本；另

壹方面必须保证在工程建成投入使用后，取得最大的经济效

益和社会效益以及使用效果；

2.设计技术先进和合理性:设计中必须根据生产的需要，在经济

合理的原则下，采用先进技术。在机械化、自动化及仪表化程

度方面,根据用户需求和工程需要妥善确定；

3.确保废水处理设施具有较大的灵活性和调节余地，以适应水

质、水量变化；

4.废水处理过程尽量简单，达到管理方便的目的。同时采用合

理的自动化控制和仪表监控系统，达到其先进性；

5.尽量减少工程投资及占地面积，降低运行费用，且严格控制二

次污染发生处理设计原则。

6.废水处理站工艺控制较复杂，为俣证系统运行控制可靠、灵

活、管理方便。该废水处理站设集中控制间，在控制间内设

置的电控柜，根据需要设置现场控制柜、操作台，低压控制元

件集中设置在电控柜内，柜面设有电流电压表及控制旋钮和

人机界面,显示各用电设备的工作状况,在现场能够进行手动控

制和自动控制的转换。控制系统采用可编程序控制器(PLC)

及上位计算机监控系统对废水处理站用电设备实现自动控制，

且实现对下位实时级的数据采集、数据处理、数据图形界面

显示及控制等操作最终达到提高管理水平、工作效率的目的，

保证废水预处理及水深度处理站的用电设备安全可靠的运行。

五.配电室和自控室(包含机控室)环境要求二

1.配电室:环境温度0~45℃,湿度10~75%,大气压86~106KPa,尘

埃＜5mg/m3,空气中无腐蚀性气体、无大量油雾、照明良好。

2.自控室：参照HG/T20508-2000规范要求执行，如：温度22+/-2

℃，湿度50%+/-10%,大气压不低于25Pa,大气流速不低于

0.3m/s,尘埃＜0.3mg/m3,电磁干扰＜400A/m,机控室宜使用防

静电地板，空气中无腐蚀性气体、无大量油雾、照明良好。控

制室内应按需要设置不同用途的电话。

六.自动化控制系统设计和介绍：

L设计依据

本项目自控初步设计是依据工艺设计图条件进行的。

2.设计范围

根据本工程的工艺流程，除去设备成套所带的控制设备,本设计控

制系统包括了现场计算机、PLC控制系统等设备。

2.1系统结构

本方案控制系统采用分布式I/O系统结构。整个网络系统共分为3

层:监控层、主控制站、现场就地操作控制站。

结合该项目工艺设备分布特性，其控制系统采用分布式T/0系统结

构。整个网络系统共分为3层:监控层、主控制站、现场就地操作控

制站。在工艺设备现场设置有仪表阀门控制箱,且将其各低压配电控

制柜(包括低压开关柜、软启动动力控制柜)的控制信号，以硬接线

方式将其各路信号传输给中央控制室内的PLC,而PLC选用所有硬件

PLC是德国西门子(S7-300)的标准产品，完全符合UL、CUL、CE等安

规标准,监控计算机(壹台)和PLC机柜分别转置于电气控制室(MCP),

上位机组态软件采用和以太网交换机通讯。各工艺软件

Wincc6.0产品，和PLC程序自动控制;加药系统根据流量比例及水

质跟踪自动加药；

主控制站负责数据的采集、数据运算、连接上位机、连接分布式I/O

控制柜及现场PLC站、实时控制等。所有的模块均采用DIN标准

导轨；背板总线集成在模块上，模块间通过息线连接器相连，总连

接器插在机壳的背后。本控制系统主要由CPU、电源模块、信号模

块等几部分组成。

监控层负责数据的采集和分析、记录、保存、打印等。

若自控系统有故障暂不能投运，也能够通过现场设置的就地仪表

阀门控制箱和泵旁操作箱及在线控制箱或操作箱的“程控/手动”

选择开关置于“手动”位时，设备即汇就地操作，不受PLC控制

系统的任何约束。因此，当PLC控制系统异常时，可采用此操用模式

操用工艺设备，保证工艺系统的正常制水。

当PLC控制系统无异常时,，建议将设备就地的“程控/手动”选择

开关置于“程控”位，此时设备受PLC系统控制。在上位机上可

见到各设备的“程控/手动”状态。设备“程控”位是设备受控的

最基本条件，是后续高级程序方式的基础。

2.2PLC模块介绍

中央处理单元CPU:CPU主要承担系统的信号处理、控制运算和上

位及其他单元的通讯等任务。本方案选用的高性能CPU具有较大

的数据和程序存储容量，高速的指令处理系统,强大的浮点运算功

能以及智能诊断功能。

PLC电源可提供24V直流电源;既可对I./0模板供电，也可对现场

二线制变送器供电。

信号模块:信号模块负责现场信号的采集和控制输出。信号模块包

括以下四种：8通道模拟量输入单元;4通道模拟输出单元;32点数

字量输入单兀;32通道数字输出量单兀。其中模拟量输入、输出单兀

各通道均采用光电隔离,能够保证信号输入、输出的可靠性和稳定

性。

高性能的CPU、分布式I/O体系结构能够确保系统安全、快速、稳定、

可靠的运行。

2.3软件介绍

本方案应用软件系统由西门子X公司的STEP7编程软件和Wince

监控软件组成。它们既能够独立运行，也可组成壹个全集成的自

动化系统，为用户通过统壹的开发和运行环境。通过该软件，能

够创建将控制、通讯、监测、操作、诊断集成在壹起的应用软件

且且允许用户在线组态监控系统、修改控制程序。

在系统不停止运行的情况下，即能够很容易地进行在线整定、程序

修改，以迅速适应变化的需要。同时仍能够实现图形组态、历史趋

势显示、实时跟踪显示、消息报警以及数据打印等各种管理功能。

在上位机可实现对现场控制设备（包括各类泵、阀门）的手/自动控

制功能。

编程软件的主要功能：

硬件组态,参数设定；

建立通讯；

编程(梯形图、语句表、功能块等)

调试，在线监控，强制输入、输出

文件、文档处理

操作、诊断

2.4PLC功能

时钟及日历

中继传输、闭锁中继,作为输出和内部中继

转移接触:延时,非延时,单步,保持,非保持

记数器:上,下保持,非保持

数据运算:加、减、乘、除，三角运算,平方根

各数字系统之间的换算

逻辑运算功能，和、或、非

定时器和磁鼓开关逻辑、前移、后移或直接在任壹步上定

位

移位寄存器、先进先出或后进后出寄存器

数据对比

数据转移

中断进入子程序

人工强制、非强制、输入、输出或内部中断、改变寄存器

值

比例、积分、微分、差值控制功能(PID)

2.5系统的运行方式

本控制系统有四种运行方式供用户选择,即：（1）全自动控制；（2）半

自动控制；（3）手动控制；（4）软手动控制.

用户选择运行方式可通过现场控制柜或中央控制室控制柜上的按钮

开关或控制系统上的模拟转换开关进行.系统设定现场控制柜上

操作按钮的优先级最高，控制系统的优先级高于中央控制柜上的

按钮开关的优先级.

2.5.1全自动控制

当系统处于全自动控制方式时,控制系统将按照工艺的要求，自动完

成各工艺设备的运行,无需要人工的干预。在自动状态下能自动完

成污水处理的全部流程。在此控制方式下,所有的现场或中控室的

操作按钮全部无效。

2.5.2半自动控制

当系统处于半自动控制方式时.，能够要求某个工艺设备进行全自动

方式

而别的处于手动控制方式,且二者之间不会相互影响。这样当某个

工艺设备

有故障时,我们能够将其设定为手动控制，而别的仍处于自动控制。

2.5.3手动控制

手动控制是就地手动，只要将系统设为手动方式,我们只要按就地

控制柜上的“启动”“停止”按钮，就能够对该工艺设备进行单步

的手动控制。手动控制主要用于设备的调试和检修。

系统对每壹个工艺泵设壹组自动和手动控制的转换按钮和现场操

作控制柜。

设备的手动操作优先级最高。当设备就地的“程控/手动”选择开

关置于“手动”位时，设备即可就地操作，不受PLC控制系统的任何

约束。当PLC控制系统异常时，可采用此操作模式操作工艺设备，保

证工艺系统的正常制水。当PLC控制系统正常时,建议将设备就地

的“程控/手动”选择开关置于“程控”位，此时设备受PLC系统控

制。在上位机上可见到各设备的“程控/手动”状态。设备“程控”是

设备受控的最基本条件，是后续高级程控方式的基础。

2.5.3手动控制

软手动控制是指通过上位机进行手动控制的壹种工作方式，当系统处

于软手动工作方式时,可直接通过触摸屏或上位机的键盘或鼠标直

接对某个工艺的开关状态进行控制。即，在设备的PLC程序控制各

模式中，“软手操”控制优先级最高。“软手操”模式通常用来检查设

备的各自动部件受控的可靠性；某些不受更高级程序控制的设备

（如:水泵）也在此模式下操作。首先点击“投运”按钮，投运指示

灯会马上被点亮。软手操指示灯亮了之后，表示此单体系统已比进

入了软手操控制状态。在这种状态下手动控制各个阀门、水泵电机

的开关。见见是否正常。如果阀门“开/关”时出现报警现象，马上

需要检修。

如果自动运行过程中各个单体出现故障的话，该单体自动退出运行状

态，转而进入软手操状态，等待人工解决该故障。只有在故障消失

以后该单体才能进行自动运行操作。为防止因“软手操”造成设备

误动,设备在某些正在受更高级程序控制的过程中，已限制了设备

转换到“软手操”模式。

2.5.5其它说明

无论系统处于何种工作方式,上位机监控系统均能及时记录和实时检

测系统的运行情况，如系统的水质、水量、设备的运行情况、水的

浊度和进出水流量值等重要参数。

无论系统处于何种工作方式，电气系统均保证有可靠的性能,有足够

的安全防护，保证设备和人身的安全。我们在主控系统上设有急停

开关。

无论系统处于何种工作方式,控制时序可任意调节,控制系统有过流、

缺相、过压、欠压等故障自动保护和声光报警等功能。

3监控系统介绍

3.1控制系统的网络结构

控制系统选用西门子X公司PLC（S7-300系歹U）作为系统的控制主机。

PLC系统通过TCP/IP协议和操作站连接，传输稳定，提高了系统

的可靠性。

系统具备化学水处理系统数据采集、系统流程、监视键操、报警系统、

报表打印等功能;PLC系统完成程序控制，数据转换等功能。系统的自

诊断功能是在PLC诊断功能和上位计算机的系统诊断开发功能的基

础上，结合本X公司的经验实现的，以及系统易耗件失效的报警，对

于系统的维护及维修起了重要的辅助作月。

3.2监控系统功能

本监控系统采用西门子X公司Wince组态监控软件包，它是集现场

数据采集、系统监视和控制及信息管理为壹体的高性能监控组态软件

包。该软件操作简便灵活、运行可靠，具有易于扩展和集成的特点，

能够方便地满足各种应用类型和应用规模的需要，此外仍可满足用

户的特殊要求。

经组态的监控软件的功能特点如下：

报警，自动推出故障设备或越限参数所在画面；

动态控制程序表，运行步序及时间的监视更为直观；

总操作画面的设置使操作方式齐全，运行流程能够任意选定；

对设备启动和操作设有保护口令，对误操作进行文字和语音

提示；

整组整列的投用功能，只需极简单的CRT软操作即可实现全列

设备的投用；

设备选择和运行操作均为鼠标/键盘软操作,简捷灵活；

流量累积功能:对单台设备及系统总制水量进行自动累积，给

运行人员提供依据；

完善的报表打印功能:可进行班报、日报、月报表及制水量、

报警及参数的打印；

软件的可组态功能，使系统的扩充组态更为方便；

软件可进行二次开发，可满足系统的特殊要求。

操作站作为整个控制系统监视和操作的中心，整个工艺系统

的监视和控制均在此完成。操作站负责接收运行操作人员指令且

下发给PLC,且通过网络从PLC读取工艺系统运行状态信号和各

种在线参数，在CRT画面上对整个工艺系统流程进行集中动态监

视。

所有操作及设备选择均通过鼠标或键盘在CRT画面上进行，对于

阀门和泵等设备的开/关、启/停均有不同颜色的指示,对设备的

故障变色显示且实施语音报警，且自动推出故障或报警所在的画

面。

工艺流程图上同时对压力、流量、浊度、液位等参数进行显示，

对液位等参数在CRT画面上以数字和棒型图进行连续动态监视，

对系统的设备进出口流量以及系统总制水量进行自动累积，对系

统的监测数据进行制表打印。系统软件的可组态特性使系统的扩

充十分方便，维护人员能够对工艺系统的画面、参数及操作键根

据需要重要新进行定义。

3.3数据采集

在废水预处理及废水深度处理系统中，我们采用了滤波和平滑功能，

使

参数的变化更真实更平滑。为系统模拟量参数的采集更可靠，我们除了

硬件设计时采取了相应的抗干扰措施外，仍采用了软件滤波功能。如

果某次采样到的数据和前次的有效数据相比有很大的变化，这个变

化超过我们所设定的阈值，则废弃该次采样数据，重新开始采集。

这样能够滤掉干扰过来的尖脉冲，使数据采集稳定可靠。

3.4操作员站的功能

管理功能：即生成本项目系统工艺流程，显示现场工艺流程的参数和

动态生产实时数据，提供清晰、良好的人机界面。在线提供操作

员帮忙，完成报警、历史数据、历史趋势曲线的储存、显示和查

询。实时生成、打印各类生产运行管理报表。实时编程、组态修

改。能够在线、离线修改且具

有自诊断功能。

监视功能:即在基于图形和菜单的方式上，操作人员能够在中央控

室监视各工艺术设备运行状态。

通讯功能:上位机和PLC站通过TCP/IP通讯。

3.5操作员站的工艺画面

现场设备的图片，工艺流程图，设备简图，单线图等都能够在出触摸

屏幕上显示出来，每个画面都包括数字、字符和图形符号,通常采

用可变化的颜色、图形、闪烁表过过程变量的不同状态，所有过程

变量的数值和状态动态刷新。操作员在此画面对有关变量实施操

作和调整。

数据采集和报警画面

数据点趋势图

实时数据总表

历史报警图

3.5.1总貌画面

显示系统各设备、装置、区域的运行状态以及全部过程参数变量的

状态、测量值、、设定值、控制方式（手动/自动状态）、高低限报

警等信息,从各显示块能够调出其他画面.

在监控工作站中，拟将总画面中包括3个工艺段，相互之间使用简

单的线连接起来，每点击其中壹个工艺段，既进入此工艺段的画

面O

3.5.2分组画面

以模拟仪表的表盘形式按事先设定的分组，同时显示几个回路的

信息，如过程参数变量的测量值,输出值控制方式等。变理刷新

速率能够设定，分组可任意过行,操作员可从分组画面调出任壹

变量（模拟量或离散量）的详细信息。

对模拟回路能够手动改变设定值，输出值，控制方式等，对离散量

能够画面显小指令状态和实际状态。

数据采集和报警画面

数据点趋势图

实时数据总表

系统报警图

本工程的分组画面有：

全自动多功能澄清装置

全自动多功能澄清装置的加药系统

污泥处理装置

多介质过滤器装置

R0系统

RO系统的清洗和加药装置

产品水系统

3.5.3单点画面（调整画面）

显示壹个参数，控制点的全部信息以及实时趋势和历史趋势，从调整

画面也可直接对模拟回路进行设定、调整操作。

3.5.4操作员站趋势画面

系统具有显示任何数据点趋势的能力，且在同壹坐轴上显示至少四个

变量的趋势记录曲线，有可供用户选择的参数变量,不同颜色和不

同的时间间隔，也能够对数据轴进行任意放大显示。

棒图可表示过程变量的变化,如棒图表示池内的液位,棒图能以水平

或垂直方式显示。

能够利用图标方便的切换。对于数据，既能够数字显示，又能够仪表

或刻度尺动态模拟显示。生产工艺流程图上能够动态地见到各阶段

测点的数据,如水的流向、水质分析结果等;周时能够清楚地见到整

个废水处理站设备的运行状态。控制系统的组态图主要是介绍整个

废水处理站的控制系统组态,监视控制系统各个模块的状态。

所有曲线均分为历史曲线和实时曲线。既能够单独显示,也能够同屏

显示，显示的时间段能够根据需要随时调整。操作人员也能够方便

的查询任间壹段时间的某中曲线，也能够前台显示实时曲线。

3.5.5操作员站报警画面

操作员站的报警画面有俩种，壹是独立的报警画面,仍有壹种是在各

种画面上即时弹出的报警对话框式样的报警画面。

显示当前所有正在进行的过程参数报警和系统硬件故障报警,且按报

警的时间顺序从最新发生的报警开始排起,报警优先级别和状态用

不同的颜色来区别，末经确认的报警和于闪烁状态。

报警内容包括：

报警时间

过程变量名

过程变量说明

过程变量的当前值

报警设定值

过程变量的工程单位

报警优先级别

主要报警

各种池的上、下限越限报警

各类设备故障的报警

主要电机故障的报警

供电系统的故障报警

报警既能够利用图形和声音，也能够直接完成图形的切换，所有

报警记录能够打印输出，以备存档。所有报警都标有日期、时间、至

少2个报警优先级,且能够总体报警或者壹个接壹个报警。

3.5.6软手动操作画面

在控制系统的操作员站的软件设计中，我们能够通过点击画面上

相应

设备，既能够弹出设备的软手动操作画面C软手动操作画面为在工艺

分组

中的弹出画面。

在软手动操作画面中，我们至少包括以下内容：

软手动启动确认

软手动启动转换开关

软手动启动按钮

软手动停止按钮

3.5.7登录口令管理

控制系统设有完善的口令管理系统，不同的用户和操作员凭不不同

用户名和登陆口令，进行相应的管理、操作和程序修改的工作。

工程师口令，主要用于个性二级参数,以免无关人员随意改动设置参

数，二级参数主要是累计反洗流量、反洗时间、高低液位等，具体要

求可根据工作现场环境，操作人员素质等确定。

STEP7内核程序修改口令，这是留给设计方工程师的三级参数口令壹

定要非常专业的工程师才能使用权这壹口令进入内核修改程序，经

过西门子培训后的工程师才可进入这口令所保护的内层。

操作员口令，能够有三至五个，每天上班时，计算机提示要求输入

操作员口令，输入不同的口令后，计算机存档管理，如出现重大操

作失误问题，计算机存档信息可确认当班操作员。不知道操作员口

令的非操作员不能过入系统修改参数。

4.电控对象

4.1控制PLC系统的I/O估算原则

4.2计算机控制系统PLC清单

货品名称订货号及规格数量

网络服务器1

计算机dell3

工控机P4/2.4G/160G/22"LCD/正版XP系统2

PLC1主站

前连接器6ES7392-1AM00-0AA02

电源模块6ES7307-1EA00-0AA01

CPU6ES7315-2AG10-0AB01

DP接头6ES7972-0BB50-0XA07

模块6ES7321-1BL00-0AA01

模块6ES7331-7NF00-0AB01

导轨6ES7390-1AJ30-0AA01

存储卡6ES7953-8LL20-0AA01

CP343-16GK7343-1CX10-0XE01

PLC1-1远程站

电源模块6ES7307-1EA00-0M01

导轨6ES7195-1GF30-0XA01

模块6ES7153-1AA03-0XB01

模块6ES7321-1BL00-0AA01

模块6ES7322-1BL00-0AA01

模块6ES7331-7NF00-0AB02

模块6ES7332-5HF00-0AB01

前连接器6ES7392-1AM00-0AA05

电源模块6ES7307-1EA00-0AA01

导轨6ES7195-IGF30-0XA01

模块6ES7153-1AA03-0XB01

模块6ES7321-1BL00-0AA01

模块6ES7322-1BL00-0AA01

模块6ES7331-7NF00-0AB01

前连接器6ES7392-1AM00-0AA03

PLC1-2远程站

电源模块6ES7307-1EA00-0AA01

导轨6ES7195-1GF30-0XA01

模块6ES7153-1AA03-0XB01

模块6ES7321-1BL00-0AA02

模块6ES7322-1BL00-0AA01

模块6ES7331-7NF00-0AB03

模块6ES7332-5HF00-0AB02

前连接器6ES7392-1AM00-0AA08

PLCI-3远程站

电源模块6ES7307-1EA00-0AA01

导轨6ES7195-1GF30-0XA01

模块6ES7153-1AA03-0XB01

模块6ES7321-1BL00-0AA02

模块6ES7322-1BL00-0AA01

模块6ES7331-7NF00-0AB03

模块6ES7332-5HE00-0AB02

前连接器6ES7392-1AM00-0AA08

485驱动软件6ES7870-1AA01-0YA01

plc组态软件开发版6AV6381-2BN07-0AV01

plc组态软件运行版6AV6381-2BD07-0AV04

plc编程软件STEP76ES7810-4CC08-0KA51

不间断电源1KVA1小时4

不间断电源3KVA1小时1

PLC电缆600

投影仪1

彩色喷嗤打印机1

彩色激光打印机1

喷嗤打印机3

Profibus/485防雷器8

以太网防雷器7

电源C级防雷器14

现场操作箱14

低压配电柜GGD800x600x22001

PLC柜GGD800x1000x22001

远程I/O柜GGD800x1000x22004

光电转换器7

多模光纤200

操作台2

4.3仪表选型标准

5.3.1技术要求及选型设计原则

水处理仪表设备的选型配置是水处理自控系统构成的重要组成部份，

也是确保水处理工艺过程正确运行的必要保证。因此，仪表设备的

选型配置需综合考虑所选仪表的先进性、可靠性、成熟性；同时，

又要兼顾到今后矿井水处理站日常运行维护简便、方便以后仪表的检

定及和管理工作、运行成本低等方面因素,从而保证矿井水处理工艺

过程顺利进行，满足水质处理达标。投标方对系统的完整性负责。

过程控制仪表采用在线式仪表，适合废水、污泥处理现场，能够长期

连续监测废水和污泥处理过程，功能实用，操作简单、性能稳定、

工作可靠、维护方便、耐腐蚀、寿命长、无公害。

水质分析仪表采用检测速度快,数据拟和性好,重复精度高，试剂用

量少，价格合理，毒性小，维护周期长的设备.

在仪表的设计选型过程中将遵循以下原则：

1:所有的控制阀原则上采用电动阀。

2:仪表电源分为二线制24VDC和220VAC俩种形式。

3:计量单位采用公制单位。

4.3.2仪表选型标准

4.3.2.1所供仪表及参数显示采用国际标准工程计量单位，例如：

压力和差压Pa、kPa或MPa

温度：℃（摄氏度）

流量:t/h（吨/小时）,m3/h（主方米/小时）

4.3.2.2检测仪表精度要求，主要参数不低于0.5级,变送器精度壹

低于0.25级。

4.3.2.3模拟量信号：

温度测量采用双支热电阻（销电阻PtlOO）,精度不低于0.5%,就

地指示温度计采用抽芯式双金属温度计。

电流信号：4-20mADC

4.3.2.4开关量信号:

对于压力开关（PS）、温度开关（TS）、液位开关（LS）和位置

开关等，其接点采用快动干接点型，接点的最小容量应为

220VAC,3AO当同壹个接点输出俩个信号时，该俩个信号

壹带有公共端。

4.3.2.5就地指示表

就地压力指示结构坚固，防尘防水，刻度盘不小于

100mm,精度不低于1.5级。

4.3.2.6所有分析仪表使用进口产品，所有分析仪表均应能输出

4~20mA

模拟量信号至集控室柜。有上、下限控制指标的测点应配置具有

报警功能的仪表，其报警精度应为测量范围的+/-设。

4.3..2.7压力、差压变送器选用带有就地液晶指示器的压力变送

器。压力

开关选进口产品：

4.3.2.8加药装置的液位采用磁翻板液位计,开关量报警信号。各

类水池的液位均选用进口壹体化超声波变送器，输出4〜20mADC信

号,24VDC俩线制供电。

4.3.2.9流量计采用智能型涡街或电磁流量计。

4.3.2.10其他仪表选用国产或引进优质产品，最终选型在技术联

络上确定认可。

4.3.2.11所有仪表不因介质温度、压力高而受到损坏。卖方提供相关

仪表保护有附件。提供的所有仪表型号的最终型号根据介质的压力、

温度、全量程及安装环境进行设计,本投标文件上的仪表型号仅供参

考，不作为供货的最终型号，仪表供货的最终型号以业主最终

确认的设备清册为准。

4.3.2.12仪表选型时均考虑被测介质的特性（如腐蚀性）卖方提供的测

量酸性、碱性介质的仪表（除PH表），配供隔离容器，以防仪表腐蚀。

4.3.3仪表控制描述

超声液位计信号采集到PLC在中控室HMI显示、记录、报警，连锁。压

力变送器信号采集到PLC在中控室HMT显示、记录、报警，连锁。气体

流量计信号采集到PLC在中控室HMI显示、记录、报警,连锁。超声波

流量计信号采集到PLC在中控室HM1显示、记录、报警,连锁。PH值测

定仪信号采集到PLC在中控室HMI显示、记录、报警,连锁。SS值测定

仪信号采集到PLC在中控室HMI显示、记录、报警,连锁。MLSS值测定

仪信号采集到PLC在中控室HMI显示、记录、报警,连锁。DO测定仪信

号采集到PLC在中控室HMI显示、记录、报警,连锁。COD测定仪信号

采集到PLC在中控室HMI显示、记录、报警，连锁。NH3测定仪信号礴

到PLC在中控室HMI显示、记录、报警,连锁。

5设备规格书二

LPLC机柜

通用技术标准：

1.1PLC装于控制柜内，控制柜尺寸

W*D*H=800*500*2200mm,W^I1=800*1000*1000mm（可根

据具体情况调整），控制柜的制作符合IEC标准。

1.2控制柜采用Q235钢板制作。控制柜门采用单独钢板制作，

门和柜体通过铜编织带连接，柜体外壳喷漆采用环氧树脂

漆。

1.3PLC柜采用GGD结构。

1.4电源电压;220V,50Hz,波动+/-15%。

1.5柜内设有通风和照明装置，风扇为220V供电。

1.6通风孔具有滤网，确认柜内温度低于各元器件允许的最高

温度。

1.7直流辅助电源（220VAC/24VDC）,用于输入输出模块的小型

继电器（24VDC）。

1.8柜内配置足够的接线端子。端子和电缆有明确的标记。

1.9柜内设有声光报警、电源/运行指示灯、电源插座等。以及

完整的接零接地系统。信号接地和电源接地区分开。

1.10柜结构为前面单开门，后面板可折卸；前后门的密封材料

需耐氯气腐蚀。

1.11柜体及安装板、支架内外表面涂浅灰色（可根据用户要求更

改），桔皱烘漆,漆层强度经方格划痕试验（不剥落）。

1.12控制柜适用环境：温度范围:-10~50℃,相对温度：W90%（无

凝露）

2.铭牌

2.1所有电气元件、仪表、设备均设置铭牌。

2.2铭牌为打印字体，字高适当，清晰可读，字体黑色，背景为白

色。

2.3铭牌安装牢固，不使用加钉式螺钉安装,安装位置在设备或元

件的正

上方。

2.4铭牌上的文字为汉语。

2.5铭牌标注文字内容和原理图相符，且准确反应设备及元件

的功能。

2.6壹般使用图形、图标来指明设备功能。

2.7不使用可移动、滑动、挂装的铭牌，即使作为临时措施也不

能够使用。

3.现场PLC控制箱

3.1安装在墙上、柱子式钢结构上的控制箱使用控制箱外部安装片

安装

支架,不在控制箱内部钻孔安装。

3.2当安装在砖混墙上时，安装螺栓必须嵌入要砖内而不是砖

缝间，当不

能保证所有安装螺栓都嵌入砖体内时♦，必须保证上部安装

螺栓在砖体内。

3.3操作箱安装支柱应可靠固定，操作面高度在800、1000毫米

高范围内。

3.4操作箱上安装控制元件所控制的设备应在可视范围内。

3.5控制柜、箱等安装支架、夹等安装器件必须表面油漆或镀

锌防腐。

3.6安装到钢结构上的控制箱应使用安装支架，不允许在刚结

构上钻孔或焊接安装。

3.7安装于室外的控制箱充分考虑防雨和散热的需要。

4.线槽及桥架

4.1金属线槽及其附件，表面经静电喷塑处理。板厚度不小于1.2mm,

铺设于地面上经常有人员通过地方的板厚度不小于1.5mm同时高度不

能大于75mm.

4.2相邻段间的电缆桥架以铜带或编制线相连接,连接点应去除表面

涂层，保证电气导电性。

4.3潮湿和腐蚀性气体的区域应使用表面PVC或尼龙处理的产品。

4.4桥架的宽度应保证敷设完所有导线后有25%空余空间。

4.5桥架安装路径应选择转弯、升降段最少的路径，转弯处应使用450

倒角段。

4.6桥架的支撑件间距不得大于20在转弯、分线区应增设支撑，支撑

结构件必须保证安装环境的震动不会导致其松动或滑脱。

4.7桥架应无锋利的边缘、毛刺、凸凹面、扭曲变形等现象。

4.8不能使用标准段、标准件的部位,切割和焊接面内外表面应喷漆或

镀锌处理，且保证内表面光滑。

4.9桥架固定应使用园形式蘑菇形式螺栓，防止损伤导线,多余的螺栓

头应去除，防止伤害人员。

4.10电缆固定:捆绑固定间距不大于1m,垂直段电缆固定间距不大于

2.5米。

5图纸及设计资料

5.1图纸格式

电控图纸的图幅壹律采用A4,采用AutoCAD2004或Microsoftoffice

文件格式，语言为中文，且提供光盘备份。

5.2文件、图纸内容

6.2.1文件或图纸内容包括：

封面

图纸目录

设备及材料表

电控原理图

电器布置图

端子出线图

电气控制柜位置图等

6.2.2文件及图纸必须包括有心下内容:说明文字、目标标识、型号标

注、产品说明等。

5.3可编程程序控制器(PLC)软件

6.3.1软件内容

控制程序目录

存储器映象表

符号地址表

输入/输出(I/O)表

处理器状态表

交叉索引表

存储器使用情况表

控制程序

5.3.2可编程序控制器(PLC)控制软件应为结构化程序设计,

通过子程序间的调用来完成各种控制功能，严禁全程线

性编程。

5.3.3程序的注释

所有转子程序指令必须加指令注释以说明该子程序的功能；

所有输入/输出（1/。）地址、过程标志位、数据存储字必须加

地址注释以说明该地址的作用；

控制程序应尽量加注各种注释，注释语言为汉语；

5.4使用说明书

使用说明书内容包括：

控制系统名称，主要技术参数，数据

控制对象的说明

控制系统构成的说明

控制系统动作说明

操作说明

故障显示、故障查询及处理方法

维护说明

注意事项

安全规则

控制系统测试、校准说明

设备使用、维护、升级、改造等必要的说明

各种编程软件、调试软件等应用软件必须使用对应产品供应商的标准

软件的最新版本。如承包商自行开发的各类软件在本项后中

应用，则必须

保证在设备使用期内的免费维护和升级等工作。且免费提供开发应用

程序和软件源代码。软件不得使用任何密码锁。

七•自控特点：

1、低投资：投资少

本工程除壹些精度要求高的在线监测仪表（污泥浓度计、溶解氧仪

和液位计）为进口仪表外，其余部分在线仪表实现国产化，节省了壹

部分投资费用。

另外，从工艺控制角度见，省去了壹些不影响工艺运行要求的在线仪

表，如ORP计、气体流量计等。不设现场监视设备的也是降低投资的

重要原因之壹。

在自控系统的总线技术选取上、现场I/O控制设备和上位监控设备

的选取上，均采用了性价比较高的产品。如PLC采用西门子S7-300

系列等。

本自控系统从之上几点节约了大量的费用。

2、低费用：运行费用低

在占全厂能耗90%的原水提升和鼓风曝气这俩个环节上，依托自动

控制系统，进水段实现恒液位、变流量控制，由大功率变频装置拖动

大流量潜污复，完全涵盖了500-3000m3/h的流量范围，克服了多台

东切换启停，流量突变对后续工艺的水力冲击，也达到节能的目的，

立式潜污基的提水电耗为4.75kwh/km3o

占全厂能耗75%之上的鼓风机选用单级高速离心风机，通过控制进

口导叶开度调节风量，从而降低能耗，具体的作法是在夜间小水量和

过渡工序时自动减小供气量。

3、萱理操作简便

本自控工程在上位软件二次开发过程从人性化角度出发，提高自控

系统的可操作性，使萱理者在任意时间和地点可对工艺系统进行全方

面的监控，及时了解到处理系统运行的优劣状态。

八.投资

本工程自控系统的预算费用约占污水处理厂总投资的5%左右。和

其它污水处理厂相比，本工程的自控系统投资是中等偏下，性价比较

高。

九.结束语

污水处理厂自控系统是根据工艺要求在确定的设计原则下进行设

计，既保证污水处理系统的正常运行，又尽可能的降低了工程的造价

投资。

污水处理厂自控系统是整个污水处理工程的重要组成部分，其设

计好坏和控制设备选择是否适当，不仅关系着自控系统的性价比的高

低而且对以后整个污水处理厂运行维护的难易有着重要影响。以下对

污水处理厂自控系统进行详细的阐述。

设备单价表

序号名称型号规格材质数量生产厂家单价总价

PLC1主站

140针前连接器6ES73921AM000AA02SIEMNS200.00400.00

2电源模块PS3O7,24VDC,5A6ES73071EA000AA01SIEMNS1,154.001154.00

3SIMATICS7-300CPC6ES73152AG100AB01SIEMNS11877.31

11877.31

4总线接头BUSCOMN6ES79720BB500XA07S1EMNS340.002380.00

532点数字量输入6ES73211BL000AA01SIEMNS2198.002198.00

632点数字量输出6ES73221BL000AA00SIEMNS

3340.00.0

78点模拟晕输入6ES73317NF000AB01SIEMNS3340.0000

0

8导轨6ES73901AJ300AA01SIEMNS340.00340.00

9存储卡6ES79538LL200AA01SIEMNS3844.003844.00

10CP343-lLean6GK73431CX100XE05SIEMNS200.001000.00

PCL-1远程站

1ETM200电源模块PS5A6ES73071EA000AA01SIEMNS1,154.001154.00

2导轨6ES71951GF300XA01SIEMNS340.00340.00

3DP接口模块IM153-16ES71531AA030XB01SIEMNS2369.002369.00

432点数字量输入6ES73211BL000AA01SIEMNS2198.002198.00

532点数字量输出6ES73221BL000AA01SIEMNS4075.004075.00

68点模拟量输入6ES73317NF000AB02SIEMNS3340.006680.00

78点模拟量输出6ES73325HF000AB01SIEMNS4542.004542.00

840针前连接器6ES73921AM000AA05SIEMNS200.001000.00

PLCI-2远程站

1ETM200电源模块PS5A6ES73071EA000AA01SIEMNS1,154.001154.00

2导轨