电镀废水处理自动控制系统 53页

电镀工业园废水处理自动控制系统自动控制方案设计方案第一章总述系统总述环境保护是当今世界各国的头等大事，在中国也毫不另外，随着其各种污染源的产生和不良设备以及工艺污染的逐渐增加。使人类对环境保护的投入越来越大，各种处理丁艺的不断应用，各种控制方式的不断提升，尤其对设备的实时监控变得更为重要，在电镀废水控制方面也一样使用现代工艺控制方法。在污水处理系统中它的工艺是最复杂的工艺。鉴此我们根据XXXX实业投资公司承建的电镀工业园污水处理系统工程的在方案设计中进行系统的分析和配置以及综合评估，拟定自动控制系统的简易方案。供一、自动控制方案设计单位参考，故我们根据本工程的具体特点给出以下一、自动控制方案设计方案说明。1.1电镀污水自动控制方案概况（1）电镀污水处理自动控制设计方案名称：电镀污水处理控制系统。n简称自动控制系统（2）本自动控制方案工程地点：惠州市（3）自动控制方案项目概述：方案目地主要是对电镀工业园的一次设计方案的污水处理工艺、系统自动控制、自动元件选型、系统配置、系统扩充等方面进行详细的说明和更新。1.2自动控制方案设计项目内容自动控制方案设计项目适应范围：本方案适应于电镀工业园的污水处理系统的数据采集、系统动力控制、数据分析、工艺自动调节、操作系统管理、历史数据保存、报表生成及打卬等工作范围。自动控制方案设计项目内容：解读系统工艺、完善低压电气控制、自动控制图纸、提出合理的系统配置和解决方案。计算机定吋地保存数据。计算机定时生成日报表。计算机自动或手动打印适时和日报表。自动控制方案设计项目目标：通过污水处理自动控制方案控制系统设计，提高整个污水处理系统的控制、管理水平，减少人力的投入，减少系统投入，更好的为节能控制提供合理的数据依据。1.3自动控制方案设计项目系统概述本控制系统是把本期的污水处理系统中的所有设备的操作模式、运行状态、故障状态、水池水位状况、PH实际数据、流量的实际数据、溶氧、氧化还原电阻（ORP）等相关参数变等具体的实际数据和状态收集整理以及运算，最终输出自动运行控制信号。并且在计算n机上面动态显示和保存历史数据。提供简单灵活的操作界面，把动力和控制对象管理变得及其容易。1.4自动控制方案设计方案设计原则：本控制系统采用的如下原则141提高系统的整体使用性能本次自动控制系统子方案设计在已经满足整个污水处理系统的现有以及后期所有的设备数据监控和系统扩展需要，但是通过木次方案的完善整体结构定量的减少系统硬件的投入，开发的一套稳定、操作极为简单、数据保存周期长、极低的故障率的应用软件。142完整结合系统工艺自动控制系统的部件和部件总成满足此系统设备在各个条件下工艺要求，其工艺条件有如下内容：系统一次工艺设计（各个工艺段的工艺建筑结构，各个工艺段的设备功率和台数），系统对现场的特殊安装环境要求以及工艺变化的要求。1.4.3自动控制系统的可扩展性为适应系统变迁和扩容的要求，必须充分考虑以最简单的方法和最低的投入，实现系统的扩展和维护。现场级的控制元件采用现场总线的方法进行和主机的数据通信交换，总线协议采用统一的协议（我们在检验和总体设计保持一致性，采用PROFIBUS的协议。由于此协议稳定和传输速度快的优点，它是目前使用最为广泛的一种现场总线规范）工艺的改变不会影响系统硬件的配置。备用的控制点有足够的余量。木系统一次设计处理量为20000M沁，相当于市政污水处理量为n200000M沁的处理控制系统的规模。设备的功率小丁这样规模的市政污水处理设备。但数量是它的几倍。1.4.4自动控制系统设备的易操作和免维护性本系统的易操作具体表现在：界面友好——画面符合相关的人文理念，只要在计算机上点击相关按钮，即可进入相关的监视和参试设定画面。画面简洁——所有的画面采用中文描述，直观内容表达明朗。画面应包括：登陆画面、系统管理画面、实吋数据画面、状态监视画面、历史数据查询画面、工程师站还具备适时的程序修改和监控软件平台。由于系统采用性价比极高的硬件配置，这样就会保证系统的使用寿命和降低事故率。第一章：二次系统设计参考2.1设计参考和标准本系统的设计参考如下标准电气行业节能设计规范——JBJ20—1992电气开关、控制和保护装置——GB4728.7-84电气测量仪表、灯和信号器件——GB4728.8-84电气安全标准导则——GB/T16499-1996电气装置安装工程低压电器施工及验收规范GB50254-96电气装置安装工程、电气设备交接试验标准——GB50150-2006PLC和计算机的程序和组态的标准参考IEC关于PLC的梯形图编程一章。n故障信息报警符合国家移动手机电磁辐射标准。第二章：工艺分析和控制点说明我们根据总体设计提供的实际工艺分配和控制点的说明作如下介绍2.1工艺分布本污水处理系统分为如下的几个部分的工艺段1：除油废水部分木部分的丁艺结构包括有:除油废水集水井、除油废水调节池、除油废水反应池、除油废水沉淀池、除油废水氧化池、除油废水污泥井、生化处理系统、除油污泥浓缩池、约品添加部分等建筑组成。其和应的设备有：除油废水集水井提升泵、除油废水调节池提升泵、除油废水反应池NaOH和H2SO4搅拌器、除油废水反应池PAC搅拌器、除油废水反应池PAM搅拌器、除油废水反应池综合搅拌器、除油废水沉淀池H2O2和FESO4搅拌器、除油废水沉淀池NaCLO搅拌器、其药品添加设备在后面药品溶解和添加部分作说明。其相应的仪表设备有：除油废水集水井液位控制、除油废水调节池液位计、除油废水氧化池PH仪表、除油废水氧化池ORP仪表。工艺流程为：n综合废水调节池＜—H除油废水氧化池＜—H除油废水沉淀池V—12：含氧废水部分本部分的工艺结构包括有：含氤废水集水井、含氧废水调节池、含氧废水氧化池、生化处理系统、药品添加部分等建筑组成。其和应的设备有：含氟废水集水井提升泵、含氧废水调节池提升泵、含氧废水氧化池NaOH和NaCLO搅拌器、含氧废水氧化池H2SO4和NaCLO搅拌器、其药品添加设备在后面药品溶解和添加部分作说明。其相应的仪表设备有：含氤废水集水井液位控制、含氧废水调节池液位计、含孰废水氧化池PH仪表、含氤废水氧化池ORP仪表。工艺流程为:3：酸碱废水部分本部分的工艺结构包括有：综合废水集水井、综合废水调节池、综合废水反应池、综合废水幅流式沉淀池、综合废水混合池、气水反冲滤池、反冲洗清水池、反冲洗废水池、CDMF调节池、CDMF系统、n中和放流池、综合废水污泥井、氧化塘系统、综合污泥浓缩池、药品添加部分等建筑组成。其相应的设备有：综合废水集水井提升泵、综合废水调节池提升泵、综合废水反应池Ca(OH)2搅拌器、综合废水反应池NaOH搅拌器、综合废水反应池PAC搅拌器、综合废水反应池PAM搅拌器、综合废水反应池综合搅拌器、综合废水混合池Na2S搅拌器、综合废水混合池PAM搅拌器、综合废水反冲滤池风机、综合废水反冲滤池清水水泵、综合废水反冲滤池废水水泵、CDMF调节池提升泵、炭粉投加罐、中和放流池提升泵、中和放流池刨用水泵、中和放流池罗茨风机、其药品添加设备在后面药品溶解和添加部分作说明。其相应的仪表设备有：综合废水集水井液位控制、综合废水调节池液位计、综合废水反应池PH仪表、综合废水反冲洗废水池液位计、综合废水CDMF调节池液位计、综合废水中和放流池的进水和出水PH仪表、综合废水中和放流池液位计。丄艺流程为：n4：含铅废水部分本部分的工艺结构包括有：含锯废水集水井、含锯废水调节池、含辂废水反应池、含铭废水沉淀池、含銘废水污泥井、含辂污泥浓缩池、药品添加部分等建筑组成。其相应的设备有：含铭废水集水井提升泵、含洛废水调节池提升泵、含锯废水反应池H2SO4和NaHS03搅拌器、含辂废水反应池NaHS03搅拌器、含銘废水反应池Ca(0H)2搅拌器、含铮废水反应池NaOH搅器、含铭废水反应池PAC搅拌器、含銘废水反应池PAM搅拌器、其药品添加设备在后面药品溶解和添加部分作说明。其相应的仪表设备有：含常废水集水井液位控制、含铭废水调节池液位计、含鎔废水反应池PH仪表、含辂废水反应池ORP仪表。n工艺流程为：5：含银废水部分本部分的工艺结构包括有：含镰废水集水井、含镰废水调节池、含银废水反应池、含银废水沉淀池、含银废水污泥井、药品添加部分等建筑组成。其相应的设备有：含银废水集水井提升泵、含银废水调节池提升泵、含银废水反应池Ca(OH)2搅拌器、含牒废水反应池NaOH搅拌器、含镰废水反应池PAC搅拌器、含银废水反应池PAM搅拌器、含镰污泥浓缩池、其药品添加设备在后面药品溶解和添加部分作说明。其相应的仪表设备有：含鎳废水集水井液位控制、含银废水调节池液位计、含银废水反应池PH仪表。-I艺流程为：废水」|含银废水羸下_n含银废水调节孑_I匚;;水反恳G二水骨处打鹫水沉恳V—n6：络合废水部分本部分的工艺结构包括有：络合废水集水井、络合废水调节池、络合废水反应池、络合废水沉淀池、络合废水污泥井、药品添加部分等建筑组成。其相应的设备有：络合废水集水井提升泵、络合废水调节池提升泵、络合废水反应池NaOH和NaCLO搅拌器、络合废水反应池Ca(OH)2搅拌器、络合废水反应池NaOH搅拌器、络合废水反应池PAC搅拌器、络合废水反应池PAM搅拌器、其药品添加设备在后面药品溶解和添加部分作说明。其相应的仪表设备有：络合废水集水井液位控制、络合废水调节池液位计、络合废水反应池PH仪表、络合废水反应池ORP仪表。工艺流程为:7：事故废水部分本部分的工艺结构包括有：事故废水集水井、事故废水调节池、n事故废水反应池、酸碱废水集水井、含铭废水集水井、药品添加部分等建筑组成。其相应的设备有：事故废水集水井提升泵、事故废水调节池提升泵、事故废水反应池NaOH和NaCLO搅拌器、事故废水反应池NaOH和NaCLO搅拌器、其药品添加设备在后面药品溶解和添加部分作说明。其相应的仪表设备有：事故废水集水井液位控制、事故废水调节池液位计、事故废水反应池PH仪表、事故废水反应池ORP仪表。工艺流程为：8：药剂溶解系统和添加系统本污水处理系统的各个工艺段的药剂溶解和添加系统是分开的，即溶解为一部分，另一部分为添加部分。每个共艺段度设有溶解槽和加药槽。溶约系统设有：H2SO4储槽、NaHS03溶药槽、FeS04溶约槽、Na2S溶药槽、PAC溶药槽、PAM溶药槽、NaOH储槽、Ca(OH)2溶药槽等。加药系统设有：H2O2储槽、NaCIO储槽、H2SO4加药槽、NaHSO3加药槽、FeSO4加药槽、Na2S加药槽、PAC加药槽、PAM加药槽、nNaOH储槽、Ca(OH)2加药槽等。根据各个工艺段的需要，每一个加药槽都有相应的计量泵来完成相应工艺段的药剂添加工作。9：污泥压滤系统本部分的设备由相应的厂商提供，具体的设备工作原来和工艺方法参考厂商提供的相关的资料，这里就不作说明。2.2控制点说明1:除油废水工艺段根据本工艺段的工艺流程和设备分布其各个控制点的说明如下除油废水集水池提升泵一一根据集水池的液位计提供的实时液位数据进行开启和停止两台提升泵，当液位高于低设定点时，开启一台泵，当液位高于高设定点时开启两台水泵工作，并且系统报警。当液位低于低设定点时停止一台或两台水泵工作。正常为一用一备的工作方式。设备采用手动、自动、停止等方式（其他的工段设备都一样以后就不做详细的说明）。除油废水调节池提升泵——本设备的启动和停止条件和集水池的提升泵基本上是一样的，在它的出水口设有相应的气动阀，在自动状态下此阀开启条件是：当对应的水泵开启时提前一段时间开启，关闭时等待水泵停止后才关闭。手动时通过手动开关或水泵连锁来完成它的开启和关闭（其他的工段设备都一样以后就不做详细的说明）。除油废水反应池搅拌器——除油废水反应池共安装有4台搅拌器，所有搅拌器的启动停止与除油废水调节池提升泵形成联动，手动n状态下可自由控制其启停。除油废水反应池H2SO4/NaOH加药泵——除油废水反应池屮安装有一套在线pH仪，通过pH设定值来控制加药泵的启停，即是当反应池中废水偏酸性启动NaOH加药泵，当反应池中废水偏碱性启动H2SO4加药泵。但是，加药泵需在除油废水调节池提升泵已经启动的前提下才可以启动。也就是说，如果除油废水调节池提升泵停止状态下，H2SO4/NaOH加药泵不会启动。除油废水反应池PAC/PAM加约泵——该加约泵与除油废水调节池提升泵形成联动。除油废水沉淀池排泥阀一一除油废水沉淀池排泥系统设有气动阀，根据设定的排泥时间自动控制阀门的开启与关闭。除油废水沉淀池刮泥机——刮泥机与除油废水调节池提升泵形成联动，捉升泵开启，刮泥机同时开启。除油废水氧化池搅拌器——该搅拌器与除油废水调节池提升泵形成联动，提升泵开启，搅拌器同时开启除油废水氧化池FeS04/H202/NaC10加药泵——该加药泵与除油废水调节池提升泵形成联动。同时氧化池首端安装有在线pH计，池末端安装有在线ORP计，通过在线仪表的数据可确定各加药泵的药量大小。2：含氧废水工艺段根据木工艺段的工艺流程和设备分布其各个控制点的说明如下n含氧废水集水池提升泵——集水池提升泵控制方式与前同。含氧废水调节池提升泵——调节池提升泵和泵出口气动阀控制方式与前同。含氧废水氧化池前段NaOH/NaClO加药泵——NaOH加药泵的启停受氧化池前段安装的在线pH计控制，当氧化池前段废水的pH值低于设定值时自动启动NaOH加药泵，当该pH值超过一定数值时自动停止该泵的运转。NaClO加药泵的启停受氧化池前段安装的在线ORP计控制，当氧化池前段的氧化还原电位低丁设定值时自动启动NaClO加总勺泵，当该值超过一定数值时口动停止该泵的运转。含氤废水氧化池后段H2S04/NaC10加药泵——H2SO4加药泵受氧化池后段安装的在线pH计控制，而NaClO加药泵受氧化池后段安装的在线ORP计控制，控制方式与前同。3：综合废水工艺段根据本工艺段的工艺流程和设备分布其各个控制点的说明如下综合废水集水池提升泵——集水池提升泵控制方式与前同。综合废水调节池提升泵——调节池提升泵和泵出口气动阀控制方式与前同。综合废水反应池Ca(OH)2/NaOH加药泵——综合废水反应池中安装有2台在线pH计,第一台pH计控制Ca(OH)2加药泵的启动与停止,第二台pH计控制NaOH加药泵的启动与停止。综合废水反应池PAC/PAM加药泵——该加药泵与综合废水调节池提升泵形成联动。n综合废水反应池搅拌器——该搅拌器与综合废水调节池提升泵形成联动。综合废水沉淀池刮泥机——刮泥机与综合废水调节池提升泵形成联动。综合废水沉淀池排泥阀一一综合废水沉淀池排泥系统设有气动阀，根据设定的排泥时间自动控制阀门的开启与关闭。综合废水混合池Na2S/PAM加药泵——该加药泵的启动停止与综合废水调节池提升泵形成联动。综合废水混合池搅拌器——混合池中安装有2台搅拌器，该搅拌器的启动停止与综合废水调节池提升泵形成联动。反冲洗清水池提升泵——清水池中安装有3台提升泵，分别对3个滤池进行反冲洗。提升泵根据设定的反洗吋间自动启动和停止。提升泵出口各设有气动阀，在自动状态下此阀开启条件是：当对应的水泵开启时捉前一段时间开启，关闭时等待水泵停止后才关闭。手动时通过手动开关或水泵连锁来完成它的开启和关闭。反冲风机——反冲风机与反冲洗清水池提升泵形成联动。滤池进水阀一一滤池进水阀的运行方式是：当反冲洗清水池提升泵开启时提前一段时间，关闭滤池进水阀；当提升泵停止运行后一段时间，开启滤池进水阀。滤池反冲洗进水阀/出水阀——滤池反冲洗进水阀/出水阀的运行方式是：当反冲洗清水池提升泵开启时提前一段时间，开启滤池反冲洗进水阀/出水阀；当提升泵停止运行后一段吋间，关闭滤池反冲洗进n水阀/出水阀。滤池排气电磁阀——该电磁阀与反冲洗风机形成联动。反冲洗废水池提升泵一一根据反冲洗废水池的液位计提供的实吋液位数据进行开启和停止两台提升泵，当液位高于低设定点时，开启一台泵，当液位高于高设定点时开启两台水泵工作，并且系统报警。当液位低于低设定点时停止一台或两台水泵工作。正常为两用一备的工作方式。设备采用手动、自动、停止等方式。CDMF调节池提升泵——提升泵根据CDMF调节池液位计提供的实时液位数据进行开启和停止。屮和放流池H2SO4加药泵——屮和放流池屮安装有2台H2SO4加药泵和2台在线pH计。前一台在线pH计控制前一台加药泵，后一台在线pH计控制后一台加药泵。屮和放流池提升泵——该提升泵的启停可根据放流池中后段安装的在线pH计控制。当在线pH值超过设定值，自动启动该泵。屮和放流池回用泵——冋用泵根据放流池屮安装的液位计提供的实时液位数据启动和停止。4：含铅废水工艺段根据本工艺段的工艺流程和设备分布其各个控制点的说明如下含铭废水集水池提升泵——集水池提升泵控制方式与前同。含铮废水调节池提升泵——调节池提升泵和泵出口气动阀控制方式与前同。含辂废水反应池Ca(OH)2/NaOH加药泵——含辂废水反应池中安n装有2台在线pH计,第一台pH计控制Ca(0H)2加药泵的启动与停止,第二台pH计控制NaOH加药泵的启动与停止。含辂废水反应池PAC/PAM加药泵——该加药泵与含辂废水调节池提升泵形成联动。含辂废水反应池搅拌器——该搅拌器与含辂废水调节池提升泵形成联动。含锯废水沉淀池排泥阀——含锯废水沉淀池排泥系统设有气动阀，根据设定的排泥时间自动控制阀门的开启与关闭。5：含镰废水工艺段根据本工艺段的工艺流程和设备分布其各个控制点的说明如下含银废水集水池提升泵——集水池提升泵控制方式与前同。含鎳废水调节池提升泵——调节池提升泵和泵出口气动阀控制方式与前同。含鎳废水反应池Ca(OH)2/NaOH加药泵——含银废水反应池中安装有2台在线pH计,第一台pH计控制Ca(0H)2加药泵的启动与停止,第二台pH计控制NaOH加药泵的启动与停止。含镰废水反应池PAC/PAM加药泵——该加药泵与含银废水调节池提升泵形成联动。含鎳废水反应池搅拌器——该搅拌器与含鎳废水调节池提升泵形成联动。含银废水沉淀池排泥阀一一含银废水沉淀池排泥系统设有气动n阀，根据设定的排泥时间自动控制阀门的开启与关闭。6：络合废水工艺段根据本工艺段的工艺流程和设备分布其各个控制点的说明如下络合废水集水池提升泵——集水池提升泵控制方式与前同。络合废水调节池提升泵——调节池提升泵和泵出口气动阀控制方式与前同。络合废水氧化池NaOH/NaClO加药泵——络合废水氧化池中安装有1台在线pH计和1台在线ORP计。NaOH加药泵根据设定的pH值启动和停止。当在线pH值低于设定值时自动启动NaOH加药泵，当在线pH值达到某一数值后，停止NaOH加药泵的运行。NaClO加药泵根据设定的氧化还原电位启动和停止。当在线氧化还原电位低于设定值时自动启动NaClO加药泵，当该值升高到某一数值后，自动停止NaClO加药泵的运转。络合废水反应池Ca(OH)2/NaOH加药泵——络合废水反应池中安装有2台在线pH计,第一台pH计控制Ca(OH)2加药泵的启动与停止,第二台pH计控制NaOH加药泵的启动与停止。络合废水反应池PAC/Na2S/PAM加药泵——该加药泵与络合废水调节池提升泵形成联动。络合废水反应池搅拌器——该搅拌器与络合废水调节池提升泵形成联动。络合废水沉淀池排泥阀一一络合废水沉淀池排泥系统设有气动n阀，根据设定的排泥时间自动控制阀门的开启与关闭。7：事故废水工艺段根据本工艺段的工艺流程和设备分布其各个控制点的说明如下事故废水集水池提升泵——集水池提升泵控制方式与前同。事故废水调节池提升泵——调节池提升泵和泵出口气动阀控制方式与前同。事故废水反应池NaOH/NaClO加药泵事故废水反应池分为两段，每段均安装有1台在线pH计和1台在线ORP计。每段反应池配有1台NaOH加药泵和1台NaClO加药泵。NaOH加药泵根据设定的pH值启动和停止。当在线pH值低于设定值时自动启动NaOH加药泵,当在线pH值达到某一数值后，停止NaOH加药泵的运行。NaClO加药泵根据设定的氧化还原电位启动和停止。当在线氧化还原电位低于设定值时自动启动NaClO加药泵，当该值升高到某一数值后，自动停止NaClO加药泵的运转。事故废水反应池搅拌器——该搅拌器与事故废水调节池提升泵形成联动。8：污泥处理工艺段根据本工艺段的工艺流程和设备分布其各个控制点的说明如下综合污泥井污泥泵——综合污泥井污泥泵根据污泥井中液位计提供的实时数据信号启动和停止。当污泥井中液位高时启动污泥泵，当低液位时自动停止污泥泵。除油污泥井污泥泵一一除油污泥井污泥泵的控制方式与前同。含铭污泥井污泥泵一一含铭污泥井污泥泵的控制方式与前同。含银污泥井污泥泵一一含银污泥井污泥泵的控制方式与前同。n第三章：自动控制系统结构3.1自动控制系统的网络层结构本系统采用简易的DCS结构——上下位机的控制结构网络自动控制控制系统是一个信号采集、数据处理的控制系统。它本身要求对外部数据采集和处理能力强。本应用系统在自动控制系统领域中属于中等难度的自动控制方案设计规模。本系统结构由两部分组成即上位计算机（它包含计算机硬件和工业组态软件以及开发的网络自动控制软件），设有一个工程师工作站、一个通用的操作员站、工程师站负责数据采集和后续的处理以及历史数据保存等工作。操作员站提供现场工作人员的操作、状态监视、数据设定和报警确认等平台。工程师站计算机（服务器）采用普通的通用计算机即可。操作员站的计算机（客户机）采用双显卡结构方式。另一部分是数据采集和控制用的工业计算机PLC。PLC采用性价比极高的PLC。原有的设计采用一个较大型的模拟屏进行同步显示操作员站的内容。根据现代控制显示元件和实际工作情况我们建议使用-个大型的液晶显示器代替次模拟屏进行系统控制和显示。原因很简单一一模拟屏采用的是发光二极管加工而成的。并且它在控制上要添加一个模拟屏控制器，就现在的液晶显示器的使用寿命和发光二极管的使用寿命相比较，不用比较就知道液晶的使用寿命要长于发光二极管的使用寿命。液晶显示器的分辨率也高于发光二极管。图像的清晰度液晶比发光二极管要高得多。整个器件的稳定性和可控性液晶要强的多。物理上的连接液晶也n要方便的多。数据流程和通信及构见（通信结构图）图3・2自动控制系统的网络层结构根据本污水处理系统的实际情况，无论是何种方法进行配置都需要使用两种网络结构。即计算机和PLC之间的通信采用工业以太网的方式进行数据交换。现场级的数据和PLC的CPU之间采用现场总线的方式进行数据读取。动力控制的接触器自动控制有PLC的输出模块直接启动控制，设备运行和故障信号直接输入到PLC的输入模块。各个设备的自动信号直接输入到PLC的输入模块。3.3自动控制系统的信号层结构本系统的信号有两类结构，一类结构是计算机和PLC之间的信息，本信息是工业以太网协议的信息，包括工程师站和PLC之间的数据信息以及操作员站和PLC之间的数据信息，PLC和PLC主机之间的数据交换。另一类结构为：PLC读取现场仪表模拟量信号、PLC读取离散开关量和输出离散开关的信息结构。n3.4自动控制系统的电气元件层结构本系统的电气元件分动力一类为控制元件层结构，此类结构包括总电源动力配电结构，以及各个电机、电器、执行元件动力回路控制层。另一类为二冋路控制层，本层主要是各个设备的冋路控制使用的电气元件，也是控制系统的主要逻辑单元层。第四章：系统控制要求我们前面已经讲述过相关的数据采集方法，这里我们根据通信结构图再进行说明。1:系统控制原理对以太网络通信要求一一所谓通信方式的数据采集，它的数据來源就是通过相关的物理连接和所支持的通信协议，通过编制好的软件间断或不间断的接受和发送相关的数据和命令。本网络自动控制系统的通信方式有两种方式（具体的通信方式原理这里不做详细地介绍），系统要求结构简单、稳定、抗干扰能力强、网速高、数据交换及时可靠、严密的硬件和软件防火墙。2：系统控制对现场总线网络通信要求主机读写分站数据速度快、格式统一、编程简单、诊断能力强、分站扩展容量大、物理连接可靠、传输介质简单、费用低等。3：系统控制对仪表数据采集要求系统要求仪表稳定、模拟输出抗干扰能力强、连接材料简单耐用、n工程量刚线形好、效验简单准确、扁差修正系数小，量刚统一、4：系统控制对低压电气要求系统要求采用结构紧密、稳定、耐用等低压电气元件。5：系统控制对执行信号接受的要求系统对执行信号接受的设备要求：接受信号准确、执行周期短、接受的信号接口为标准的开关量或模拟信号。6：系统控制对状态反馈信号的要求系统要求现场设对运行、故障、实际位置等反馈信号输出快速、稳定、信号标准。7：系统控制对操作员的操作响应要求系统对操作员操作的响应及时、准确、误判断少、权限级别分明、提不文本明确等8：系统控制对报警响应和输出要求系统对相关的设备和操作系统的故障响应要及时准确、提示醒目、历史报警保存和查询方便、保存周期长、输出及吋、复位后提示确认等9：系统控制对历史数据保存要求系统要定时保存历史数据、历史数据格式通用（比如EXECL、ACCESS.SQLSEVER等格式）、历史数据查询方便、查询工具多样、n定时自动输出日、周、月等报表、累积量准确、10：系统控制对软件安全等级要求系统要求任何登陆、调整设定值、修改软件、关键性的画面操作等有完整的一套安全管理机制。即具备一般的操作员、工程师、管理者等相关权限赋值。11:过程画面要求画面元素的颜色依照IEC的颜色规范关于组态及相关软件的安装和使用这里就不作介绍画面大小：大于1024*768分辨率显示方式：全屏层次深度：＜二3层n项目LOGO项目名裁当前时同当前所处界面名稱画面区工艺工段导规擁n项目LOGO项目名秒当询时砲报警信恵总纏报警记录列表区报警宿息査询选项翹数据曲线界面元素布局:nn项目LOGC当前时闻导航按钮区设备操作界面元素布局:n第五章：自动控制方案设计内容5.1方案内容介绍1:分析和评估一次设计的相关内容我们根据一次设计的指导思想做如下说明：系统配置n一次设计采用分布工艺段的方式设立一个单独的CPU(CPU为西n门了S7-300CPU315-2DP的中型配置）方式进行配置的即：集水井和反应池以及药品输送工艺段为一个CPU、调节池工艺段位一个CPU、氧化、沉淀工艺段为一个CPU、综合处理工艺段为一个CPUo本配置的特点◊数据处理方式各个CPU同吋参加处理才能完成一个工艺分布系统的自动控制任务。即多CPU任务处理方式。◊程序编制和保存方式每一个CPU编制和保存一部份程序，最终通过和互协调来完成系统整个自动控制任务。◊系统维护性系统软件繁琐极不易维护。◊系统数据交换速率多CPU同时处理数据和交换数据，此方式受外部以太网的速率和器件影响人。速率低。效益低。◊数据管理多CPU管理。多数据源。多数据格式。◊故障诊断分CPU系统诊断硬件和软件故障，无统…故障诊断功能，只能靠应用软件进行故障诊断和管理，准确性差，及时性差，同样受网络速率的限制。n◊外部故障分析无外部故障分析机制，各个CPU间的故障只能通过应用软件进行告知和处理，工程师站和操作站读取各个CPU的故障信息然后加工处理。◊系统扩展扩展在各CPU内进行，方便可靠，无统一的地址分配和管理。◊数据传输媒介数据传输媒介多，CPU之间采用工业以太网方式进行，故采用光纤和交换机，接口多。◊计算机和PLCZ间的通信计算机和PLC的CPU之间采用工业以太网的方式进行通信，这个网络协议同样在交换机中存在。◊程序处理速率单击机处理速度中等，连机处理慢而稳定性不佳。n2：正确给出极为理想的系统配置方案我们根据具体的现场条件和西门子PLC的应用方法和功能作如下说明：系统配置（具体的配置见材料清单）本设计设一个主PLCCPU（CPU为西门子S7-400CPU414-3的较大型配置），这种CPU自带两个PROFIBUS总线接口，PROFIBUS总线通信速率高达12MBPS每一接口叮连接96个标准的DP分站。分布工艺段的根据实际设立一个ET200分站来代替原有的CPUo原有的ET200分站保持不变。即：集水井和反应池以及药晶输送工艺段为二个ET200取消一次方案的CPU、调节池工艺段保持现有的ET200、氧化、沉淀工艺段为取消原有CPU保持两个ET200不变、综合处理工艺段取消原有的CPU保持现有ET200不变。◊数据处理方式单个CPU完成整个工艺分布系统的自动控制任务。即所有的过程数据由一个CPU处理任务方式。◊程序编制和保存方式一个CPU编制和保存所有的程序，不用通过相互协调来完成系统整个自动控制任务。◊系统维护性系统软件单一，维护方便。支持不停机添加、删除从站。◊系统数据交换速率n一个CPU处理全部的过程数据，此方式不受外部以太网的速率和器件影响。速率快。效益高。只有和上位计算机进行额外的数据交换。◊数据管理单CPU管理。单数据源。单数据格式。本CPU内部元件数量大。◊故障诊断由本CPU系统诊断硬件和软件故障，统一故障诊断功能，不靠应用软件进行故障诊断和管理，准确性好，及吋性强，不受网络速率的限制。◊外部故障分析完整外部故障分析机制，CPU的故障不通过应用软件进行告知和处理，工程师站和操作站直接读取CPU的故障信息然后加工处理。◊系统扩展扩展在CPU的DP口进行，方便叮靠，统一的地址分配和管理。连接方便可靠。◊数据传输媒介数据传输媒介少,、无CPU之间通信，接口多。◊计算机和PLC之间的通信计算机和PLC的CPU之间采用工业以太网的方式进行通信，整n个网络只有着这两者之间采用此方式。◊程序处理速率程序处理速度快，过程处理速度快而稳定。◊总线接口总线接口稳定，速度快，读写过程数据无需编制额外的应用程序。◊完整的数据在CPU上存储完整的工程数据，包括符号和程序注释。使服务和维护工作方便可靠。◊系统经济性完整的经济性解决方案。n5.2口动控制方案设计项冃功能该系统具备如下功能显示各在线采集数据及主要设备的运行工况，并在中央控制室对主要设备进行急停操作；计算机中央监控系统，计算机负责整个系统的参数设置、监视；所有信号均直接传送或通过通信方式至中控室。所有设备均能在控制室进行启停操作，控制盘显示状况。适应强（完全满足本污水处理的数据采集和处理能力）数据流程简单（数据通过总线到计算机或直接输入到PLC）结构简单（只有上下位机的系统结构）数据处理能力强大（由于系统采用计算机的结构，故所有的数据当前或者后续处理只要在计算机中进行。兼容各种数据库，支持脚本生成）操作简单（大多数情况下只要单击鼠标即可完成操作任务）安全性高（防止未授权的人员进行非法操作，计算机故障不影响整个系统的运行）动态的显示各个设备或者工艺段的数据或状态扩展性强，硬件和软件扩展方便。软件程序修改方便（网络自动控制设备的增加只要添加部份画面和数据库变量即可）数据保存方便，周期长。（一般的计算机可保存此类数据长达几年）n网络管理功能强大（本系统的组态软件只要添加相关的选件即可实现网络浏览和控制）系统管理方便（整个系统的管理表现在计算机软件上面，它包括系统登陆管理，操作员管理等权限等管理）完善的网络通信结构实时的报警机制完整的工艺流程仿真包括（工艺结构；池子、井和管道、主要设备单元，泵、鼓风机、驱动器、阀门等，动态显示其工作状态，仪表，变送器，开关，控制器，指示器，适时动态显示各仪表参数，各个工艺分段图、其它需显示的图面）安全登录和密码保护功能•操作级别设计有四个等级密码，每个等级的操作人员，必须首先正确输入用户名和密码，系统指示允许进入，否则按非法操作不允许登录。•管理级密码：持有该密码的人员，可以操作监控系统的所有功能，查询全部数据和信息的实时记录，更改工艺参数设置，以及进行用户管理。•工程师级密码：持有该密码的人员，可以操作监控系统和查询部分数据和信息的实时记录，以及工艺参数的设定。•工艺操作人员密码：持有该密码的操作人员，可H常操作监控系统，可查询故障登记和趋势曲线。还可更改工艺参数设置。•操作员密码：持有该密码的操作人员，仅可FI常操作监控系统,n可查询故障登记和趋势曲线。工艺参数设定功能•功能参数设定有两大类。第一类是连续回路控制中的控制值设定，如PID整定值等。第二类是报警限设定，报警限有单限报警，如高或低。也有二限报警，如高高或低低等。这些都要加于设定和整定,而且要对设定和整定值加于认可。•对错误设定，超范围设定可加以屏蔽和送出“故障”信息，要求立即改正。帮助窗口功能•操作人员可在任何情况下进入帮助窗口，查找和关的帮助信息。报表打印功能・自动生成日报表、月报表、年报表。并有灵活、方便的打印方式。•对各仪表和控制参数的历史数据可以自动生成报表，可以进行预览，并可以自动或手动打印输出。•自动记录生产设备及工艺控制过程中出现的非正常现象和发生的吋间、排除的吋间能自动打印报表。历史数据和趋势曲线显示功能•具有历史数据及历史趋势曲线显示功能，历史趋势曲线可组合在同一幅画面上显示，以便查找和关量。设备在计算机界面上的状态显示和操作功能说明：每一个设备的自动和手动，首先是通过转动控制盘上的手自动转换开关来投入到手n动和自动允许的状态下的，即计算机上的自动和手动允许。应用软件的自动和手动操作，当控制盘上的相应的设备开关转至自动位置后，界而即可显示对应设备的自动和计算机的手动操作按钮、操作状态等元素，点击（口动）按钮设备即可投入在工艺口动状态，此时界面只会显示该设备的（手动）按钮，也就是说在这种状态下只允许本设备切换到计算机的手动状态，此时相应的（起动）、（停止）按钮的操作失效（即按钮的事件属性失效），相反此吋点击相应的（手动）按钮即可切换到计算机的手动状态下进行计算机的点动操作（即软起动方式），在这种方式下点击（起动）或（停止）按钮即可单机起动或停止该设备。这也就是控制盘和计算机的手动、自动的不同Z处。画面的操作，系统运行后即进入登陆画面，单击登陆按钮输入相关的管理者或操作者的密码后便进入丁艺总画面之中。然后根据导航键的文字说明点击即可完成各个功能的画面操作。数据处理和保存•数据处理包括基本模拟和数字数据的读和写，读写数据主要由PLC来完成，数据的深处理由组态软件来完成具休的处理方法这里不就详细说明。数据保存功能简介如下：•数据快速归档（此处讲的是组态软件的归档技术参数）•归档采集类型：周期■连续•归档周期系数：1•归档周期：1秒钟n•归档参数：•吋间段分段：一年分段的最大有效尺寸:10G•单个时间段：1天•单个分段最大尺寸:100兆字节•更改分段的时间：每口的8时0分•归档由多个独立的段组成。•当段达到最大大小或最大吋间间隔吋，建立新的段。当所有段都超出最大值时，最早的单个段被自动删除。•归档备份：每天分段时自动备份，备份到文件夹：D:ArchiveBackupTagLoggingFast慢速归档•采集类型：周期■连续•归档周期系数：1•归档周期：5分钟・归档参数：•所有分段的吋间段：一年•所有分段的最大尺寸:10G•单个分段所包含的时间段：1天•单个分段最大尺寸：100兆字节•更改分段的时间：每日的8时0分n•归档由多个独立的段组成。当段达到最大大小或最大吋间间隔时，建立新的段。当所有段都超出最大値时，最早的单个段被删除。•归档备份：每天分段时口动备份，备份到文件夹：D:ArchiveBackupTagLoggingSlow故障处理（组态软件的报警处理）•动力控制故障是通过分段短路器的辅助触点控制的，所有的故障都输入到PLC之中。报警设置•报警系统块格式和规范:：・日期：格式为：年-月-日•时间：格式为时：分：秒•数字：为3位•类型：2个字符•文本块：消息文本：长度100个字符•信息等级：错误：报警，故障，警告・具体的设定方法参考开发软件报警设置报警归档・短期归档参数：n•每500条消息为一个归档。・长期归档参数：•分段的吋间段：一年•分段的最大尺寸:10G•单个分段所包含的时间段：1天•单个分段最大尺寸：100兆字节•更改分段的时间：每日的8时0分•归档由多个独立的段组成。当段达到最大大小或最大吋间间隔时，建立新的段。当所有段都超出最大值时，最早的单个段被删除，具休的系统报警列表参考报警表一节。n第六章：系统硬件和软件的选型6.1自动控制方案设计项目的硬件和软件选型(1)选型原则污水处理自动控制系统的软件和硬件选型A：软件的选型——为了实现高性能、价格优惠、系统稳定、开放性、工程人员容易掌握软件应用、维护方便的要求我们选用西门之WINCC组态软件来实现本项目的所有上位机界面功能。所有的工业组态软件一样都是受其变量点数的权限控制，我们根据本大厦数据量的实际情况选用8K点的授权版，來组态整个网络自动控制系统。它包括两套系统的授权是工程师站的完整版和客户机授权，另一个是操作员站的运行版授权。通过木软件生成第三方的SQL、access等格式的数据库，保证系统的开放性。带有数据接口的设备利用通信的方式把相关的数据传递给组态软件的。一般是RS232、RS485、工业以太网等方式。B：硬件的选型——本系统的硬件已经前面设计时给出。它的选型原则是:高性价比、稳定、扩展性强、维护简单、功耗少等，选用SIEMESS7-400系列的高性能的PLC最为主站来实现此类要求。多个分站的主控制器是ET200o本CPU具有二个现场总线接口，通过本接口可以进行本地和远程数据采集，也就是说通过本方式不是简单的扩展模式而是profibus总线方式。它的数字量输入本地高达8k字节，我们不是用木机输入的方式，采用分布I/O的方式。采用分布式可以接受65Kn个字节的输入和输出，以及4096模拟输入和输出字节需求。完全满足系n统1-4期正常和备用所需的余量。（2）设备配置清单说明：如下的配置实现一一1个CPU主站和多个总线分站结构需要。网络控制系统设备配置清单设备名称型号及描述数量单位制造商工程师站XPS™720计算机1台DELL显小器21寸液晶2台DELL显示器57寸液晶1台松下操作站XPS™720计算机1台DELL喷墨打印机HP-1280C11ppm分辨率4800*1200dpi1厶HP激光打印机HP-1505NW18ppm分辨率1440*14400dpi1台HP打印服务器HP300X100M网络打印服务器1台HPUPS电源SURT2000UXICII1台APC交换机WS-2950-2424口交换机1台CISCO工业交换机KIEN200B-2M-SC1个东土网络机柜800*600*1800(W*D*H)1个国产PLC设备PLC1#站电源模块6ES7407-0DA00-0AA01块SIEMENS电源模块6ES7307-1EA00-0AA02块SIEMENSnCPU模块6ES7414-3XM05-0AB01块SIEMENSn2M存储卡6ES7952-1KL00-0AA01块SIEMENSCP443-1通讯模块6GK7443-1EX11-0XE01块SIEMENSIM153通讯模块6ES7153-1AA03-0XB02块SIEMENSDI模块6ES7321-1BL00-0AA09块SIEMENSDO模块6ES7322-1BL00-0AA03块SIEMENS40针前连接器6ES7392-1BM01-0AA012块SIEMENS底板6ES7401-1DA01-0AA03块SIEMENS总线连接器6ES7972-0BB12-0XA05块SIEMENSUPS电源SURT2000UXICH1台APC电源防雷器VAI-MS230TT/1+11个PHOENIX工业交换器KIEN200B-2M-SC1台东土PLC柜及柜内辅材1200X2200X8001套PLC2#站电源模块6ES7307-1EA00-0AA03块SIEMENSTM153通讯模块6ES7153-1AA03-0XB01块SIEMENSDI模块6ES7321-1BL00-0AA03块SIEMENSD0模块6ES7322-1BL00-0AA01块SIEMENSAI模块6ES7331-1KF01-0AB01块SIEMENS40针前连接器6ES7392-1BM01-0AA05块SIEMENS530mmDTN导轨6ES7390-1AF30-0AA02块SIEMENS总线连接器6ES7972-0BB12-0XA01块SIEMENSUPS电源SURT2000UXICH1台APC电源防雷器VAL-MS2301T/1+11个PHOENIX信号防雷器PT-1X2-24DC8个PHOENIX工业交换器KTEN200B-2M-SC1台东土PLC柜及柜内辅材1000X2200X8001套仪表电源线KVV-3X1.5186米仪表信号线RVVP-3X1.5180米镀锌钢管DX2084米PLC4#站电源模块6ES7307-1EA00-0AA03块SIEMENS1M153通讯模块6ES7153-1AA03-0XB03块SIEMENSDI模块6ES7321-1BL00-0AA06块SIEMENSD0模块6ES7322-1BL00-0AA02块SIEMENSAT模块6ES7331-1KF01-0AB03块SIEMENS40针前连接器6ES7392-1BM01-0AA011块SIEMENS530mmDlN导轨6ES7390-1AF30-0AA03块SIEMENS总线连接器6ES7972-0BB12-0XA03块SIEMENSUPS电源SURT2000UXICH1台APC电源防雷器VAL-MS230TT/1+11个PHOENIX信号防雷器PT-1X2-24DC23个PHOENIX工业交换器K1EN200B-2M-SC1台东土PLC柜及柜内辅材1000X2200X8001套n仪表电源线KVV-3X1.5654米仪表信号线RVVP-3X1.5676米镀锌钢管DN20323米PLC5#站电源模块6ES7307-1EA00-0AA03块SIEMENSIM153通讯模块6ES7153-1AA03-0XB03块SIEMENSD1模块6ES7321-1BL00-0AA06块SIEMENSDO模块6ES7322-1BL00-0AA02块SIEMENSAI模块6ES7331-1KF01-0AB03块SIEMENS40针前连接器6ES7392-1BM01-0AA011块SIEMENS530mmDIN导轨6ES7390-1AF30-0AA03块SIEMENS总线连接器6ES7972-0BB12-0XA04块SIEMENSUPS电源SURT2000UXICH1厶APC电源防雷器VAL-MS230IT/1+11个PHOENIX信号防雷器PT-1X2-24DC3个PHOENIX工业交换器KIEN200B-2M-SC1台东土PLC柜及柜内辅材1400X2200X8001套仪表电源线KVV-3X1.572米仪表信号线RVVP-3X1.570米镀锌钢管DX20120米辅助材料东土PROFIBUS通讯电缆1500米光纤通讯电缆600米西门子PLC编程软件STEP7V5.41套服务器WINCC完全版6AV6381-1BS06-2AV0+6AV6371-1DII06-2AV01套客户机WINCC运行版6AV6381-1BH06-2AV01套仪表箱24台不锈钢开发软件6AV6381-1BS06-2AV01套SIEMENS第七章：整体项口的自动控制方案设计以及施工计划6・1项冃口动控制方案设计和施工阶段计划序号工段说明任务内容划期计周说明1项目系统设计详细的自动控制方案设计和规划7整体设计和规划2设计复审设计复审和定稿3提交复审3相关的协议签订方案确认和合签订2签订合同n4材料采购系统材料采购和预订7材料采购5电控箱的安装电气集成30硬件集成6软件开发系统软件开发60软件开发7通信连接和调试通信连接5系统通信8软件集成系统软件集成7系统整体集成9系统试运行系统试运行和运行不定期系统投入运行10自动控制方案设计系统竣工系统竣工验收1竣工验收11交付使用培训和交付使用3交付单位使用说明：本部分的实际规划我们会在实施阶段做出具体的安排和制定详细的进度表，以上的内容可同时交叉进行以缩短实际周期，本网络自动控制系统基本是电气集成和软件开发项目，故可以不涉及施工组织管理和EHS等方案。第八章：系统服务和使用培训8・1售后服务及使用培训8.1.1在系统安装集成等的实施过程中，我们承诺允许项冃单位的工作人员一起参与系统的安装、测试、诊断及解决遇到的问题等各项工作。手把手培训设备终端用户的工作人员。通过这样的培训方式,使用单位的工作人员将在实践中较快的掌握系统的操作及维护等操作。具体如下所述：8.1.2操作培训该培训将教会使用者在日常和紧急情况下如何操作系统。内此，操作者必须经过系统的培训和岗前的试用。8.1.3具体的培训人员人数、时间、地点等安排请参看培训计划承诺表。培训计划承诺表n我公司承诺向本系统的终端用户就培训内容、培训人数、培训时间、培训地点提供如下表所示的培训计划。培训内容参加人数培训时间培训地点说明自动控制方案设计系统操作52自动控制方案设计单位掌握基本操作设备使用53自动控制方案设计单位掌握基本应用第九章：网络自动控制项目系统报价9.1相关报价n报价一览表序号项目报价（元人民币）I一类费用1系统硬件2辅助材料3一类费用合计（1+2）II二类费用4二次技术设计费（（3）*5%）5现场安装费用6软件开发费用7系统调试费用8系统管理费（（4+5+6+7尸5%）9运输10培训服务费11合计(4+5+6+7+8+9+10)12税金((3+11)*6%)13二类费用合计（11+12）系统总投资I+II自动控制系统总投资为:第一o章：相关公司介绍10・1公司公司愿景成为世界级的自动化软件服务商，培养出世界一流水平的员工。n公司理念以客为尊、勤奋正直、务实创新、协作成长10.2工程业绩附件：近年完成、实施的啤酒厂环境治理工程业绩♦百威武汉国际啤酒有限公司污水处理四期厌氧处理系统(2000m7d)♦百威武汉国际啤酒(三水)有限公司污水处理系统(10000m3/d)♦百威武汉国际啤酒有限公司再生水系统♦百威武汉国际啤酒有限公司一、二期锅炉脱硫除尘工程♦海南亚洲太平洋酿酒有限公司污水处理工程(3000m3/d)♦海南亚洲太平洋有限公司污水沼气回收工程♦深圳青岛啤酒朝日有限公司生产废水处理工程(3000m3/d)♦深圳青岛啤酒朝日有限公司锅炉烟气脱硫除尘工程♦深圳青岛啤酒朝H有限公司污水沼气回收工程♦雪津啤酒(南昌)有限公司污水治理工程(6000m7d)♦福建雪津啤酒污水厌氧扩建工程(UASB,9000m7d)♦三明雪津啤酒污水厌氧扩建工程(UASB,4500m7d)♦康师傅食品饮料有限公司污水处理改造工程(UASB,2000m7d)♦雪津啤酒(南昌)有限公司锅炉烟气脱硫除尘工程♦珠江啤酒有限公司锅炉烟气脱硫除尘工程n♦唐山豪门啤酒厂生产废水处理工程(10000m7d)♦武汉东西湖啤酒厂生产废水处理工程(15000m7d)附件：近年完成、实施的市政及其它环境治理工程业绩♦东莞望宏废水处理工程(80000m7d)系统♦惠州蓝天电镀工业园电镀污水处理工程(20000m7d)♦清远酸笋厂2000m3/d废水处理系统♦广州造纸厂15000m3/d中水回用处理系统♦惠州蓝天电镀工业园6000m3/d中水回用处理系统♦东莞伟达浆染4000m3/d屮水冋用处理工程系统♦喜力啤酒广州有限公司(2000n?/d)污水处理工程(在建)