桐梓污水廠技術(shù)方案

XX 縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 1 目 錄 1、工程概述 . 3 1.1 項目概述 . 3 2、系統(tǒng)設(shè)計原則和遵循的標準 . 3 2.1 實用性 . 4 2.2 先進性 . 4 2.3 安全可靠性 . 4 2.4 開放性和可擴充性 . 5 2.5 遵循的標準和規(guī)范 . 5 3、設(shè)備選型 . 7 3.1 設(shè)備選型說明 . 7 3.2 PLC 系統(tǒng) . 8 3.3 監(jiān)控軟件 . 15 3.4 檢測儀表及其它設(shè)備 . 20 4、系統(tǒng)設(shè)計 . 21 4.1 自動化控制系統(tǒng) . 21 4.1.1 系統(tǒng)概述 . 21 4.1.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) . 21 4.1.3 系統(tǒng)配置及功能簡介 . 22 4.1.4 中控室設(shè)備配置及功能詳述 . 23 4.1.5 PLC 控制站 . 29 PLC1 控制站 . 30 PLC2 控制站 . 31 生產(chǎn)管理計算機網(wǎng)絡(luò) . 33 4.2 檢測儀表 . 34 4.2.1 概述 . 34 4.2.2 設(shè)計原則 . 34 4.3 系統(tǒng)防雷及接地 . 34 4.3.1 自控系統(tǒng)防雷 . 34 4.3.2 自控系統(tǒng)接地 . 35 5 自控設(shè)備及儀表的施工組織及安裝 . 36 5.1 施工組織 . 36 5.2 儀表安裝及測試 . 42 5.3 電纜 . 46 5.4 管線敷設(shè)及電纜橋架 . 47 5.5 電纜托架 . 52 5.6 防雷和接地 . 53 5.7 施工驗收 . 54 桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 3 1、工程概述 1.1 項目概述 本工程為桐梓縣城污水處理廠，工程規(guī)模為 0.8萬噸 /日。全廠由粗格柵、進水泵房、細格柵、鐘式沉砂池、 AmOn生物池、污泥脫水機房、計量井、紫外線消毒曲、變配電室、綜合樓、門衛(wèi)等組成。污水處理廠設(shè)計污水出水水質(zhì)應滿足污水排放國家標準： 項目 BOD5 (mg/L) COD (mg/L) SS (mg/L) NH3-N (mg/L) T N (mg/L) T-P (mg/L) 設(shè)計出水水質(zhì) 20 60 20 8（ 15）1 20 1 本工程儀表自動控制系統(tǒng)由控制管理系統(tǒng)及儀表檢測系統(tǒng)兩大部分組成，其計算機監(jiān)控系統(tǒng)由中央控制室和兩個測控分站組成。全廠的自動化系統(tǒng)采用集中控制（遙控），自動控制和就地控制三種控制方式，分別由中央控制室、分控制室及現(xiàn)場控制箱實現(xiàn)。中央控制室設(shè)在廠區(qū)綜合辦公樓內(nèi)，在中央控制室內(nèi)集中設(shè)置兩套監(jiān)控管理計算機操作站?，F(xiàn)場各種數(shù)據(jù)通過 PLC采集，現(xiàn)場與中央控制室通過高速通訊網(wǎng)絡(luò)連接，通信網(wǎng) 絡(luò)采用開放式的總線結(jié)構(gòu)，以便于遠期工程的擴展。 2、系統(tǒng)設(shè)計原則和遵循的標準 本污廠自動化系統(tǒng)在充分考慮系統(tǒng)特性的基礎(chǔ)上，既考慮設(shè)備運行、人員操作、系統(tǒng)管理的先進性，同時也考慮到高新技術(shù)應用的合理性、經(jīng)濟性和實用性，因地制宜，突出重點，不盲目追求大而全。在保證滿足管理系統(tǒng)要求的前提下，盡可能節(jié)約投資，獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟指標，并能保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定高效地運行。 本污廠自動化監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)上主要遵循“集中管理、分散控制、數(shù)據(jù)共享、擴展靈活”的原則。在設(shè)計選型上，除了采用先進、成熟、兼容性強的桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 4 可編程邏輯控制器 PLC（ Programmable Logical Controller）作為系統(tǒng)的核心控制硬件外，還充分考慮了整個系統(tǒng)在工藝環(huán)節(jié)上、現(xiàn)場執(zhí)行設(shè)備、儀器儀表上的相互關(guān)系和作用，以及今后整個自動控制系統(tǒng)作為供水企業(yè)信息管理系統(tǒng)的一部分與其它系統(tǒng)的銜接。在達到實現(xiàn)預期目標的前提下，項目設(shè)計和建設(shè)過程中遵循以下原則： 2.1 實用性 針對污廠的水質(zhì)特點和污廠規(guī)模，建立規(guī)范的數(shù)據(jù)模型和管理機制，使系統(tǒng)具有優(yōu)良的性能。根據(jù)國家相關(guān)技術(shù)標準和規(guī)范，利用成熟先進的實用技術(shù)；系統(tǒng)的操作界面盡量完備和簡潔友好，符合管理人員操作習慣；系統(tǒng)體現(xiàn)現(xiàn)代水處理技術(shù)發(fā)展的實際要求和水行業(yè)管理工作的需求。 2.2 先進性 為使整個系統(tǒng)能滿足污廠統(tǒng)一管理工作不斷深化與發(fā)展的需要，適應新技術(shù)發(fā)展，整個系統(tǒng)應該具備技術(shù)先進、功能綜合性和適度前瞻性，保證系統(tǒng)在技術(shù)上具備一定的先進性。系統(tǒng)采用具有國際先進性的軟、硬件產(chǎn)品，技術(shù)處理方法盡可能采用當前的最新研究成果。 2.3 安全可靠性 污廠自動化系統(tǒng)項目的設(shè)計和建設(shè)過程中要充分考慮設(shè)備和系統(tǒng)可靠，保證數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)陌踩煽?，能提供實時、有效、準確的數(shù)據(jù)信息。系統(tǒng)正式運行后，要做到以下幾點以保證整個系統(tǒng)安全可靠的運行 ： 一、保證硬件系統(tǒng)的安全可靠； 二、建立軟件系統(tǒng)中的用戶、角色和權(quán)限等安全管理體系，確保不被非法篡改； 三、做到數(shù)據(jù)的備份，確保數(shù)據(jù)的安全可靠； 四、建立完善的病毒防范機制，防止病毒侵害發(fā)生；五是建立安全管理制度和機制，防止人為的破壞行為。 系統(tǒng)的可靠性與設(shè)備的選型、系統(tǒng)軟件的選擇、應用軟件的可靠性等多桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 5 種因素有關(guān)。一方面，系統(tǒng)應選用可靠的通訊方式、計算機，同時配備成熟的系統(tǒng)軟件保障系統(tǒng)的可靠運行；另一方面，還要從管理入手，制定科學合理的規(guī)章管理制度，以確保系統(tǒng)可靠地運行。安全性是一項重要的系統(tǒng)指標，工程設(shè) 計和設(shè)備選型充分考慮安全性。 2.4 開放性和可擴充性 污廠自動化系統(tǒng)設(shè)計要符合結(jié)構(gòu)化、模塊化、標準化要求，做到標準統(tǒng)一，連接暢通，具有開放的接口和靈活定制功能，以滿足不同的需求。 除此之外，系統(tǒng)要具有較好的可擴展性，以適應社會發(fā)展對系統(tǒng)擴展的需要，為今后實現(xiàn)更高層次的城市水資源管理提供可行的技術(shù)基礎(chǔ)。 2.5 遵循的 標準和規(guī)范 本方案中 所有材料和設(shè)備 皆 符合投標截止時最新的國際儀器儀表協(xié)會、GB、 IEC、 ISO 等有關(guān)標準，并以其中要求最高 來 執(zhí)行之。 設(shè)備的安裝應符合最新的國際儀器儀表協(xié)會標準和執(zhí)行規(guī)范或其它國際認可的同類標準中的要求，包括但不限于： CECS81： 96 工業(yè)計算機監(jiān)控系統(tǒng)抗干擾技術(shù)規(guī)范 GB50174-93 電子計算機機房設(shè)計規(guī)范 GB T8566-95 信息技術(shù)軟件生存期過程 GB8566 計算機軟件開發(fā)規(guī)范 GB T12504 計算機軟件質(zhì)量保證計劃規(guī)范 GBJ42-81 工業(yè)企業(yè)通信設(shè)計規(guī)范 GBJ79-85 工業(yè)企業(yè)通信接地設(shè)計規(guī)范 GB4208 93 外殼防護等級 GB7450 87 電子設(shè)備雷擊保護條例 IEC1158 現(xiàn)場總線標準 桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 6 IEC1000 1995 電磁兼容性 IEC1312 3 雷電電磁脈沖的防護 IEC529 89 外殼保護等級 IEEE472 浪涌保護規(guī)格 IEC61754 光纖連接器接口 GB50168 92 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范 GBJ131 90 自動化儀表安裝工程質(zhì)量檢驗評定標準 GBJ93-86 工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范 GBJ13-86 室外給水設(shè)計規(guī)范 GB50052-95 工業(yè)與民用供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 GB/T12504 計算機軟件質(zhì)量保證計劃規(guī)范 ANS1488 可編程儀器的數(shù)字接口 JGJ/T16-92 民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范 GB2887-89 計算站場地技術(shù)要求 GB50174-93 電子計算機機房設(shè)計規(guī)范 GB/T50311-2000 建筑 與建筑群綜合布線系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 GB50334-2002 城市污水處理廠工程質(zhì)量驗收規(guī)范 GB50093-2002 自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范 GB50057-94 建筑防雷設(shè)計規(guī)范 GB/T15153-94 遠動設(shè)備及系統(tǒng)工作條件 GB/T13729-92 遠動終端通用技術(shù)條件 GBJ232-82 電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范 GB4720-84 低壓電器電控設(shè)備 桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 7 JECC144 低壓開關(guān)和控制 設(shè)備的外殼防護等級 GB50198-94 民用閉路電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范 GBJ115-87 工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范 GB1583-79 彩色電視圖像傳輸標準 ISO/IEC11801 客戶建筑通用布線系統(tǒng)信息技術(shù)國標標準 EIA/TIA568A 商務樓通用信建筑布線標準 EIA/TIA569 商務樓通信通道和空間標準 EIA/TIA570 住宅及小型商業(yè)區(qū)綜合布線標準 CECS89-97 建筑和建筑群綜合布線系統(tǒng)工程施工及規(guī)范 EIA/TIATSB67 無屏蔽雙絞線布線系統(tǒng)現(xiàn)場測試傳輸性能規(guī)范 YD/T9261-2-1997 大樓通信綜合布線系統(tǒng) 3、設(shè)備選型 3.1 設(shè)備選型說明 系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計采用了遠程傳輸、數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)、分散控制、集中管理等先進技術(shù)。為此在設(shè)備選型時考慮了以下原則： 系統(tǒng)功能滿足污水處理廠系統(tǒng)要求； 設(shè)備采用國際上先進的主流產(chǎn)品，符合自動化系統(tǒng)發(fā)展方向； 系統(tǒng)設(shè)計考慮良好的安全性、可靠性和先進性； 系統(tǒng)設(shè)計考慮開放性、可擴展性和合 理的性能價格比； 系統(tǒng)與其它處理設(shè)備通訊方便可靠； 系統(tǒng)平臺選用統(tǒng)一的軟件平臺結(jié)構(gòu)，能在統(tǒng)一平臺上實現(xiàn)管理； 人機界面采用成熟的軟件、界面友好、穩(wěn)定可靠，具有漢化功能； 系統(tǒng)易于開發(fā)和維護； 桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 8 系統(tǒng)考慮完整框架結(jié)構(gòu)，方便以后建立更大更靈活的系統(tǒng)； 系統(tǒng)所選用的設(shè)備保證整個系統(tǒng)的安全操作和運行，并考慮長期為業(yè)主提供備品備件和技術(shù)服務，確保系統(tǒng)的長期安全運行和現(xiàn)場調(diào)試檢修。 經(jīng)仔細的考慮，并參照以往工程經(jīng)驗，我們在選用時考慮了以下因素： 質(zhì)量第一，主要設(shè)備選用的世界知名品牌或引進技術(shù)產(chǎn)品； 配套和輔助設(shè)備選用的國 內(nèi)知名并得到廣泛應用的品牌； 技術(shù)性能及質(zhì)量保證完全符合系統(tǒng)技術(shù)要求； 服務方便，選用產(chǎn)品世界知名品牌基本上在成都地區(qū)或重慶地區(qū)設(shè)有辦事處，并能長期供應備品備件，對提供的各類產(chǎn)品我公司具有產(chǎn)品供應和技術(shù)服務能力，以便于加強服務； 選用的產(chǎn)品具有工程業(yè)績合良好的聲譽，并于水處理行業(yè)中已大量應用，便于控制系統(tǒng)運行及產(chǎn)品備品備件的供應； 設(shè)備可分為 PLC 系統(tǒng)、監(jiān)控軟件、編程軟件、通訊設(shè)備、檢測儀表、避雷裝置、電氣控制設(shè)備、控制柜、電纜、不間斷電源等部分。 3.2 PLC 系統(tǒng) 可編程序控制器（ PLC）選用國際知名 的 西門子（ SIEMENS） 公司 S7系列 PLC。 西門子是世界上最大的電氣和電子公司之一，也是中國最知名、最受愛戴和尊敬的企業(yè)公民之一，西門子與中國的合作歷史可以追溯到 1872 年。西門子公司的中國業(yè)務正迅速發(fā)展成為西門子全球業(yè)務的基石。西門子的全部業(yè)務集團都已進入中國，并活躍在中國的信息與通訊、自動化與控制、電力、交通、醫(yī)療、照明以及家用電器等各個行業(yè)中。西門子集團的業(yè)務遍布全球 100 多個國家，擁有 104,000 名桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 9 員工。 西門子集團位列全球 500 強企業(yè)。西門子公司是電力和自動化技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導廠商，致力于為 工業(yè)和電力行業(yè)客戶提供解決方案。西門子在中國參與了眾多國家重點項目的建設(shè)，如三峽電站建設(shè)和輸配電工程、南水北調(diào)工程、青藏鐵路、北京奧運工程中的首都國際機場的改擴建項目、變電站項目、輕軌項目等。此外，西門子還為亞洲最大的石化項目上海賽科、廣州地鐵、上海地鐵、北京人民大會堂、上海通用汽車、寶鋼等眾多客戶提供了可靠的電力或自動化技術(shù)解決方案。 西門子的 S7-300 系統(tǒng)易于調(diào)整，總線模塊在不斷點或不中斷總線運行的情況下可以更換。即使系統(tǒng)擴展，所要做的也只是簡單的擴展總線模塊，增加的總線模塊由系統(tǒng)自動檢測，且被系統(tǒng) 總線唯一識別，并通過模塊地址開關(guān)或通過可編程序控制器中的系統(tǒng)常數(shù)來定義獨立的模塊類型。同時允許 I/O設(shè)備直接從用戶程序中定義地址，不用對總線另外進行組態(tài)。整個安裝是由一個簡單的雙絞線連接起來，通過本地智能單元組，經(jīng)中央處理單元處理后將所有的來自傳感器的信息傳送到執(zhí)行器。 S7-300 方便擴展，保證與其它自動化系統(tǒng)的集成，可支持下面的通訊接口： MODBUS、 ASCII、 ARCNET、 RCOM、AF100、 CANopen、 DeviceNet、 Profibus-DP和 Ethernet等。 系統(tǒng)組成： 中央處理單 元 (CPU) 各種 CPU 有各種不同的性能，例如，有的 CPU 上集成有輸入 /輸出點，有的 CPU 上集成有 PROFIBUS-DP 通訊接口等。 信號模塊 (SM) 用于數(shù)字量和模擬量輸入 /輸出 通訊處理器 (CP) 桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 10 用于連接網(wǎng)絡(luò)和點對點連接 功能模塊 (FM) 用于高速計數(shù)，定位操作 (開環(huán)或閉環(huán)定位 ) 和閉環(huán)控制。 負載電源模塊 (PS) 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 伏交流電源，或 24/48/60/110 伏直流電源。 接口模塊 (IM) 用于多機架配置時連接主機架 (CR) 和擴展機架 (ER)。 S7-300 通過分布式的主機架 (CR) 和 3 個擴展機架 (ER)，可以操作多達 32 個模塊。運行時無需風扇。 SIMATIC S7-300 適用于通用領(lǐng)域： 高電磁兼容性和強抗振動，沖擊性，使其具有最高的工業(yè)環(huán)境適應性。 S7-300 有兩種類型： 標準型：溫度范圍從 0到 60 環(huán)境條件擴展型 ：溫度范圍從 -25 到 +60 更強的耐受振動和污染特性。 功能 ： - SIMATIC S7-300 的大量功能支 持和幫助用戶進行編程、啟動和維護 高速的指令處理： 0.60.1 s 的指令處理時間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開辟了全新的應用領(lǐng)域。 浮點數(shù)運算 ：用此功能可以有效地實現(xiàn)更為復雜的算術(shù)運算 方便用戶的參數(shù)賦值 ：一個帶標準用戶接口的軟件工具給所有模塊進行桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 11 參數(shù)賦值，這樣就節(jié)省了入門和培訓的費用。 人機界面 (HMI) ：方便的人機界面服務已經(jīng)集成在 S7-300 操作系統(tǒng)內(nèi)。因此人機對話的編程要求大大減少。 SIMATIC人機界面 (hmi) 從 S7-300 中取得數(shù)據(jù)， S7-300 按用戶指定的刷新 速度傳送這些數(shù)據(jù)。 S7-300 操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送。 診斷功能 ： CPU 的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件 (例如 ：超時，模塊更換，等等 )。 口令保護 ：多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術(shù)機密，防止未經(jīng)允許的復制和修改。 操作方式選擇開關(guān) ：操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，就不能改變操作方式。這樣就防止非法刪除或改寫用戶程序。 通訊 ： - SIMATIC S7-300 具有多種不同的通訊接口： 多種通訊處理器用來連 接 AS-I 接口、和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng) 串行通訊處理器用來連接點到點的通訊系統(tǒng) 多點接口 (MPI) 集成在 CPU 中，用于同時連接編程器、 PC 機、人機界面系統(tǒng)及其他 SIMATIC S7/M7/C7 等自動化控制系統(tǒng)。 CPU 支持下列通訊類型： 過程通訊：通過總線 (AS-I 或 PROFIBUS ) 對 I/O 模塊周期尋址 (過程映象交換 ) 數(shù)據(jù)通訊 ：在自動控制系統(tǒng)之間或人機界面 (HMI) 和幾個自動控制系統(tǒng)之間，數(shù)據(jù)通訊會周期地進行或被用戶程序或功能塊調(diào)用。 結(jié)構(gòu) ： 桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 12 DIN 標 準導軌安裝 只需簡單地將模塊鉤在 DIN 標準的安裝導軌上，轉(zhuǎn)動到位，然后用螺栓鎖緊。 集成的背板總線 ： 背板總線集成在模塊上，模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在機殼的背后。 更換模塊簡單并且不會弄錯 更換模塊時，只需松開安裝螺釘。很簡單地拔下已經(jīng)接線的前連接器。在連接器上的編碼防止將已接線的連接器插到其他的模塊上。 可靠的接線端子： 對于信號模塊可以使用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子 TOP 連接 ： 采用一個帶螺釘或夾緊連接的 1 至 3 線系統(tǒng)進行預接線。或者直接在信號模塊上進行接線。 確定的安裝深度 ： 所有的端子和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有端蓋保護，因此所有的模塊都有相同的安裝深度。 沒有槽位的限制 ： 信號模塊和通訊處理模塊可以不受限制地插到任何一個槽上，系統(tǒng)自行組態(tài)。 PLC 和人機界面主要性能參數(shù)： 1) 電源 輸入電源電壓范圍： 170-265V AC 桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 13 輸入電源頻率： 47-63Hz 輸出電流范圍： 5A 工作溫 度： 0-60 2) CPU 基本內(nèi)存： 34KB 數(shù)字 I/O 點數(shù)： 3410路； 模擬 I/O 點數(shù)： 632 路； 電源電壓范圍： 20.4-28.8V DC； 位邏輯指令執(zhí)行時間： 0.3 S/步； 字邏輯指令執(zhí)行時間： 1 S/步； 帶 有 CS31主 /從接口，支持 MODBUS 3) I/O 模塊指標： -數(shù)字輸入模塊（ DI）： 輸入點數(shù)： 32 點 輸入電壓： 24VDC 每個輸入點都具有狀態(tài)指示 連 接方式：接線端子排 -數(shù)字輸出模塊（ DO）： 輸出點數(shù)： 16 點 桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 14 觸點開關(guān)能力： 24VDC/0.5A 每個輸入點都具有狀態(tài)指示 連 接方式：接線端子排 -模擬輸入模塊（ AI）： 輸入點數(shù)： 8 點 輸入范圍： 0 20mA， 4-20mA， 1-5V， 0-10V， -10 +10V 分辨率： 14 位 斷線檢測、在線診斷、超限設(shè)定、濾波功能 連 接方式：接線端子排 模 擬量的輸入與模塊每點之間加有 AI 隔離電路 -模擬輸出模塊（ AO）： 輸出點數(shù)： 4 點 輸出范圍： 4-20mA 分辨率： 14 位 隔離功能： 1500VAC， 50/60Hz，端子和外殼間 連 接方式：接線端子排 模擬量 的輸出與模塊每點之間加有 AI 隔離電路 4) 人機界面（ MMI） 顯示器件： TFT 彩色， 256Color 桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 15 顯示區(qū)域： 10.4” 顯示分辨率： 640*480點 符合規(guī)格： UL/CSA、 IEC 通訊接口： RS-485口、 RS-232C 口 工作溫度： 050 保護等級： IP65 運行時 間 : 25000小時 3.3 監(jiān)控軟件 WINCC 功能介紹： 監(jiān)控組態(tài)軟件不僅有監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集 (SCADA)功能，而且有組態(tài)、開發(fā)和開放功能。監(jiān)控組態(tài)軟件是伴隨著計算機技術(shù)、 DCS 和 PLC 等工業(yè)控制技術(shù)的突飛猛進而發(fā)展起來的。隨著個人計算機 (PC)的普及和開放系統(tǒng)的推廣，基于 PC 的監(jiān)控組態(tài)軟件在工業(yè)控制領(lǐng)域不斷發(fā)展壯大。監(jiān)控組態(tài)軟件廣泛運用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、樓宇和辦公等領(lǐng)域的自動化系統(tǒng)。 隨著計算機硬件和軟件技術(shù)的發(fā)展，自動化產(chǎn)品呈現(xiàn)出小型化、網(wǎng)絡(luò)化、PC 化、開放式和低成本的發(fā)展趨勢，并逐漸形成了各種標準的硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。監(jiān)控組態(tài)軟件已經(jīng)成為其中的橋梁和紐帶，是自動化系統(tǒng)集成中不可缺少的關(guān)鍵組成部分。 西門子公司的 WinCC 是 WlndowsControIConter(視窗控制中心 )的簡稱。 它集成了 SCADA、組態(tài)、腳本 (Script)語言和 OPC 等先進技術(shù)，為用戶提供了桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 16 Windows 操作系統(tǒng) (W1ndows 2000 或 XP)環(huán)境下使用各種通用軟件的功能。WinCC 繼承了西門子公司的全集成自動化 (TIA)產(chǎn)品的技術(shù)先進和無縫集成的特點。 WinCC 運行于個人計算機環(huán)境，可以與多種自動化設(shè)備及控制軟件集成，具有豐富的設(shè)置項目、可視窗口和菜單選項，使用方式靈活，功能齊全。用戶在其友好的界面下進行組態(tài)、編程和數(shù)據(jù)管理，可形成所需的操作畫面、監(jiān)視畫面、控制畫面、報警畫面、實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線和打印報表等。它為操作者提供了圖文并茂、形象直觀的操作環(huán)境，不僅縮短了軟件設(shè)計周期，而且提高了工作效率。 WinCC的另一個特點在于其整體開放性，它可以方便地與各種軟件和用戶程序組合在一起，建立友好的人機界面，滿足實際需要。用戶也可將 WinCC 作為系統(tǒng)擴展的基礎(chǔ)， 通過開放式接口，開發(fā)其自身需要的應用系統(tǒng)。 WinCC 因其具有獨特的設(shè)計思想而具有廣闊的應用前景。借助于模塊化的設(shè)計，能以靈活的方式對其加以擴展。它不僅能用于單用戶系統(tǒng)，而且能構(gòu)成多用戶系統(tǒng)，甚至包括多個服務器和客戶機在內(nèi)的分布式系統(tǒng)。 WinCC集生產(chǎn)過程和自動化于一體，實現(xiàn)了相互間的集成。 海納百川，有容乃大。 HMI/SCADA 軟件系統(tǒng)的發(fā)展史，就是近 30 年來氣勢恢弘的工業(yè)自動化系統(tǒng)、軟件工業(yè)及 IT 技術(shù)發(fā)展史的縮影。無論是平臺的變遷，還是技術(shù)的更迭，現(xiàn)代 HMI/SCADA 系統(tǒng)都折射出同時代工業(yè)自動化系統(tǒng)和 軟件工業(yè)的最先進技術(shù)。從工業(yè)自動化系統(tǒng)的發(fā)展來看， PLC技術(shù)、總線和通訊技術(shù)、診斷技術(shù)等，早已成為 HMI/SCADA 軟件的核心技術(shù)；從軟件工業(yè)和 IT 技術(shù)的發(fā)展來看，客戶機 /服務器系統(tǒng)、瘦客戶機、 Web 技術(shù)、組件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、軟件冗余技術(shù)乃至方興未艾的 XML 和 .NET 技術(shù)等，都已深桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 17 深地滲透到 HMI/SCADA軟件開發(fā)、工程實施及運行的各個階段。 西門 子公司的 HMI/SCADA 軟件系統(tǒng) WinCC，正是這樣的系統(tǒng)。 它幫助我們站在了自動化技術(shù)與軟件和 IT 技術(shù)融合的峰頂浪尖上，讓我們同時享受到二者的無限風光。縱觀 WinCC系統(tǒng)的特點，我們可以看到以下明顯的特征。 深厚的自動化系統(tǒng)領(lǐng)導廠商背景作為傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)領(lǐng)導廠商，無論是現(xiàn)代自動化系統(tǒng)的核心 -可編程控制器，還是工業(yè)自動系統(tǒng)的神經(jīng)系統(tǒng) -總線技術(shù)，西門子公司都始終走在技術(shù)和創(chuàng)新的最前沿。全集成自動化TIA(TotallyIntegratedAutomation)，更是把這種優(yōu)勢推向了前所未有的高度和廣度 。正是基于這樣博大精深的自動化系統(tǒng)， WinCC承襲了西門子公司的TIA產(chǎn)品家族技術(shù)先進和相互間無縫集成的特點。這也就意味著， WinCC不是孤立的軟件系統(tǒng)，它時刻與以下系統(tǒng)集成在一起： 與自動化系統(tǒng)的無縫集成。西門子公司的 PI。 C 產(chǎn)品，經(jīng)歷了從早期致力于提高運行速度，到增強系統(tǒng)通信和聯(lián)網(wǎng)能力，再到融合了運動控制技術(shù)等諸多技術(shù)的 T 系列產(chǎn)品以及故障安全型的 F 系統(tǒng)的發(fā)展階段。在這樣的背景下， WinCC 與相應的硬件系統(tǒng)緊密結(jié)合，通過統(tǒng)一的組態(tài)和編程、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理及統(tǒng)一的通訊，極大地降低了用戶軟硬件組態(tài)的工程量，實現(xiàn) 了整個產(chǎn)品范圍內(nèi)的高度集成。 與自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集成。從現(xiàn)場總線 PROFIBUS 到工業(yè)以太網(wǎng)，再到PROFINET 技術(shù)和基于組件的自動化技術(shù) CBA(Component-Based Automation)，以及無線通訊解決方案，由于 WinCC 內(nèi)置了基于 S5/S7 協(xié)議的通訊系統(tǒng)，并提供了大量面向這些系統(tǒng)和技術(shù)的組件，從而為 WinCC 和這些系統(tǒng)的最優(yōu)化通訊和良好的互操作性提供了保證。至于在 WinCC 平臺上實現(xiàn)基于 PROFIBUS的診斷功能，以及基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理功能等，更是錦上添花之筆。 桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 18 與 MES 系統(tǒng)的集成。制 造執(zhí)行系統(tǒng) MES(Manufacturing Execution Systems)，作為連接企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)的橋梁，包含了生產(chǎn)訂單管理、原材料管理、生產(chǎn)運營記錄、設(shè)備管理、工廠信息管理、生產(chǎn)規(guī)范管理系統(tǒng)和實驗室信息管理等系統(tǒng)，代表著現(xiàn)代化智能工廠發(fā)展的最新潮流。來自西門子公司的 MES系統(tǒng) SIMATIC IT 正是代表這一潮流的優(yōu)秀系統(tǒng)。通過適當?shù)倪m配系統(tǒng)， WinCC可以輕松地集成在該系統(tǒng)下。換言之，實施了基于 WinCC 的HMI/SCADA系統(tǒng)，就為實施 MES系統(tǒng)打下了堅實的基礎(chǔ)。 與相應的軟硬件系統(tǒng)一起 ，實現(xiàn)系統(tǒng)級的診斷功能。診斷功能包括產(chǎn)品和系統(tǒng)的層次，貫穿于工程實施階段、調(diào)試階段和運行階段。配合適當?shù)能浻布到y(tǒng)，如 Pr。 Ag-ent 等， WinCC 可以方便地實現(xiàn)基于不同通訊協(xié)議、從軟件到硬件、從自動化站到操作站乃至整個 SCADA網(wǎng)絡(luò)的診斷。 WinCC 不僅是可以獨立使用的 HMI/SCADA 系統(tǒng)，而且是西門子公司眾多軟件系統(tǒng)的重要組件。比如， WinCC 是西門子公司 DCS系統(tǒng) PCS7 的人機界面核心組件，也是電力系統(tǒng)監(jiān)控軟件 P。 werCC和能源自動化系統(tǒng) SICAM 的重要組成部分。這也許正是 WinCC 在不到 10 年的時間，發(fā)展成為 HMI/SCADA 軟件領(lǐng)域全球領(lǐng)導品牌的原因之一。二、堅持開放性和先進性高于一切的理念開放性和標準化是軟件系統(tǒng)的生命線。當 WinCC 作為與技術(shù)和行業(yè)無關(guān)的通用自動化系統(tǒng)信息軟件平臺時，這一點就顯得更為突出了。而 WinCC，正是從以下幾個方面體現(xiàn)出了其開放的特性： 整個系統(tǒng)通過完整和豐富的編程系統(tǒng)實現(xiàn)了雙向的開放性。借助 C 腳本，WinCC幾乎可以通過 Win32 API無限制地訪問到 Windows操作系統(tǒng)及該平臺上各種應用的功能，這正是現(xiàn)代 SCADA 系統(tǒng)的魅力所在；而 VB 腳本則從易用性和開發(fā)的 快速性上相得益彰。反過來，通過 ODK， WinCC的整個組態(tài)和運行系桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 19 統(tǒng)又完全呈現(xiàn)給任何用戶自行開發(fā)的系統(tǒng)，為希望以 WinCC 作為平臺軟件進行工廠管理級軟件和信息系統(tǒng)開發(fā)的用戶提供了絕佳的平臺。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)全面開放。數(shù)據(jù)庫是 SCADA 系統(tǒng)的靈魂。從最基本的單用戶系統(tǒng)開始， WinCC就內(nèi)置了高效的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。它既可與操作站部署在同一臺PC 上，又可以緊耦合 (中央歸檔服務器 )或松耦合 (長期歸檔服務器 )的方式獨立于操作站配置。通過 ADO， OI。 EDB， SQL 等， WinCC的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)完全開放，這就為構(gòu)成靈活而高效的 IT 和商務系統(tǒng)做好了充分的準備。 廣泛采用最新的開放性軟件技術(shù)和標準，面向多種操作系統(tǒng)平臺。 WinCC是第一個完全基于 32 位內(nèi)核的 HMI/SCADA軟件，因而，各種開放和最新的軟件技術(shù)就成為 WinCC 的代名詞。西門子公司作為 OPC 規(guī)范的五個發(fā)起公司之一，在各類產(chǎn)品中廣泛支持 OPC， WinCC更是囊括了 OPCDA， OPCHDA， OPCASLE和 OPCXML 等多種規(guī)范。與此同時， WinCC支持包括 Windows C 正在內(nèi)的多種Wind。 ws 平臺，能滿足用戶從移動式設(shè)備 (如 PDA)到遠程瘦客戶機等各種應用需求。 軟件 應用開發(fā)功能： 遠控各 PLC 現(xiàn)場子站，實時接收 PLC 采集的各種數(shù)據(jù)，建立全廠生產(chǎn)過程監(jiān)控信息數(shù)據(jù)庫；處理并顯示各種數(shù)據(jù)。 監(jiān)測全廠工藝流程和各細部的動態(tài)模擬圖形。 從檢測項目中，按需要顯示歷史記錄和趨勢分析曲線。 重要設(shè)備主要參數(shù)的工況及事故報警、打印制表。 編制和打印生產(chǎn)日、月、年統(tǒng)計報表。 在投影機屏上實時顯示工藝流程及各種設(shè)備的工作狀態(tài)、報警。 數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)分類、檢索及顯示；基本的點狀態(tài)清單；對 PLC 子站桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 20 的程序數(shù)據(jù)下載；歷史數(shù)據(jù)存檔、檢索、訪問、管理。 報警處理：當故障發(fā)生時，發(fā)出聲光報警，并記錄打 印輸出。 事件處理：包括事件登錄、檢索、事件驅(qū)動報表。 報表及打?。荷a(chǎn)報表，全廠成本分析報表，事故報警，檢測量的曲線圖，事故追憶記錄。 顯示：除顯示文字、表格、圖形、曲線及報警外，還顯示各站點主要設(shè)備的狀態(tài)，顯示各站點的所用工藝參數(shù)及工藝布置圖，流程圖等。 3.4 檢測儀表及其它設(shè)備 超聲波液位計、壓力變送器和電磁流量計選用國內(nèi)技術(shù)成熟、具有廣泛生活服務業(yè)績的產(chǎn)品， PH 測量儀、 ORP測量儀均選用美國 HACH 公司原裝進口產(chǎn)品，懸浮物和濁度檢測儀、溶解氧測量儀選用瑞士 E+H 公司原裝進口產(chǎn)品，COD 測量儀選用日 本日本島津公司原裝進口產(chǎn)品。 避雷裝置： 選用興業(yè)雷安公司系列產(chǎn)品，分別用于電源、信號和網(wǎng)通信接口，質(zhì)量可靠，并已用于多項工程。 控制柜： 控制柜選用德國 Rittal 公司柜體，依據(jù)德國及歐洲相關(guān)標準制造，高于GB7251-1997低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的要求，柜體防護等級為 IP54，滿足工況要求；柜體內(nèi)外、支架內(nèi)外涂銀灰色，桔皺烘漆，漆層強度高，不易剝落。柜內(nèi)設(shè)計安裝有防雷電及防過電壓保護器 ,柜內(nèi)設(shè)有 M10 接地螺栓，用于系統(tǒng)可靠接地；設(shè)有接地母排，用于系統(tǒng)屏蔽接地。 電纜： 選擇國內(nèi)知名的重慶三峽電 纜 (集團 )有限公司優(yōu)質(zhì)控制電纜 KVV 系列、信號電纜 KVVP系列、儀表電纜 DJYVP系列、電源電纜 JYV 系列。 桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 21 4、系統(tǒng)設(shè)計 4.1 自動化控制系統(tǒng) 4.1.1系統(tǒng)概述 污廠生產(chǎn)過程自動化控制系統(tǒng)選用基于 PLC 的集散控制系統(tǒng)， PLC控制器支持工業(yè)以太網(wǎng)（ 10M/100M），通過工業(yè)交換機與中控系統(tǒng)構(gòu)成完整的、可靠的自動化控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)為光纖環(huán)網(wǎng)。 生產(chǎn)過程自動化控制系統(tǒng)由中央監(jiān)控計算機、工業(yè)以太網(wǎng)及各控制子站組成。 中央監(jiān)控計算機通過交換機與工業(yè)以太網(wǎng)相連，配置實時監(jiān)控軟件，實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的實時 監(jiān)測、遠程控制、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)存儲分析、報表報警打印等功能。 控制站根據(jù)污廠的生產(chǎn)管理、工藝流程和構(gòu)筑物位置分布特點設(shè)置，分別為：粗格柵、進水泵房、細格柵、沉沙池（ PLC1）； AmOn、脫水機房、消毒渠、出水在線（ PLC1） ；綜合樓監(jiān)控中心站。 4.1.2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖參見附件“自控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖”。 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)說明： 如“自控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖”所示，全廠控制系統(tǒng)分三級：中控室集中控制和管理、車間級現(xiàn)場控制（ PLC 控制站）和現(xiàn)場設(shè)備控制單元（電控箱及遠程測控單元）。 其中，中央監(jiān)控計算機、管理 部門計算機、服務器等站點的計算機組成污水處理廠的計算機辦公局域網(wǎng)。中央監(jiān)控計算機及車間級現(xiàn)場控制站組成廠區(qū)工業(yè)以太網(wǎng)，完成對各車間范圍內(nèi)的生產(chǎn)過程、儀表、設(shè)備的監(jiān)視與控制；廠區(qū)工業(yè)以太網(wǎng)采用光纖作為傳輸介質(zhì)，保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性。現(xiàn)場設(shè)備控制單元組成工業(yè)控制總線控制網(wǎng)，完成其范圍內(nèi)的生產(chǎn)過程、儀表、設(shè)備的監(jiān)視與控制。 鼓風機控制站和泥處理控制站以及紫外線消毒裝置桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 22 由設(shè)備提供商提供配套 PLC 控制站，通過工業(yè)以太網(wǎng)直接接入自動化控制系統(tǒng)。 計算機辦公局域網(wǎng)、廠區(qū)工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線通過網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備進行數(shù)據(jù)通訊。 全系統(tǒng)構(gòu)成一個完整的無縫的分級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系。 4.1.3系統(tǒng)配置及功能簡介 中央控制室作為污廠生產(chǎn)監(jiān)控和調(diào)度中心，它的主要任務是通過工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，實時接收各現(xiàn)場自動控制子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，對全廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行全面監(jiān)視和控制，是全廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)處理中心。兩臺上位機通過工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)將 PLC站采集的全廠整個工藝流程中所需數(shù)據(jù)進行顯示、存儲、管理，并將上位機的操作指令傳送到下面各個 PLC 站，完成數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)管理、人機界面和數(shù)據(jù)處理的功能。 中心控制室運行控制方式主要體現(xiàn)在污廠各工藝環(huán)節(jié)和過程的遠程自動控制、遠程參數(shù)設(shè)置和報警 監(jiān)視等方面。中心控制室的上位計算機采用立體感強的全圖形監(jiān)控界面，提供友好的全中文操作界面，形象直觀地顯示和調(diào)節(jié)各種生產(chǎn)工藝參數(shù)和設(shè)備工作狀況 ,能夠直接監(jiān)控現(xiàn)場各類設(shè)備。同時 ,具備數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲，報表打印，高速通訊等功能。并可通過投影儀將工控機的監(jiān)控畫面投影到屏幕上。 當生產(chǎn)系統(tǒng)的某部分發(fā)生異常報警時，系統(tǒng)則自動以消息框、顏色、聲音等方式向操作人員報告，并提供報警類型、時間和級別，還可以進行記錄。按照報警的級別、時間和類型對報警信息進行分類，以得到所需要的報警信息。 中心控制室設(shè)有對 SCADA系統(tǒng)的接口， 以便連接公司中央調(diào)度室。 中心控制室操作系統(tǒng)及基礎(chǔ)軟件、監(jiān)控組態(tài)軟件、應用軟件均為國際專業(yè)廠家產(chǎn)，主要功能如下： （ 1）圖形顯示：包含整個污水處理系統(tǒng)的運行狀態(tài)總貌，顯示主要設(shè)備狀態(tài)，有關(guān)參數(shù)以及控制回路中過程變量與值的偏差。可以采用一次擊鍵即能調(diào)出用于監(jiān)控的其它顯示畫面。 桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 23 （ 2）報警功能：對系統(tǒng)中的主要設(shè)備故障、網(wǎng)絡(luò)故障、儀表檢測參數(shù)超標、運行操作等均有實時報警和歷史報警并記錄 ,通過報警打印機進行聲音提醒，報警系統(tǒng)能判斷出故障點，并能區(qū)分報警級別（如事件記錄、報警提示、故障等）。 （ 3）趨勢功能：對全廠所 有儀表檢測參數(shù)都有實時和歷史趨勢記錄，對趨勢記錄的時間段和測量值段任意可調(diào)。 （ 4）管理功能：對生產(chǎn)管理具有指導作用，能統(tǒng)計主要機泵累計運行時間，自動給出維護建議。 （ 5）報表功能：具有報表統(tǒng)計功能，能自動生成日報表、月報表和年報表 （ 6）歷史數(shù)據(jù)的存儲與查詢：對趨勢曲線和報警信息以及生成報表可以存儲和查詢，保證 10年內(nèi)的數(shù)據(jù)可查詢。 4.1.4中控室設(shè)備配置及功能詳述 中心控制室有兩臺中央監(jiān)控計算機（一臺工程師站、一臺操作員站）、兩臺 打印機、 一臺 UPS（不間斷電源） 等外設(shè)構(gòu)成。 工程師站用于數(shù)據(jù)管理和工程師 開發(fā)使用；操作員站用于全廠自動化的操作控制。中央監(jiān)控計算機 采用工業(yè)級專用計算機，它采用高強度鋼殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有兩個風扇，一個內(nèi)部通風，一個電源風扇，可應用于各種惡劣工業(yè)環(huán)境。 打印機 主要完成報表、報警、曲線等打印任務。 配置 UPS 的目的是停電時有足夠的時間在監(jiān)控計算機上進行數(shù)據(jù)存貯等操作。 兩臺 計算機 上都采用穩(wěn)定可靠的 Windows 2000 Profession SP4 操作系統(tǒng)，開發(fā)軟件采用國際知名的 WINCC 工控 組態(tài) 軟件，完成對生產(chǎn)現(xiàn)場的模擬顯示（包括現(xiàn)場模擬圖、機泵運行狀態(tài)、儀表檢測參數(shù)等）， 遠程 控制（提 升 泵、 推流器等 設(shè)備啟停及調(diào)速控制 ）和生產(chǎn)管理 (參數(shù)的實時 /歷史曲線 查詢、報表生成、報警等 )。 中心控制室還設(shè)有投影儀，能夠?qū)ξ蹚S生產(chǎn)過程的主要環(huán)節(jié)和參數(shù)進行直觀顯示?？梢酝ㄟ^計算機和投影儀將計算機的監(jiān)控畫面影到大屏幕上。 中央監(jiān)控計算機全部漢化，可以打開任意多畫面，一次擊鍵調(diào)出畫面。畫面刷新時間 1s。操作畫面系三維動態(tài)圖形，可以根據(jù)用戶要求制作任意桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 24 多畫面。操作員可以通過鍵盤、鼠標 /球標完成操作、控制指令發(fā)送、報警確認等功能。 中央監(jiān)控計算機可以根據(jù)實際情況設(shè)置多個用戶登陸以及不同區(qū)域的操作。本工程中中央監(jiān) 控計算機也可以作工程師站使用。 功能詳細介紹： 每個顯示器可以綜合顯示字符和圖像信息，操作人員通過顯示器實現(xiàn)對各子系統(tǒng)運行過程的操作和監(jiān)視。 每幅畫面顯示過程變量的實時數(shù)據(jù)和運行設(shè)備的狀態(tài)，這些數(shù)據(jù)和狀態(tài)每秒更新一次。顯示的顏色或圖形隨過程狀態(tài)的變化而變化。棒狀圖和趨勢圖可以顯示在任意一個畫面的任何一個部位上。 可顯示系統(tǒng)內(nèi)所有的過程點，包括模擬量輸入、模擬量輸出、數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、中間變量和計算值。對顯示的每一個過程點，應顯示其標志號（通常為 Tag）、英文說明、數(shù)值、性質(zhì)、工程單位、高低限值等。 提 供對各子系統(tǒng)運行工況的畫面開窗顯示、滾動畫面顯示和圖形縮放顯示，以便操作人員能全面監(jiān)視，快速識別和正確進行操作。 提供對各子系統(tǒng)運行時的操作指導，并由顯示器的圖像和文字顯示出來。 運行人員可通過鍵盤、鼠標，對畫面中的任何被控裝置進行手動控制。畫面上的設(shè)備處于自動順控狀態(tài)時，模擬圖上應反映出運行設(shè)備的最新狀態(tài)及自動程序目前進行至哪一步。若自動程序失敗，則應有報警并顯示故障出現(xiàn)在程序的哪一步。 業(yè)主可在工程師工作站，使用該站的畫面生成程序，自己制做和修改畫面。軟件提供豐富的符合 ISA 過程設(shè)備和儀表符號標準的圖素 。當用戶需使用的圖素未包括在 ISA 標準符號中時，用戶可以從 Office， Photoshop 等文字和圖形工具中建立自己的新圖素，并能被存儲和檢索。 每個顯示器可以顯示任意多畫面。 A、顯示 桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 25 顯示分子系統(tǒng)工藝流程顯示、成組顯示、棒狀圖顯示、趨勢顯示、報警顯示等多種顯示。 采用多層顯示結(jié)構(gòu)，顯示的層數(shù)根據(jù)工藝過程和運行要求來確定，這種多層顯示可使運行人員方便地翻頁，以獲得操作所必需的細節(jié)和對特定的工況進行分析。 多層顯示應包括工藝流程顯示、功能組、子功能組顯示和細節(jié)顯示。 工藝流程顯示 工藝流程以特定的符號及線段 、顏色繪制。可顯示各子系統(tǒng)整體流程，也可分區(qū)顯示或者采用縮放功能顯示。 流程中標有主要參數(shù)數(shù)值、設(shè)備狀況、報警提示。設(shè)備在運行過程中，不同的狀況以不同的顏色表示。 功能組、子功能組顯示 功能組、子功能組顯示應可觀察某一指定功能組或子功能組的所有相關(guān)信息，可采用模擬圖、成組顯示、棒狀圖顯示，或采用模擬 M/A 站面板的畫面，畫面上有帶工程單位的所有相關(guān)參數(shù)，并用數(shù)字量顯示出來。 功能組、子功能組顯示包括過程輸入變量、報警條件、輸出值、設(shè)定值、回路標號、縮寫的文字標題、控制方式、報警值及操作指導等。 每幅功能組、子 功能組顯示畫面，能顯示所有控制站或功能塊，從功能組顯示畫面中可以直接進入各功能組的詳細顯示，按照顯示、操作和調(diào)試要求，并且提供盡可能多的功能組顯示畫面。 組態(tài)的功能組、子功能組顯示畫面中包括所有調(diào)節(jié)控制回路和程序控制回路。 細節(jié)顯示 細節(jié)顯示應可觀察以某一回路為基礎(chǔ)的所有信息，細節(jié)顯示畫面所包括的每一個回路的有關(guān)信息，以便運行人員能據(jù)以進行正確的操作。對于調(diào)節(jié)回路，顯示出設(shè)定值、過程變量、輸出值、運行方式、高 /低限值、報警狀態(tài)、桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 26 工程單位、回路組態(tài)數(shù)據(jù)等調(diào)節(jié)參數(shù)。對于開關(guān)量控制的回路，顯示出回路組態(tài)數(shù)據(jù)和設(shè)備 狀態(tài)。 標準畫面顯示 提供報警顯示、趨勢顯示、成組顯示、棒狀圖顯示等標準畫面顯示，并已預先做好并提交業(yè)主和設(shè)計部門審查通過。 成組顯示 在技術(shù)上相關(guān)的模擬量和開關(guān)量信號，組合成成組顯示畫面，并保存在存儲器內(nèi)，便于運行人員調(diào)用。 成組顯示便于運行人員按需要進行組合，并且根據(jù)需要存入存儲器或從存儲器中刪除。 成組顯示有色彩增亮顯示和棒狀圖顯示。 一幅成組顯示畫面可包含 20 個以上的測點。 任何一點在越過報警限值時，均應變?yōu)榧t色或閃光。 棒狀圖顯示 運行人員可以調(diào)閱動態(tài)棒狀圖畫面，即以動態(tài)棒狀圖的外形尺寸反映各種過 程變量的變化。 進入系統(tǒng)的任何一點模擬量信號，均可設(shè)置成棒狀圖形式顯示出來。 趨勢顯示 系統(tǒng)能提供無限點歷史數(shù)據(jù)的趨勢和無限點實時數(shù)據(jù)的趨勢顯示。趨勢顯示可用整幅畫面顯示，也可在任何其它畫面的某一部位，用任意尺寸顯示。所有模擬量信號及計算值，均可設(shè)置為趨勢顯示。 在同一幅 顯示器 顯示畫面上，在同一時間軸上，采用不同的顯示顏色，能同時顯示 8 個模擬量數(shù)值的趨勢。 在一幅趨勢顯示的畫面中，運行人員可重新設(shè)置變量、趨勢顯示數(shù)目、時間變量、時間基準及趨勢顯示的顏色。 桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 27 提供實時數(shù)據(jù)趨勢曲線顯示，每個實時趨勢值的時間分辨率 為 1秒。 提供歷史數(shù)據(jù)趨勢曲線顯示，每個歷史趨勢值的時間標度可由運行人員按 0.5 分鐘、 1分鐘、 2分鐘、 5 分鐘、 10 分鐘、 15 分鐘、 30 分鐘和 60 分鐘等進行選擇。 趨勢顯示畫面還同時用數(shù)字顯示出變量的數(shù)值。 趨勢顯示可存儲在內(nèi)部存儲器中，便于運行人員調(diào)用，運行人員亦可按要求組態(tài)趨勢，并保存在外部存儲器中，以便今后調(diào)用。 報警顯示 系統(tǒng)能通過接點狀態(tài)的變化，或者參照預先存儲的參考值，對模擬量輸入、計算點、平均值、變化速率、其它變換值進行掃描比較，分辨出狀態(tài)的異常、正?；驙顟B(tài)的變化。若確認某一點越過預先設(shè)定的限值 ， 顯示器 屏幕應顯示報警畫面，并發(fā)出聲響信號。 報警顯示按時間順序排列，最新發(fā)出的報警應優(yōu)先顯示在報警畫面的頂部，每一個報警點可有 8 個不同的優(yōu)先級，并用不同的顏色顯示該點的 Tag加以區(qū)分。 報警可一次擊鍵進行確認。在某一站上對某一點發(fā)生的報警進行確認后，則所有其它站上該點發(fā)出的報警也同時確認。該報警點顯示的背景顏色有變化并清去音響信號。某一點發(fā)出的背景確認后，該報警點顯示的背景顏色有變化并清去音響信號。 采用閃光、顏色變化等手段，區(qū)分出未經(jīng)確認的報警和已經(jīng)確認的報警。 當某一未經(jīng)確認的報警變量恢復至正常時， 在報警清單中清除該報警變量，并由仍處于報警狀態(tài)的其他報警點自行填補其位置空缺。 所有出現(xiàn)的報警及報警恢復，均由報警打印機打印出來。 若某一已經(jīng)確認的報警再一次發(fā)出報警時，將作為最新報警再一次顯示在報警畫面的頂部，這一報警的標簽顏色的改變能表示出該報警點重復報警的次數(shù)。 桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 28 所有帶報警限值的模擬量輸入信號和計算變量，均分別設(shè)置“報警死區(qū)”，以減少參數(shù)在接近報警限值時產(chǎn)生的頻繁報警。 在設(shè)備停運及設(shè)備啟動時，有模擬量和開關(guān)量的“報警閉鎖”功能，以減少不必要的報警，在中央監(jiān)控計算機上實現(xiàn)這一功能，啟動結(jié)束后，“報警閉 鎖”功將自動解除?！皥缶]鎖”不影響對該變量的掃描采集。 對所有輸入信號和計算變量均提供可變的報警限值。這些報警限值可以是過程參數(shù)（如負荷、溫度、流量）的一個函數(shù)。 報警 /事件具有優(yōu)先顯示權(quán)，除在流程上單點顯示外，應對報警或事件狀況列表顯示，表中至少包括標志符（位號）、數(shù)值、說明、時間（年、月、日、時、分、秒）等。 報警具有容易引起警覺的聲響輸出，應考慮語音提示功能；報警顯示可由操作員抑制或消除；對過程變量超限數(shù)值應給出警告、危險二級報警。在中央監(jiān)控計算機，通過一次擊鍵能調(diào)用多頁的報警一覽。報警一覽的信息以表格形式顯示，并包括如下內(nèi)容：點的標志號、點的描述、帶工程單位的當前值、帶工程單位的報警限值、報警狀態(tài)（高或低）及報警發(fā)生時間。每一頁報警一覽有 20 個報警點，報警一覽至少有 1000 個報警點（包括系統(tǒng)診斷報警點）。 其它顯示 Help 顯示： 為幫助運行人員在設(shè)備的啟、停或緊急工況時，能成功地操作，系統(tǒng)提供在線。 系統(tǒng)診斷信息顯示： 系統(tǒng)狀態(tài)顯示表示出與數(shù)據(jù)總線相連接的各個站的狀態(tài)。各個站內(nèi)所有的 I/O 模件的運行狀態(tài)均包括在系統(tǒng)狀態(tài)顯示中，任何一個站或模件發(fā)生故障，相應的狀態(tài)顯示畫面改變顏色和亮度，以引起運行人 員的注意。 B、記錄及打印 桐梓縣城污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案 29 所有記錄和打印使用可編輯的標題，記錄的標題按用戶指定的格式。記錄功能可由程序指令或運行人員指令控制，數(shù)據(jù)庫中所具有的所有過程點均可以記錄和打印。 定時報表 定時報表使用用戶指定的格式將所有的歷史記錄制作成打印表格，可分為交接班記錄、日報表、月報表、操作記錄以及設(shè)備運行記錄等。 事件觸發(fā)實時打印報表 可以根據(jù)用戶要求，當有新報警、登錄、開關(guān)機、確認報警和系統(tǒng)本身故障發(fā)生時，系統(tǒng)會自動實時打印出來。 內(nèi)部文件打印報表 主要指數(shù)據(jù)庫每一參數(shù)內(nèi)容的報告、安全權(quán)限報告、系統(tǒng)配置報告、 I/O驅(qū)動的地址說明、歷史數(shù)據(jù)趨勢的打印等。 4.1.5 PLC 控制站 1、控制原則 正常情況下，現(xiàn)場設(shè)備設(shè)三級控制：現(xiàn)場檢測執(zhí)行層、 PLC 就地控制層、中央控制層。上、下控制級之間，下級控制的優(yōu)先權(quán)高于上級。每一級均設(shè)有“手動 /自動”兩種控制方式，就地控制級設(shè)有“就地 /遙控”兩種方式，各設(shè)備均可通過“就地 /遙控”選擇開關(guān)