城鎮(zhèn)供水廠自動化系統(tǒng)運行與維護課件

1、城鎮(zhèn)供水廠自動化系統(tǒng)運行與維護中華人民共和國行業(yè)標準城鎮(zhèn)供水廠運行、維護及安全技術規(guī)程 1 自動化控制技術在水廠的普遍應用，新修訂的“規(guī)程”中增加了第8章“自動化系統(tǒng)的運行與維護” ，共分為8節(jié)、49條 :一般規(guī)定、控制室、現場監(jiān)控站、不間斷電源及蓄電池、在線儀器儀表、執(zhí)行器和驅動器、防雷與防電磁涌流、視頻系統(tǒng)。自動化系統(tǒng)的運行與維護2城市供水行業(yè)2019年技術進步發(fā)展規(guī)劃及2020年遠景目標；（2019年10月頒布，簡稱“2019規(guī)劃”）城市給水計算機輔助調度系統(tǒng)應用指南（2019年8月8日發(fā)布）；城市給水行業(yè)信息化、自動化各子系統(tǒng)應用指南（系列），2019年住建部立項科研課題，編制中，預計

2、年內發(fā)布；3利用自動化技術和信息技術，可靠地實現對生產過程的監(jiān)控和維護，逐步向凈水處理和配送過程的模擬和優(yōu)化的方向過渡，力爭實現各自控系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的全面整合，為行業(yè)“提高水質，保障供水，優(yōu)化成本，改善服務”的中心任務提供有效的技術手段，創(chuàng)造最好的經濟和社會效益。 2019規(guī)劃4供水企業(yè)自動化、信息化體系基本結構依據“2019規(guī)劃”共分為九大系統(tǒng)： 給水企業(yè)計算機網絡系統(tǒng)（Intranet和Internet） 給水計算機輔助調度系統(tǒng)（SCADA） 凈水廠集散型控制系統(tǒng)（DCS） 供水管網信息管理系統(tǒng)（GIS）5自來水客戶服務系統(tǒng) 查表和營業(yè)收費系統(tǒng) 給水管理信息系統(tǒng)（MIS）,含水質信息管理系

3、統(tǒng)（LIMS） 給水動態(tài)數學模型系統(tǒng) 計算機輔助決策系統(tǒng)6 水廠自控系統(tǒng)的運行管理大致可分為人員、設備管理及數據管理等三個方面。包括管理機構的設置；維護人員的配備及相應的工作條件；維護制度的建立和執(zhí)行；系統(tǒng)運行、維護、檢修等情況記錄；備件的管理；數據的分析整理及使用等。一般規(guī)定7（1）管理機構的設置 視水廠規(guī)模應為水廠配備24名自控系統(tǒng)的維護人員和運行管理人員，具體負責管理系統(tǒng)的日常維護工作和一般故障的及時排除，以保證系統(tǒng)的正常運行。 維護人員應掌握自動化（計算機）專業(yè)知識和給排水專業(yè)及電氣自動化專業(yè)的一般知識，能熟練使用計算機技術，熟悉所用系統(tǒng)的結構、性能，具備系統(tǒng)的維護、檢修能力。8（2）

4、自控系統(tǒng)設備的維護制度 根據所配置的自動化系統(tǒng)、在線監(jiān)測儀表及其它電子設備，如變頻調速設備、“綜?！痹O備等，制訂出各自相應的日常維護、檢修制度，并按制度進行維護和檢修。除日常維護外，每年應進行至少一次設備清掃工作。通常安排在每年的供水高峰前后進行，并與其它電氣設備清掃維護工作同期進行。 針對計算機等電子設備的定期維護工作的特殊性，除例行電檢，更需加強對軟件系統(tǒng)的維護。如磁盤的整理、清除軟件“垃圾”、病毒防護、信息資料備份等。 應建立應急預案9（3）檔案資料管理 和水廠其它設備管理一樣，需對自控系統(tǒng)和生產運行記錄等資料建立妥善的保管制度。1）自控系統(tǒng)檔案資料至少應包括 系統(tǒng)設計方案 系統(tǒng)操作說明

5、書 系統(tǒng)測試報告 系統(tǒng)和應用軟件 系統(tǒng)開發(fā)平臺及使用手冊指令集 系統(tǒng)竣工圖紙和資料102）自控系統(tǒng)生產運行資料至少應包括 日常維護、檢修記錄 年度清掃、點檢記錄 故障事件及處理記錄 系統(tǒng)軟件升級、應用軟件修改記錄 硬件系統(tǒng)更新11（4）數據的管理與應用 建立生產數據保管的規(guī)章制度； 確保實時數據的完整并達到相應的精度； 確保指定期限內歷史數據的完整； 確保自動或人工定期備份指定期限內的所有數據； 確保備份數據保管的安全可靠； 定期檢查上述五項是否都已落實，并限期整改不完善之處。12自動化系統(tǒng)的運行與維護相關名詞解釋 “點檢” 指對控制系統(tǒng)的各個I/O（輸入/輸出）點逐點進行性能檢查 平均無故障

6、時間（MTBF） 衡量控制系統(tǒng)可靠性的指標?？煽啃允侵赶到y(tǒng)或設備在指定條件下、指定的時間的周期內，完成其預定功能的能力。是在一定的運行時間里所出現故障次數的概率值。13 可靠性用設備的平均無故障間隔時間（MTBF-Time Between Failure）來描述，以小時為單位。由制造廠商提供產品的MTBF的設計值。 目前絕大部自動化控制系統(tǒng)硬件的MTBF均可水廠的使用要求，如PLC（可編程控制器）的MTBF可達到10萬小時（約11.5年）。14 為什么規(guī)定了兩個MTBF指標本標準中規(guī)定：系統(tǒng)的MTBF8,760h（1年），設備的MTBF50,000h （5.7年） 水廠自動化系統(tǒng)由控制設備、通

7、訊、操作站、服務器、在線儀表、執(zhí)行機構等設備構成，其中任何一個設備，甚至端子虛接，均會影響系統(tǒng)的MTBF指標，故通常按系統(tǒng)中保障率最低設備確定系統(tǒng)MTBF指標。 系統(tǒng)MTBF需要依靠精細維護管理達標15 供水廠自動化系統(tǒng)的可用性 系統(tǒng)可用性是一個概率值，指在任何指定時間段內系統(tǒng)完成其規(guī)定功能的能力。 可用性以使用率A表示，在預測一個系統(tǒng)的可用性時（設計階段），可按下式計算：Ap=MTBF/（MTBF+MTTR）100%1式中：MTBF 平均無故障間隔時間 MTTR平均恢復時間16 對于一個已正常使用的系統(tǒng)，其使用率A用下式計算：A = Tu/（Tu + Td）100% 2式中：Tu正常運行時間

8、累計值 Td故障停用時間累計值（不含正常停用時間） 計算使用率的條件：運行6個月以上及其維護記錄17系統(tǒng)平均恢復時間MTTR MTTR反映的是系統(tǒng)的可維護性 可維護性是在給定的使用條件下，當發(fā)生故障后，系統(tǒng)恢復其全部功能及正常工作狀態(tài)的能力。用MTTR衡量，包括管理時間、運輸時間及修復時間。 當確定了系統(tǒng)可用率和MTBF后，用式1計算MTTR：MTTR MTBF99.8 MTBF 18水廠自動化運維考核指標平均無故障時間MTBF（h）使用率（）平均恢復時間MTTR（h）8,760（1年）99.81717,520（2年）99.83550,000 （5年）99.810019 為了保證使用率達到99

9、.8的指標，應要求系統(tǒng)集成商承諾良好的售后服務，盡量縮短供應維修備件的時間。也要求使用者提高管理水平，庫存適當數量的維修備件。 水廠管理、維護和操作人員各負其責，密切配合，精誠協(xié)作，是水廠自動化系統(tǒng)平穩(wěn)、高效運行的保障。建議：20 規(guī)程8.2.6條中，對操作員站明確規(guī)定 “嚴禁非專業(yè)人員修改或測試各種應用軟件”這里的“專業(yè)人員”指水廠專職自控系統(tǒng)維護檢修人員或經批準的系統(tǒng)商技術人員。即使是懂得計算機技術的運轉人員，未經批準，也禁止修改應用軟件或進行與運行無關的操作，如隨意使用移動存儲介質等。 曾發(fā)生過卸載應用軟件造成系統(tǒng)癱瘓的案例。21 UPS不間斷電源是保障水廠自控系統(tǒng)安全運行的重要設備。

10、防止水廠交流供電系統(tǒng)突發(fā)故障掉電，保證自控系統(tǒng)能夠完成故障事件記錄，并為安全退出運行保留足夠的時間。 除做好日常維護外，應重點做好對UPS電池組的維護和更換。建議逐步使用超級電容替代普通鉛酸電池。關于UPS不間斷電源 22 在線儀器儀表 從用途上分，在線儀表分為過程控制用、水質監(jiān)測用、計量用三大類； 維護好各類在線儀器儀表，是水廠自動化系統(tǒng)平穩(wěn)運行，保障供水安全、提高供水水質的基礎； 應重視儀表的定期標定工作。23 執(zhí)行器和驅動器 又稱作“執(zhí)行機構”，分為電動、氣動、液壓幾種類型； “執(zhí)行機構”是自控系統(tǒng)與被控設備之間的控制紐帶，是實現自動控制的關鍵部件； 在早期的控制系統(tǒng)中， “執(zhí)行機構”

11、的質量影響控制系統(tǒng)正常運行的主要因素之一；24 自控系統(tǒng)輸出的控制信號，是依據“執(zhí)行機構”的類型，提供無源常開接點（DO）或恒流源（AO）或數字通訊； 無論哪類“執(zhí)行機構”，均與被控設備制作在一體，易發(fā)生維護檢修界面不清矛盾； 建議有條件的水廠，培養(yǎng)和配備多面手維護人才。25 防雷與防電磁涌流 雷電和操作過電壓是造成自控設備、儀表損害的原因之一，造成的損失十分可觀； 每年的雷雨季節(jié)前后，必須檢查防雷與防電涌保護裝置，雷雨后必須復查； 重點是保持保護裝置運行的良好環(huán)境及其有效性、室外引線、電源線； 對于確定已遭受損壞的器件必須更換。26 CCTV視頻監(jiān)控系統(tǒng) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)是多媒體技術在供水行業(yè)的

12、擴展應用，延伸了運行人員眼睛的，是安全防范的重要技術手段； 極大減輕了運轉人員的勞動強度； 需定期模擬動作，檢查系統(tǒng)的可靠性； 需注意定期檢查圖象存儲設備的容量。27 自動化、信息化技術的應用，為落實 “2019規(guī)劃”提出的“保障供水安全、提高供水水質、優(yōu)化供水成本，改善供水服務”的總體目標，提供了技術支持和保證。 貫徹實施新的“規(guī)程”，必將能夠更好地進一步發(fā)揮科學技術是生產力的作用。28重點復習1、供水廠應制定自動化系統(tǒng) 日常維護、檢修制度，并按制度進行維護和檢修 ，保證運行維護工作的正常運行。自動化系統(tǒng)的使用率應達到 99.8 。2、水廠自控系統(tǒng)的運行管理大致可分為人員、設備管理、 及數據管理 等三個方面。包括管理機構的設置；維護人員的配備及相應的工作條件；維護制度的建立和執(zhí)行； 系統(tǒng)運行、維護、檢修 等情況記錄；備件的管理； 數據的分析 和 管理 及挖掘使用等。3、自動化系統(tǒng)和設備應 按制度進行維護 、檢查、測試和記錄，定期核對自動化信息的準確性、完整性。 自動化系統(tǒng)和設備每年應進行至少一次設備清掃工作。通常安排在每年的 供水高峰前后 進行，并與其它電氣設備清掃維護工作同期進行。 29第三部分：重點復習4、 UPS 不間斷電源是保障水廠自控系統(tǒng)安全運行的重要設備。防止水廠交流供電系統(tǒng)突發(fā)故障掉電，保證自控系統(tǒng)能夠完成故障事件記錄，并為安