自动化控制系统技术规范1.docx

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自动化控制系统技术规范1

自动化控制系统技术规范

（1）

7自动化控制系统技术规范

7.1合同报价

合同报价分为几个部分：

过程自动化控制系统（含仪表），CCTV闭路电视系统（安防系统），中控室计算机系统。

主要内容包括：

系统所用硬件设备的单价、分站合计、设备总价，工程实施费用单项及合计，软件开发费用的单项及合计，技术协调及现场服务费，培训费等。

7.1.1技术说明

本技术规范提供了系统总体结构及主要设备的技术指标，并分别列出了所有分部工程的被控设备。

承包商必须以文字和图形的方式提供各部分的技术说明，以证明其工程技术实力。

所采用的产品系统的配置图及配置说明。

控制流程图及各部分的功能详述。

设备的控制模式，详细的I/O清单及总点数，须考虑10%的余量。

7.1.2施工组织设计

承包商应提供与施工地条件相符的详细合理的施工组织设计。

7.2工作范围及要求

上述几个章节描述的一般技术规范的要求若与本章节由冲突的，应以本节规定为准。

承包商应在中标后28天内，写出更为详细的方案及控制要求交由业主及监理工程师确认，在实施过程中承包商应根据实际需要进行优化和改进，并承诺不再增加费用。

提交的方案应至少包括以下内容：

（1）每个PLC站的控制对象、检测对象描述。

（2）对主要控制对象及相关的铺助设备的控制流程、运行模式的详细描述；相关工艺参数的设定值。

（3）对设备进行控制前的准备措施描述。

（4）在控制过程中发生异常情况时的处置方法（如：

掉电、设备故障、信号故障、信号越限等故障）。

（5）所有的电缆桥架和电缆穿管,要做好接地保护措施,满足相关规范要求。

7.2.1一般要求

标书在本节叙述了净水厂自控系统的工作范围、总体及各部分的功能和相应的技术指标，对系统构成的框架作出了原则性的要求。

对于系统中各控制站硬件的具体配置、与相关工艺及电气设备的技术配合与协调工作以及电缆敷设，均应由承包商完成，承包商应对整个合同完全负责。

此部分的内容应在报价部分予以体现。

承包商应根据技术规范的要求，随投标书同时附上净水厂自动控制系统的总体技术方案、详细的设备供货清单以及能够提供的所有必需的服务内容。

技术规范中仅列出了主要设备的清单及要求。

对于其中未提及的或未详细叙述的设备及其附件，若控制系统的组成需要，承包商均应在方案设计时予以考虑，并在投标书的设备采购清单中详细列出。

技术规范中所列的设备及其性能指标和参数为控制系统的最低要求，承包商所提供的设备及软件应不低于本规范，而且应是目前世界上技术先进的最新产品。

自控效果要求：

实现全厂生产现场的无人值守；净水厂全厂PLC系统（包括现场控制站及成套设备控制系统）均应预留统一的无缝连接的工业以太网络接口或DP通讯接口，所有控制系统均可通过现场工业以太网传送数据至中控室。

7.2.2总的要求

★PLC为厂内关键设备之一，须选用类似或相当于罗克韦尔（AB）、施耐德、ABB品牌的产品。

PLC档次不低于罗克韦尔（AB）Compactlogix系列、施耐德Premium系列或者ABB的AC800系列。

★在线水质分析仪表选用类似或相当于Hach、ABB、SWAN的产品。

★流量计选用类似或相当于E+H、ABB、上海科隆的产品。

★液晶显示大屏选用类似或相当于在海康威视、LG、三星或等同档次产品中选择。

★PLC为厂内关键设备之一，该产品制造商要求至少有5个10万吨自来水厂及以上规模的使用业绩，制造厂商需提供销售合同复印件及用户证明复印件，并加盖制造商鲜公章。

★PLC需提供该产品制造商专项授权委托书和售后服务承诺书原件。

。

★PLC需提供该产品制造商企业的ISO9001质量管理体系认证证书并盖制造商企业的公章。

★PLC需提供该产品制造商企业的营业执照证书副本复印件并盖制造商企业的公章。

7.2.3资料提供

投标人在投标文件中必须提交以下资料（但不限于此）：

PLC制造商资格证明资料；

PLC产品ISO9001质量管理体系认证

PLC产品样本

4.3.17.2条要求的资料；

4.3.17.5条要求的技术资料。

7.2.2自控系统组成

7.2.2.1工作范围

系统由两部分组成：

◇生产过程监控系统

◇全厂闭路电视监视系统CCTV。

1、生产过程监控系统

根据净水厂工艺流程和设备相对集中、功能相对集中的特点，考虑净水厂的环境条件，控制系统选用目前国内外同类净水厂成功运用的基于PLC（可编程序控制器）的集散型控制系统。

集散系统分布式系统结构保证了控制系统的稳定性和易扩展性，自律性极强的PLC子站单元可完成参数采集、设备控制、图形显示，也提供友好的人机操作界面，同时PLC的联网能力使各站点之间能方便可靠地传递控制参数和状态信息，模块化设计使之可以灵活配置和适应不同的网络结构。

承包商提供的设备应符合ISO、IEC、DIN标准和设备生产厂家所在国的现行标准，或其它与之等效的标准，还应符合有毒气体、腐蚀性气体、易燃易爆气体等专业标准、安全标准等。

PLC控制系统的配置以安全、经济、可靠、实用为原则，在进行充分的技术经济比较的基础上，选择具有行内先进水平的软硬件产品。

系统具有一定的开放性和可扩展性。

PLC控制系统以实现全厂生产过程全自动化为目的，主要功能包括：

·生产过程各种主要工艺参数的采集

·各种能耗、物耗和进、出厂水流量的计量和累计

·生产过程设备工况和工艺流程状况监测

·生产过程设备的计算机自动控制

·实现工艺电控设备的顺序、条件、计时、计数控制、PID调节等控制功能，流量的自动累积和数据处理功能。

·计算机控制与传统电气控制自由切换

·生产参数的数据存储和历史回溯

·数据回归分析和趋势分析

·生产报表的自动形成和打印

·事故报警和事故打印

·事故处理专家系统。

包括事故状态的自动记录、存储。

PLC控制系统应考虑远期增加设备或构筑物，预留远期增加设备所需的I/O模块位置，新增构筑物则能重新设置子站，挂接在同一工业现场控制局域网上。

根据净水厂的生产管理、工艺流程和构筑物位置分布特点，分别设置管理、监视及控制站点。

系统在生产现场设置5个现场PLC控制站（1#PLC~5#PLC），6个现场ECU控制单元站（ECU1~ECU6）。

参见“自动化系统拓扑图”。

系统设计选用基于PLC的集散控制系统。

通讯网络采用工业以太网（10M/100Mbps），网络拓扑结构：

主干网为光纤环网，控制站下一级为链型分支。

工业以太网能支持远程I/O的通讯，符合相关工业以太网标准，如EtherNetIP，ProfiNet等。

净水厂设备监控自动化系统由中央监控服务器主机、操作员站、数据库服务器、工程师站、工业以太网及各控制子站组成。

冗余中央监控服务器主机通过工业交换机与工业以太网相连，配置实时监控软件，实现对生产现场设备状态的实时监测、远程控制、生产过程数据存储分析等功能。

同时，冗余中央监控服务器通过主控交换机与厂内局域网相连，通过对操作员站授权实现全厂生产监测控制，数据浏览分析及报表报警打印等功能。

净水厂全厂PLC系统（包括现场控制站及成套设备控制系统）均应预留统一和无缝连接的工业以太网络接口或DP总线接口，所有控制系统均可通过现场工业以太网传送数据至中控室。

设备监控系统的实时和历史数据也通过网络传输至数据库服务器，以便管理网络终端实时浏览生产运行情况。

中控室计算机通过控制网络远程控制现场设备或机组的开、关、停和运行参数设定，监测运行工况和运行参数。

PLC控制站实现设备间的联动逻辑控制，根据工艺要求实现设备的过程控制和反馈控制。

系统控制设备之间应相对独立运行，现场控制站、测量控制单元发生故障时，不会影响其上级、下级或同级的其它控制站控制单元的正常运行。

现场控制站和现场控制单元设置触摸屏作为就地操作终端，操作人员可对该控制站监控范围内的设备进行就地集中控制，或在中央控制室授权后可就地更改设定本站的工艺控制参数。

PLC控制系统在任何情况下，当人机界面或中控操作站计算机出现故障时，不能影响PLC的自动控制和检测；现场设备的状态不能发生变化。

自动化系统的方案考虑远期规模扩大后一些构筑物需要增加设备，因此选用模块化结构的PLC，预留远期增加设备所需的I/O模块位置，新增构筑物则重新单独设置子站，挂接在同一工业现场控制局域网上。

◇全厂中控室

主要配置：

2套中控监控服务器主机（冗余热备I/Oserver）、2台操作员站，1套主交换机，1套光纤网通讯接口工业交换机、1套数据服务器/WEB服务器、工程师站若干、报表打印机和事故报警打印机各1套，液晶拼接组合（3*4*46吋）显示系统1套，中央控制台1套，不间断电源（UPS）1套等。

中央控制台、液晶拼接屏等安装在中央控制室；中控操作员站计算机、报表打印机、报警打印机安装在中央控制台上；主交换机、光纤工业以太网交换机安装在网络机柜（在设备间）；数据库服务器、WEB服务器、中控监控服务器主机、UPS安装在设备间。

中央监控服务器主机作为中控室人机交互接口，两台中控监控服务器互为冗余，双机热备。

正常工作时，两台中控监控服务器同时工作，互相侦测，并不断地完成同步操作，应用数据同时保存，当任何一台服务器出现故障，另一台服务器将迅速接管服务。

应用切换时间小于2秒。

另外，要求它们与工业控制系统及全厂管理网系统连接。

另设2台操作员站计算机，用于值班人员的操作界面。

工业控制网采用光纤作为传输介质，保证网络的可靠性、安全性。

工程师站可以对现场控制站、设备控制单元、中央监控计算机的相关软件进行维护。

液晶拼接组合屏用于动态显示计算机监控画面和\或CCTV电视监控画面。

可全景及局部显示净水厂等各个构（建）筑物组成的工艺流程；显示各个重要设备的实时工况信息；显示各个监测仪表的实时数据；显示工艺单元或重要设备的事故、报警状态；实时时钟显示；报警时钟显示等功能。

中控操作站计算机是操作员监控及获取数据的平台，系统应包括以下功能：

用户登录；实时工艺流程图显示；报警显示；实时曲线、历史曲线；参数设置；事件记录；报表处理;WEB功能。

用户登录：

操作员必须输入正确的用户名和操作密码进行登录后才能进入系统。

系统对不同的用户赋予了不同的操作权限，分为操作员权限和管理员权限。

操作员只能进行设备操作和数据浏览，管理员可进行设备操作、数据浏览、参数设定、用户和密码维护。

实时工艺流程图显示：

实时动态地显示全厂工艺流程图，流程图上包含各种设备实时运行状况、各种实时工艺参数。

由于计算机屏幕大小限制，不能在一幅画面显示全厂工艺流程图、所有设备状况、工艺参数，需要多幅画面进行流程图显示，通过画面切换进行流程图显示切换。

实时动态画面必须采用纵断流程和平面流程相结合的流程图显示方式。

流程图中所有设备的运行状态采用绿色表示；停止状态采用本色表示；故障状态采用红色和本色交替闪烁表示。

流程图中所有由PLC控制的设备应设置遥控/自动转换按钮，只有当设备手动/自动转换开关处于自动时，遥控/自动转换按钮才可用，当遥控/自动转换按钮处于自动时，应禁止人工遥控设备。

当设备出现故障信号时，应停止运行或禁止启动这些设备。

报警：

每个可能出现的报警有四种状态：

报警未消失未被确认；报警未消失已被确认；报警消失未被确认；报警消失已被确认；系统应对报警进行分组处理，按监控范围进行分组。

中控操作站计算机的显示画面的顶部或底部应设置一个报警条。

在报警条内显示最近三个报警未消失未被确认报警的详细内容，操作员通过画面切换选择报警表，报警表内显示中控操作站计算机中配置的所有报警列表及报警的详细内容。

报警的详细内容包括：

报警的当前状态；每个“未消失”的报警发生时间；每个“消失”的报警发生时间及“消失”的时间；每个“已确认”的报警的确认时间和用户；当报警出现时，报警打印机应立即打印报警信息。

实时曲线、历史曲线：

操作员可通过菜单或按钮进入实时曲线画面或历史曲线画面，可选择需要的工艺参数查看实时曲线或历史曲线，可同时显示多条实时曲线，可对曲线进行放大或缩小，可任意选择需要查看的时间段。

参数设置：

所有可以进行调整的参数必须具备在线调整功能。

每个参数应规定调整的上下限值，如果操作员选择了限值以外的数值，系统应禁止接受并予以提示，所有参数的变化应存储在PLC中。

具有权限的用户才能对参数设定值进行修改。

事件记录：

系统发生的较大情况（如设备故障、越限报警、大型设备的启停等情况）或操作人员对设备的操作、参数的调整等，必须通过事件记录功能记录下这些情况和操作过程作为今后分析事故的基础资料。

事件记录的内容包括各种事件信息、事件发生时的用户、事件发生的时间等。

报表处理：

系统自动记录各种工艺运行数据，将所有数据归纳汇总形成报表，报表可定时打印或召唤打印，操作员也可通过菜单或按钮进入报表画面查看历史报表。

报表参数及格式应无条件满足业主要求，报表内容应包含净水厂运行管理的必要数据，数据采集周期应能满足数据实时变化记录的需要。

画面切换：

中控操作站计算机显示的画面间的切换应简明方便，包括：

·从菜单上直接进入任何画面

·从处理厂总流程图直接进入任何流程图

·直接进入上级和下级流程图

·从其它任何画面进入报警表

·从其它任何画面进入相关的流程图查找最近的“未消失”的报警等。

2、闭路监视系统CCTV

电视监控系统可以实现全厂生产区域重要设备的监控及厂区安防，便于中控室值班人员及时发现现场问题，排除故障以及对警情的及时处理，保证生产的正常进行。

（1）系统设计：

厂区CCTV监控系统采用光纤传输与数字存储相结合的方式，以便实现双方优势互补。

监控系统通过系统前端监控点摄像机采集图像信息，硬盘录像机负责存储有关视频信号,数字矩阵解码器处理后在相连的液晶显示大屏上反映监控场景；在厂区单体内配置带云台的摄像机，数字矩阵解码器去可以把每一个监控点的图像人工（或自动）切换到与主机相连的液晶显示大屏上显示；在中控室通过网络硬盘录像机存储单体工况图像，并可在液晶显示大屏上显示；通过数字矩阵解码器主控键盘或硬盘录像机键盘控制可控云台及可变镜头，实现全范围监控并且可在监视器上切换显示各单体的监视画面。

厂区围墙安防系统采用定焦对射摄像机全天候监视围墙情况，设置电子围栏保证厂区的安全，防止非法闯入厂区警情的发生。

一旦产生警情，系统可以联动报警录像机录像、视频切换及触发警号，以便值班人员及时处理。

围墙安防摄像机图像通过在门卫监视器上显示围墙监视情况，并可在门卫室遥控实现全部及局部监视，达到安防的目的。

（2）系统监控点配置：

参见“净水厂闭路监控系统图”

全厂监控点设置情况见“净水厂电视监控平面总图”，具体设置如下：

取水泵房、沉淀池、滤池、反冲洗泵房、送水泵房、高、低压配电间、浓缩池、污泥脱水间、成套设备投加间、仪表间等：

分别配置网络红外彩色一体化智能球机。

围墙及大门：

红外彩色固定摄像机，定焦自动光圈变镜头。

（3）控制室设备配置：

数字矩阵解码器：

实现监控图像的切换、轮巡、控制等，完成监视图像的输出及管理，配套主控键盘安装在中控室实现单体现场的监视控制。

监视器：

显示或切换视频图像

网络硬盘录像机：

实现围墙、大门等监控场所的现场录像、存储及画面检索及回放。

（4）防雷：

监控摄像机及红外报警探测器工作电源均从就近的PLC子站供给，设备（摄像机及探测器）末端装设电源防雷器和信号防雷器。

7.2.2.2主要工作内容如下

本工程项目应完成合同内设备清单列出的所有工作但不限于这些工作，主要包括：

生产过程自动控制系统（包括自动检测、显示与控制）；闭路电视监控系统；计算机管理网络系统的供货、安装、开发、调试、培训、及竣工验收。

（1）提供系统的二次设计工作（包括系统组成、布置、设备选型；设备报价；技术方案设计及合同签约后的工程实施安排）。

（2）相关仪表自控系统包括各级网络上连接的所有设备（网络、计算机及外设、PLC）和相关在线检测仪表（流量、液位、压力、水头损失、氨氮、浊度、PH等）的供货、安装、编程、调试。

（3）与各独立子系统（絮凝沉淀系统、脱水系统、PAC投加系统、PAM投加系统、活性炭投加系统、高锰酸钾投加系统等系统）的网络、线路连接和软件开发，实现数据、信息的交换。

（4）自控系统及相关部分电控箱柜供货、安装、编程、调试、培训、指导。

（5）计算机管理网络，综合布线工程的供货、安装及调试。

（6）CCTV电视监视报警系统的设备供货、安装调试及编程。

（7）对系统的操作及维护人员的培训。

（8）系统投运后的保障与服务。

7.2.2.3承包商二次设计的内容

承包商在工程中以设计图纸和相关的文件为基础，进行二次设计，内容如下：

（1）仪表设备的安装图、配件图、接线端子图、内部专用电缆表及敷设图等；

（2）仪表设备的详细功能参数、工程参数等；

（3）自控箱面板/箱内布置图、端子接线图等；

（4）通讯系统的所有安装图；

（5）所有单体设备的安装详图（包括分解图）

（6）工程中需要但是业主未明确提出的工程二次设计图；

（7）由于承包商提供的系统或设备与原设计施工图不一致而引起的改动变更；

（8）由于现场可能发生的与原施工图不一致而引起的改动变更。

7.2.3自控系统验收内容

（1）PLC系统的检查、试验应包括：

a、设备到货验收。

b、程序编制完成后的仿真试验。

c、设备安装后的检查。

d、线路检查、接线检查和测试。

e、I/O试验。

f、模拟试验。

g、负荷试验。

（2）仪表系统的检查、试验应包含：

a、设备到货验收。

b、仪表校验和送检。

c、仪表安装检查。

d、接线检查。

（3）计算机管理系统的检查、试验应包含：

a、设备到货验收。

b、综合布线系统检查、测试。

c、设备安装检查。

d、系统功能测试。

（4）闭路电视系统系统的检查、试验应包含：

a、设备到货验收。

b、线路及接线检查、测试。

c、系统功能测试。

所有检查承包商及时通知业主参加，检查结果不能免除承包商的任何责任。

7.2.4自控系统的包装、运输和质量担保

承包商应负责将设备进行妥善的包装，然后完整无损的运抵合同指定的交货地点。

缺陷责任期内出现的任何由质量原因造成的维修直到更换均由承包商负责解决，并承担所需的一切费用。

承包商应保证供货的质量和性能满足本技术条件的要求，并对设备的主要参数出具《性能参数保证书》和提供检测标准，各项保证条款在工厂和现场进行的试验中得到证实。

进口设备应符合国际标准或国内有正式代理商的产品、承包商需提供原产地商会提供的原产地证明文件。

承包商应保证按本技术条件要求提供文件，所交付的技术文件应清晰、完整、准确、当发现文件不符合要求时，应立即修正或补充。

7.2.5技术文件和图纸资料

竣工后承包商应提供各种设备和所有附属设备的技术文件和图纸资料。

它们包括：

提供设备、材料、系统采用标准的资料。

提供设备安装图、装配图、样本图、电路图和详细描述系统、设备、性能、材料的技术资料。

全部设备的详图及说明、安装尺寸、土建要求及相互间联系等。

控制盘、仪表布置图。

设备操作、保养和维护手册。

设备合格证书和测试报告。

提供安装调试后的竣工图纸和技术说明资料。

承包商认为必须提供的和业主认为必要的其它技术资料。

地址表。

包括：

I/O、中间量、设置值，从设备端至操作终端及数据服务器的所用内容。

程序清单、程序备份。

程序流程图，详细的注释。

详细的系统操作说明，维护说明等。

7.3生产过程自动化技术要求

承包商提供的设备应符合ISO、IEC、DIN标准和设备生产厂家所在国的现行标准，或其它与之等效的标准，还应符合有毒气体、腐蚀性气体、易燃易爆气体等专业标准、安全标准等。

7.3.1一般要求

室外安装设备的防护等级高于IP65的可以直接安装；其它必须加装防护罩/箱；

所有仪表自控设备必须考虑电源及信号配置防雷、防浪涌电流冲击设施，具体要求参见后面描述；

设备的连接电缆均应穿管或沿电缆桥架敷设，出桥架端必须穿管，不得有露头在外；

所有设备的安装调试应符合相关的GB/GT要求，无相关GB/GT时符合厂家安装调试要求；

仪表的安装管件必须与连接管道相协调，统一标准；

仪表自控安装时需要的安装附件、连接件及电源、取样泵等应包括在内。

7.3.1.1环境

室内温度：

5°C~55°C，湿度：

20%~95%无冷凝

室外温度：

-25°C~60°C，湿度：

5%~95%无冷凝

在该环境下，所有设备必须能够正常工作，并达到招标文件所规定的可靠性和精度。

8.3.1.2工作电源

（1）220VAC±10%，50HZ±1Hz；

（2）24VDC。

7.3.1.3UPS供电

所有PLC设备、计算机、通讯设备等必须考虑UPS供电；中控室计算机、PLC控制站设立独立的UPS电源。

7.3.1.4防护等级

机箱设备外壳等级严格按照IEC529标准执行。

室内地面上设备等级≥IP54（PLC主机柜考虑防尘通风）；室外地面上设备等级≥IP65。

7.3.1.5信号接口

所有控制或监测设备应采用以下信号电平：

（1）控制、监测设备的模拟量信号：

4-20mA直流电流信号；

（2）状态及报警指示数字输入信号：

高电平：

+24VDC；低电平：

0VDC

（3）控制用数字输出信号：

独立的无源触点，触点容量220VAC/5A-10A；

PLC输入/输出模块统一用DC24V，且带24VDC小型发光管指示。

（4）室外采集信号和控制信号必须考虑信号屏蔽和防外来干扰。

7.3.2自动化控制系统的原则

本工程自动控制系统要求安全、实用、经济、高效，能达到当前净水厂自动化先进水平。

净水厂自动监测控制系统遵从“集中管理、分散控制”的原则，系统各部分有相对独立性；并可利用网络技术完成系统的纵向与横向扩展；检修系统的任一部分，不会影响其它部分的正常运行。

净水厂自动控制系统由管理控制级和设备控制级组成。

参见标书附图。

包括以下几个组成部分：

生产过程的监测与自动控制系统

生产管理计算机网络系统

全厂CCTV电视监视系统

生产过程的监测与自动控制，可以实现生产现场的无人值守和全厂微机化管理，为具有先进水平的现代化净水处理企业提供一个生产控制和管理的信息交换处理平台。

生产管理计算机网络系统可实现生产、管理的高效、可靠运行并实现无纸化办公。

全厂CCTV电视监视系统可对生产现场、重要设备实现远程监视。

7.3.3自动监测控制系统的组成及功能

如附图“自动控制系统图”所示，整个系统由三层网络组成，管理网络干线配置为100M；工控网络软硬件配置为100M，且能10M/100M自适应。

中控室由两台互为热备的中控监控服务器主机，两台操作员站，一台数据服务器、一台Web服务器，计算机之间通过以太网相连，以太网上可另挂若干个计算机工作站安放于厂长办公室及其他生产部门；两台互为热备的中控监控服务器主机与现场PLC控制站通过光端机构成光纤冗余双环网专用工业控制总线或100M工业以太网；现场PLC控制站与远程I/O单元之间以标准工业容错现场总线相连。

7.3.3.1中央监控系统

（1）中控子系统包括以下几个主要部分：

1）两套冗余中控监控服务器主机；

2）两台配置了实时监控软件的操作员站；

3）用于数据库的Data服务器；

4）用于网页浏览的Web服务器；

5）报表打印机和事故报警打印机，互为备用；

6）办公打印机；

7）100M以太网交换机；

8）生产管理网使用的若干台电脑。

（2）硬件设备的技术要求

计算机及其相关设备，承包商应当在投标时承诺，按照设备采购时市场最新流行的主流配置供货。

服务器

CPU：

英特尔E5-2400处理器，双核；

主板芯片组：

英特尔C600系列；

内存：

4GB，最