安徽广德电气自控操作说明书文档格式.docx

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明

书

广东新大禹环境工程有限公司

研究设计院

2013年11月

一、控制系统简介

本工程自控系统是由广东新大禹环境工程有限公司自主开发。

该系统根据工艺要求，整个装置以开关量调节为主，模拟量调节为辅，控制对象主要是通过现场pH探头、ORP值、电极液位计、浮球液位计、时间设定等对泵、搅拌机和气动阀等设备进行自动控制。

整个系统采用废水系统和配药系统2套可编程逻辑控制器（PLC）来实现，，采集每个工段的数据，送往中控室集中处理，构成集散型控制系统，同时完成电气和仪表部分的自动控制。

上位监控采用2台工控机作人机界面，负责监控各工段设备的状态、并对采集来的数据进行分析、处理，实现自动监控，同时通过打印机打印出各类报表。

整个控制系统示意图如下：

二、控制系统配置及功能

1、硬件

控制系统硬件组成：

包括2套西门子S7-300系列PLC、2台工控机、1台打印机、1套大屏幕显示系统、电气柜、自控柜、琴键操作台、现场仪表箱、现场控制箱和现场检测设备构成的控制网络。

所以控制产品采用市面上的知名品牌，配置合理、性能可靠，是广泛应用于工业控制领域的产品。

2、软件

PLC应用软件选用西门子PLC的编程软件，用梯形图对PLC进行编程组态，实现各种控制功能；

工控机监控软件选用基于Windows平台开发、功能强、使用简单、性能可靠的北京亚控自动化软件有限公司开发的组态王软件作为人机界面，便于操作人员监视装置运行状态，控制现场设备运转。

三、控制系统功能描述

1、数据采集

采集整个系统各个装置的重要工艺参数、设备运行状态等重要数据。

2、实时监控

对整个工艺生产过程实现实时操作、设置、控制、显示、报警，最大限度的减少值守人员。

3、联锁、报警

对非正常的工艺参数和设备的运行状态实现声光报警，出现危险和异常状态时对设备进行联锁保护，如系统中的液位与相应的泵的联锁。

4、手动控制

系统可以实现手动和自动的切换，在非正常运行状态下，对每台泵设备和控制阀门进行手动控制。

5、电仪控制一体化

电气设备和工艺过程的控制由同一个控制系统完成，提高系统的完整性和可靠性。

6、动态仿真

对工艺流程画面实现动态模拟显示，动态跟踪工艺参数，直观了解设备的运行状况。

四、设备控制方式说明

在操作台上，每台设备都对应有“自动”、“停止”、“手动”三种操作方式。

当将操作旋钮打在“手动”状态时，直接由面板上的电气开关对设备进行操作，不受其它控制条件限制，按“启动”按钮运行设备，按“停止”按钮停止设备。

当将操作旋钮打在“自动”状态时，设备的操作按PLC程序的设置来自动控制，与电控柜上的其它按钮无关。

气动阀的操作转换开关，当打在“手动”时，由手动直接打开气动阀，当开关打在“自动”时，由PLC根据一定的条件和算法对气动阀进行控制开和关。

整个控制系统实现示意图如下：

五、工控机与PLC结合控制的特点

⏹自控系统由2套控制电脑和2套PLC系统组成，4套设备通过交换机和通讯网线构成一个以太网的通讯网络，采用TCP/IP的通讯协议，其IP地址设置分别为：

控制电脑A地址192.168.1.40

控制电脑B地址192.168.1.42

废水PLC系统地址192.168.1.50

配药PLC系统地址192.168.1.52

其中控制电脑A/B互为备用，地址可以互换。

⏹由于控制室工控机和PLC系统是相同独立的，通过通讯网络连接，构成了一个集中管理、分散控制的系统，，所以整个控制的负荷被平均分配，使得整个系统保持良好的运行性能和及时的事件响应能力。

⏹系统具有较好的开放性，上位机软件支持多种通信协议，可以与许多不同生产厂家的PLC通信，方便以后系统的增容扩建。

⏹系统安全性能高，由于软件的用户安全体系与WINDOWS域模型下的集中管理安全体系结合在一起，组态时可以设置多级用户操作，并可赋予许多不同的权限，使系统的安全性能达到相当令人满意的高度。

⏹由于PLC有很强的可扩展性，以后增加控制任务时，不需要再增加整个PLC系统，只需通过扩展电缆连接相应的扩展模块可以了，大大增强了系统的性能价格比。

⏹PLC与工控机响应事件时间短，反应速度快，不仅提高了生产效率，而且大大降低了生产成本和人工劳动强度，是一种非常理想的控制组合。

六、报警系统

1）根据情况在现场或中央控制室控制柜上设置闪光警报和声光警报；

2）所有废水调节池，中间水池，污泥池设置高位警报。

；

当现场有报警产生时，控制柜上的报警器会鸣叫并且指示灯会闪烁，如果确认了报警，可以按控制柜上的“消音”按钮消除。

七、控制原理说明

自控柜的阀控制开关分为自动—停--手动三档：

“自动”时:

由PLC及工控机控制；

“手动时”：

直接开阀。

电气开关说明：

现场操作箱：

（1）设有启动按钮、停止按钮、紧急停止按钮。

（2）用于手动控制现场设备和任何状态下的紧急停止。

琴键操作台：

（1）面板上设有自动/停止/手动转换开关、启动按钮、停止按钮、运行指示灯、故障指示灯。

（2）当转换开关打“自动”时，相应设备由PLC自控系统和工控机控制，现场的启动按钮、停止按钮无效。

（3）当转换开关打“手动”时，相应设备由电气控制柜面板上的启动按钮、停止按钮控制，现场操作箱按钮也有效。

五、自动操作简介

⏹启动工控机，运行桌面

运行系统程序后（在与PLC通讯正常的条件下），系统会自动进入操作主画面。

将PLC投入运行状态，依次将各提升泵、搅拌机、加药泵等动力设备和各气动控制阀等操作转换开关打到自动状态，这时系统将会按自动程序进行运作。

⏹控制系统按需要设置不同的操作画面，具体如下：

在“参数设定”中显示相关控制点PH、ORP值并可对控制范围进行设定，并根据工况对其进行调整。

点击画面上的菜单按钮，可以进入到不同的功能模块画面。

根据需要，设计了多个画面以方便观察和控制，不同的画面上，反映的是本厂废水处理的各个主要过程，在这里可以很直观地了解整个工艺流程信息。

画面上有设备的运行状态，阀门的开与关指示、各仪表的测量值显示等。

画面上方设置了切换按钮，点按按钮可切换到不同的工作画面。

整个画面上泵、搅拌机等设备设置了运行状态动画显示，它们的工作状态如下：

未运行时图形处于静止状态，运行时图标处于持续旋转状态；

对加药阀等气动阀，做了开通与关闭状态显示，阀开时绿色指示灯闪烁指示；

画面上的液位计，上面是高位，下面是低位，浮球以绿色指示灯闪烁时表示达到相应位置液位；

主要管道设置流动效果，即泵或阀开启时相对应连接管道段以水流动画进行显示。

在各“控制面板”上显示的是泵、电机设备的操作和运行方式。

每个控制面板上，都设有二个指示灯和两个操作按钮，右边是“输出”和“运行”指示灯，左边是“联动”和“点动”操作按钮。

当设备处于停止状态时，运行指示灯以红色静止灯显示，当设备处于运行状态时，运行指示灯亮，以绿色显示并且闪烁；

输出指示灯表示PLC有输出信号。

“联动”和“点动”按钮为交替型按钮，即：

按一下接通，再按一下又断开，状态区有“联动”和“点动”的状态指示。

在控制面板上操作“联动”、“点动”按钮时，控制柜上的“自动/停止/手动”选择旋钮一定要打在自动状态，否则，在电脑控制面板上操作无效。

“报警系统”显示运行过程中产生的各项报警。

“数据报表”反映的是各PH值、ORP值等的当前值，按“报表打印”按钮可以打印出数据报表。

在“历史曲线”画面上，反映的是各模拟量的历史趋势，可以直观地了解一段时间内各仪表参数的变化情况，历史曲线的时间段可以随机调整，由操作员自己根据需要设定。

并可打印输出。

九、工控机操作注意事项及故障排除

1、工控机在操作时一定要按规程操作，不得随便删除和添加电脑里面的程序，或者运行其它与控制系统无关的程序，防止系统受到破坏。

2、工控机运行时严禁碰撞和随意搬动，其上面的连线不能随意抽插。

要经常检查设备电缆接头、插座是否有松动，以免影响设备的正常运行。

3、操作人员要熟悉工艺流程、设备布局、管道走向和控制台上的操作按钮，做到操作准确、及时。

4、操作人员要严格按污水处理操作规程办事，讲究卫生，中央控制室要保持干净整洁，严禁吸烟，非工作人员请勿入内。

5、如在操作过程中出现通讯失败，不能正常显示采集数据时，首先要检查插在工控机后面网卡上的通讯网线接头是否有松动，然后观察网卡是否在正常工作，即：

通讯指示灯是否在不停地闪烁。

交换机和PLC的网线接口按相同的步骤检查。

6、如需关闭工控机，一定要按关机步骤操作，先退出监控系统，然后再退出操作系统。

禁止直接从监控系统中关闭工控机电源。

7、系统在运行过程中如出现死机情况，请检查一下外接设备后，重新启动工控机。

广东新大禹环境工程有限公司研究设计院