山西省某污水处理厂自动控制系统改造方案北京金控百概要.docx

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山西省某污水处理厂自动控制系统改造方案北京金控百概要

山西省某污水处理厂自动控制系统改造方案

一、系统综述（1

1、项目概述（1

2、标准和规范（2

二、解决方案（4

1、基础改造（4

2、信息化管理系统建设（9

三、清单（15

一、系统综述

1、项目概述

山西省某污水处理厂中控系统由中央控制室操作站和现场控制站构成,用于该厂的过程控制和全厂监控管理,采用集散型结构。

该系统运作多年,部分功能已不能实现,部分功能需要加强。

其

中,2#、3#PLC控制站故障,且无法调试恢复;部分仪表失去功能;

由于污水处理厂生产技术和业务的改进,原系统已不能满足对整个生

产过程和关键设备进行实时全方位的监控。

原中控系统采用计算机+PLC方式构成的分布式控制系统,设1个中央控制室,5个监控主站（见图1。

系统网络由工业以太网组成,环型拓扑结构,通讯介质为多模光

纤,两台计算机、1台打印机和一台投影仪组成,设在中控室内。

中

控计算机采用IFiX3.5组态软件实现整个系统的监控,PLC采用罗克

韦尔公司SLC500系列产品。

2、标准和规范

本次系统改造将严格执行国家和行业内有关标准和规范,将符合或不低于下面所列标准或规范:

·GB700-88热镀锌标准

·GB3368-82工业自动化仪表用电源电压

·GB4028外壳防护等级的分类

·GB12706电力电缆

·GB15972.5-1998光纤总规范

·GB-/T3091-93镀锌焊接钢管

·GB75353-87工业自动化仪表盘基本尺寸及型式

·CISPR22信息技术设备无线电干扰特性的限值和测量

·CECS81:

96工业计算机监控系统抗干扰技术规范

·GB50174-93电子计算机房设计规范

·GB8566-88计算机软件开发规范

·GB7450-87电子设备雷击保护条例

·GB/T13423-1992工业控制用软件评定准则

·GB/T15532-1995计算机软件单元测试

·GB7450电子设备雷击导则

·GB7260不间断电源设备

·EN50082通用抗干扰标准

·IEC60068环境测试

·IEC60127小型熔断器

·IEC60255电气继电器

·IEC60381用于过程控制系统的模拟信号

·IEC60605设备可靠性测试

·IEC60625可编程测量仪表

·IEC60793光导纤维

·IEC61000电磁兼容（EMC

·IEC61131可编程控制器

·IEC61158用于工业控制系统的现场总线标准·IEC61312防止雷击电磁脉冲

·IEC61643低压浪涌保护装置

·IEEE电学和电子工程师研究所

·ITU-T65X光导纤维

·UL保险商实验室

二、解决方案

根据我们在污水处理厂自控系统改造方面的经验以及该项目技术文件中的描述,我们将改造工程分为两部分:

基础改造和信息化管理系统建设。

基础改造的主要目的在于完成自控系统功能实现,解决目前系统中存在的问题。

信息化管理系统建设的主要目的在于实现网络访问、自动报表、设备管理、电能管理和成本管理等功能,切实提高污水处理厂的管理效率。

1、基础改造

（1问题:

2#、3#PLC控制站故障,且无法调试恢复。

解决:

更换整个PLC站,采用1756系列PLC,冗余配置。

设备及工程量清单如下:

序号名称及规格数量单位

12#PLC,1756系列冗余,DI:

128,

1套

DO:

64,AI:

48,AO:

0

1套

23#PLC,1756系列冗余,DI:

96,

DO:

48,AI:

48,AO:

4

3PLC控制柜2套

4PLC控制柜安装2套

5PLC接线2套

6PLC程序设计2套

7上位软件程序设计2套

8调试2套

（2问题:

增加对加氯系统的监控,对两台加氯机、两台增压泵、氯气中和装置运行状态的监控、报警和紧急停机,显示两个在用钢瓶余氯量。

解决:

在加氯间有5#PLC站,可以将以上信号引入该PLC站。

如果5#PLC有足够的预留I/O点,则可以直接增加。

如果没有足够的预留I/O点,则需要从2#、3#PLC站中撤下的I/O模块中选择完好的模块,增加到该系统中。

如果没有备品备件则需要将这些信号引入附近的PLC站中。

需要增加的信号点数为:

DI:

15,DO:

5,AI:

2。

接入信号后,则进行PLC编程及上位软件编程。

暂以具有足够的I/O预留点数进行考虑,需要增加的设备、材料和工程量清单如下:

序号名称及规格数量单位

1电缆KVVP4*1.5若干米

2电缆DJYPV2*2*1.0若干米

3设备端、PLC接线1套

4PLC程序设计1套

5上位软件程序设计1套

6调试1套

（3问题:

缺少对大格栅处六台闸门、一台格栅机、一台输送机运行状态的远程控制;需要在提升泵房增加一台液位计;需要在大

闸门处增加一台液位计;需要在大格栅处增加液位差计一台;

解决:

在1#预处理PLC站增加相应的I/O点数,采集以上数据,解决方法如问题（2。

需要增加的信号点数为:

DI:

30,DO:

14,AI:

3。

接入信号后,则进行PLC编程及上位软件编程。

暂以具有足够的I/O预留点数进行考虑,需要增加的设备、材料和工程量清单如下:

序号名称及规格数量单位

1电缆KVVP4*1.5若干米

2电缆KVVP6*1.5若干米

3电缆DJYPV2*2*1.0若干米

4超声波液位计0-10m2台

5超声波液位差计0-10m1台

6仪表保护箱及配件3台

7仪表安装3套

8设备端、仪表、PLC接线1套

9PLC程序设计1套

10上位软件程序设计1套

11调试1套

（4问题:

新增氧化沟、污泥回流泵污泥浓度仪五台;根据环保部门的要求新增对氧化沟30台曝气机、6台提升泵、6台污泥回流泵、4台剩余污泥泵以及氧化沟和厌氧池32台潜水推流器的运行参

数（主要是电流参数的在线监测;

解决:

由于该部分增加的点数较多,因此,增加6#PLC站。

需要增加的信号点数为:

AI:

。

接入信号后,则进行PLC编程及上位软件编程。

需要增加的设备、材料和工程量清单如下:

序号名称及规格数量单位

11756冗余PLCAI:

1套

2PLC控制柜1套

3光纤交换机1台

4四芯多模光缆若干米

5光纤熔接及配件2套

6电缆DJYPV2*2*1.0若干米

7污泥浓度计5台

8仪表保护箱及配件5台

9仪表安装5套

10PLC控制柜安装1套

11电流互感器及变送器78台

12电流互感器及变送器安装78台

13仪表、电流变送器、PLC接线1套

14PLC程序设计1套

15上位软件程序设计1套

16调试1套

（5问题:

更新中控室软件;还要具备与环保部门联网传输的接口;新增网络查询系统,实现厂领导随时随地地查询设备运行情况;

解决:

这几项问题都是中控上位软件的问题,由于上位目前采用IFIX组态软件,不具有网络访问功能,不便于与环保联网。

因此,更换该软件,采用在国内应用较为广泛、我公司的KingTrolSCADA组态软件无限点版本。

该软件具有良好的扩展性,支持国内大部分工控产品的驱动程序,具有开放的接口,便于与环保联网,支持冗余热备功能。

技术文件中描述的网络查询功能较为简单,我方提供一个更为丰富和完善的方案,详见信息化管理系统方案。

解决该问题需要增加的设备及工程量清单如下:

序号名称及规格数量单位

1KingTrolSCADA无限点运行版

2套

2KingTrolSCADA无限点开发版1套

3工控机2台

4打印机2台

5上位应用程序开发1套

6安装调试1套

说明:

技术文件中关于工控机自动切换和打印机自动切换的描述不是很具体,在此仅以2套上位监控系统冗余热备方案进行配置。

（6问题:

现场存在很多功能无法使用的情况,需要对PLC各个分站重新编程,恢复原有系统;

解决:

对原有系统要进行全面检查,包括线路通断测试、防雷系统检验等,对一些PLC程序需要重现编程调试。

解决该问题需要增加的设备及工程量清单如下:

序号名称及规格数量单位

11#PLC站查线及程序调整1套

24#PLC站查线及程序调整1套

35#PLC站查线及程序调整1套

4更换避雷器若干套

5图纸设计1套

（7问题:

模拟屏系统接口设计。

解决:

模拟屏的通讯通常由模拟屏配套的软件完成,我方建议采用的KingTrolSCADA组态软件具有多种开放接口,可以与模拟屏生产厂家进行双方沟通协调。

解决该问题需要增加的设备及工程量清单如下:

序号名称及规格数量单位

1模拟屏通讯接口设计1套

2、信息化管理系统建设

根据污水处理行业发展的最新趋势,结合污水处理企业的运行体制及管理特点,我方向贵方郑重推荐我公司具有完全自主知识产权的“金控污水处理厂信息化管理系统”。

“金控污水处理厂信息化管理系统”是我公司集多名行业专家管理经验,融合计算机、自动化、网络、经济、管理等多专业技术而构

建的一套用于污水处理企业的信息化管理系统。

该系统可以通过网络实现对污水处理厂的监控和管理功能,可以降低企业运行维护成本、优化企业维修资源的目标,从而提高厂方的经济效益和市场竞争力。

该系统的功能模块包括了技术文件中对网络访问和中控管理软件的要求。

根据功能划分为工艺监控、设备管理、报表管理、电能管理、成本管理等若干功能模块。

（1工艺监控模块

该模块可以实现工艺流程的远程监控和调度,可采用Flash动态图形展示工艺流程图,提升企业形象,提高企业美誉度。

（2设备管理模块

以精确监控设备状态信息为基础,以设备维修工单的提交、审核、执行、反馈为闭环流程,按照故障维修、预防维护、日常维护等几种设备管理工作分类,跟踪并管理设备整个生命周期,提高设备完好率,为设备管理人员和企业管理者提供决策依据。

功能特点:

全面的设备资产档案管理:

记录、存储设备资产的铭牌数据、原始信息等,数字化保存维修保养手册等技术文档。

实时的设备状态信息监控:

实时监控包括运行状态、运行时间、启停次数、故障次数等设备状态信息。

规范的设备维修工单管理:

通过将设备维修流程规范化、系统化、信息化,形成以设备维修工单的提交、审核、执行、反馈为流程的闭环系统。

完善的设备维护保养管理:

针对每一台设备,记录包括时间、执行人、维护记录在内的基本维护保养信息,并可通过时间设定,制定预防性维护计划,系统提供到期提醒服务。

（3电能管理模块

电能管理模块是针对污水处理厂生产运营及工艺特点,结合最新能源管理技术而开发的用于污水处理厂的电能监测、分析及管理的系

统,目的在于实现电能消耗可视化、使用安全化和管理高效化。

功能特点:

根据工艺段或工艺车间进行电能消耗的实时监测、统计和分析。

实时监测全厂电能使用情况,可根据需要进行横向、纵向对比趋势分析。

实时统计污水处理单位能耗,可根据分时段电价统计运行成本。

具有开放的通讯接口,方便采集电力系统数据。

可与集团管理系统对接,生成集团电能管理系统。

（4成本管理模块

成本管理模块是针对污水处理厂的生产运营特点,融合自动化、电力、环境、财务、管理等多专业知识而形成的运营成本管理系统,涵盖了电费、药剂费、污泥处置费、人工费及管理费等生产运营中的

成本构成,是管理者掌控运营成本的重要手段。

功能特点:

准确统计电量消耗,计算各个车间或工艺段的能源消耗;

支持分时段计费,准确计算电能成本;

支持数据离线填写,方便统计工资、污泥处理费、药剂

费等相关成本。

计算单位成本,核算运营总成本。

强大的分析功能,可进行纵向时间分析,也可进行横向车间对比,分析各车间或工艺段成本消耗比重。

（5报表管理模块

专门为污水处理厂设计的用于进行报表创建、报表生成、

报表查询和报表管理等工作的软件模块,以生产运行原始数

据为基础,结合化验室数据,按照管理需要,自动生成各种

统计报表,可以采用集中部署,实现各级单位之间的数据自

动上报汇总。

功能特点:

可根据实际需要定制,包括日报、月报、年报。

支持数据离线填写,方便化验数据录入系统。

与生产运行数据保持一致,保证报表数据的准确性。

支持统计报表上报,支持企业级和集团级报表的自动生

成。

（7设备清单

该系统具有投资小、收益大的特点,各功能模块可选择性配置,

是目前行业内最先进、最实用的信息化管理系统。