某污水处里厂自控及视频监控系统实施方案

污水厂自控及视频监控 系统实施方案V3

目 录

1．污水处理厂自控系统............................................... 3

1.1 自控系统的设计原则 .......................................... 4 1.2 自控系统的主要功能 .......................................... 4

1.2.1 自控系统实现的主要功能................................. 4 1.2.2 自控系统提供的监控显示画面............................. 5 1.2.3 自控系统主要技术性能指标............................... 7 1.3自控系统结构及站点设置....................................... 7

1.3.1站点设置 ............................................... 7 1.3.2自控系统结构 ........................................... 8 1.4自控系统监控对象及设备...................................... 10

1.4.1监控对象 .............................................. 10 1.4.2监控信号 .............................................. 11 1.5自控系统软硬件选型及配置.................................... 24

1.5.1中控室配置设计 ........................................ 24

1.5.1.1中控室硬件选型及配置............................. 24 1.5.1.2中控室软件选型及配置............................. 25 1.5.2 PLC系统配置设计 ...................................... 26 1.6自控系统质量保证措施........................................ 33 2．污水处理厂视频及安防监控系统.................................... 36

2.1视频监控系统................................................ 36 2.2安防监控系统................................................ 37

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1．污水处理厂自控系统

由北京市政工程设计研究院设计的上洋污水处理厂二期工程，其处理规模为18万m3/d，污水处理采用氧化沟工艺。其主要工艺设施包括：粗格栅、进水泵房、细格栅和曝气沉砂池、生物池、沉淀池、提升泵房、V型砂滤池、紫外线消毒渠、鼓风机房、污泥脱水机房、排水池、冲洗水池、加药间及回收池等。

污水经过一期粗格栅、泵房后进入二期提升泵房，提升后经细格栅进入曝气沉砂池，曝气沉砂池分两个系列。污水处理采用氧化沟工艺，曝气采用底部曝气。氧化沟分两个系列，每个系列分两组，共四组。每组氧化沟分为厌氧区、缺氧区和好氧区。厌氧区、缺氧区设水下搅拌器，好氧区通过离心鼓风机供空气传氧。好氧区设内回流泵。污泥回流泵选用轴流泵，剩余污泥泵选用潜污泵输送。污泥处理采用离心浓缩脱水一体机。氧化沟出水经配水井进入沉淀池沉淀，沉淀后水经二次提升后，进入V型砂滤池进水井。深度处理采用V型砂滤池，并设有排水池、接触池。消毒采用紫外线消毒。

作为一个新建的污水厂，污水处理过程除了要满足设计的工艺要求以外，关键是工艺设备都能稳定可靠地运行，工艺处理过程尽可能做到经济高效。为了实现此目标，在2008年11月份，集团公司技术部组织了集团内的相关专业技术人员对北京院所作的《上洋污水处理厂二期工程施工设计》图纸进行内部审议，在审议会上，以会人员本着认真负责的态度，仔细核对设计文件中的配置和设计参数，并对该厂的工艺、电气、土建和自控仪表及视频监控系统的设计向设计院提出了一些优化意见，经设计院复核并报市水务局水污染治理指挥部办公室批准，同意集团公司内部审议会提出的优化建议（详见市水务局水办《关于上洋污水处理厂施工图优化的批复》）。龙岗污水有限公司收到水务局的有关批文后，随即委托开天源公司，根据设计院的施工设计图纸和水务局的有关批文，编写自控系统实施方案。

接到甲方的委托后，开天源公司组织有关技术人员根据设计院的原有设计、市水务局水办的批复文件、设计院根据批复文件所提交的“变更设计单”（表ZL07-18）等三份文件，对原设计进行了优化调整，并于2009年11月中旬向龙

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岗污水有限公司和集团技术部提交了第一稿的《深水龙岗污水处理有限公司上洋污水厂自控及视频监控系统实施方案》，集团技术部于同月27日组织集团内的相关专业技术人员对第一稿的方案进行了认真的讨论，并形成了一致的意见（意见内容详见《深水龙岗污水公司下属污水厂自控系统建设方案讨论会会议纪要》），现有方案（可称为第二稿方案）是综合考虑了会上各专家的意见后，对第一稿实施方案进行了进一步优化的方案。 1.1 自控系统的设计原则

一个好的自动化控制系统，需要从系统的先进性、开放性、安全性、扩展性、稳定性和易用性等几个方面来考虑，一是采用最新的计算机技术，选用符合国际标准和国家标准的先进的硬件产品、通用和成熟（功能完善）的软件产品。二是采用分布式系统结构，将系统的任务分布到监控系统各网络节点上，使风险分散，以保证系统的高可靠性，不会因为单个节点计算机的故障引起整个系统的瘫痪。同时，由于任务的分散执行，使得系统的响应速度和处理复杂问题的能力大大增强。

根据集团公司对污水处理厂的运行管理要求，结合上洋污水厂建设的实际情况，我们确定的自控系统的设计原则如下：

① 现场控制分站实现无人值守；

② 监控系统设计采用开放的分布式控制系统，立足于系统的可靠性、先进性和适用性，做到全厂运行管理的集中监视调度和分散控制；

③自动化控制设备选型遵循可靠性高、使用方便、安装及维护简单和价格合理的原则，选择其行业中的主流产品，并在设计上预留扩充空间；

④监控系统采用带自愈功能的100Mbps光纤工业以太环网，自动化监控系统与视频监控系统合用同一网，即数据视频语音三网合一；

⑤所选软件为模块化结构化软件，便于用户程序的编辑、调试、修改和更新； ⑥控制方式为控制、车间控制和设备现场控制的三级控方式，采用自动与手动控制相结合，就地控制级优先。

1.2 自控系统的主要功能

1.2.1 自控系统实现的主要功能

（1）采集污水厂各个监控子站的实时生产数据，生成实时数据库，建立整个污

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水厂的数据服务器。

（2）对系统采集的实时数据进行分析计算，提供分析计算结果。 （3）对采集的实时数据进行分析，根据工艺要求产生报警信息。

（4）读取历史数据库的数据，对历史数据进行直观显示，为用户提供历史数据

的访问界面。操作员可通过该界面浏览查询历史数据库的数据和数据的分析结果，了解系统的历史运行情况，并能根据用户需要动态绘制和打印各种比较曲线、趋势曲线等。趋势图上可以改变时间范围、显示参数等。 （5）综合处理实时数据和历史数据，根据需要生成生产数据日报表和月报表、

故障统计报表、操作统计报表等。

（6）建立监控系统双备份，提供系统冗余功能，保证系统不间断监控。 （7）实行系统的多级密码保护，确保系统和数据的安全。对监控系统操作员权

限进行管理设置，根据不同的权限赋予不同的监控功能。

（8）提供完善的图形化监控画面，通过这些直观的画面对各个车间进行监控。 1.2.2 自控系统提供的监控显示画面

中控室上位系统提供的监控显示画面共分九种,画面总数则视乎污水厂的处理工艺和规模即工艺设备的多少而定,一个污水厂的监控画面总数少则几十幅，多则上百幅。各种监控显示画面的特征和功能如下述: (1)全厂概貌图总显示画面

◇显示各车间监控子站在地理上的相对关系；

◇显示各车间监控子站的通信状态以及主要的生产及工艺参数； ◇点击各个车间站的示意图符，可调出各车间子站的主要监控画面。 (2)全厂工艺流程总显示画面

◇图形化显示全厂的工艺流程；

◇显示各个工艺流程的主要生产参数、工艺参数以及生产状态； ◇点击各个工艺图符可调出相应工艺的监控画面。 (3)监控系统主画面显示

◇该画面把操作员级的所有工作都放在一起，每一部分除有文字标注之外，还把各部分的内容通过图标的方式显示出来，这样只需轻轻一点，就可以随时准备开始做任一工作，主要的目的是把系统的功能一目了然放在一个

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视野中。该画面可以根据操作人员的分工和权限进行个性化的调整。 (4)全厂信号汇总画面

◇以表格的形式显示全厂所有监控子站的主要的生产数据，方便操作人员 纵览全厂的生产情况；

◇表格中以不同的颜色区分不同的状态值； ◇表格中提供进入相应监控数据子画面的链接。 (5)报警一览画面

◇动态显示系统中各个监控子站的所有报警的产生情况，包括报警的时间，报警确认的时间，报警消失的时间，报警的优先级别等；

◇以不同的颜色区分不同的报警，通过右键点击相应的报警，可以进入该报警的监控子画面；

◇统计系统总的报警数目以及总的的未确认报警数目。 (6)生产曲线画面

◇该画面提供与历史数据库的显示接口，用户可在该画面中选择需要查看的曲线的内容，选择需要查看的时间段，动态选择需要查看的生产数据； ◇该画面的时间轴和数据轴可以动态改变，可以改变查看曲线的颜色和时间范围等，并可以将需要的曲线直接打印输出；

◇通过该画面，用户可以查看到几年前的生产曲线，系统保存在历史数据库 中的数据将通过曲线的方式提供给用户；

◇系统预计将在该画面中提供700多条曲线的显示功能。 (7)系统菜单画面

◇提供系统的管理功能，主要包括安全权限管理、报警管理、SCADA配置管理以及实时数据库管理等功能。 (8)设备或设施详细监控画面

◇通过改变颜色、位移、填充比例以及隐化、闪烁、动态数值显示等方法来实现泵、阀等各种设备及仪表的动态运行效果，动态反映过程的状态； ◇显示该工段主要指标和控制回路的控制参数，并可根据生产要求修改控制回路的设定值。

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1.2.3 自控系统主要技术性能指标

平均无故障间隔时间MTBF＞20,000小时 可用率 A≥99.8％ 系统综合误差：σ≤1.0% 数据正确率I＞98％ 时间参数：

主机的联机启动时间 t≤2分 报警响应时间t≤3秒 查询相应时间t≤5秒 实时数据更新时间t≤3秒 控制指令的响应时间t≤3秒 计算机画面的切换时间t≤0.5秒

1.3自控系统结构及站点设置

1.3.1站点设置

随着科技的进步和国民经济的发展，对污水处理厂的运行管理提出了越来越高的要求。现在的污水处理厂自动控制系统，不但要对各工艺设备、设施和仪表进行可靠的监测和控制，而且要对污水处理的全流程进行高效管理，以确保排放达到更高的水质标准和节能降耗的目标。

为了实现上述目标，设计的自控系统为一个开放的分布式控制系统，在污水厂综合办公楼中控室设中心站，在各工艺车间设置现场控制分站。每个现场控制分站由PLC系统、HMI人机界面、工业以太网交换机、不间断电源（UPS）及防雷电保护装置组成。

上洋污水处理厂自控系统由中控室中心站、六个现场控制分站组成。六个现场站分别为PLC1控制分站（设在二期总变配电室）、PLC2控制分站（设在排水池）、PLC3控制分站（设在脱水机房）、PLC4控制分站（设在鼓风机房）、PLC5控制分站（设在加药加氯间）、PLC6控制分站（设在滤池公共设备间）。其中PLC6控制分站还包含七个控制子站PLC6.1—PLC6.7，每个子站监控两个滤池格（即PLC6.1监控1#和2#、PLC6.2监控3#和4#、……PLC6.6监控11#和12#、PLC6.7

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监控13#和14#），另外还有一个紫外线消毒系统监控子站PLC6.8。

PLC1控制分站实现对粗格栅间、进水泵房和主配电间的设备和设施进行监测和控制，PLC柜安装在主配电间值班室，设两个1000×600×2000的标准PLC柜；PLC2控制分站实现对细格栅及沉砂池、排水池及泵房、MCC2配电室的设备和设施进行监测和控制，PLC柜安装在MCC2配电值班室，设两个1000×600×2000的标准PLC柜；PLC3控制分站实现对生物池及污泥脱水间的设备及设施进行监测和控制，PLC柜安装在脱水车间值班室，设两个1000×600×2000的标准PLC柜；PLC4控制分站实现对鼓风机房及配电间的设备设施进行监测和控制，PLC柜安装在配电间MCC4值班室，设2个1000×600×2000的标准PLC柜；PLC5控制分站实现二沉池及配水井、加氯加药间的设备设施进行监测和控制，PLC柜安装在加药间值班室，设2个1000×600×2000的标准PLC柜；PLC6控制分站实现对提升泵房、滤池反冲洗泵房设备间的设备设施进行监测和控制，PLC柜安装在滤池反冲泵房值班室，设1个1000×600×2000的标准PLC柜。7个滤格控制子站PLC6.1—PLC6.7实施对14个滤池格的设备及仪表的监测和控制，7个就地控制柜安装于滤格管廊上方；紫外线消毒系统控制子站PLC6.8实施对紫外线消毒系统设备进行监测和控制。 1.3.2自控系统结构

自控系统结构如下图示：

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公司经理公司副经理厂长副厂长技术公司管理层与公司调度管理系统及其它相关部门进行数据通信防火墙中心交换机(H3C S5024P)中心监控层激光打印机DLP大屏系统控制器UPS电源5KVA监控操作站监控操作站监控操作站数据库服务器16口硬盘录像机(生产)8口硬盘录像机(安防)彩色喷墨 打印机DLP大屏幕60\"X4打印服务器综合楼控制室千兆光纤环网光纤交换机 (EDS510A)千兆光纤环网光纤交换机 (EDS510A)光纤交换机 (EDS510A)光纤交换机 (EDS510A)光纤交换机 (EDS510A)光纤交换机 (EDS510A)光纤交换机 (EDS510A)光纤交换机 (EDS510A)2口光端机2口光端机2口光端机2口光端机8口光端机生产车间现场监控层 第 9 页 共 38页

1.4自控系统监控对象及设备

1.4.1监控对象

1）PLC1控制站实施对37台设备（含仪表）的监测和控制。其中： 变配电室：6台10KV高压柜、2台变压器、3台0.4KV低压柜；

进水泵房：6潜水泵（其中一台带变频器）、3台电动阀门、2台超声波液位计、

2台H2S报警器；

配 水 井：3台电动闸门、2台电动调节阀、1台格栅机、4台超声波液位差计、1台H2S报警器；

沉砂井：2台潜水砂泵。

2）PLC2控制站实施对43台设备（含仪表）的监测和控制。其中： 变配电间：3台0.4KV低压柜；

排水池泵房：3台上清液泵、5台污泥泵、4台电动阀门、3台超声波液位计； 曝气沉砂池：3台鼓风机、2台砂水分离器、2台电动阀门、1台气体流量计； 细 格栅 间：4台转鼓格栅机、1台无轴螺旋输送机、4台电动阀门、4台超声

波液位计、2台电磁流量计、1台H2S报警器、1台NH3－N测定仪。

PLC2子站：2台桥式吸砂机。

3）PLC3控制站实施对35台设备（含仪表）的监测和控制。其中： 脱水机配电间：2台10KV高压柜、2台变压器、3台0.4KV低压柜； 污泥脱水机房：6台电磁流量计、3台转子流量计、1台超声波液位计、3台离

心机、3台污泥切割机、3台污泥泵、3台加药泵、2台回用泵、1套絮凝剂制备装置、3台螺旋输送机。

4）PLC4控制站实施对142台设备（含仪表）的监测和控制。其中： 鼓风机房配电间：14台10KV高压柜、2台变压器、5台0.4KV低压柜； 生物池污泥泵房：8台溶氧测定仪、8台氧化还原电位仪、4台MLSS测定仪、

4台热式气体流量计、56台水下推进器、12台内回流泵、8台污泥回流泵、4台剩余污泥泵、8台电动阀门、4台电动调节阀门、4台搅拌机、1台剩余污泥流量计。

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5）PLC5控制站实施对117台设备（含仪表）的监测和控制。其中： 加药配电间：2台0.4KV低压柜；

加药 系统：4台超声波液位计、2台搅拌机、7台投加计量泵、38个电磁阀、

14台电磁流量计、2台冲洗水泵；

加氯系统：1台超声波液位计、2台投加计量泵、9个电磁阀、4台电磁流量计； 二沉池及配水井：8台吸刮泥机、24台电动闸门等

6）PLC6控制站实施对47台设备（含仪表）的监测和控制。其中：

滤池高低压配电间：2台10KV高压开关柜、2台变压器、3台0.4KV低压柜； 二次 提 升 泵 房：5台提升泵、2台电动闸门、1台SS测定仪、1台超声波

液位计；

混合井：2台搅拌机；

滤 池 设 备 间：3台反冲风机、3台反冲洗水泵、6台电动阀门、2台电动

调节阀、6台压力变送器、1台浊度测定仪、1台电磁流量计、1台气体流量计、3台电动阀门等。

1.4.2监控信号

根据北京院的相关设计文件，各工艺车间自控及仪表系统详细的I/O信号清单如下表：

上洋污水厂二期工程自控系统监控设备、信号及IO模块配置清单

PLC1监控分站 监控对象 电气设备或仪表 变、配电系统 10/0.4kV变压器出线柜 合掉闸、故障、现场/远方 合闸、掉闸控制 电流、有功电度、无功电度 10kV出线柜 合掉闸、故障、现场/远方 合闸、掉闸控制 电流、有功电度、无功电度 变压器 温度报警 0.4kV进线柜 第 11 页 共 38页

二期总变配电室控制分站 数量 通信 通信 脉入 开入 开出 模入 模出 QTY 节点 COM 4 2 2 2 4 2 2 12 8 20 6 4 10 PI 8 4 DI 12 6 2 DO 8 4 AI AO

合/掉闸 电流、功率因数 0.4kV母联柜 合/掉闸 电流 粗格栅 超声波液位差计 液位差 H2S报警器 H2S浓度 格栅除污机 开停、故障、现场/远方 开停控制 沉砂井 潜水砂泵 开停、现场/远方 泵和电机故障、过载故障 开停控制 进水泵房 超声波液位计 液位 H2S报警器 H2S浓度 潜水排污泵（变频） 开停、故障、现场/远方 潜水泵及电机故障 开停控制 频率及频率控制 潜水排污泵 开停、故障、现场/远方 潜水泵及电机故障 开停控制 电动闸门 开、关、故障、现场/远方 开、关控制 配水井 电动闸门 开、关、故障、现场/远方 1 4 1 1 2 2 2 1 5 3 3 1 1 5 8 3 3 1 2 15 5 2 1 3 4 4 3 1 20 5 12 12 1 2 1 5 6 3 4 1 2 2 1 1 第 12 页 共 38页

开、关控制 电动调节闸门（可调堰门） 开、关、故障、现场/远方 开、关控制 开度、开度控制 I/O点数合计 2 37

15 97 PI 12 8 DI 95 6 4 DO 37 2 AI 15 2 AO 3 COM 上洋污水厂二期工程自控系统监控设备、信号及IO模块配置清单

PLC2监控分站 监控对象 电气设备或仪表 0.4kV进线柜 合/掉闸 电流 0.4kV母联柜 合/掉闸 电流 细格栅 超声波液位差计 液位差 转鼓格栅 开停、故障、现场/远方 开停控制 无轴螺旋输送机 开停、故障、现场/远方 开停控制 电动闸门 开、关、故障、现场/远方 开、关控制 NH3－N测定仪 NH3－N 电磁流量计 流量、流量累积 H2S报警器 H2S浓度 曝气沉砂池 气体流量计 排水池控制分站 数量 通信 通信 脉入 开入 开出 模入 模出 QTY 节点 COM 2 1 4 4 1 4 1 2 1 1 2 1 4 1 6 3 12 4 3 1 PI 2 DI 2 1 12 3 16 DO 4 1 8 AI 6 3 4 1 2 1 AO 第 13 页 共 38页

流量、流量累积 鼓风机 开停、故障、现场/远方 开停控制 砂水分离器 开停、故障、现场/远方 开停控制 电动闸门 开、关、故障、现场/远方 开、关控制 排水池及泵房 超声波液位计 液位 上清液泵 开停、故障、现场/远方 潜水泵及电机故障 开停控制 频率及频率控制 污泥泵 开停、现场/远方 泵和电机故障、过载故障 开停控制 电动闸门 开、关、故障、现场/远方 开、关控制 I/O点数合计 3 2 2 3 3 5 4 43

3 11 9 3 6 47 1 PI 3 9 6 8 9 3 10 10 16 DI 105 3 2 4 3 5 8 DO 38 1 3 3 AI 24 3 AO 3 COM 上洋污水厂二期工程自控系统监控设备、信号及IO模块配置清单

PLC2监控分站 监控对象 电气设备或仪表 PLC2.1系统 桥式吸砂机 开停、故障、现场/远方 开、停控制 实际监控的I/O点数 1 排水池控制分站 数量 通信 通信 脉入 开入 开出 模入 模出 QTY 节点 COM PI DI 3 3 DO 2 2 AI AO 1#桥式吸砂机 第 14 页 共 38页

10～15%冗余的I/O点数 I/O点总数 PLC2.1子站实配的I/O点数 PLC2.1子站I/O模块配置数 PLC2.2系统 桥式吸砂机 开停、故障、现场/远方 开、停控制 I/O点数合计 1

0 3 8 1 3 3 0 2 8 1 2 2 2#桥式吸砂机 上洋污水厂二期工程自控系统监控设备、信号及IO模块配置清单

PLC3监控分站 监控对象 电气设备或仪表 污泥脱水机房 10kV负荷开关柜 合/掉闸 变压器 温度报警 0.4kV进线柜 合/掉闸 电流 0.4kV母联柜 合/掉闸 电流 电磁流量计 流量、流量累积 转分流量计 流量、流量累积 超声波液位计 液位 离心脱水机 开停、故障、现场/远方 开停控制 污泥切割机 开停、故障、现场/远方 脱水车间控制分站 数量 通信 通信 脉入 开入 开出 模入 模出 QTY 节点 COM 2 2 2 1 6 3 1 3 3 2 1 6 3 PI 6 3 DI 2 2 2 1 9 9 DO 3 AI 6 3 6 3 1 AO 第 15 页 共 38页

开停控制 污泥泵 开停、故障、现场/远方 开停控制 絮凝剂制备装置 开停、故障、现场/远方 开停控制 加药泵 开停、故障、现场/远方 开停控制 回用泵 开停、故障、现场/远方 开停控制 无轴螺旋输送机 开停、故障、现场/远方 开停控制 无轴螺旋输送机 开停、故障、现场/远方 开停控制 水平位置、水平位置控制 I/O点数合计 PLC3.1子站 3 1 3 2 2 1 35 3 9 PI 9 9 3 9 6 6 3 DI 61 3 3 1 3 2 2 1 DO 18 1 AI 20 1 AO 1 COM 除臭系统 随除臭系统设备配套供货

70

21

20

1

PLC4监控分站 监控对象 电气设备或仪表 变、配电系统 10kV进线柜 合掉闸、故障、现场/远方 合闸、掉闸控制 电流、功率因数、有功电度 上洋污水厂二期工程自控系统监控设备、信号及IO模块配置清单

鼓风机房控制分站 数量 通信 通信 脉入 开入 开出 模入 模出 QTY 节点 COM 2 2 6 4 PI DI 6 DO 4 AI AO 第 16 页 共 38页

无功电度 10kV母联柜 合掉闸、故障、现场/远方 合闸、掉闸控制 电流 10/0.4kV变压器出线柜 合掉闸、故障、现场/远方 合闸、掉闸控制 电流、有功电度、无功电度 10kV鼓风机出线柜 合掉闸、故障、现场/远方 合闸、掉闸控制 电流、有功电度、无功电度 10kV出线柜 合掉闸、故障、现场/远方 合闸、掉闸控制 电流、有功电度、无功电度 10kV PT柜 电压 变压器 温度报警 0.4kV进线柜 合/掉闸 电流、功率因数 0.4kV母联柜 合/掉闸 电流 0.4kV主要出线 合/掉闸 电流 生物池及污泥泵房 溶解氧测定仪 溶解氧 氧化还原电位仪 氧化还原电位 MLSS测定仪 MLSS 热式流量计 1 4 4 1 2 2 2 1 2 8 8 4 4 1 4 4 1 2 2 1 2 12 3 2 3 12 8 20 12 8 20 3 5 6 8 3 6 4 8 8 2 3 3 12 12 3 2 2 1 2 2 8 8 2 8 12 12 3 6 8 3 6 8 8 4 第 17 页 共 38页

空气流量 水下推进器 开停、现场/远方 推进器和电机故障、过载故障 开停控制 内回流泵 开停、现场/远方 泵和电机故障、过载故障 开停控制 回流污泥泵 开停、现场/远方 泵和电机故障、过载故障 开停控制 剩余污泥泵 开停、现场/远方 泵和电机故障、过载故障 开停控制 电动闸门 开、关、故障、现场/远方 开、关控制 电动调节阀门 开、关、故障、现场/远方 开、关控制 开度、开度控制 搅拌机 开停、故障、现场/远方 开停控制 剩余污泥管电磁流量计 流量 I/O点数合计 56 12 8 4 8 4 4 1 19

141 4 56 12 8 4 16 8 4 DO 132 4 4 1 AI 87 4 AO 4 112 112 1 PI 27 24 24 16 16 8 8 32 16 12 DI 426 COM 上洋污水厂二期工程自控系统监控设备、信号及IO模块配置清单

PLC4监控分站 PLC4.1子站 监控对象 电气设备或仪表 压力变送器 QTY 节点 COM 2 鼓风机房控制分站 鼓风机系统 数量 通信 通信 脉入 开入 开出 模入 模出 PI DI DO AI AO 第 18 页 共 38页

压力 电动阀门 开、关、故障、现场/远方 开、关控制 鼓风机 开停、故障、现场/远方 开停控制 电动放空阀门 开、关、故障、现场/远方 开、关控制 油冷却器 开停、故障、现场/远方 开停控制 I/O点数合计 4 4 4 4 1 1

0 16 12 16 12 56 8 4 8 4 24 2 2 0 上洋污水厂二期工程自控系统监控设备、信号及IO模块配置清单 PLC5监控分站 监控对象 电气设备或仪表 配电系统 0.4kV进线柜 合/掉闸 加药系统 超声波液位计 液位 搅拌机 开停、故障、现场/远方 开停控制 计量泵 开停、故障、现场/远方 开停控制 转速、转速控制 电磁阀 开、关 开关控制 电磁流量计 流量、流量累积 加药加氯控制分站 数量 通信 通信 脉入 开入 开出 模入 模出 QTY 节点 COM 2 4 2 7 38 14 7 21 7 14 PI 14 DI 2 6 21 76 DO 2 7 38 AI 4 7 14 AO 7 第 19 页 共 38页

冲洗水泵 开停、故障、现场/远方 开停控制 转速、转速控制 加氯系统 超声波液位计 液位 计量泵 开停、故障、现场/远方 开、停控制 转速、转速控制 电磁阀 开、关 开关控制 电磁流量计 流量、流量累积 二沉池及配水井 吸刮泥机 开停、故障、现场/远方 开停控制 电动闸门 开、关、故障、现场/远方 开、关控制 I/O点数合计 2 1 2 9 4 8 24 2 2 11

6 2 4 6 2 4 66 4 18 6 6 18 24 96 253 2 2 9 8 48 116 2 1 2 4 34 2 2 11 上洋污水厂二期工程自控系统监控设备、信号及IO模块配置清单

PLC6监控分站 监控对象 电气设备或仪表 10kV负荷开关柜 合/掉闸 变压器 温度报警 0.4kV进线柜 合/掉闸 电流、功率因数 0.4kV母联柜 QTY 节点 COM 2 2 2 1 2 1 8 滤池控制分站 数量 通信 通信 脉入 开入 开出 模入 模出 PI DI 2 2 2 DO AI 8 AO 第 20 页 共 38页

合/掉闸 电流 二次提升泵房 SS测定仪 SS 超声波液位计 液位 提升泵 开停、故障、现场/远方 潜水泵及电机故障 开停控制 电动闸门 开、关、故障、现场/远方 开、关控制 混合井 搅拌机 开停、故障、现场/远方 开停控制 滤池设备间 冲洗泵 开停、故障、现场/远方 开停控制 电动阀门 开、关、故障、现场/远方 开、关控制 电动阀门（可调） 开、关、故障、现场/远方 开度 开、关控制 开度控制 冲洗泵出水总管电磁流量计 流量、流量累积 冲洗泵出水管压力变送器 压力 鼓风机 开停、故障、现场/远方 开停控制 电动阀门 1 1 5 2 2 3 3 1 1 3 3 3 5 3 3 3 15 5 9 3 9 3 1 1 15 5 8 6 9 12 4 9 5 4 2 3 2 3 3 1 1 6 1 1 3 1 第 21 页 共 38页

开、关、故障、现场/远方 开、关控制 电动调节阀门 开、关、故障、现场/远方 开度 开、关控制 开度控制 鼓风机出风总管气体流量计 流量、流量累积 鼓风机出风管压力变送器 压力 电动阀门 开、关、故障、现场/远方 开、关控制 浊度测定仪 浊度 排水井 1-2#水泵故障、高水位报警 I/O点数合计

PLC6监控分站 PLC6.1-PLC6.7子站 监控对象 电气设备或仪表 双格砂滤池 控制台 现场/远方 出水调节阀门 开、关、故障 开关控制 开度、开度控制 进水闸门 开、关、故障 开关控制 冲洗进水阀门 开、关、故障 1 1 3 3 1 1

14

55

1 2

12 4 12 3 106

6 2 6 33

1 1 3 1 30

1 2

上洋污水厂二期工程自控系统监控设备、信号及IO模块配置清单

滤池控制分站 滤池格 数量 通信 通信 脉入 开入 开出 模入 模出 QTY 节点 COM 1 2 2 2 PI DI 2 6 6 6 DO 2 2 AI 2 AO 2 第 22 页 共 38页

开关控制 冲洗进气阀门 开、关、故障 开关控制 冲洗排水闸门 开、关、故障 开关控制 冲洗排气阀门 开、关、故障 开关控制 液位计 液位 差压变送器 水头损失 I/O点数合计 2 2 2 2 2

0 0 0 6 6 6 38 2 2 2 2 12 2 2 6 2 上洋污水厂二期工程自控系统监控设备、信号及IO模块配置清单

PLC6监控分站 PLC6.8子站 监控对象 电气设备或仪表 紫外线消毒渠 紫外线生成装置 开停、故障、现场/远方 开停控制 电动闸门 开、关、故障、现场/远方 开、关控制 回用泵 开停、现场/远方 泵和电机故障、过载故障 开停控制 出厂水管 电磁流量计 流量、流量累积 PH/T计 PH、温度 COD测定仪 滤池控制分站 出水仪表设备间 数量 通信 通信 脉入 开入 开出 模入 模出 QTY 节点 COM 3 3 2 1 1 1 PI 1 DI 9 12 4 4 DO 3 6 2 AI 1 2 AO 第 23 页 共 38页

COD SS测定仪 SS NH3－N测定仪 NH3－N 实际监控的I/O点数 1 1 0 0 1 29 11 1 1 1 6 0 优化调整后的各控制站的I/O信号数量如下表：

PLC控制站 PLC1-进水泵房站 PLC2-排水池站 PLC2.1-1#吸砂机 PLC2.2-2#吸砂机 PLC3-脱水机房站 PLC3.1-生物除臭 PLC4-鼓风机房站 PLC4.1-鼓风机 PLC5-加药加氯站 PLC6-V型滤池站 PLC6.1-7-滤格 PLC6.8紫外消毒 信号属性 DI DO AI AO PI COM 备注 PLC为设备厂家配套 PLC为设备厂家配套 PLC为设备厂家配套 PLC为设备厂家配套 95 105 3 3 37 38 2 2 15 24 0 0 3 3 0 0 12 3 0 0 97 47 0 0 61 32 18 8 20 4 1 0 9 0 9 0 426 56 132 24 87 2 4 0 27 141 0 253 106 38 29 116 33 12 11 34 30 6 6 11 2 2 0 18 2 0 1 66 55 0 0 1.5自控系统软硬件选型及配置

1.5.1中控室配置设计 1.5.1.1中控室硬件选型及配置

在本方案中，我们选用三台DELL高性能服务器PowerEdge1950分别作为生产自动化控制系统的SCADA服务器和数据库服务，选用两台DELL高性能计算机作为操作员站（监控工作站）。两台监控操作站以热备方式运行，当主操作站因故停机时，另一台操作站能在0秒内无扰动自动进行切换，承担系统的全部监控和数据处理业务。

配置一台A3幅面激光打印机和一台A3幅面彩色喷墨打印机，作为中控室生

第 24 页 共 38页

产报表或故障报警信息打印之用。

配置一套100寸的拼接投影系统作为监控中心大屏幕展示系统。 1.5.1.2中控室软件选型及配置

目前国内市面上用于工控组态的软件平台有十多种，其中进口产品有近十种，而国产软件也有五六种，要说技术较新、功能较强、用户使用人数最多的监控组态软件平台有美国GE公司的iFix和英国Wonderware公司的INTOUCH两种。GE公司的iFix监控组态软件，以其完善的功能、较强的网络管理能力、与各种PLC产品的方便集成性、用户使用的方便性以及合理的价格，赢得了全球用户的信赖。目前全球500强企业有近70%都使用iFix监控组态软件，根据相关的统计数据，目前在用的iFix监控组态软件有超过30万套。

目前在我们集团公司水厂污水厂自控系统中，大部份都是采用GE公司的iFix组态软件作为监控平台，集团公司多个应用系统（如PMIS厂级信息化系统、NRW管网漏耗分析系统、水质在线监测系统、大屏幕展示系统等）的数据也来源于GE公司的IH数据库软件。在本方案中，我们在中控室监控系统，配置了两套无限点的iFix5.0中文版监控软件(一套开发版、一套运行版)以及一套10000点的IH数据库软件，以及相应的操作系统软件。

上洋污水处理厂中控系统未来将作为深水龙岗污水处理公司的污水监测系统，将负责采集龙岗污水公司下属上洋污水处理厂、龙田污水处理厂、沙田污水处理厂、水头污水处理厂、葵冲污水处理厂等污水处理厂的数据，并通过系统配置的IH数据库软件，将几个污水处理厂的数据进行统一存储和分析，并通过网络客户端的方式将分析的结果送至下属几个污水厂进行显示。

中控室软硬件配置如下表：

序号 1 2 3 4 5 6 名称 服务器机柜 数据库服务器 显示器 数据库服务器 显示器 光纤交换机 型号 （42U 2000*1000*800 ） IBM System X3650 22寸 IBM System X3650 22寸 MOXA EDS516A 单位 个 台 台 台 台 台 数量 2 1 1 2 2 1 产地 德国威图 美国IBM 美国VIEWSONIC 美国IBM 美国VIEWSONIC MOXA 备注 第 25 页 共 38页

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 中心交换机 操作计算机 在线式UPS 台达 GES-N 7K 理士 日本 专用电池箱 操作系统软件 监控平台软件SERVER 监控平台软件SERVER 监控平台软件CLIENT 客户端监控软件 数据库软件 数据库软件客户端 关系数据库软件 通讯软件SIMATIC NET 编程软件STEP 7 V5.4 操作台 图像控制器 投影机 打印机 编程终端 应用软件 操作台 操作椅 厂级管理软件 H3C S5024P 7KVA/1小时 功率7KVA，电压220V 12V-38AH,16颗串联 C-8含电池连接线 Windows 2003 Server简体中文标准版 IFix5.0中文专业开发版(无限点) IFix5.0中文专业运行版(无限点) IFix5.0客户端 Proficy Portal Enterprise Edition Client Pack 10 Users Ver 3.0 (企业版) IH3.1 10000点 SQL2008 HP5110 DELL E5500 精确曝气应用软件包 4000X1000X800 PMIS软件 台 台 台 只 个 台 个 个 个 套 套 套 个 个 个 套 台 台 个 个 套 个 个 套 1 2 1 1 16 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 4 1 中国华为 美国IBM 台达 美国微软 美国GE 美国GE 美国GE 美国GE 美国GE 美国GE 美国微软 德国SIEMENS 德国SIEMENS 美国HP 美国DELL 中国开天源 国标 国标 中国开天源 中文 1.5.2 PLC系统配置设计

在本方案中，对现场控制站的PLC系统选型主要是考虑可靠性和经济性原则，通过对几个世界知名品牌的PLC产品，从先进性、开发性、可靠性、稳定性、产品价格等多个方面进行比较，我们认为德国西门子公司的产品综合指标是最高的，

第 26 页 共 38页

所以选用了德国西门子公司的产品。其中六个控制分站选用西门子S7-300系列PLC， PLC控制器选用CPU317-2DP/PN，该型号的控制器带1个以太网接口和1个DP口，是S7-300系列PLC中性能较高的一款产品。另外在每个PLC控制分站，配置一个西门子公司的MP277（10.4寸）彩色触摸屏作为PLC控制站的人机界面，以方便生产、维护及维修等技术人员在现场对系统进行必要的检查、监测或调试。七个滤池格控制子站选用西门子S7-200系列PLC，控制器选用CPU226，该控制器带一个MPI和一个RS232/485通信接口，内含24个DI和16个DO点，是S7-200系列PLC中的最高级别产品。在每个滤格控制子站，再配置一台5.7寸彩色触摸屏，以实现滤池格各种工况的就地监测和控制。

各控制站的实际监控信号点数和PLC系统I/O模块的配置情况如下： ① PLC1控制站

PLC1实施对主变配电间、粗格栅和进水泵房的设备、设施和工艺仪表的监测和控制，本站的监控信号 (DI/DO/AI/AO/PI)实点数为95/37/15/3/12，配置模块信号点数为96/48/48/4（32点DI×3、16点DO×3、8点AI×6、4点AO×1），DI/DO/AI/AO信号点备用率分别为7%/33%/14%/33%。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 控制器模块 CPU内存扩展卡 电源模块 32位DI模块 16位DO模块 8通道AI模块 8通道AO模块 8通道高速计数模块 安装底板 扩展模块 10.4寸触摸屏 通讯模块 光纤以太网交换机 6ES7 317-2EK14-0AB0 6ES7 953-8LM20-0AA0 6ES7 307-1EA00-0AA0 6ES7 321-1BL00-0AA0 6ES7 322-1BH01-0AA0 6ES7 331-1KF02-0AB0 6ES7 332-5HF00-0AB0 6ES7 350-2AH00-0AE0 6ES7 390-1AF30-0AA0 6ES7 153-4AA01-0XB0 6AV6 3-0CB01-1AX1 6ES7 341-1CH02-0AB0 EDS408A 个 个 个 个 个 个 个 个 个 台 台 台 台 1 1 2 4 3 2 1 2 2 1 1 2 1 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS MOXA 第 27 页 共 38页

14 15 16 17 18 19 20 21 22 UPS电源 DP接头 40位端子排 20位端子排 500W隔离变压器 电源防雷器 信号防雷器 开关电源 PLC安装柜 SURT1000 1H 6ES7 972-0BA12-0XA0 6ES7 392-1AM00-0AA0 6ES7 392-1AJ00-0AA0 VF24 6EP1334-2BA00 1000×600×2000 台 个 个 个 个 个 个 个 个 1 2 10 3 1 1 24 1 1 美国APC 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 法国施耐德 德国OBO 德国OBO 德国SIEMENS 德国威图 ② PLC2控制站

PLC2实施对细格栅、曝气沉砂池、排水池及泵房的设备、设施和工艺仪表的监测和控制，本站监控信号 (DI/DO/AI/AO/PI)实际点数为105/38/24/3/3，设计配置模块信号点数为128/48/24/0（32点DI×4、16点DO×3、8点AI×3、8点AO×0），DI/DO/AI/AO信号点备用率分别为27%/12%/0%/0%。。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 控制器模块 CPU内存扩展卡 电源模块 32位DI模块 16位DO模块 8通道AI模块 8通道AO模块 8通道高速计数模块 安装底板 扩展模块 10.4寸触摸屏 通讯模块 光纤以太网交换机 6ES7 317-2EK14-0AB0 6ES7 953-8LM20-0AA0 6ES7 307-1EA00-0AA0 6ES7 321-1BL00-0AA0 6ES7 322-1BH01-0AA0 6ES7 331-1KF02-0AB0 6ES7 332-5HF00-0AB0 6ES7 350-2AH00-0AE0 6ES7 390-1AF30-0AA0 6ES7 153-4AA01-0XB0 6AV6 3-0CB01-1AX1 6ES7 341-1CH02-0AB0 EDS408A 个 个 个 个 个 个 个 个 个 台 台 台 台 1 1 2 4 3 4 1 1 2 1 1 3 1 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS MOXA 第 28 页 共 38页

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 UPS电源 DP接头 40位端子排 20位端子排 500W隔离变压器 电源防雷器 信号防雷器 开关电源 PLC安装柜 无线以太网交换机 PLC2.1~2.2 以太网模块 数字输入模块 模拟输入模块 开关电源 不锈钢操作柜 SURT2000 1H 6ES7 972-0BA12-0XA0 6ES7 392-1AM00-0AA0 6ES7 392-1AJ00-0AA0 FLD230 VF24 6EP1334-2BA00 1000×600×2000 702-W 6ES7 216-2BD23-0XB8 6GK7 243-1EX00-0XE0 6ES7 221-1BH22-0XA0 6ES7 231-0HC22-0XA0 6EP1334-2BA00 800X400X300(内含防雷器、空气开关、24V电源、继电器等 台 个 个 个 个 个 个 个 个 台 个 个 个 个 个 个 1 2 7 3 2 1 40 2 1 3 2 2 2 2 2 2 美国APC 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 法国施耐德 德国OBO 德国OBO 德国SIEMENS 德国OBO 美国N-TRON 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS ③ PLC3控制站

PLC3实施对污泥脱水机房设备、设施和工艺仪表的监测和控制，本站设计的监控信号 (DI/DO/AI/AO)实际点数为61/18/20/1，设计配置模块信号点数为/32/24/4（32点DI×2、16点DO×2、8点AI×3、4点AO×1），DI/DO/AI/AO信号点备用率分别为7%/33%/14%/33%。

1 2 3 4 5 6 控制器模块 CPU内存扩展卡 电源模块 32位DI模块 16位DO模块 8通道AI模块 6ES7 317-2EK14-0AB0 6ES7 953-8LM20-0AA0 6ES7 307-1EA00-0AA0 6ES7 321-1BL00-0AA0 6ES7 322-1BH01-0AA0 6ES7 331-1KF02-0AB0 个 个 个 个 个 个 1 1 2 3 2 3 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 第 29 页 共 38页

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 8通道AO模块 安装底板 扩展模块 10.4寸触摸屏 通讯模块 光纤以太网交换机 UPS电源 DP接头 40位端子排 20位端子排 500W隔离变压器 电源防雷器 信号防雷器 PLC安装柜 开关电源 6ES7 332-5HF00-0AB0 6ES7 390-1AF30-0AA0 6ES7 153-4AA01-0XB0 6AV6 3-0CB01-1AX1 6ES7 341-1CH02-0AB0 EDS408A SURT2000 1H 6ES7 972-0BA12-0XA0 6ES7 392-1AM00-0AA0 6ES7 392-1AJ00-0AA0 FLD230 1000×600×2000 6EP1334-2BA00 个 个 台 台 台 台 台 个 个 个 个 个 个 个 个 1 2 1 1 2 1 1 6 6 2 1 1 28 1 1 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS MOXA 美国APC 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 法国施耐德 德国OBO 德国OBO 德国威图 德国SIEMENS ④ PLC4控制站

PLC4实施对鼓风机房、高低压配电间、生物池及污泥泵房的设备、设施和工艺仪表的监测和控制，本站设计的监控信号 (DI/DO/AI/AO)实际点数为426/132/87/4，设计配置模块信号点数为448/144/88/8（32点DI×14、16点DO×9、8点AI×11、8点AO×1），信号点平均备用率达10%。考虑到本站的监控对象较多，如果配一个控制器负荷太重，风险较大，所以配置了两个控制器模块，其中一个控制器监控鼓风机系统，另一个控制器模块负责其它设备的监控。

1 2 3 4 5 6 控制器模块 CPU内存扩展卡 电源模块 32位DI模块 16位DO模块 8通道AI模块 6ES7 317-2EK14-0AB0 6ES7 953-8LM20-0AA0 6ES7 307-1EA00-0AA0 6ES7 321-1BL00-0AA0 6ES7 322-1BH01-0AA0 6ES7 331-1KF02-0AB0 个 个 个 个 个 个 2 2 5 16 10 12 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国 第 30 页 共 38页

SIEMENS 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 8通道AO模块 安装底板 扩展模块 10.4寸触摸屏 光纤以太网交换机 通讯模块 UPS电源 DP接头 40位端子排 20位端子排 500W隔离变压器 电源防雷器 信号防雷器 开关电源 PLC安装柜 6ES7 332-5HF00-0AB0 6ES7 390-1AF30-0AA0 6ES7 153-4AA01-0XB0 6AV6 3-0CB01-1AX1 EDS408A 6ES7 341-1CH02-0AB0 SURT2000 1H 6ES7 972-0BA12-0XA0 6ES7 392-1AM00-0AA0 6ES7 392-1AJ00-0AA0 FLD230 VF24 6EP1334-2BA00 1000×600×2000 个 个 台 台 台 台 台 个 个 个 个 个 个 个 个 1 5 3 1 1 3 1 2 29 10 2 2 96 2 2 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS MOXA 德国SIEMENS 美国APC 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 法国施耐德 德国OBO 德国OBO 德国SIEMENS 德国威图 ⑤ PLC5控制站

PLC5实施对加药加氯系统的设备、设施和工艺仪表的监测和控制，本站经优化设计后的监控信号 (DI/DO/AI/AO)实际点数为255/116/34/11，设计配置模块信号点数为256/128/40/16（32点DI×8、16点DO×8、8点AI×5、8点AO×2），信号点平均备用率达10%。

1 2 3 4 5 6 7 控制器模块 CPU内存扩展卡 电源模块 32位DI模块 16位DO模块 8通道AI模块 8通道AO模块 6ES7 317-2EK14-0AB0 6ES7 953-8LM20-0AA0 6ES7 307-1EA00-0AA0 6ES7 321-1BL00-0AA0 6ES7 322-1BH01-0AA0 6ES7 331-1KF02-0AB0 6ES7 332-5HF00-0AB0 个 个 个 个 个 个 个 1 1 3 9 9 5 2 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国 第 31 页 共 38页

SIEMENS 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 8通道高速计数模块 安装底板 扩展模块 10.4寸触摸屏 通讯模块 光纤以太网交换机 UPS电源 DP接头 40位端子排 20位端子排 500W隔离变压器 电源防雷器 信号防雷器 开关电源 PLC安装柜 6ES7 350-2AH00-0AE0 6ES7 390-1AF30-0AA0 6ES7 153-4AA01-0XB0 6AV6 3-0CB01-1AX1 6ES7 341-1CH02-0AB0 EDS408A SURT2000 1H 6ES7 972-0BA12-0XA0 6ES7 392-1AM00-0AA0 6ES7 392-1AJ00-0AA0 VF24 6EP1334-2BA00 1000×600×2000 个 个 台 台 台 台 台 个 个 个 个 个 个 个 个 3 3 2 1 1 1 1 6 16 9 2 2 40 2 2 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS MOXA 美国APC 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 法国施耐德 德国OBO 德国OBO 德国SIEMENS 德国威图 ⑥ PLC6控制站

PLC6实施对二次提升泵房、滤池设备间的设备、设施和工艺仪表的监测和控制。本站经过优化调整后的监控信号 (DI/DO/AI/AO)实际点数为112/35/29/2，设计配置模块信号点数为128/48/32/4（32点DI×4、16点DO×3、8点AI×4、4点AO×1），信号点平均备用率超过20%。

1 2 3 4 5 6 7 控制器模块 CPU内存扩展卡 电源模块 32位DI模块 16位DO模块 8通道AI模块 8通道AO模块 6ES7 317-2EK14-0AB0 6ES7 953-8LM20-0AA0 6ES7 307-1EA00-0AA0 6ES7 321-1BL00-0AA0 6ES7 322-1BH01-0AA0 6ES7 331-1KF02-0AB0 6ES7 332-5HF00-0AB0 个 个 个 个 个 个 个 1 1 2 4 3 4 1 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国 第 32 页 共 38页

SIEMENS 8 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 8通道高速计数模块 安装底板 通讯模块 扩展模块 10.4寸触摸屏 光纤以太网交换机 UPS电源 DP接头 40位端子排 20位端子排 500W隔离变压器 电源防雷器 信号防雷器 PLC安装柜 开关电源 6ES7 350-2AH00-0AE0 6ES7 390-1AF30-0AA0 6ES7 341-1CH02-0AB0 6ES7 153-4AA01-0XB0 6AV6 3-0CB01-1AX1 2光口,6网口 3KVA 1小时 6ES7 972-0BA12-0XA0 6ES7 392-1AM00-0AA0 6ES7 392-1AJ00-0AA0 VF24 1000×600×2000 6EP1334-2BA00 个 个 台 台 台 台 台 个 个 个 个 个 个 个 个 1 2 1 1 1 1 1 40 5 8 1 1 32 1 1 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS MOXA 美国APC 德国SIEMENS 德国SIEMENS 德国SIEMENS 法国施耐德 德国OBO 德国OBO 德国威图 德国SIEMENS ⑦PLC6.1-PLC6.7滤池格控制子站 滤格控制子站的监控信号 (DI/DO/AI/AO)实际点数为38/16/6/2，设计配置模块信号点数为40/24/8/2。

1 2 3 5 7 8 9 10 11 12 控制器模块 DP扩展模块 数字输入模块 模拟输入模块 5.7寸触摸屏 隔离变压器 电源防雷器 信号防雷器 PLC安装柜 开关电源 6ES7 216-2BD23-0XB8 6ES7 277-0AA22-0XA0 6ES7 221-1BH22-0XA0 6ES7 235-0KD22-0XA8 6AV6 3-0AA01-1AX0 500W FLD230 VF24 800×600×1200琴键式操作柜 6EP1334-2BA00 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 7 7 7 14 7 7 7 56 7 7 德国西门子 德国西门子 德国西门子 德国西门子 德国西门子 法国施耐德 德国OBO 德国OBO 德国威图 德国SIEMENS ⑧PLC6.8紫外消毒控制子站 第 33 页 共 38页

滤格控制子站的监控信号 (DI/DO/AI/AO)实际点数为29/11/6/0，设计配置模块信号点数为40/16/8/0。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 控制器模块 DP扩展模块 数字输入模块 模拟输入模块 5.7寸触摸屏 隔离变压器 电源防雷器 信号防雷器 PLC安装柜 开关电源 6ES7 216-2BD23-0XB8 6ES7 277-0AA22-0XA0 6ES7 221-1BH22-0XA0 6ES7 231-0HC22-0XA0 6AV6 3-0AA01-1AX0 500W FLD230 VF24 800×600×1200 6EP1334-2BA00 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 德国西门子 德国西门子 德国西门子 德国西门子 德国西门子 法国施耐德 德国OBO 德国OBO 德国威图 德国SIEMENS 1.5.3 与一期系统的互联

上洋污水处理厂一期系统采用的Simens公司S7-300控制器，共分为3个控制站，中控系统采用的是Siemens公司WINCC系统。

一期原有系统和新建系统为同一种PLC系统,可以通过网络，方便的将一期自控系统数据送到新系统中。

1.6自控系统质量保证措施

考虑到污水厂的整体环境不好,自控系统除了会受电气设备(电机、变压器、变频器、高压开关柜、直流屏等)产生的电磁干扰信号影响外，还容易受有毒有害气体侵害,以至造成系统故障率高甚至工作不稳定,为了确保自控系统的安全可靠运行，在本实施方案中，我们在如下几个方面采取相应的措施以减少环境对系统的影响。

一是在设备选型上，选用一些已经在污水厂和污水泵站得到检验并已获得用户一致好评的世界知名产品。如PLC为广受全球用户信赖的德国西门子公司的产品；PLC控制柜选用著名的威图原装机柜，该机柜的设计能满足恶劣环境下长达三十多年的使用寿命；工业以太网交换机选用世界知名的MOXA工业以太网光纤交换机。

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二是PLC系统站点设置和控制柜体安装位置上，一方面尽可能离大功率电机、变压器、变频器、高压开关柜、直流屏等产生电磁干扰信号的电气设备远一些，条件许可的情况下，最好将PLC控制柜安装在各工艺车间值班室，这样能有效减少供电线路网络、各种大功率电机、变频器、变压器、高压开关柜、直流屏等设备产生的干扰对控制系统的影响。另一方面PLC控制系统安装在干净明亮通风透气的地方，同时在PLC柜内安装换气扇、照明灯和除湿加热器装置，以减少环境因素的影响。

三是采用适当的防雷接地措施。雷电是一种自然现象，雷击从形式上可分为直击雷与感应雷两种。直接雷击是指雷电直接击在物体上，产生电效应、热效应和机械力破坏的雷击现象。对于直击雷的防护，目前主要采用给建筑物设置避雷装置（如避雷针、避雷带等）以及在强电系统安装高低压避雷器装置等等办法，利用建筑主钢筋作为引下线，接地电阻小于10欧姆，可抑制上行雷的形成、降低雷击发生概率和延缓雷击放电时间，再结合电源配电回路加装的一或二级专用防雷器，可有效削减90%以上的雷击损害。对于感应雷的防护，一般可在各PLC站分别设立一个接地网，由水平接地体、垂直接地体、接地引入线、接地汇集线等组成1圈或2圈环形接地装置，每个接地网的电阻都达到小于4 Ω的要求，然后用接地带将各接地网联接，实现等电位连接。

四是采取一些技术手段提高系统的可靠性。常用的技术手段有：

1)每个PLC子站的供电回路均加装隔离变压器和电源防雷器，以减少从供电回路引入的雷电、浪涌和过电压对系统的影响，同时给每个模拟量加装信号防雷器，给通信接口加装通信防雷器，这样可以给PLC系统和现场仪表设备提供有效的保护；

2)在进行电缆敷设时，控制电缆和信号电缆尽可能地远离动力电缆； 3)对于较易受干扰的模拟信号，如来自现场检测仪表和设备的模拟采样信号以及输出到设备的模拟输出信号使用4-20mA电流信号，电缆选用截面较大的屏蔽电缆；

4) 控制电缆和信号电缆的屏蔽层，只在PLC控制室一侧接地。所有的接地线都从接地排上引接。

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2．污水处理厂视频及安防监控系统 2.1视频监控系统

在北京市政设计院所做的设计文件中，六个生产车间（主变配电室、粗格栅及进水泵房、排水池、细格栅及曝气沉砂池、贮泥池及污泥浓缩脱水间、鼓风机房、生物池及污泥泵房、加药加氯车间、滤池及二次提升泵房）的设置有27台视频监控摄像机，其中粗格栅及进水泵房控制分站设球机2台；排水池细格栅及曝气沉砂池控制分站设球机3台；污泥浓缩脱水间控制分站设球机3台；鼓风机房及变配电间控制分站设球机7台；加药加氯间控制分站设球机2台；滤池控制分站设球机10台。

考虑到上洋污水厂的实际情况，在去年十一月集团内部组织的审图会议上，以会人员对该厂的视频监控及安防系统的设计提出了一些修改意见，后经水务局组织专家论证并经设计院确认，同意我方提出的修改意见（详见市水务局水污染治理指挥部办公室“关于上洋污水处理厂施工图优化的批复”文件，对各控制分站的监控镜头作了适当调整。其中粗格栅及进水泵房控制分站球机2台保持不变；排水池细格栅及曝气沉砂池控制分站3台球机被取消；污泥浓缩脱水间控制分站设球机3台调整为2台；鼓风机房及变配电间控制分站球机7台调整为1台；加药加氯间控制分站球机2台调整为1台；滤池控制分站球机10台调整为8台。

监控设备 安装场所 进水泵房控制分站 排水池控制分站 污泥脱水控制分站 鼓风机房控制分站 加药加氯控制分站 滤池控制分站 综合办公楼 厂大门口 合计 原有设计 2 3 3 7 2 10 2 0 29 1 1 1 1 1 1 1 0 7 调整后设计 2 0 2 1 1 8 2 1 17 1 0 1 1 1 1 0 0 5 第 36 页 共 38页

监控镜头 视频服务器 监控镜头 视频光端机

生产及安防视频监控系统按上述调整后，视频监控镜头数量总数已经由原来的29台调整为17台，其中厂大门口的摄像头原设计中没有，是考虑到污水厂安全生产管理需要，在优化调整方案中，增加了1台式摄像机。除了在视频监控镜头进行了上述优化外，考虑到视频信号传输的方便性和图像质量，在优化方案中，我们将原设计中的视频服务器改为视频光端机，通过视频光端机，每个控制分站的视频监控信号将通过厂区光纤环网传输到综合楼的监控中心（即中控室），这一方面充分利用已有资源，降低视频电缆的敷设成本，另一方面通过数据、视频和语音三网合一，实现视频信号“0损耗”的远距离传输。

优化后的生产视频监控系统设备数量变化对比如下表：

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 设备名称 一体化彩色球机 一体化彩色机 24Vac电源 室外球型云台 安装支架 视频防雷器 电源防雷器 通讯防雷器 视频电缆 2路视频光端机 8路视频光端机 型号规格 星SOC-4030P 三星SDZ-310P三 YAAN YD5309 YAAN WS2781 KoaxB-E2/MF-F VF24 FLD24 SYWV 75-5 单位 优化后 个 个 个 个 个 个 个 个 台 米 台 台 12 2 6 12 14 14 6 6 1 1000 4 1 备注 韩国三星 韩国三星 韩国三星 天津雅安 天津雅安 德国OBO 德国OBO 德国OBO 海康威视 国标电缆 16路数字硬盘录像机 DS-8016HF-S 2.2安防监控系统

根据集团公司对污水厂安全生产管理的要求，保留综合楼2台一体化彩色球机，增加污水厂大门口机1台，在门卫值班室设置一台8通道的数字硬盘录像机，3个视频监控镜头（必要时可根据实际需要适度增加）和一台数字硬盘录像机组成上洋污水厂的安防监控系统。主要设备清单如下：

序号 1 2 3 设备名称 一体化彩色球机 一体化彩色机 24Vac电源 型号规格 三星SOC-4030P 三星 SDZ-310P 单位 优化后 个 个 个 2 1 2 备注 韩国三星 韩国三星 韩国三星 第 37 页 共 38页

4 5 6 7 8 9 10 室外球型云台 安装支架 视频防雷器 电源防雷器 通讯防雷器 8路数字硬盘录像机 视频电缆 YAAN YD5309 YAAN WS2781 KoaxB-E2/MF-F VF24 FLD24 DS-8008HF-S SYWV 75-5 个 个 个 个 个 台 米 2 3 3 2 2 1 400 天津雅安 天津雅安 德国OBO 德国OBO 德国OBO 海康威视 国标电缆

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