第七章 水处理厂自动化监控监测方案.doc

技术文件 设计方案及说明 1.1概述 水厂自动化控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的过程。从一开始仅有常规仪表检测，到加药、加氯的局部自动控制，直到九十年代，随着可编程序控制器（PLC）的大量推广使用，水厂自动化控制系统才真正建立起来。PLC具有可靠性高、编程简单、使用方便以及通讯联网功能强的特点。水厂以PLC为主控设备建立的控制系统一般模式为：由设在中控室的上位监控计算机及若干现场PLC联网组成集散型监控系统。开始建立的系统，各分站以功能划分，站内设有监控计算机，这是针对当时PLC的通讯能力不够强大，控制系统可靠性不高所采取的措施，即一旦其它分站出现故障或网络中断后，未出故障的分站还可以在局部区域内实现自动控制。近几年随着PLC网络通讯能力的增强和控制及电气执行机构可靠性的提高，这一模式逐渐被打破，取消了各分站内的监控计算机，各分站的控制区域由功能划分改为以距离划分，可在中控室内监视水厂运行的全过程。 1.1.2、针对本项目的系统描述 高唐县南王水厂主要提取南王水库存水，经过净化处理，进入城市管网，初步设计日供水约3万吨。其基本流程见下图： 在整个水厂自动化控制系统设计中，我们根据水厂工艺的特点，遵循“功能和危险分散，监督和管理集中、数据共享”的原则，为水厂过程的各个阶段和工艺流程提出了具体的控制方式和要求，并通过监测生产现场工艺设备的运行状态、水质参数的变化，应用现场控制网络和测、控、管一体化技术，实现生产过程的自动控制，在保证安全生产的前提下获取最大的经济效益，同时达到高效、可靠和优化生产的目标。 1.2设计指导原则 GON法则 GON法则（General Purpose Computer and Network， Off-the-Self Software，and Name Brand Equipment），， 采用开放式和分布式系统结构 这种系统结构保证了交给用户的系统是一个伸缩性很强的系统，允许工程分期投资、分期建设，不必改动系统的基本结构就可以从小规模，扩展到最大允许配置，特别适合建设周期较长的大型市政工程建设。 此外，分布式的系统结构将任务分布到各节点上，使风险分散，保障了系统的高可靠性，不会因为单个站点的故障而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。 系统和过程控制软件的编制、修改简单方便 为使系统具有良好的维护性能和再开发能力，系统软件的编制、组态和修改必须简单方便，用户经过简单的培训就能独立进行系统的维护、改进和扩展工作。 具有友好的人机界面，操作简单，输出信息形象生动 系统采用全中文菜单式操作界面，以鼠标作为主操作工具，能通过鼠标完成绝大部分的系统功能。动态显示工艺流程及系统报警。模块化组态设计，轻易实现人员培训及二次开发。 除以上需遵循的基本原则外，根据水厂的实际情况和招标书的要求，我们认为本系统设计中应统一考虑以下系统性能： 可靠性：整个系统采用模块化设计，分层、分布式结构，控制、保护、测量之间既互相独立又相互联系。 先进性：系统设计的立足点，为现场无人值守、总站少人值班。设备装置的启停及联动运转均可由中心监控室操作控制。 经济性：系统有较高的性能价格比，主要设备全部选用在国际上有较高声誉的品牌产品，提高可靠性和性价比。 实用性：系统设计了多个控制层面，既考虑到日常工作的全自动化的一面，又考虑到事故状态的应急措施，既考虑到生产又考虑到检修。 1.3技术规范标准 ISO、IEC、UL、ANSI、NEMA、CSA、BS、JIS、JEM、DIN、NF等认证，同时该控制系统的设计和制造还参照如下的技术规范和标准： HG/T 20638—20639《化工装置自控工程设计规范》 CECS81—96 《工业计算机监控系统干扰技术规范》 GBJ42—81 《工业企业通信设计规范》 GB50168-92 《电气装置安装工程电缆施工及验收规范》 GBJ131-90 《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》 GB8566-88 《计算机软件开发规范》 GB50174-93 《电子计算机机房设计规范》 GB/T 12504-90 《计算机软件质量标准保证计划规范》 GB/T 17544-1998 《信息技术，软件包，质量要求和测试》 GB/T 14079-93 《软件维护指南》 1.4设计依据 《引水预处理及配水工程设备采购招标文件和设计图纸》 《给水排水设计手册》 《建筑电气安装工程图集》 《计算机软件开发规范》 《电信传输手册》 《SIEMENS电气工业控制与产品概括》 《SIEMENS电气自动化系统产品目录》 《SIEMENS300系列PLC选型样本》 《SIEMENS电信产品目录》 《MACH产品目录》 《APC Sm