污水处理厂自动控制系统技术规范资料.docx
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污水处理厂自动控制系统技术规范资料
XXXX污水处理厂工程
PLC系统技术规范
批准:
审核:
校核:
编制:
XXXXXXXXXXXXXX
二○一四年四月
附件一技术规范
1总则
本技术规范适用于XXXX污水处理工程PLC系统的技术条件,本技术条件只规定了所供设备的最低限度的技术要求,所有的材料及零部件(或元器件)应符合有关规范要求,且应是新的和优质的。
本工程所采用的控制系统应为经过在本行业具有广泛应用实例的,代表当今技术的优质设备,应具有最大的可利用率、可靠性、可操作性、可维护性和安全性。
供货范围:
投标方供货范围应包括控制、监视和测试所必须的全套硬件设备、全套软件、调试及各项服务直至系统验收;所有计算机监控系统机柜内部的供电及信号电缆、设备布置等应属投标方的供货和设计、安装、调试范围。
投标方应采用标准化的元器件和标准化的设备组件,以适合XXXX污水处理工程使用更换的需要。
资料提供:
投标方提供的所有文件、工程图纸及相互通讯,均应使用中文。
不论在合同谈判还是签约后的工程建设期间,中文应是主要工作语言。
控制系统总接地应直接接到XXXX污水处理工程电气接地网上。
现场装置应能由运行人员在控制室内通过上位机就能进行启/停、正常运行的监视和调整以及事故工况的处理。
当系统通讯故障或操作员站故障时,运行人员应能够通过所设置的硬件手动操作设备进行操作,以确保装置安全停机。
2工程概况
(略)
3技术要求
3.1工程描述
3.1.1自动化水平和控制室布置
3.1.1.1自动化水平
本控制系统采用先进的经过在本行业具有广泛应用实例的控制系统,控制系统应设计成具有完善的数据采集、PID回路控制、顺序控制及联锁保护等功能的系统。
在控制室内对污水处理工程系统的监视控制应满足下列要求:
--在就地运行人员少量干预配合下,实现系统启/停
--实现正常运行工况的监视和调整
--实现异常工况的报警和紧急事故处理
控制系统的监控范围应覆盖整个污水处理工程,主要系统如下:
--污水处理工程包括:
污水处理站内所有工艺设备;
--污水处理工程电气系统包括:
大功率设备电流回路和变频设备的频率控制及监视等,测点设置应以电气相关要求为准;
本次工程所有数据需上传到监控系统的操作员站上,操作员站同时应具有历史数据站功能。
监控系统选型应按满足污水处理工艺要求进行配置。
运行人员应能在污水处理工程控制室内通过操作员站对污水处理工程系统的控制设备进行启/停控制、正常运行的监视和调整以及异常与事故工况的处理,而无需现场人员的操作配合。
操作员站用工作台及打印机用操作台均应由投标方提供。
3.1.1.2控制室布置
控制室内布置有PLC柜、操作员站、打印机等。
3.1.2标准和规范
本技术规范中涉及的所有规范、标准或材料规格(包括一切有效的补充或附录)均应为最新版本,即以合同生效之日起作为采用最新版本的截止日期。
投标方至少应遵循下列标准,但不限于此:
3.1.2.1标准和规范
(1)美国防火协会(NFPA)
ANSI/NFPA70美国国家防火协会电气规范
(2)美国电气和电子工程师协会(IEEE)
ANSI/IEEE472冲击电压承受能力导则(SWC)
ANSI/IEEE488可编程仪表的数字接口
(3)美国电子工业协会(EIA)
EIARS-232-C数据终端设备与使用串行二进制数据进行
数据交换的数据通信设备之间的接口
EIARS-485数据终端设备与使用串行二进制数据进行
数据交换的数据通信设备之间的接口
(4)美国仪器学会(ISA)
ISARP55.1数字处理计算机硬件测试
(5)美国科学仪器制造商协会(SAMA)
SAMAPMS22.1仪表和控制系统的功能图表示法
(6)美国电气制造商协会(NEMA)
ANSI/NEMAICS4工业控制设备和系统的端子排
ANSI/NEMAICS6工业控制设备和系统外壳
(7)美国保险商实验室(UL)
UL1418电视用阴极射线管的防内爆
UL44橡胶导线、电缆的安全标准
(8)国际电工学会(IEC)
TCP/IP网络通讯协议
(9)《控制室设计规定》HG/T20508-2000
(10)《仪表供电设计规定》HG/T20509~20515-2000
(11)《可编程控制器系统工程设计规定》HG/T20700-2000
(12)《自控安装图册》HG/T21581-2012
(13)《工业自动化仪表用电源电压》JB/T8207-1999
(14)《工业过程测量和控制用检测仪表和显示仪表精度等级》
GB/T13283-2008
(15)《自动化仪表选型规定》HG20507-2000
3.1.2.2投标方如提出其它相当的替代标准,都应经招标方最终确认。
3.1.3控制系统的监控范围
控制系统的监控范围包括:
控制系统的监控范围应覆盖XXXX污水处理工程污水处理站所有设备,主要系统如下:
--污水处理工程包括:
污水处理站所有工艺项目;
--污水处理工程电气系统包括:
大功率设备电流回路和变频设备的频率控制及监视等,测点设置应以电气相关要求为准;
3.1.4本技术规范提出的是最低限度的要求,并未对所有技术细节做出规定,也未完全陈述与之有关的规范和标准。
3.2总则
3.2.1投标方提供的监控系统应能完成规定的数据采集、PID回路控制、顺序控制及联锁保护等功能,以满足污水处理系统各种运行工况的要求,确保污水处理工程系统安全、高效运行。
整个系统的可利用率至少应为99.9%。
3.2.2监控系统应通过高性能的控制网络、控制单元、I/O模块和过程控制软件等来完成污水处理工程、辅助生产过程和污水处理工程电气系统的控制。
监控系统硬件应是安全、可靠、先进的。
3.2.3监控系统应易于组态、易于使用、易于扩展。
3.2.4监控系统的设计应采用合适的配置和模块的自诊断功能,使其具有高度的可靠性。
系统内任一组件发生故障均不应影响整个系统的工作。
3.2.5系统的监视、报警和自诊断功能应高度集中在LCD上显示和在打印机上打印。
3.2.6监控系统应采取有效措施,以防止各类计算机病毒的侵害和控制系统内各存储器的数据丢失以及外部系统和人员对系统的侵害。
3.2.7监控系统通讯发生故障或运行操作员站和LCD全部故障时,应能确保将污水处理工程系统安全停运。
3.2.8投标方提供的设备,其质量标准应一致,机柜尺寸、颜色、外形结构相同。
所有外部信号接线应至少满足1.5mm2线芯截面的接线要求,端子应采用菲尼克斯或魏德米勒品牌。
预制电缆插件连接可靠并可承受一定的外力。
投标方应在联络会上提供针对本项目系统屏柜及操作台的布置图。
3.2.9监控系统接地采用与电气共用接地网的方式,所有控制器用机柜和I/O机柜均应设置电缆屏蔽层接地用的专用端子排。
投标方应对系统接地方式及要求作出单独的描述,并在联络会上提供针对本项目系统接地及屏蔽的详细设计和施工图。
3.3硬件要求
3.3.1一般要求
3.3.1.1投标方提供的系统硬件应采用有现场运行业绩的、先进可靠的、使用以微处理器为基础的设备。
3.3.1.2系统内所有模块均应采用低散热量的固态电路,并为标准化、模块化、和插入式结构。
3.3.1.3模块的插拔应有导轨和联锁,以免造成损坏或引起故障。
模块的编址不应受在机柜内的插槽位置影响,在机柜内的任何插槽位置上都应能执行其功能。
3.3.1.4模块的种类和尺寸规格应尽量少,以减少备件的范围和费用支出。
3.3.1.5安装于生产现场的模块或设备应具有足够的防护等级和有效的保护措施,以保证在恶劣的现场环境下正常地工作。
3.3.2监控系统的CPU模块
3.3.2.1CPU详见配置单。
3.3.2.2CPU与操作员站之间的通讯采用以太网通讯。
3.3.3过程输入/输出(I/O)
3.3.3.1所有的I/O模块都应有标明I/O状态的LED指示和其它诊断显示,如模块电源指示等。
3.3.3.2所有输入/输出模块,应能满足ANSI/IEEE472“冲击电压承受能力试验导则(SWC)”的规定,在误加250V直流电压或交流峰一峰电压时,应不损坏系统(具体要求以导则为准)。
3.3.3.3所有输入/输出模块的通道占用率不得超过90%;
3.3.3.4I/O类型
a.模拟量输入4~20mA信号(接地或不接地),最大输入阻抗为250Ω,系统应可以提供4~20mA二线制变送器的直流24V电源,每个通道应采用可靠的隔离技术。
对于外供电4~20mA信号,每个通道应采用可靠的隔离技术。
模拟量每个通道应可更有效地防止通道间的信号干扰;
b.模拟量输出:
具有驱动回路阻抗应大于750Ω的负载能力。
负端接到隔离的信号地上。
系统应提供24VDC的回路电源。
c.数字量输入:
负端应接至隔离地上,系统应提供对现场输入接点的“查询”电压(48VDC~120VDC)。
d.数字量输出:
数字量输出触点为24VDC/0.5A,投标方提供OMRON中间继电器及可靠的工作电源,中间继电器输出接点容量为250VAC5A;220VDC1A。
继电器应可常带电。
3.3.3.5详细内容见供货清单
3.3.4外围设备
3.3.4.1打印机
3.3.4.1.1提供1台黑白A4激光记录打印机。
布置在控制室,用于打印报表。
打印输出分辨率至少720DPI,打印速度大于12PPM(A4纸)。
3.3.4.2工程师站和操作员站
3.3.4.2.1操作站的计算机两台,具体配置要求见供货清单,应提供最少三年免费保修。
3.3.4.2.2所供LCD应为宽视角(上下、左右视角≮80O),至少应有32位真彩色,屏幕尺寸至少为21(英寸),分辨力至少为1280×1024象素。
数量2台,安放在控制室内。
3.3.5电源
3.3.5.1投标方应提供机柜内直流电源,直流电源都应有足够的容量和适当的电压,应满足设备负载的要求。
3.3.5.2接受变送器输入信号的模拟量输入通道,都应能承受输入端子完全的短路,并不应影响其它输入通道,而且在端子上设有单独的熔断器对每个模拟量通道进行保护,所有端子采用菲尼克斯或魏德米勒品牌。
3.3.5.3每一块数字量输入、输出模块都应有单独的6安培空气开关及其它相应的保护措施。
3.3.6环境及抗干扰
系统应能在环境温度-10~40℃(控制站0~50℃),相对湿度10~95%(不结露)的环境中连续运行。
3.3.7电子装置机柜和接线
3.3.7.1组件、处理器模块或I/O模块之间的连接应采用产品化的连接线。
所有I/O模块与现场信号的接线接口应为接线端子排,卡件和端子排之间的连线应在制造厂内接好,并在端子排上注有明显标记。
3.3.7.2机柜内应预留充足的空间,能方便地接线、汇线、布线和查线。
所有的屏柜内的电缆必须有标明来处及去处的详细号码筒,并采用白色PVC管打印。
所有信号屏蔽层接地在机柜侧完成,配置隔离变压器。
3.3.7.3屏柜的具体要求在联络会上确定,并不产生费用的变化。
3.3.8系统扩展
3.3.8.1投标方应提供下列备用余量,以供系统以后扩展需要:
--每个机柜内的每种类型I/O测点都应有20%的备用量。
继电器留有15%的备用量。
--每个机柜内应有15%的模块插槽备用量。
该备用插槽应配置必要的硬件,保证今后插入模块就能投入运行。
--最忙时,控制系统控制器CPU的负荷率应不大于60%,操作员站服务器CPU负荷率应不大于60%。
--内部存储器占用容量应不大于50%,外部存储器占有容量应不大于40%。
--40%电源余量,电源分配考虑10%的回路备用量。
--所有备用设备的柜内接线和器件应完整。
这些都应是按系统联调成功正式投运时的最终容量计算的百分比值。
3.3.8.2投标方提供一份完整、标准的备品备件及易损品清单给招标方认可,备品备件的数量按投标数量的20%提供,标书要求数量不足10个的至少提供一个。
投标方应提供计算并验证上述备用量的方法。
3.3.9系统I/O清单
投标实际I/O清单
DI
DO
AI
AO
RS485接口
PLC100
85
19
16
3
12
PLC300
53
19
17
0
0
PLC400A
44
12
5
1
0
PLC400B
44
12
5
1
0
PLC500
28
8
4
2
0
系统要求
254
70
45
12
3.4软件要求
3.4.1投标方应负责整个控制的组态及通讯配置,并保证所供系统是采用统一的方式进行组态并完全适用于本工程。
应采用全中文工控组态软件开发,上位机软件,PLC编程软件国内外知名品牌。
3.4.2投标方应提供一套完整的程序软件包,包括实时操作系统程序、应用程序及性能计算程序等。
3.4.3应提供高级编程语言和程序开发工具以满足用户工程师开发应用软件的需要。
投标方应在投标书中对所提供的组态工具软件做出详细的说明。
3.4.4在操作员站上应能对系统组态进行修改。
不论该系统是在线或离线都能对该系统的组态进行修改。
系统内增加或变换一个测点,应不必重新编译整个系统的程序。
趋势曲线应可按用户要求以任意变量为横纵坐标进行显示和打印。
操作员站还应有对于控制逻辑的强制执行功能,该功能应可按要求复位至初始状态。
3.4.5顺序控制的所有控制、监视、报警和故障判断等功能,均应由处理器模块提供,不允许采用软PLC控制。
3.4.6顺序逻辑的编程应使程控的每一部分都能在LCD上显示,并且各个状态都能得到监视。
3.4.7程序控制逻辑应采用熟悉的,并以应用图表形式表示的功能符号进行组态,并可在工程师站上按指令要求,以图形方式打印出已组态的逻辑。
3.4.8查找故障的系统自诊断功能应能够诊断至模块级故障。
报警功能应使运行人员能方便地辩别和解决各种问题。
投标方应明确定义系统自诊断的特征。
3.5人机接口
投标方提供的人机接口为操作员站。
操作员站应能调出任意已定义的系统显示画面。
操作员站应能通过通讯网络调出CPU系统内的组态信息和有关数据,并能将组态的数据从操作员站下载到CPU内。
此外,当重新组态的数据被确认后,系统应能自动地刷新其内存。
操作员站包括功能系统内所有数据库、各种显示和组态程序所需的主存贮器和外存设备,还应提供系统趋势显示所需的历史数据库。
操作员站应设置软件保护密码,以防一般人员擅自改变控制策略、应用程序和系统数据库。
根据现工艺对工控机控制采用全中文工控组态软件开发,并提供完整未编译的源程序,利于升级、维护;
开发控制页面初定:
A、处理水工艺流程页(立体图面);
B、数据监测页;
C、监测数据分析页;
D、设备运行情况监测页;
E、设备故障报警页;
F、各类数据报表;
G、各类数据曲线图;
H、各设备手动按键站。
3.6数据采集系统
3.6.1概述
数据采集系统应连续采集和处理所有与污水处理工程系统有关的信号及设备状态信号,以便及时向操作人员提供有关的运行信息,实现安全经济运行。
一旦污水处理工程发生任何异常工况,都应有及时报警,提高污水处理工程的可利用率。
数据采集系统还应包括操作显示、成组显示、画面显示、棒状图显示、趋势图显示、报警显示等。
制表记录:
包括定期记录、跳闸一览记录等。
历史数据存储和检索。
3.6.2性能计算
(a)性能计算为运行人员提供运行参数与所要求的污水处理工程效率之间的偏差,提供污水处理工程系统性能的长期历史记录并用于经济分析和维护分析。
(b)系统应能计算污水处理工程及其部件的各种效率和性能值,这些值和各种中间计算值应作为记录和LCD上显示的输出。
大多数计算应采用输入数据的2分钟算术平均值来进行,性能计算应包括但不限于下列项目:
污水处理工程效率计算
耗水量计算
3.6.3PID回路控制
基本要求
(a)控制的基本方法应能直接并快速地响应前馈信号,并通过闭环反馈控制和其它先进策略,对该信号进行静态精确度和动态补偿的调整。
(b)控制系统应具有一切必要的手段,自动补偿及修正污水处理工程系统自身的瞬态响应及其它必需的调整和修正。
(c)在自动控制范围内,控制系统应能处于自动方式而不需任何性质的人工干预。
3.6.4视屏监控系统
工程设一套视频监控系统:
系统分为生产现场监视和保安监视两部分,监视系统控制台置于综合楼中控室内,带有电动云台的摄像头分别设于值班室(1处),预处理(2处),AAO池(2组各1处,共2处),二沉池(1处),配电间(高低压配电间1处),鼓风机房(1处),污泥脱水间(1处),污泥脱水室外(1处),综合楼(6处),总图(2处)共18处,并且通过光纤与厂区的CATV系统相连,CATV系统建成后能满足以下功能要求:
每个监控点将图像信号、声音信号和报警信号准确无误地传送到中心控制室:
对所有监控点的设备进行控制和操作.中心控制室(泵站值班室)可对每个摄像机的图像进行存储和回放.CATV系统中传输通道选用有线双工光缆传输模式,同时在系统设置时充分考虑系统的可靠性、适用性、先进性、可扩容性和经济性。
通过主控多媒体接口单元可实现与中控室监控服务器组成窗口多平台的监控系统,将系统管理、操作控制、图像显示融为一体。
实现图像资源共享。
主控多媒体配套软件可提供全功能操作和完善的CAD程序和图库来绘制厂区电子地图,通过点击电子地图的图标来调看任一前端点图像,并可对云台和镜头进行控制。
3.7控制方式
3.7.1控制方式应根据运行工艺和用户实际需求进行修改。
自动控制系统的控制方式为两地控制,即就地设操作开关和控制柜上设远程操作开关,所有设备均在柜面上设工作指示灯,并应能实现以下三种控制方式:
(1)MCC手动控制方式:
现场控制柜上应设有手/自动/停止三档转换旋钮,当该旋钮处于手动状态时,PLC和监控计算机只对现场设备的运行工况进行监视而不参与控制。
(2)通过PC屏幕手动控制方式:
设置PLC手动/自动切换旋钮,当该旋钮处于自动状态,且监控计算机监控画面上的控制方式处于手动状态时,现场设备只受监控计算机(键盘或鼠标)控制。
(3)全自动控制方式:
当该旋钮处于自动状态,且监控计算机监控画面上的控制方式处于自动状态时,PLC会根据各种监测仪表提供的现场工艺参数完成对设备的自动控制而无需人工干预。
3.7.2顺序控制
●确保保护信号高于手动命令(就地和远程)和自动命令的优先权。
●为了防止命令同时或重复出现,应能进行命令锁定以防止误操作。
●如果发生保护跳闸,在故障排除前不会合闸(电动机保护,泵的空转保护等)。
应提供给每个驱动控制模块较强的内/外诊断功能,如:
●驱动机构跳闸(开关设备故障)、电源故障、模块的硬件/软件干扰、断线、开关设备处于检测位置。
3.7.3联锁、保护与报警
运行超过限制值与设备运行状态的非正常改变,均应在系统存档、中控画面报警并能打印出来。
3.8质量保证
3.8.1合同签订后,投标方应指定负责本工程的项目经理,负责协调合同执行过程中的各项工作,如工程进度、设计制造、图纸文件、设备配备、包装运输、现场安装、调试验收、技术交底、人员培训等。
并应立即在PLC柜生产的原材料、元器件采购、设计、制造、检验、包装、储运、交货等全过程执行GB/T19000.1-2008质量管理和质量保证标准及GB/T19001-2008~GB/T19004-2008质量体系、质量管理及质量体系要素国家标准。
3.8.2投标方提供的设备应符合本技术规范书的各项规定并不低于厂标和有关行业标准,PLC柜及软件的所有外购件应经过试验和进厂检验,满足相应标准要求并由投标方承担相应责任。
3.8.3责任
3.8.3.1设备必须与合同、图纸资料相符,满足现场安装、操作、试运、考核及维护的要求。
3.8.3.2PLC柜及自动控制系统质量保证期为2年,自招标方签署初步验收证书之日起。
3.9其他
对于本规范未详细说明但完成本次工程所必需的软件以及相应的工作量,招标方不再增加任何费用。
系统的软件功能应当具备以上功能,但不限于上述功能,所提供的主要元器件和辅件的型号、数量仅做参考,一切以满足现场操作需要为准,所有的编程软件、程序修改及编程费用应包含在投标价格内,不得另外增加费用。
附件2供货范围
序号
设备名称
设备型号
单位
数量
备注
1
工控机
intel四核i73770内存8G专业显卡2G显存硬盘1TB18×DVDRAW
台
2
两台PLC监控主机
2
服务器
联想万全T260
台
1
3
彩色显示器
24英寸液晶彩显
台
2
4
交换机
24电口,带远程管理及网管功能
台
1
5
工业交换机
2光口4电口,非网管型交换机
台
1
6
工业交换机
2光口8电口,非远程管理功能
台
1
7
监控软件
组态王
套
1
8
编程软件
step7v5.5中文版
套
1
9
激光打印机
网络A3幅面激光打印机
台
1
10
UPS
3KVA/1h
台
1
11
投影仪
EPSONEB-C2030WN
块
1
12
机架柜
42U服务器机架
套
1
13
控制台
弱电集成商提供
台
1
14
一体化摄像机
1/3"CCD48TV线12倍2可变镜头
台
18
15
避雷器
电源信号2合1DK-DS/m24x
台
18
16
视屏编码器
置于中控室机架柜内
套
18
17
视频监控计算机
intel四核i73770内存8G专业显卡2G显存硬盘2TB×318×DVDRAW
套
1
18
视频矩阵主机
AD-R1024(32×32)
个
1
19
硬盘录像机
4TB
个
1
20
摄像用电源
1KVA置于PLC柜应急时间60min
台
1
21
监视器
24寸
台
1
22
视频监控软件
管理软件
套
1
23
液晶电视
55寸
台
1
24
10kV后台控制柜
GGD2型
台
1
25
PLC柜
GGD2型(PLC100,PLC300,PLC400A/B,PLC500)
台
5
根据现场实际需要提供螺丝刀一套,斜口钳一把。
以上设备为主要元器件,对于整套设备运行和施工所必须的附件,即使在本技术条件书中未列出或数量不足,投标方应免费补齐。
投标方需提供所有系统所需的完整协议包及软件,满足系统所需要的所有功能,保证所提供的系统能够完全满足运行的需要,并对设备选型负责,所有投标方所提供的元器件保质期为两年,两年内非人为损坏,投标方需无条件更换及维修。
附件三技术资料的交付进度
1一般要求
1.1投标方提供的资料应使用国家法定单位制即国际单位制,语言为中文。
1.2资料的组织应结构清晰、逻辑性强。
资料内容正确、准确、一致、清晰完整,满足工程要求。
1.3投标方资料的提交应及时充分,满足工程进度要求。
在合同签订后1个月内给出全部技术资料清单和交付进度,并经招标方确认。
1.4投标方提供的技术资料分为投标阶段,配合工程设计阶段,设备监造/检验,施工调试试运、性能验收试验和运行维护等四个方面。
并满足以上四个方面的具体要求。
1.5对于其它没有列入合同的技术资料清单,却是工程所必需
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