1、系统要求和技术规范1.自控系统控制系统简介：本标段自控系统包括：监控中心、PLC 现场控制系统、在线仪表检测系统、安防监控系统、防雷接地系统、门禁系统。控制模式：净水厂为 10 万 m3/日运行规模，自控系统是一个以 PLC 控制为基础的控制系统，自动化水平为正常运行级时现场无人职守，中心控制室集中管理。自控系统结构：本次工程的自控系统分为 3 层结构：监控操作中心：由监控计算机、工程师站计算机、运行数据服务器、历史数据服务器、工业以太网交换机及监控软件等组成。PLC 控制站： PLC 控制站通过光纤工业以太网交换机连入整个水厂的 100Mbps 快速光纤以太网。现场控制设备：由 PLC 控制
2、站下属远程 I/O 站/子站、高低压电气柜上智能单元、专用工艺设备附带的智能控制器等组成，成套设备通过 PROFIBUS DP 或 MODBUS 总线连接入自控系统。总体功能：以计算机、网络系统为先进手段，实现水厂的管理控制一体化，形成生产调度，事务信息管理，监督控制在内综合信息管理系统。自控系统指标：（1）生产工艺控制：水压力的控制误差 P0.02Mpa余氯控制误差 CL 0.01PPm10 天内无须人为干预，生产正常运行，水压、水量符合指标，设备正常运行。PLC 系统、计算机系统及通信系统平均无故障间隔时间 MTBF20,000 小时可用率 A99.8平均恢复时间 MTTR34 小时系统综
3、合误差 1.0数据正确率 I98数据通信负载容量平均负荷 a2,峰值负荷 A10（2）时间参数：主机的联机启动时间 t2 分报警响应时间 t1 秒查询相应时间 t5 秒实时数据更新时间 t1 秒控制指令的响应时间 t1 秒计算机画面的切换时间 t0.5 秒2.监控中心监控中心管理系统描述监控中心设在水厂的中控室内，集中监视、控制、管理整个水厂的全部生产过程和工艺过程。对生产过程中的自动控制、报警、自动保护、自动操作、自动调节以及各工艺流程中的重要参数进行在线实时监控，对全厂工艺设备的工况进行实时监视。（1）监控操作工作站：2 台监控操作工作站冗余热备设置组成水厂控制窗口心，正常情况下，一台用于
4、工艺监控，另一台作为备用，随时可以代替故障设备。2 台操作工作站的硬件和软件的配置必须相同，功能和监控的对象应可以互换。监控操作工作站具有实时对工况监控、采集数据并进行存储和处理；保存各种系统组件如画面，报警定义，安全系统定义；并提供各种系统服务如报警检测，存储历史数据，进行安全管理等功能。监控工作站具有安全登录、密码保护和数据传输功能，支持 TCP/IP 协议，可以与企业的各种管理系统如：ERP 系统进行无缝集成。监控工作站的主要功能是数据管理，监控工作站通过软件系统实现对水厂各种工作数据、故障报警记录的存取，数据查询和网络管理。系统中的任何数据点都可根据用户指定的速率采样存储。数据处理主要
5、包括历史数据的保存和历史数据的显示。这些存储的数据是进行系统优化和调整的强有力工具。工程师们可以通过这些数据检查引起某项特殊事件或事故发生的原因。事件处理功能：系统中的重要操作和运行事件，监控工作站都将对它进行记录、管理。事件处理主要包括：事件登录、事件检索、事件记录等。并具有事件记录打印功能。同时还可根据系统当前发生的事件自动触发执行制定的命令和程序。（2）数据服务器监控数据服务器作为水厂控制的核心，支持关系数据库功能，用以收集、储存、管理工艺流程中的实时和历史数据，它除了具备常规的数据管理功能以外，还具有开放的结构，支持通用的数据交换协议，以确保数据的可靠利用。同时实时数据库结构应是层次化
6、的，即可在数据库内按工厂结构创建相应的文件夹。（3）打印机激光打印机，用来打印各类报表。中央计算机管理系统软件要求新都区自来水公司第三水厂迁改扩建工程的控制软件包括系统软件、应用平台软件、通信软件、管理软件和二次开发所必须的应用软件。这些软件必须是成熟的商品软件，并具有类似工程的应用业绩。（4）数据库软件实时数据库与历史数据库应当是完全独立的、不依赖于任何第三方关系数据库（如 MS SQL Server、Oracle 等）的商业产品化的工业实时数据库。该数据库容量不能少于 5000 点。工业实时数据库达到以下性能要求：支持毫秒级数据采集单台数据库服务器稳定支持 50100 万设备监控点的数据存
7、储持单各测点 30 万条数据记录/秒的存储，支持 5 万测点/ 秒的并发存储客户端单点检索每秒查询峰值超过 40 万条记录 ,多点检索平均每秒查询多达 10 万条记录；200 客户端并发检索平均每秒查询多达 2 万条记录提供开放的数据接口（API for C/C+/VB/VC、OLE DB、 ODBC、COM） ，供系统二次开发使用支持冗余、镜像结构，保证数据库的稳定性和高可靠性（5）监控软件组态软件是基于 Microsoft Windows XP 操作系统的人 -机界面(HMI)软件，包括 ActiveX控件、OLE、图形、网络等。还可以通过添加自定义 ActiveX 控件、向导、常规对象等
8、，来扩充组态软件的功能。组态软件本身及相关文档均应有中文版本，支持多语言操作系统，并且支持工程在多语言环境之间的切换。应具备全中文的开发和运行环境。组态软件应具有良好的开放性，支持多种通讯格式，提供主流 PLC 的连接驱动，双向OPC。所有的设备驱动程序直接内置于软件中，不需要单独购买和安装。监控软件应具有真正的 C/S 结构，由服务器承担 I/O 通讯，趋势，报警和报表的处理，客户端提供显示和操作功能，同时具有 Web 发布功能，使用户无论在任何地方都能得到监控信息。画面、图形发布到 Web 上不能失真、变形，不用进行格式转换，能在 Web 上进行无级缩放浏览。监控软件编程语言必须支持类 C
9、 或 SCADA BASIC 编程语言，支持全中文的脚本开发，支持全中文变量名和函数名及结构变量和引用变量，内置强大的功能函数，支持自定义函数、支持多种事件脚本。监控软件应支持大画面，大画面达到 30000*30000 分辨率，并支持画面的无级缩放。软件应具有专门针对市政水行业的精灵图库，精灵图必须内嵌动画链接和逻辑控制，为工程开发提供强大的资源。软件开发中应使用数据模型和图形模型的概念，修改模型的属性应具备属性传播到实例化对象中的功能。同时具有 3D 图形界面，画面要直观，具有现场和立体感。为了方便多站联网，监控软件必须内置冗余功能，冗余机之间进行无扰切换，切换时间应小于 1 秒，保证数据采
10、集连续性，支持双重通讯网络，既能与现场设备通讯也能实现工作站之间的通讯。数据采集站系统必须具备在通讯故障或者网络缓慢时，能够将数据进行存储缓冲处理，以缓解网络负荷。（6）网络系统软件通过网络系统软件能利用标准 TCP/IP 通过企业内部互联网来与数据库进行通信以便快速而且安全地检索数据。应可以把企业中的任何类型的数据源发布出去。程序员可以建立能够直接与工厂管理信息系统结合以及网络服务。设计配置满足不小于 10 用户 WEB 发布软件。主要硬件设备技术参数指标要求：（1）服务器 2*四核至强处理器 E5620, 2.4GHz 以上；8G 内存4320GB 硬盘；CD-RW/DVD ROM 光驱；
11、21”液晶显示器；100/1000 Base-T 以太网接口；,机架式服务器(2U；提供总线校验、冗余供电、信息安全保护故障诊断恢复等功能平均故障间隔时间（MTBF）：50000 小时。（2）操作员计算机 四核 3.1GHz 以上内存：4G硬盘：500G 光驱：DVD+R/+RW显示器；21”以上液晶显示器键盘鼠标100/1000 Base-T 以太网接口平均故障间隔时间（MTBF）：50000 小时。（3）激光打印机 形式：激光打印最大幅面：A3黑白打印速度：30ppm内存：标配：48MB分辨率：不低于 1200x1200dpi处理器：460MHz预热时间：0 秒预热 首页打印时间：小于 1
12、0 秒 打印语言：PCL5e，PCL6 ，PostScript3 打印字体：103 种内置可扩展 PCL 字体;93 种内置 PostScript 字体 （4）喷墨打印机 形式：喷墨打印幅面：A3黑白打印速度为：24ppm；彩色打印速度为：21ppm；分辨率为：48001200dpi；供纸方式: 自动进纸/手动进纸；纸张容量(张): 150 页纸盒，10 页前置手动进纸插槽，背部单页进纸通道；缓冲记忆装置容量为：32Mb；字体：8 种内置字体，垂直和水平方向各 4 种；接口类型：全速 USB 2.0 端口，符合 IEEE 1284 标准的并行端口。（5）局域网交换机传输速率：10/100/10
13、00Mbps； 产品内存：DRAM 内存：128MB； FLASH 内存：32MB；交换方式：存储-转发；背板带宽：32Gbps；包转发率：38.7Mpps；MAC 地址表：12K；端口结构：非模块化；端口描述：24 个以太网 10/100/1000Mbps PoE 端口，4 个 SFP 上行链路端口；扩展模块：4；传输模式：支持全双工；网络标准：IEEE 802.3，IEEE 802.3u，IEEE 802.3z ，IEEE 802.3ab堆叠功能：可堆叠；支持 VLAN、QOS 功能；网络管理：网管功能 SNMP， CLI，Web，管理软件。（6）工业以太网交换机具备 2 个 100M 多
14、模 SC 光口，6 个 10/100M 自适应 RJ45 口。支持光纤冗余环网工作温度：-40 to 75支持 DT-ring 环网冗余协议铝外壳，IP40 防护等级支持基于端口的 VLAN 和 IEEE802.1Q VLAN 和 GVRPIEEE802.1p QOS 优先级别分级：基于端的优先级；基于 VLAN 头的优先级；基于 IP 包的DS/TOS 优先级，基于 UDP/TCP 逻辑端口的优先级。支持 RS-232 console, Telnet, SNMP V1 安全模式冻结 MAC 地址学习端口镜像256KB 数据包缓存全线速速率电源错误继电器输出报警冗余 1.5A 24VDC 输入
15、或 3A 12VDC 插入式电源输入支持 DIN-Rail 安装,面板安装，或机架式安装，电源反接保护（7）UPS输入电压：AC220V +/-20%，50Hz +/-10%，单相输出电压：单相 220V2%， 50Hz0.2%输出功率：3kVA，1 小时;6 kVA，1 小时输出波形：正弦波，谐波失真3%THD蓄电池供电时间：额定负载下放电 2 小时蓄电池寿命：10 年，免维护负荷峰值因数：5:1过载能力：125%时 10min，150%时 30S在线式运行方式，自动切换旁路工作，无切换时间微处理器控制，全自动操作，有 RS-232 通信接口平均无故障时间（MTBF）：50000 小时3.P
16、LC 现场控制系统站点设置概述根据工艺流程和总平面布置以及供配电范围，同时根据构筑物的布置情况及 PLC 控制系统结构，设五个控制子站及一个监控中心，现场设置触摸屏作为现场人机接口，同时为脱水系统自带控制系统、加氯系统、加药系统、加粉末活性炭系统自带控制系统预留以太网接口。环境条件：工作温度： 0 60储存温度：-45 85相对湿度：5% 95%(无冷凝 )主要硬件功能描述PLC 站由 PLC 设备，控制柜，触摸屏人机界面，控制附件（包括端子，中间继电器，电源等） ，不间断电源等组成。PLC 控制内容描述PLC 控制站PLC1（CP1）控制站PLC1 监控范围：变配电间、送水泵房、清水池。所有
17、数据通过光纤环网送至泵站的监控操作中心，接受其远程监控。本控制站的 I/O 容量如下(考虑 20%冗余量) 。本站监控点位：DI96、DO32、AI24 、AO4、MB2；工业以太网， MODBUS-RTU 通讯总线接口，10.4”触摸屏,含柜体。PLC2（CP2）控制站PLC2 监控范围：配水井、取水泵房、预沉池、沉淀池。所有数据通过光纤环网送至水厂的监控操作中心，接受其远程监控。本控制站的 I/O 容量如下(考虑 20%冗余量) 。本站监控点位：DI96、DO144、AI16 、AO4、MB1；工业以太网， MODBUS-RTU 通讯总线接口，10.4”触摸屏,含柜体。CP2_01/CP2
18、_02 控制站CP2_01/CP2_02 监控范围：预沉池、沉淀池（混合器、吸泥机、排泥阀组） 。所有数据通过以太网网送至主站，接受其远程监控。本控制站的 I/O 容量如下(考虑 20%冗余量) 。本站监控点位：DI16、DO64、AI0 、AO0；工业以太网，含柜体。PLC3（CP3）控制站PLC3 监控范围：滤池、反冲泵房、回收水池、调节池。所有数据通过光纤环网送至水厂的监控操作中心，接受其远程监控。本控制站的 I/O 容量如下(考虑 20%冗余量) 。本站监控点位：DI80、DO32、AI12 、AO0、MB1；工业以太网， MODBUS-RTU 通讯总线接口，10.4”触摸屏,含柜体。
19、CP3_01CP3_05 控制站P3_01CP3_05 监控范围：滤格。所有数据通过以太网网送至主站，接受其远程监控。本控制站的 I/O 容量如下。本站监控点位：DI32、DO16、AI8 、AO4；工业以太网，6.5”触摸屏,含柜体。PLC4（CP4）控制站PLC4 监控范围：脱水间、浓缩池。所有数据通过光纤环网送至水厂的监控操作中心，接受其远程监控。本控制站的 I/O 容量如下(考虑 20%冗余量) 。本站监控点位：DI32、DO16、AI8 、AO0、MB1；工业以太网， MODBUS-RTU 通讯总线接口，10.4”触摸屏,含柜体。PLC5（CP5）控制站PLC5 监控范围：加氯间、加
20、药间、应急处理间。所有数据通过光纤环网送至水厂的监控操作中心，接受其远程监控。本控制站的 I/O 容量如下(考虑 20%冗余量) 。本站监控点位：DI16、DO16、AI0 、AO0、MB2；工业以太网， MODBUS-RTU 通讯总线接口，10.4”触摸屏,含柜体。控制功能控制系统可以实现以下功能：加氯根据出水量和投加设定实现自动投加，同时根据余氯反馈修正投加量。出水泵房的设备实现运行周期自带切换，一步化操作等功能。本次工程所有被监控设备的工况，水质仪表参数等均接入中心控制室内信息服务器的历史数据库，用于设备维护，流程监控，以保证设备的正常、经济运行。PLC 站点技术规格参数要求作为全厂的主
21、要控制设备 PLC 的选择应本着技术先进、性能优越、安全可靠、完全开放的原则，同时保证用户在选型、设计、施工、运行、维护、升级等各个阶段上总体最优的成本控制。控制系统必须是代表了原厂商最新的技术，并在今后相当长一段时间内保持其技术的先进性，控制系统产品的供应商具有较强的本地的技术支持和服务能力。自动控制系统重要设备及网络考虑冗余结构，确保系统的可靠性，以及流程的正常运作。硬件：采用模块式结构，每块模板具有独立的功能，电源、控制器、相互隔离的输入/输出通道。模板的数量有一定的扩展余地。（1）CPU 、I/O 模板作为全厂的主要控制设备， PLC 系统应采用最新的技术制造，并在今后相当长一段时间内
22、保持其技术的先进性，厂商应保证其产品平台是在未来 8 年内不被淘汰，并能保证 10 年以上的备件供应能力。PLC 系统供应商应具有较强的本地技术支持和服务能力。处理器模块：使用 32 位实时多任务操作系统程序/数据存储器 2M装载存储器（非易失内存）1G程序扫描时间 0.06ms/K 指令易于使用的标签寻址方式。符合 IEC1131-3 的操作系统提供多任务系统，满足控制不同对象及工艺的要求。强大的数据系统。支持多维数组和用户定义数据结构。高速程序及数据处理能力，1K 指令仅需 0.06 毫秒。采用了动态内存分配技术采用闪速内存，用户只需通过软件即可将处理器升至最新版本。1）CPU 内置至少两
23、个 ETHERNET/1 个 USB 通信接口。同时通信模块必须可以支持ControlNET,DeviceNET 网络通信。2）I/O 及上位机通讯网络：CPU 至少可以带 16 个 I/O 模块。所有扩展 I/O 站、处理器以及上位机之间应采用 100Mbps EtherNet/IP 工业以太网连接。并且，支持同一输入模块数据同时送达多个处理器；支持同一处理器内数据同时送达其他多个处理器中。3)PLC 控制系统为基于标签（Tag ）的控制系统，数据的标记和引用方式是具有自说明性质的标签。要求程序下载过程中标签本身的信息不能丢失，从而保证用户程序良好的可读性和可维护性。PLC 支持灵活的网络结
24、构，无需任何编程或者处理器干预，即可实现不同网络之间的通讯桥接和数据交换；支持灵活的网络分段以及相应的隔离式桥接方案。4)电源模块：工作电压范围 85265VAC ，频率范围 47 63HZ。5)环境条件工作温度 0C 到 60C储存温度 -45C 到 85C相对湿度 5% 至 95%(无冷凝)（2）控制柜主要技术参数如下：表面处理：柜体喷涂聚脂环氧树脂漆，安装板镀锌配有安装用的起重吊耳，带有可锁上的前门，防护等级为 IP54。控制柜包括功能单元、控制保护等设备，对每个装置留有适当的空间便于接线和维修。控制柜体外壳采用 1.5mm 厚的钢板, 采用折叠式的焊接结构, 前后开门，门上配有手柄和锁
25、，后门上有铭牌,能够快速安装和拆卸,所有的门或出入口都用氯丁橡胶密封。控制柜内提供门控 30W 荧光灯，安装在柜的顶部，并且要具有更换灯管的操作空间。柜体设有防小动物进入的通风装置。所有的输出信号均采用中间继电器进行隔离，中间继电器及空气开关、接触器、按钮等电器元件采用施耐德。中间继电器应自带状态指示灯。所有的电源进线均用空气开关进行隔离。柜体内元器件安装牢固、布局合理、符合电气规范。柜体的接线端子采用威德米勒端子，每个端子都有标记，并与安装施工图相对应。柜体中的接线方式采用平板压接方式。柜体中的走线槽按 I/O 要求配置，并留 25%的余量。内有配电用及维修用的 220VAC 电源插座，轨道
26、式安装。柜内所有线路用软铜线，按照负荷大小选定线径。不同功能的线用不同颜色区分。柜内所有走线都经线槽。所有导出线和端子上做永久性编号，并与安装施工图相对应。柜内提供 2 条接地铜排，一条用于信号和屏蔽接地，一条用于设备和控制柜保护接地，信号接地母排安装在独立的支座上。每条接地母排上有不少于 5 个的接地点。输入的电源应有熔丝、开关等隔离，做好接地/接零；电源缆线接至低压控制柜；自控缆线、接口满足工程范围；电源线、模拟信号线、数字开关量线尽量安放在不同的线束内；所有柜内外的接线应先通过柜体端子排，特殊设备可以直接与电线电缆相连。系统总屏蔽、抗电磁干扰符合 IEC801/VDE0843 和国家 G
27、B 中屏蔽、抗辐射有关技术要求。（3）工业以太网交换机具备 2 个 100M 多模 SC 光口，6 个 10/100M 自适应 RJ45 口。支持光纤冗余环网工作温度：-40 to 75支持 DT-ring 环网冗余协议铝外壳，IP40 防护等级支持基于端口的 VLAN 和 IEEE802.1Q VLAN 和 GVRPIEEE802.1p QOS 优先级别分级：基于端的优先级；基于 VLAN 头的优先级；基于 IP 包的DS/TOS 优先级，基于 UDP/TCP 逻辑端口的优先级。支持 RS-232 console, Telnet, SNMP V1 安全模式冻结 MAC 地址学习端口镜像256
28、KB 数据包缓存全线速速率电源错误继电器输出报警冗余 1.5A 24VDC 输入或 3A 12VDC 插入式电源输入支持 DIN-Rail 安装,面板安装，或机架式安装电源反接保护4.在线仪表检测系统概述所有仪表应符合 IEC 或 ISO 标准。承包商负责并提供仪表系统及其附加的相关材料和必要的工作，以满足本标书的要求。承包商应和发包方协商，以确保：合适的仪表选型。合适的尺寸、壳体材料和过程管件相连的一次元件的安装、调试。准确的电源及信号连接。提供电缆、管线的连接及所有仪表的安装。一般要求现场安装仪表的环境温度为-10+50 ，相对环境湿度90。室外安装设备的防护等级高于 IP67 的可以直接
29、安装，其它必须加装防护罩/箱。螺纹或法兰连接应符合 DIN 标准。所有安装在管道中的仪表都应有连接阀门，便于仪表可以拆修。所有仪表都应有可靠的接地。所有传感器与变送器间的连接电缆均由生产厂配套供应。对于影响仪表正常工作的必要组成部分，无论在技术规范中指出与否，承包商都应提供。所有现场安装仪表应提供防雷装置，并有自动恢复功能。仪表的供应商必须具有现场指导安装调试的能力，并确保提供长期的售后服务。水质分析仪表必须在供应商的具体指导下，安装和调试。所有现场安装仪表其外壳均应有永久固定的不锈钢制标记，标记用不锈钢螺丝或铆钉来固定。该标记上应刻上或模压上仪表的编号。在线仪表配置及技术参数要求在线检测仪表
30、根据水厂处理工艺流程配置，主要设备规格数量见“招标范围内主要设备清单” ，在推荐品牌内选择产品。（1）电磁流量计该仪表安装在管道上，包括传感器、变送器、传感器与变送器之间的专用电缆及传感器的安装支架、变送器保护箱等，现场安装。该仪表应为满足如下条件：形式：传感器与变送器分体，现场显示瞬时流量和累计流量；工作压力：1.0MPa；电极材料：哈氏 C；内衬材质：硬橡胶；附件：无需接地环；测量误差：0.5%（特殊说明的除外）精度：测量值的0.5%稳定性：0.1%（12 月）重复性：0.1%fs输出： 420mADC 、频率、脉冲计数输出，隔离,其负载阻抗不小于 500hm，并带触电输出/输入端子；现场
31、显示：数字式 78 位 LCD功能要求: 具有独立的调零点稳定或 “自动稳零”功能，空管置零功能，需有小流量切除、正反向计量现场操作功能、断电自动储存系统数据、带溢出自动复位功能，溢出次数不小于 250 次。保护等级：传感器：IP68；变送器：IP65；连接法兰标准：GB（与管道连接法兰匹配） ；公称压力 1.0Mpa（10kgf/cm2）专用电缆：励磁电缆及信号电缆各 20m（2）超声波液位计一体化超声波液位计应满足如下要求：测量原理：超声波原理，带先进的专利声智能回波处理软件，可对回波信号进行有效处理盲区：0.25 米波束角：10带内置温度补偿元件安装方式：螺纹直接安装测量精度：0.15环
32、境温度：-40-+60测量误差：量程的 0.15% 分辨率：3mm零点迁移：盲区以外任意设定显示：LCD 发光显示，表头可 360旋转操作：专利红外手持编程器编程，可用 SIMATIC PDM 或 HART 手操器进行远程操作和诊断输出信号：1 路 420mA 输出、HART电源：24VDC分体式超声波液位仪传感器防护等级：IP68测量原理：超声波原理，带先进的专利声智能回波处理软件，可对回波信号进行有效处理盲区：0.3 米波束角：10频率：44 kHz带内置温度补偿元件安装方式：螺纹直接安装电缆长度：5 米变送器带先进的声智能回波处理软件。测量精度：0.25环境温度：-20-+50测量误差：量程的 0.25%或 6 mm，取其大值分辨率：0.1% 量程或 2 mm，取其大值零点迁移：盲区以外任意设定显示：LCD 发光显示操作：专利红外手持编程器编程输出信号：1 路 420mA 输出电源：220VAC，50HZ，断电自动储存系统数据报警：3 个继电器输出，可设定及开关量输出自身故障报警；防护等级：IP65
