污水处理工程监控通讯系统.DOC

1、污 水 处 理 工 程 监 控 通 讯 系 统技 术 方 案 建 议 书浙江浙大中自集成控制股份有限公司2001 年 3 月污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书浙江浙大中自集成控制股份有限公司 Tel：0571-87969571 ，87969572 Fax：0571-87969570 1目 录第一章 用户需求分析 11.1 理解与界定系统范围与内容 11.2 关于系统结构的要求 21.3 关于网络通讯系统的要求 21.4 关于主控中心与分控中心的要求 21.5 关于应用软件平台的要求 31.6 关于主控硬件系统的要求 41.7 关于污水泵站监控的要求41.8 关于检测仪表的要求 41.9 关

2、于模拟屏显示系统的要求 41.10 关于工业电视监控系统的要求 51.11 关于电话通讯系统的要求 5第二章 系统结构 62.1 结构特点 62.2 通讯系统结构与功能说明 62.3 主控中心与分控中心结构及功能说明 72.4 工业电视监控系统 92.5 模拟屏显示系统 10第三章 污水处理厂控制系统 113.1 控制系统的构成 113.2 控制方案 11污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书浙江浙大中自集成控制股份有限公司 Tel：0571-87969571 ，87969572 Fax：0571-87969570 23.3 选用产品技术性能 14第四章 泵站控制系统 154.1 控制系统的构

3、成 154.2 控制方案 154.3 选用产品技术性能 18第五章 通讯系统构成与配置 195.1 通讯系统构成原理 195.2 选用产品技术性能 225.3 通讯系统配置清单 24第六章 主监控中心构成与配置 256.1 主控中心结构原理 256.2 监控室配置清单见附表 25第七章 分监控中心构成与配置 267.1 分控中心结构原理 267.2 分监控室配置清单 26第八章 CCTV 监视系统构成与配置 278.1 CCTV 监视系统构成原理 278.2 选用产品技术性能 278.3 CCTV 监视系统配置清单 28第九章 模拟显示系统构成与配置 299.1 模拟显示系统构成原理 299.

4、2 选用产品技术性能 329.3 模拟显示系统配置清单 34第十章 避雷系统构成与配置 3510.1 防雷概述 3510.2 防雷系统结构 35污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书浙江浙大中自集成控制股份有限公司 Tel：0571-87969571 ，87969572 Fax：0571-87969570 310.3 安装关键要点 3610.4 系统配置清单 36第十一章 PLC 控制柜设计及配置 3711.1 PLC 控制柜规格 3711.2 控制箱外观设计 37第十二章 光纤敷设 3812.1 管道光缆 3812.2 直埋光缆 3812.3 水底光缆 40第十三章 建议：泵站、管网及水处理

5、过程集成自动化 4113.1 基于 Intranet 的泵站及管网监测管理系统 4113.2 基于智能统计过程监视技术的泵运行性能监控系统 4313.3 污水处理厂集成自动化系统 4413.4 污水提升泵级配优化控制 4413.5 基于 Internet 技术的泵站管网及水处理系统集成自动化的电子服务系统45第十四章 工作界面交接要求 47附 件 1 选用产品技术规格附 件 2 设备配置清单污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书浙江浙大中自集成控制股份有限公司 Tel：0571-87969571 ，87969572 Fax：0571-87969570 1第一章 用户需求分析环境保护课题是关系到

6、人类生存和可持续发展的全球战略问题。世界各国目前都十分关注环保问题。我国政府更是高度重视环保工作，加大了对环保行业的投资建设力度。其中，在全国大中城市逐步实现水环境质量功能区达标，加快城镇和企业污水处理厂的建设，巩固和实现淮河、太湖、滇池流域和渤海周边地区的达标排放，是今后我国环保工业发展的重中之重。然而，我国污水处理厂目前的运行状况却令人堪忧：不少厂能耗大、运行费用十分高昂，还有相当一部分则不能正常运行，出水达不到排放标准。与工业发达国家相比存在不小差距，其中一个主要原因，是因为环保行业自动化水平较低。因此，加强对污水处理工艺过程的运行监控，使出水水质最优，而运行费用最低，确保污水处理厂节能

7、高效、长期可靠地运行是一件迫在眉睫的大事。某污水处理工程日处理量 30 万 m3，建有 13 座（先期建有 11 座）提升泵站，分布于市区及三个县市首府镇，为了充分节约电耗、能耗和现代化管理各提升泵站，设计有计算机自控监控系统。根据用户关于建立污水处理工程监控通讯系统的要求，浙江浙大中自集成控制股份有限公司进行了相关技术调研，现将用户需求叙述整理如下：1.1 理解与界定系统范围与内容污水处理工程监控通讯系统的范围包含：输送管道沿线 11 座提升泵站和污水处理厂、排海工程的监控系统和通讯系统。招标的内容包括： 全套监控通讯系统(主、分中控室布置、自控系统、在线仪表、工业电视监控系统、通讯系统、相

8、关电缆等)的设计、供货、安装(不包括预埋敷设)、编程、综合联调并验收通过及培训。 包括监控系统中连接的所有设备(网络、中央计算机及外设、PLC、变送器、电缆光缆等)和在线检测仪表(流量、温度、压力、差压、液位、 pH、浊度、污泥浓度等)的设计、设备选型、配置、供货、安装、编程、调试。 主、分中控室布置：监控层计算机及其外设、模拟显示屏、视频监控计算机、UPS电源等的布置方案( 平面图、立面图)，施工及相应建筑装璜设计。 工业电视监控系统包括摄像装置、视频监控计算机、电源电缆等整个系统的设计、供货、安装、调试。 通讯系统包括电话程控交换机及其计算机、电话线路及其用户机的整个系统的设计、供货、安装

9、、调试。 无偿技术培训、1年质量保修、10年售后服务与支持。污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书浙江浙大中自集成控制股份有限公司 Tel：0571-87969571 ，87969572 Fax：0571-87969570 21.2 关于系统结构的要求 系统技术先进、配置优化、可靠性高、兼容性好、易于升级、界面友好。 利用当今世界上成熟先进的技术，综合最新可靠的硬件和软件产品建立的开放的、多层次的、模块化的、且具有扩充能力及容错性的SCADA系统。 主监控中心设在市区的公司总部大楼内，负责对13座泵站(先期11座)及输送管线沿线接口的数据收集和控制，并与设在污水处理厂内的分监控中心进行联络及数

10、据交换。主监控室集中显示各提升泵站的参数，并显示污水处理厂的重要关键数据。 分监控中心设在水处理厂管理楼内，负责对污水处理厂及排海工程数据收集和控制，并与主监控中心联络和数据交换。 主监控中心系统应考虑与市网数据交换和通讯的接口与扩展的余地。 通讯系统必须工作稳定、经济实用、安全可靠，并具备良好的抗干扰性和满意的传输速率。数据、视频、语音三网合一，TCP/IP协议。 系统中的硬件和软件都具有充分的可扩展及升级能力。实现真正的开放互连及分布式管理。1.3 关于网络通讯系统的要求 计算机监控系统采用光纤通信方式。数据、视频、语音三网合一，控制数据满足TCP/IP、MODBUS等协议。 主控中心、分

11、控中心和现场RTU采用同一冗余光纤环网，并由主控中心服务器对整个网络进行统管理。 用工业以太网交换机进行数据传输，通讯链路采用冗余光纤环网，环网切换时间小于500ms，数据速率至少为100MBPS，全双工。 工业交换机：接口RJ45 10/100M自适应，单 /双工自检测，并可按要求手工定义。双电源冗余，无风扇设计，有故障报警开关点输出。通过改写Flash ROM 直接升级内部软件。至少具备同时传送5路图像、5路语音和所有工控数据的能力。具备SNMP和WEB 网络管理功能。无噪声干扰，安全可靠，故障预报，故障定位，故障自诊断，带电热插拔，可增加节点。以太网交换机MTBF至少为 170000小时

12、。1.4 关于主控中心与分控中心的要求 主监控系统由中央计算机系统、工业电视监控系统、远程泵站控制系统及通讯系统组成。 分控中心位于污水厂前区管理楼内，负责监控全厂污水处理过程中各工艺参污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书浙江浙大中自集成控制股份有限公司 Tel：0571-87969571 ，87969572 Fax：0571-87969570 3数的变化、设备状态和运行管理。 通过各种画面监视泵站与污水厂工艺参数变化、设备运行情况、故障发生情况。包括：各构筑物工艺流程画面；各工艺参数画面；工艺参数变化趋势图；故障指示画面；设备运行状态画面等。工作人员可对处理过程中的各个部位充分了解，及时掌

13、握各个环节发生的各种情况。 设大型模拟显示屏，显示工艺流程和各个工艺设备的运行状态和故障状态，便于及时、直观、全面了解工艺设备运行情况。 提供友好的人机界面。 显示并处理各个污水泵站的信号。 及时控制各个污水泵站的可控设备。 维护人员信息管理及派工单调度。 污水泵的流量及累积运行时间的统计。 数据存储及用户报表设计和打印。 污水泵站与地理信息相结合的模拟屏显示。 多种报警信号不同形式（光、声、BP机报警）的表现。 能实现监控系统的相关联动。 可进行报警优先级设定。1.5 关于应用软件平台的要求 建立在开放的高可靠性的以太网环境下，使用基于客户机/服务器结构的开放的For WindowsNT的软

14、件系统。 系统中的硬件和软件都具有充分的可扩展及升级能力。 系统软件具有友好的汉化图形用户界面。 系统的配置组态、实时采样、控制点组态、控制过程组态、流程显示、操作画面组态、生产记录、统计报表组态等均为模块化设计。 系统实时数据库符合工业数据库的发展方向，实现真正的开放互连及分布式的数据库管理。 监控软件须内置微软的VBA，采用即插即解决的COM/DCOM技术，完全的ActiveX支持，具有SQL 接口，可以建立事件驱动的SQL，并支持ODBC。 客户机/服务器结构，对被监控的回路数及最大画面数均不受控制。 有完善的作图功能，图形逼真，画面切换快捷。 数据完整性达l00，内部数据库总量应大于5

15、000 点。 具有数据报警、速率报警及偏差报警等多种报警措施。 具有多种数据类型及数据类型的转换功能。 具有实时曲线图、历史趋势曲线和报警画面，作为操作人员的在线指导。 具有动态数据交换、关系数据库连接和 I/O服务程序。 可在线远程组态，任何对数据库的修改无需重新启动而立即生效。污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书浙江浙大中自集成控制股份有限公司 Tel：0571-87969571 ，87969572 Fax：0571-87969570 41.6 关于主控硬件系统的要求 主控硬件系统采用PLC，要求选用九十年代中后期推出和成熟、可靠、先进的产品。PLC 性能要求如下： CPU：至少16位处

16、理器，采用Flash PROM使操作系统易于升级，自带RS232/RS485接口；I/O能力须保证：开关量8192点，模拟量350点。 内存：至少256KB RAM(指CPU 本身的内存) ，带有锂电池实现断电保护。 所有模块可以带电插拔(包括电源模块、处理器、网络通讯模块),并具有相同的物理尺寸。 能在以太网上自动完成全局数据通信，可以与图像数据共享通道，通讯模块数据传输率至少100Mbps，满足TCP/IP 、MODBUS协议。 采用统的背板总线，速率至少为70M。 所有的底板(本地站及扩展I/O站)均采用两块115/230VAC 交流冗余电源模块供电( 有过流和过电压保护)，电压等级为1

17、70276AC。 采用同系列规格的底板，DI/AI/DO/AO 采用同档次、同规格的模块。 为了防止雷电感应破坏，开关量输入输出(DI/DO)及模拟量输入输出(AI/AO)模块需能承受至少1600VAC/1min的电压冲击。 PLC所有模块通道刷新时间或响应时间均不超过1ms。 PLC的组态、编程应为全集成的软件(包括网络驱动程序)，基于 Windows NT并符合IEC1131-3 标准。1.7 关于污水泵站监控的要求 实现泵站自动化，可以保证动作及时可靠，避免人为误操作，减少运行人员，并且通过科学优化调度，提高机泵设备的运行效率，扩大机泵的高效工作范围，节省能源消耗，延长设备使用寿命，减少

18、泵房尺寸和照明、通风、采暖费用，减少辅助用房。 对机泵工作状态的在线测试，水泵漏水、漏电、漏油、过载，欠压、缺相、过热的自动报警、自动保护系统。 泵出口管压力测量、隔栅前后液位测量、出水总管流量测量。 实现泵的自动启停、软启动或变频控制，及其电视监视与电话通讯。 跟据不同的流量特点控制泵达到最合理的启停次数及时间； 实现故障自诊断及保护措施，实现维护人员的自动呼叫；1.8 关于检测仪表的要求 关键的在线仪表应选用进口产品，一般的在线仪表则选用合资产品。1.9 关于模拟屏显示系统的要求 屏面构造：25mm25mm镶嵌式阻燃塑料马赛克本色化地图屏。污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书浙江浙大中自

19、集成控制股份有限公司 Tel：0571-87969571 ，87969572 Fax：0571-87969570 5 主控室模拟屏尺寸：(125003500550)mm。 分控室模拟屏尺寸：(60002600550)mm。 接口形式：RS-232/RS-422。 刷新时间：小于10s。 发光器件：为高亮度发光LED，红、绿、黄三色显示，有常亮、闪烁、熄灭三种显示状态。发光器件寿命：17000h。 模拟屏不仅静态显示整个工程的总体布置和周围地形，并且以动态流动光带显示污水总干管，动态地显示各泵站的泵组、闸门、隔栅机等设备的运行状态。同时显示各泵站的液位、流量、管道压力、电量等参数，并显示时间、天气信息等。1.10 关于工业电视监视系统的要求 对污水处理工程干线上所有13座泵站实行电视监控。 系统采用进口的高清晰度摄像机，带电动三可变镜头，并配以云台和变焦镜头，可清晰地查看泵站设备运行情况。 视频和双向语音信号及摄像机控制信号按H.323 标准打包，通过以太网实时传送。 在主监控室的视频监控计算机上可方便切换各泵站和污水厂的图像信号，并可以通过以太网控制摄像机的云台和变焦。 电视视频图像记录在视频监控计算机的硬盘上。1.11 关于电话通讯系统的要求 数据、视频、语音三网合一，电话网共享光纤网络资源。 主控室、分控室交换机各一套，用户电话机100部。