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1、长沙开福污水处理厂自控系统调试方案2008年01月16日一、监控系统框架描述如下：监控系统按分散控制、集中管理的原则设立分散型集控系统（DCS）。设一个中央控制站及二个现场控制站。一个中央控制站设于综合楼二楼集控室；二个现场控制站分设于鼓风机房和2#配电间。中央控制站与现场控制站采用1：1 冗余的基于100M 工业以太网TCP/IP 技术的光纤冗余环网。二、监控系统总体要求监控系统应完成如下： 监视及控制 报警处理和事故记录 数据存贮和报表产生 图像显示、表格和文字显示污水厂设备控制分三级实现，既中央控制级、现场自
2、动控制级和就地手动控制级。控制等级由高到低依次为：就地手动控制级、现场自动控制级、中央控制级。对应主要设备控制的转换开关分为三档：手动控制方式、自动控制方式、远程控制方式。1.中央控制级中央控制级即中央控制站计算机控制方式。污水厂处于自动运行时，中央控制级应能监视污水厂所有功能并采集和储存数据。这级运行控制方式为污水厂最主要的方式。在正常情况下污水厂通过中央控制级进行运行和监视。设备进行调试、维护保养时必须在就地控制级或手动控制级进行。当污水厂部分单元位于远程控制方式时，操作人员可以直接在中控室对这些设备进行控制。当污水厂部分单元位于自动控制方式时，本级只是对设备的运行数据进行更新，而不能对这
3、些设备进行控制。当污水厂设备位于手动控制方式时，本级也只是对设备的运行数据进行更新，也不能对这些设备进行控制。2.现场自动控制级现场自动控制级即现场控制站控制方式，各个工艺区域内的连锁控制及程序控制主要通过就地控制级来实现的。当污水厂在自动控制方式运行时，现场控制站可以独立的、自动的对它所负责的工艺区域进行控制，而不需任何中央控制级介入。并将采集到的设备数据及运行状态送至通讯网络中，为别的现场控制站和中央控制站服务，同时接收其它现场控制站及中央控制站送来的数据。如果污水处理厂的某一部分处于远程控制方式时，负责这些设备的现场控制站DCS 将执行中控室传来的指令。每个现场控制站均设人机界面（MMI
4、），因此现场控制站还可以采用就地控制柜级控制方式来负责所管辖的工艺区域。也就是操作人员通过人机界面（MMI）输入指令，进行手动就地操作，与污水厂其他部分独立，运行数据送中央控制站。就地控制柜级控制方式常用来调试和检修，不是正常工作模式。当污水厂设备位于手动控制方式时，现场自动控制级也只是对设备的运行数据进行更新，也不能对这些设备进行控制。3.就地手动控制级就地手动控制级即现场按钮箱控制方式，主要用于污水厂主要设备。如：鼓风机、提升泵、取样泵、电动阀等。现场按钮箱带有开/停按钮、急停按钮，并与电机启动器相连，这些设备的控制可由它们的现场按钮箱来完成的。一般情况下就地手动控制级只用来设备检查和调试
5、。监视及控制报警是现场工艺条件或设备发生故障而引起的。报警来源于由DCS提供的“硬件”信号（如低液位开关引起的跳闸信号）或由现场控制站计算得出的信号（如开泵有指令而无流量）。报警信号在现场控制站中储存，由中央控制站工作站计算机表格内并读出。中控室操作人员通过以下方式得知它们的状态： 报警状态显示 报警目录 报警打印本监控系统设计时考虑到自动系统发生任何一种事故都不能阻止污水厂运行。事故主要出现在以下几方面： 失去一台工作站计算机 失去两台工作站计算机 通讯网络失去联络
6、48698; 失去任何现场控制站电源 失去任何DCS控制器的CPU1. 失去一台工作站计算机如果一台工作站出现故障，另一台将继续工作而不产生影响。两台工作站为热备冗余结构，两台计算机在结构及运行上是相同的，整个污水厂的信息在剩下一台工作站的情况下存储，所有污水厂的功能都可以通过剩下的一台工作站执行，污水厂的自动运行不受影响。只是一台工作站不工作，其对应的打印机有可能不工作。2. 失去两台工作站计算机如果两台工作站发生故障，污水厂各部分将根据最后一次收到的指令处于自动工作状态，直到其中的一台工作站恢复或通过现场控制站现场控制站进入人工控制。3. 通讯网络失去联络通讯网络采用冗
7、余环网结构。通讯网络上任一点的故障不会影响通讯网络的运行。如果一台工作站与通讯网络失去联络，污水厂运行不受影响。如果两台工作站与通讯网络失去联络，污水厂各部分将根据最后一次收到的指令处于自动工作状态，在失去联系的这段时间内，仪表数据将被丢失。如果任何现场控制站与通讯网络失去联络，它也将根据收到的最后指令继续工作。4.失去现场控制站电源如果一台现场控制站电源，它将以UPS供电,并将数据送通讯网络。只是从现场控制站供电的动力设备将不能工作，直到电源被接上。5. DCS控制器失去CPU如果CPU失去，由它控制的动力设备将不能自动运行，所有阀门将停留在最后位置上。数据存贮和报表产生污水厂所有工艺信息储
8、存在服务器中，服务器存储能力应为一年，包括报警。系统应提供一个报表生成器帮助操作人员配置自由格式的实时的、历史的和统计数据报表。报表可自动打印或按需要打印。报表应以用户编写的程序、系统软件或第三者成套形式打印。操作人员对数据存取有使用许可权，整个自控系统使用许可权分为三级：一级：访问设备：仅供看。二级： 具有一级和键盘数据输入、打印命令、接收/清除报警、执行控制命令三级：则可以修改所有参数。工作站、MMI、DCS的使用许可权为三级。图像显示、表格和文字显示本系统能够显示整个污水处理厂的画面，也包括污水厂的部分细节画面。这些图像包括但不限于以下内容：污水厂总体画面显示、预处理部分画面显示、生物处
9、理部分画面显示、鼓风机画面显示、污泥脱水部分画面显示、污泥消化部分画面显示、加药系统画面显示、控制系统画面显示、配电系统画面显示、报警显示、趋势图、报表等。三、调试目的根据长沙开福污水厂目前设备的安装调试情况及设计要求，开展DCS系统的调试，通过现场冷态和热态调试，使系统及设备能够长期安全可靠地运行，并达到设计规定的要求。1、调试前应具备的条件1）参加调试的各方已配备足够、合格的调试人员，有明确的岗位责任制、分工。启动验收机构和组织已经建立，开始主持启动调试工作，参加调试的相关单位分工明确，人员配备齐全。2）调试的组织和管理程序已经明确。3）所有土建工作均已结束，验收合格，交付使用；消防设施验
10、收合格，已经投入运行；照明系统安装、调试完毕，投入运行；试运区域内道路畅通，经验收投入使用。4）工艺与设备安装完成，单体带调试已经完成并合格，所有仪控接线检查无误，具备系统调试基础和条件。所需确定的内容如下：a、 各设备的反馈和控制信号是否全部以硬接线的方式接入了DCS系统端子柜（新增加的设备有，有些老的设备可能没有预留接点，需尽快安排改进）；b、 现场仪表需调试校准，仪表信号量程和各工艺参数需设计院进一步确认；c、 准确提供各电机的电流信号变比参数（来自互感器）；d、 DCS系统控制方案如有变更，需尽快确认；e、 DCS系统控制机柜接地电阻是否符合设计要求（小于2欧姆），需安装单位提供书面测
11、试记录；f、 电力监控站放置在1#配电间，其信号是也进入DCS监控显示；g、 污水厂提供生产报表样式，以便于设计各式报表；2、系统调试方法及步骤调试依据严格按照招标文件提出的设备自动控制说明进行。1）核对DCS系统信号设计与实际端子接线是否一致；（2天） 对照依据为上海新华公司提供的端子接线图。2）调试1#控制系统子站，正确显示仪表检测信号；正确显示设备状态等信号；按要求实现设备的自动控制；（一周） 监控内容如下：项 目数 量参 数备 注进水COD1套量程：050mg/l，输出：420mA，电源：220V格栅系统进水PH1套量程：014m，输出：420mA，电源：220V格栅系统进水SS1套量
12、程：010mg/l, 输出：420mA，电源：220V格栅系统1#进水流量计1套量程：5000m3/h,输出：420mA，电源：220V格栅系统格栅液位计8套量程：010m，输出：420mA，电源：220V格栅系统集水井液位计1套量程：010m，输出：420mA，电源：220V集水井闸门启闭机5台自动、手动进水井格栅除污机8台自动、手动格栅系统螺旋输送机2台联动格栅系统砂水分离器2台自动、手动格栅系统鼓风机4台自动、手动格栅系统相关闸门及电磁阀12台自动、手动格栅系统3）调试2#控制系统子站，正确显示仪表检测信号；正确显示设备状态等信号；按要求实现设备的自动控制；（5天） 监控内容如下：项 目
13、数 量参 数备 注出水COD1套量程：050mg/l，输出：420mA，电源：220V出水泵房出水PH1套量程：014m，输出：420mA，电源：220V出水泵房出水SS1套量程：010mg/l, 输出：420mA，电源：220V出水泵房出水流量计1套量程：5000m3/h,输出：420mA，电源：220V消毒池消毒池液位计1套量程：010m,输出：420mA，电源：220V消毒池潜水泵电流计6套量程：0150A,输出：420mA出水泵房潜水泵6台自动、手动出水泵房出水电动阀门5台自动、手动出水泵房4）调试MSBR池PLC控制系统，将MSBR池仪表信号和设备状态信号通过MODBUS RS-48
14、5通讯送入2#配电间控制子系统，并在中控室正确显示出来；（5天）5）调试鼓风机PLC控制系统，将相关信号信号通过MODBUS RS-485通讯送入1#控制子系统，并在中控室正确显示出来；（3天）6）调试脱水机PLC控制系统，将相关信号信号通过MODBUS RS-485通讯送入1#控制子系统，并在中控室正确显示出来；（3天）7）调试紫外线PLC控制系统，将相关信号信号通过MODBUS RS-485通讯送入2#控制子系统，并在中控室正确显示出来；（2天）8）电力监控系统调试高、低压配电间相关信号以MODBUS协议通过RS-485连接进入电力监控系统，并在中控室正确显示出来。（5天）。3、系统调试风
15、险预控措施1）人身安全方面（1） 严格遵守电业施工及安全工作规程的有关规定，所有调试人员进入试验现场必须配戴相应的防护用品。（2） 严格遵守“两票三制”制度，试运转区域禁止危及人身安全的施工工作。（3） 在房屋楼梯、水池平台的安装工作未全部结束时，在使用某一楼梯、平台前，必须确认其安全可靠后，才可使用。（4） 对于现场缺少楼梯、平台的情况，应尽快书面要求有关单位增加。（5） 临时设施使用前必须经过检查，确认其安全性能。（6） 从事高处作业，坠落相对高度超过1.5米时，必须使用安全带，或采取其他可靠的安全防护措施。（7） 在现场工作行走的过程中，尤其是在安装工作未结束的阶段，必须注意头顶是否有高空坠物的危险，地下是否有钉子、障碍物等的危险。（8） 严禁在现场行走的过程中查看技术资料，打手机等。（9） 调试现场做好相应的安全措施，调试区域有隔离设施和明显的警告牌，无关人员不得进入调试区域。（10） 需要在夜间进行现场工作时，必须事先对现场的照明情况进行了解。现场照
