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1、天合光能东南区新建厂房项目废气处理监视系统方案书常州恒威净化设备有限公司2008年10月23日目 录第一章 工程设计说明3第一节 工程概述3第二节 依据的标准4第三节 工程范围5第二章 控制系统设计6第一节 系统架构6第二节 中央监控站7第三节 控制器22第三章 系统控制方案24第一节 系统设计的控制方案24第二节 控制点数表25第三节 选用产品资料26第一章 工程设计说明第一节 工程概述 废气处理系统是光伏企业的一个重要组成部分，而对排气设备的风机、水泵、负压、PH值和液位等设备进行信号采集和监视，实现排气设备管理的自动化，起到集中管理、集中报警、保证生产的目的，对环保排放的监视尤为重要。
2、此监控系统是采用通信、传感和计算机技术来实现对厂房设备过程控制和监视，可实现无人操作的一种新兴控制技术，设计结构完整、先进又开放的智能监控系统是废气处理系统的核心。根据实用性与先进性相结合的原则，我们所提供的废气监视系统具备以下的功能特点：监视系统技术领先： 我们所使用的废气处理系统是最新一代智能监视和管理系统网络清晰，层次分明 总体结构采用智能型集散结构，由末端设备（传感器）、中央控制器（PLC）、上位机三级装置和两级网络组成，并可实现数据传输、数据处理和信息共享。先进的系统操作软件：向用户提供的应用软件基于最近流行的操作系统平台，且功能丰富、组态灵活、兼容性好，使用户能拥有一个功能强大、界
3、面友好、操作方便灵活的运行环境。简明的编程语言及直观的操作方式： 能保证操作人员虽不具备深厚的计算机专业知识，经过相应的培训之后即可掌握程序的编写及修改等技能；图形化操作界面，使用者可自如地完成操作与系统的管理。网络信息共享各个现场控制器应具备有点对点通信能力，可调用任何连接在网络上的控制器内储存的测控数据，系统有一个公用的数据库来记录系统所有的测控数据和系统设定信息。第二节 依据的标准为了保证系统既能适应当今网络技术的发展，又具有极高的可靠性，系统设计遵循以下标准。本系统所涉及的设计标准、规范，产品标准、规范，完全符合国家、部门之有关条例及规范，包括：洁净厂房设计规范（GB50073-01）
4、民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92） 中国电气装置安装工程施工及验收规范（GBJ232-90.92） 电子设备雷击保护导则（GB7450-87）信息技术设备包括电气设备的安全（GB4943-95）自控专业施工图设计文件编制深度的规定（1987）中国高层民用建筑设计规范（GBJ45-90.92）中国采暖通风与空气调节设计规范（GBJ19-87）中国室内给水排水热水供应设计规范（TJ15-74）智能建筑设计标准（DBJ084795）电气图用图形符号（GB472885）分散型控制系统工程设计规定（HG/T 2057395）工业自动化仪表工程施工及验收规范IEC 60051 Direct Ac
5、ting Indication Measuring Instruments;IEC 60364 Electrical Installations in BuildingsIEC61000 Electromagnetic Compatibility (EMC)IEC 60529 Degrees of Protection Provided by Enclosures美国：ANSI 135-1995BA Cnet建筑物自动化和控制网络通信协议美国：LonMark协会行业规范Funstional Profiles第三节 工程范围针对天合光能废气监控系统工程，本次投标的工作范围：根据废气监控系统工程建
6、设项目图纸和招标书等文件的要求，完成自控系统的设计、安装、调试、试运行、验收及售后服务工作，并向业主移交上述工作的有关的必要的资料。1、 负责系统的深化设计，并保证上述工作完成符合招标文件的要求，同时也满足设备正常、有效运行的需求。2、 其他工作内容： 系统图纸的深化设计 设备的供货 设备及部件的检查、检验和测试 设备及部件的包装和运输 设计交底 布线及设备安装 设备校验 设备及系统调试 与其他分包商的协调配合 系统需要更改的单据 验收 系统和设备的培训 完备的竣工资料 保修期及售后服务第二章 控制系统设计第一节 系统架构废气监视系统网络结构中央监控站：采用力控的监控软件PCAUTO6.0，电
7、脑采用研祥的工业计算机。控制器：采用西门子S7-200和300系列PLC现场设备：传感器等中央监控站与控制器间采用MPI通讯，通讯速率为187.5K bit/s，最远距离可达9100米控制器与分布式模块采用PROFIBUS-DP通讯，通讯速率为12M bit/s.现场设备通过工业标准信号4-20mA,接入控制器。标准的电流信号具有抗干扰能力强，无衰减，线路无损耗，传输距离远等。第二节 中央监控站一、 中央监控电脑工控机即工业控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及其机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。它具有重要的计算机属性和特征，如：具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口、并有实
8、时的操作系统、控制网络和协议、计算能力，友好的人机界面等。 基于PC总线的工业电脑，因其价格适中、质量高、产量大、软、硬件资源丰富，已被广大的技术人员所熟悉和认可，这正是工业电脑热的基础。其主要的组成部份为工业机箱、无源底板及可插入其上的各种板卡组成如CPU卡、IO卡等。并采取全钢机壳、机卡压条过滤网，双正压风扇等设计及EMC（electro magnetic compatibility）技术以解决工业现场的电磁干扰、震动、灰尘、高低温等问题。工控机的特点：1）可靠性：工业PC具有在粉尘、烟雾、高低温、潮湿、震动、腐蚀和快速诊断和可维护性，其MTTR （Mean Time to Repair）
9、一般为5min，MTTF 10万小时以上，而普通PC的MTTF仅为1000015000小时。 2）实时性：工业PC对工业生产过程进行实时在线检测与控制，对工作状况的变化给予快速响应，及时进行采集和输出调节，（看门狗功能这是普通PC所不具有的），保证系统的正常运行。3）扩充性：工业PC由于采用底板CPU卡结构，因而具有很强的输入输出功能，最多可扩充20个板卡，能与工业现场的各种外设、板卡如车道控制器、视频监控系统、车辆检测仪等相连，以完成各种任务。4）软硬件兼容性：能同时利用ISA与PCI及PICMG资源，并支持各种操作系统，多种编程语言，多任务操作系统,充分利用商用PC所积累的软、硬件资源。5
10、）系统监测和自复位：如今,看家狗电路已成为工业PC设计不可缺少的一部分。它能在系统出现故障时迅速报警,并在无人干预的情况下,使系统自动恢复运行。 研祥工业控制计算机的系统性能完全可以满足工业控制的行业要求，而且工控机的稳定性、抗震、防尘等方面的性能突出，具备了在恶劣的工业环境中长期稳定工作的能力，在配备UPS后，特别适合作为PCAUTO6.0监控系统的电脑平台。二、组态系统软件工业监控组态软件力控ForceControl V6.0概述：力控6.0监控组态软件是当前的自动化技术的发展趋势，总结多年的开发、实践经验和大量的用户需求而设计开发的高端产品，该产品主要定位于国内高端自动化市场及应用，是企
11、业信息化的有力数据处理平台。力控6.0在秉承力控5.0成熟技术的基础上，对历史数据库、人机界面、I/O驱动调度等主要核心部分进行了大幅提升与改进，重新设计了其中的核心构件，力控6.0面向. NET开发技术，开发过程采用了先进软件工程方法：“测试驱动开发”，产品品质将得到充分保证。与力控早期产品相比，力控6.0产品在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃。主要指标：方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、大大降低了组态开发的工作量；高性能实时、历史数据库，快速访问接口在数据库4万点数据负荷时，访问吞吐量可达到20000次/秒；强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网
12、络数据断线存储，恢复功能；支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；强大的ACTIVEX控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；全新的、灵活的报表设计工具：提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板；企业信息化的有力平台Internet时代的创举：提供在Internet/Intranet上通过IE浏览器以“瘦”客户端方式来监控工业现场的解决方案；支持通过PDA掌上终端在Internet实时监控现场的生产数据；WWW服务器端与客户端画面
13、的数据高度同步，浏览器上看到的图形界面与通用组态软件生成的过程画面效果完全相同；“瘦”客户端与WWW网络服务器的实时数据传输采用事件驱动机制、变化传输方式,因此通过Internet远程访问力控Web服务器，IE“瘦”客户端显示的监控数据具有更好的实时性；WWW网络服务器面向.NET技术开发，易于使用ASP.NET等快速开发工具集成力控来构建企业信息门户；强大的移动网络支持：支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备或其它远程力控节点通讯,力控移动数据服务器与设备的通讯为并发处理、完全透明的解决方案，消除了一般软件采用虚拟串口方式造成数据传输不稳定的隐患，有效的流量控制机制保证了远程应用中节省
14、通讯费用。企业信息化的助力工具：力控软件内嵌分布式实时数据库，数据库具备良好的开放性和互连功能，可以与MES、SIS、PIMS等信息化系统进行基于XML OPC、ODBC、OLE DB等接口方式进行互连，保证生产数据实时地传送到以上系统内；国际化设计与支持：面向国际化的设计，同步推出英文版和繁体版，保证里多国语言版的快速支持与服务。完整的网络冗余及软件容错解决方案做为民族产业的大型SCADA、DCS软件，力控软件支持控制设备冗余、控制网络冗余、监控服务器冗余、监控网络冗余、监控客户端冗余等多种系统冗余方式，可以适应对安全性要求比较高的工艺装置，解决了一般国内外软件在数据吞吐、安全性和容错性上的
15、问题，使软件在大数据量吞吐、网络切换上得到了很大的提高，达到了国际水平；力控软件支持控制设备冗余，支持普通的232、485、以太网等控制网络的冗余，支持控制硬件的软冗余切换和硬冗余切换；力控软件的双机冗余的“心跳”链路可以采用多网配置来进行“心跳”数据传输，同时主、从机切换支持手动切换方式，客户端支持服务器的故障切换、网络切换；由力控软件组成的主从热备机可以达到快速的切换，切换时间最小可以为2秒！ 图1完整的网络冗余及软件容错解决方案设备控制层力控软件支持大型的PLC的冗余方式如SIEMENS公司的S7400H，GE的GE9070系列PLC的冗余模式，也支持专用的DCS控制站的冗余，若冗余的设备损坏或者通讯出现故障，软件会根据设备故障标识或者网络状态自动进行切换；力控支持与控制站通过多条物理链路进行网
