1 系统描述1.1 控制系统的构成 1.1.1 概述咸丰县污水处理厂控制系统主要采用SCADA系统，该系统负责采集全厂工艺参数、电气参数和设备运行状态、并控制工艺设备的运行、故障报警以及生产报表打印等SCADA 是监视控制和数据采集的简称SCADA系统完成咸丰县污水处理厂整个工艺流程所必需的数据采集，顺序控制，时间控制，回路调节及上位监视作用在满足工艺流程的要求之外，还能实现咸丰县污水处理厂的安全生产、降低物耗能耗、提高生产管理水平计算机数据采集及监控系统是一个集中监视分散控制的系统，当上位监视设备故障或没有使用时，现场各控制设备还可以继续工作，对整个工艺过程没有影响系统的主要构成部分有：现场控制站、上位监视设备及数据通讯网络咸丰县污水处理厂的SCADA控制系统由三级组成：第一级：就地控制箱（LCP）第二级：现场控制站（PLC）第三级：中央控制室（CCR）1.1.2 第一级: 就地控制箱所有设备均有现场控制箱，当“控制模式”选择开关置于“LOCAL/现场”位置时，操作员可利用控制箱上的“START/启动”、“STOP/停止”按钮控制设备的“运行”和“停止”，这种操作级别最高（第一级），独立于“计算机”控制及“PLC”控制之外。
现场控制模式主要用于设备维护及调试阶段，此时的设备保护由“硬连锁”完成，软件连锁信息将不起作用1.1.3 第二级: 现场控制站（PLC）当“控制模式”选择开关置于“REMOTE/远方”位置，操作员将不能利用控制箱上的“START/启动”、“STOP/停止”按钮控制设备的“运行”和“停止”，此时设备的控制权交给现场控制站（PLC），这种操作级别次之（第二级），PLC将根据上位机的指令“遥控”或“自动” 控制（PLC控制程序）设备的运行根据污水处理的工艺过程及集中控制的原则，在生产区内区设置二个现场控制站，分别负责各处理工段的有关工艺参数的采集，设备运行的控制1.1.4 第三级: 中央控制室（CCR）中央控制室（CCR）主要用于监视污水处理过程中的技术参数，设备运行状态以及系统维护等；同时，工程师可通过工程师键盘设置设备的控制模式以及修改工艺参数等中控室设有两台监控计算机，配有22"大屏幕全平监视器及工程师键盘和操作员键盘，操作员可通过它们监视技术参数的变化，设备运行状态及故障状态，所有信息均以各种曲线及流程图等形式显示另设两台打印机，用于打印所需的技术文件，也可随时打印“日报表”、 “月报表”及“年报表”，所有报表可采用中文形式。
为直观地掌握主要设备的运行状态，工艺参数及故障状态，在中控室还设立一套投影装置1.2 系统特点1.2.1 概述本系统是一个基于PLC的集散控制系统，完成污水处理过程控制、工艺参数显示、设备运行状态监测及故障报警、生产数据存储及分析、报表打印等功能本系统采用开放式工业高速以太网作为系统骨干网，连接所有现场控制站、中央控制室及管理计算机，构成一个具有网络结构的分布式控制系统及生产管理信息系统1.2.2 系统特点 ² 可靠性高l 本系统任何一个现场控制分站故障均可在中控室报警并存储报警信息l 所有分站PLC均可长期在恶劣环境下无故障运行² 功能强l 高速数据通讯网具有10/100MBPS的数据传输速率，是开放式的工业实时网络强大的通讯功能使整个系统数据可在骨干网上高速传输，实现数据共享l 控制器采用梯形图逻辑或顺序流程图、逻辑功能块等方式编程这种编程方法更接近工艺描述，适合电气工程师习惯具有开发时间短、易学、易懂、易修改特点考虑到特殊算法要求，如果需要，也可使用诸如FORTRAN，PASCAL，C语言对特殊复杂算法编程² 系统的可扩展性和可维护性l 分站控制器采用模块化结构，具有很好的可扩展性和可维护性。
l 高速数据通讯网可支持无限节点，为扩展分站数量提供了广大空间l 良好的故障诊断及报警系统，可缩短系统的修复时间1.3 系统功能1.3.1 概述对于计算机监控及数据采集系统而言，具有可编程序控制器的自动控制功能，即由现场可编程控制器中的程序对现场设备实行自动控制；还具有中控室监控计算机的远方手动控制功能，即由操作员在中控室经判断后通过操作员键盘手动控制设备的运行所有的被控设备均具有远方控制的功能：作为最低要求，在其相应的现场控制箱中具有“LOCAL就地/REMOTE远方”转换开关当转换开关打到“REMOTE/远方”时由控制系统实施上述的控制1.3.2 典型工艺设备的控制1.3.2.1 粗格栅机粗格栅机分手动、自动二种控制方式，自动控制时又可分为时间周期控制、水位差值控制，集中控制三种控制模式手动控制时，人工在现场操作控制格栅机的开、停水位差值控制时，根据格栅机前后水位差值控制，当格栅前后水位差值△h≥15cm时，启动格栅机自动运行，每次运行时间为10分钟或10周次，△h值及每次运行的时间根据进水中杂质情况可在中心控制室或PLC现场通过输入设备人工设定或修改时间周期控制时，根据进水杂质情况设定时间周期，现阶段设三个时间周期1小时、2小时、3小时，即格栅机每隔1小时或2小时或3小时运行一次，每次运行时间10分钟或10周次，以上时间值可在中心控制室或PLC现场根据运行经验人工设定或修改。
集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘控制格栅机的开、停格栅机启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定格栅机控制电路故障此时应停止格栅机的运行5秒的时间值根据现场情况可调格栅机的二种控制方式通过现场控制箱上的选择开关确定格栅机自动控制时的三种控制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定1.3.2.2 粗格栅机栅渣皮带输送机栅渣皮带输送机分手动、自动二种控制方式，自动控制又可分为联动控制，集中控制二种控制模式手动控制时，人工在现场操作控制输送机的开、停联动控制时，粗格栅机启动8秒后应启动皮带输送机，联动运行；粗格栅机停止运行30秒后应停止皮带输送机运行，时间值根据现场情况可调集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘控制皮带输送机的开、停皮带输送机启动5S后若PLC没有接收到运行信号则判定皮带输送机控制电路故障，此时应停止粗格栅机和皮带输送机的运行，5秒的时间值根据现场情况可调皮带输送机的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定皮带输送机自动控制时的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场根据粗格栅控制方式人工设定1.3.2.3 进水潜水泵进水泵分手动、自动二种控制方式，自动控制时又分水位控制，水位上升或下降速率控制，集中控制三种控制模式。
手动控制时人工在现场操作控制潜水泵的开、停水位控制时，按水位上升与下降的不同又可分为二种控制顺序，一种为水位上升开泵顺序控制，另一种是水位下降停泵顺序控制①水位上升期的开泵顺序控制近期当水位h≤1.5m时，潜水泵全部处于停止状态，假设此时有厂外来水，进水泵房吸水井水位开始上升，当水位h升到1.6m时开一台小泵抽水；若此时吸水井水位继续上升，当水位h上升到1.9m时开一台大泵停小泵抽水；若此时吸水井水位继续上升，当水位h上升到2.1m时开一大一小两台泵抽水；若此时吸水井水位还在上升，说明进水量超过设计值,报警（5.0m）显示说明进水量超过设计值应发出水位超高信号报警并采取措施，人工打开进水泵房的溢流管上的阀门(高程单位为米；为黄海高程,＋0.000对应各构筑物工艺图)②水位下降期的停泵顺序控制当水位h≥-2.1m时，潜水泵全部处于开启运行状态，假设此时厂外来水量开始减少，进水泵房吸水井水位开始下降，当水位h下降到-1.9m时延时20秒停一台小泵；若此时水位仍在下降，当水位h下降到-1.6m时，延时1分钟停一台大泵开小泵；当水位h下降到-1.55m时延时1分钟再一台小泵；此时进水泵房潜水泵已全部停止抽水。
若吸水井水位低于水泵的吸程要求，应发出水位超低信号报警并采取措施水位速率控制时，设Q1为泵抽水量，Q2为水增加或减少的量(用水位上升、下降速率来计算)那么总的来水量：Q=Q1+Q2,当Q2=0时,Q=Q1,即来水量＝抽水量，这是泵房运行最佳情况，可以保持高水位运行，节约电能通过水位上升(或下降)速率可计算出来水量，确定要开多少台泵以上的水位参数及延时时间都应是可调整的，在具体实施时可根据现场调试情况重新设定参数以上的水位参数系相对标高（高程单位为米；黄海高程），进水泵房汇水面积约定53m2,在具体编制控制软件时根据超声波液位计安装位置的绝对标高换算成水位的相对高度在中心控制室可通过键盘或鼠标控制潜水泵的开、停累计每台泵的运行时间，能耗,启动次数,进水泵自动轮换运行1.3.2.4 细格栅机细格栅机分手动，自动二种控制方式，自动控制时又可分为时间周期控制、水位差控制、集中控制三种控制模式手动控制时，人工在现场操作控制格栅机的开停水位差控制时，根据格栅机前后水位差值控制，当格栅前后水位差值△h≥20cm时，启动格栅机自动运行，每次运行时间为10分钟或10周次，△h值及每次运行的时间，根据进水中杂质情况可在中心控制或PLC现场通过输入设备人工设定或修改。
时间周期控制时，根据进水杂质情况设定时间周期，现阶段设三个时间周期1小时、2小时、3小时，即格栅机每隔1小时或2小时或3小时运行一次，每次运行10分钟或10周次小时，以上时间值可在中心控制室或PLC现场，根据运行经验人工设定或修改集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘(或鼠标)控制格栅机的开、停格栅机启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定格栅机控制电路故障，此时应格栅机的运行5秒的时间值可根据现场调式情况调整格栅机的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定格栅机自动控制的三种控制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定1.3.2.5 细格栅机栅渣皮带输送机栅渣皮带输送机分手动、自动二种控制方式，自动控制时又可分为联动控制、集中控制二种控制模式手动控制时，人工在现场操作控制输送机的开、停联动控制时，任意一台细格栅机启动8秒后应启动皮带输送机联动运行；两台细格栅机全部今日运行30秒后应联动皮带输送机停止运行时间值可修改集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘(或鼠标)控制皮带输送机的开、停皮带输送机启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定皮带输送机控制电路故障，此时应停止细格栅机及皮带输送机的运行。
5S的时间值可根据现场试车情况修改皮带输送机的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定皮带输送机自动控制时的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场根据细格栅控制方式人工设定1.3.2.6 砂水分离器砂水分离器分手动、自动二种控制方式，自动控制时又可分为联动控制、集中控制二种控制模式手动控制时，人工在现场操作控制砂水分离器的开、停联动控制时，吸砂机启动5秒后应联动砂水分离器启动；吸砂机停止运行1分钟后应联动砂水分离器停止运行集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘(或鼠标)控制砂水分离器的开、停砂水分离器的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定砂水分离器自动控制的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定砂水分离器与旋流沉砂器、吸砂泵、电动闸阀的控制方式及控制模式宜保持一致砂水分离器启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定砂水分离器控制电路故障，此时应停止吸砂泵、砂水分离器的运行5秒的时间值应根据现场联动调试情况修改1.3.2.7 生物池及鼓风机房好氧池DO仪检测池中的溶氧，使溶氧浓度一般控制在1.0～2.0mg/l左右，当溶解氧浓度变化超出范围时，首先由溶解氧测定仪发生信号，启动供气管上的电动调节阀，气量的变化使管网压力发生变化，然后由压力传感器将信号传送到鼓风机的进风叶片启动器，调节导向叶片的角度，使供气管网压力回到最佳状态。
集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘一步化或分步控制鼓风机、潜水推流器、及其辅助设备的开、停MLSS、DO计探头安装在池深+1.0米处厌氧池、缺氧池水下搅拌器不间断搅拌,保证水流无死区厌氧池、缺氧池、“A2/O”池曝气机、螺旋浆泵分手动、自动二种控制方式手动控制时，人工在现场操作控制曝气机、潜水推流器开、停集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘(或鼠标)控制潜水推流器的开、停潜水推流器启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定潜水推流器控制电路故障，此时应停止水下推进器的运行5S的时间值可根据现场试车情况修改潜水推流器的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定潜水推流器自动控制时可在中心控制室或PLC现场人工设定鼓风机的开启台数和进风导叶开启度根据鼓风机出风总管的流量进行控制，以保持鼓风机出风总管的流量满足工艺要求1.3.2.8 回流污泥泵回流污泥泵分手动、自动二种控制方式，自动控制时又可分为按回流比粗调、细调控制、集中控制三种控制模式手动控制时，人工在现场操作控制回流污泥泵的开、停污泥回流比控制时，按进水流量，回流比组合回流污泥泵运行污泥回流量计算公式：Qs＝FxSc/Sj式中：Qs：污泥回流量、Fx：进水流量、Sc：污泥泵房污泥浓度、Sj：“A2/O”池污泥浓度，根据工艺流程要求(高负荷曝气工艺)“A2/O”池污泥浓度应保持在3.5g/L左右，一般情况下“A2/O”池污泥浓度不能低于3.3g/L。
首先应计算污泥回流量值，由污泥回流量值控制回流污泥泵的台数此种控制方式为粗调方式细调控制时，首先应完成上述粗调程序，粗调程序完成后，“A2/O”池需要的污泥量与回流污泥量基本保持一致，此时再根据装在污泥回流管上的污泥流量计值与实际需要值之比细调污泥回流泵的变频范围一般情况下，污泥回流粗调程序完成10分钟后才能进入细调程序集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘控制回流污泥泵的开、停污泥回流泵的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定，自动控制时的三种控制模式可在中心控制室成PLC现场人工设定累计每台回流污泥泵的运行时间，回流污泥泵应能自动轮换运行1.3.2.9 剩余污泥泵剩余污泥泵分手动、自动二种控制方式，自动控制时又可分为间隔运行控制、集中控制二种控制模式手动控制时，人工在现场操作控制剩余污泥泵的开、停间隔运行控制时，剩余污泥量计算公式如下：W＝V·Nw/Qc式中：V：曝气的容积Nw：“A2/O”池,水解池污泥浓度Qc：设计污泥龄d，高负荷0.2～2.5，中负荷5～15，低负荷20～30首先应计算剩余污泥量值，由剩余污泥流量计值和脱水车间储泥池液位控制剩余污泥泵开启时间，储泥池液位过高减停剩余污泥泵。
间隔运行时间根据现场情况确定三个时间周期三个时间周期分别为4小时、8小时、12小时集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘控制剩余污泥泵的开、停剩余污泥的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定，自动控制时的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定累计每台剩余污泥泵的运行时间，剩余污泥泵应能自动轮换运行回流污泥泵及剩余污泥泵除了以上所描述的控制方式外还有一些外部限制条件，第一种情况，当污泥泵房水位低于-0.7m时，回流污泥泵及剩余污泥泵都应停止运行并报警，控制二沉池排泥量增大，第二种情况，当污泥泵房水位超过2.45m时自动启动剩余污泥泵运行并报警，控制二沉池排泥量减少第三种情况，当污泥泵房污泥浓度小于4g/L时，剩余污泥泵应停止运行并报警，控制二沉池排泥量增大第四种情况，当回流污泥及剩余污泥泵启动5秒后若PLC没有接收到运行信号，则判定控制电路故障，此时应停止此台泵的运行并报警同时投入备用泵运行1.3.2.10 二沉池设备二沉池的刮吸泥二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定，自动控制时的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定刮吸泥机、沉淀池与生化池协调连续运行，排泥与污泥泵房协调二沉池除检修外一般情况均工作。
1.3.2.11 污泥均质池搅拌机搅拌机分手动、自动二种控制方式，自动控制时又可分为连续运行控制，集中控制二种控制模式手动控制时，人工在现场操作控制搅拌机的开、停连续运行控制时，按事先编制好的程序控制搅拌机在自动连续运行，当储泥池水位过低时应停止搅拌机的运行并报警超过2.1米溢流报警，集中控制时，可在中心控制室通过操作键盘控制搅拌机的开、停搅拌机的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定，自动控制时的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定搅拌机启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定搅拌机控制电路故障，此时应停止搅拌机的运行并报警1.3.2.12 紫外线消毒池紫外线消毒装置的现场控制箱由设备制造厂商配套，紫外线消毒池以就地控制为主，其状态信号通过PROFIBUS现场总线送PLC进行监视按紫外线消毒系统自身PLC预先编制的程序(紫外透光率@253.7μm大于65%)控制运行配液位计低水位停机、报警，高水位报警，对紫外线消毒系统在监控管理计算机进行总控，并要求各设备发出运行、故障信号至PLC1.3.2.13 脱水机房的控制脱水系统包括：离心脱水机、进泥泵加药泵、絮凝剂制备系统、台冲洗水泵、水平螺旋输送机、倾斜螺旋输送机等设备。
脱水机房的离心脱水机组、加药系统和输送机等设备实行联动控制与脱水机配套的自动控制系统按污泥流量自动分配脱水机组、自动加药混合，自动脱水当离心脱水机组退出运行或进行设备保养时，各设备可以通过现场按钮箱手动控制加药系统根据污泥干固量，比例控制高分子混凝剂加药量，一般控制在0.3%1.3.3 中央控制室（CCR）显示及控制功能1.3.3.1 CCR的显示功能键盘和LCD是中央控制站人-机对话、控制系统工作的重要工具，中央控制站的LCD具有以下显示和对话功能² 流程图工艺生产过程状态以工艺流程图方式显示，图象由一系列图例系统组成，并可取出每幅图的局部进行放大，便于分幅，分组展示，流程图上有相关的实时生产过程的动态参数值显示当动态显示值改变时，设备图形的相应部位也随之改变，例如水位值变化时，随之改变图形的水位² 测量值显示仪表测量值以棒状图形式动态显示，有上、下限设定值，设定值是可修改的² 报警显示过程检测或运转设备出现越限或故障时，流程图上相应的图例红光闪动，并发出报警声响加以提示报警的笛声可以通过键盘解除，闪动的红光继续保持，直至该故障消除，闪动才停止报警对象、内容、时间应列表记录及打印除了流程图上有报警显示外，设若干幅全厂报警一览表，以便全面了解设备运行工况和报警的查线。
² 趋势图实时动态趋势曲线和历史曲线可显示在同一趋热图中，并可在动作画面中随时增加趋势曲线，方便操作员观察比较² 设定值中央控制室主机可以通过键盘对现场控制站的过程变量设定值² 控制正常情况下，现场控制站的设备可以通过现场按钮箱来启动和停止，中央控制室的主机也可通过键盘控制现场控制站PLC来启动和停止现场的设备但在用现场控制箱按钮手动启动和停止前，应发出手动信号，这时自动系统将停止进行² 数据处理和存储数据处理和存储是中央控制室的主要工作内容之一，存储的数据资料将用于生产调度，预报参考之用各种报表采用中文报表1.4 可编程控制器S7-3001.4.1 S7-300性能描述² 概述S7-300是模块化小型PLC系统，但它能满足中等性能要求的应用模块化，无排风扇结构，易于实现分布，易于用户掌握等特点使得S7-300成为各种从小规模到中等性能要求控制任务的方便又经济的解决方案SIMATIC S7-300已经得到以下国内和国际标准认证：l DINl UL certificatel CSA certificatel FM class 1 div Group A,Bl 温度组T4（≤135℃）l 造船认证： -American Bureau of Shipping -Bureau Veritas -Des Norske Veritas -Germanischer Lloyd -Lloyds Register of Shipping ² 特点：l 模块化小型PLC系统但能满足中等性能要求的应用。
l 大范围的各种功能模块可以非常好地满足和适应自动控制任务l 由于简单实用的分散式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活l 方便用户和简易的无风扇设计l 当控制任务增加时，可自由扩展l 由于大范围的集成功能使得它功能非常强劲² 结构简单的结构使得S7-300灵活而易于维护：l DIN标准导轨安装： 只需简单地将模块钩在DIN标准的安装导轨上，转动到位，然后用螺栓锁紧l 集成的背板总线： 背板总线集成在模块上，模块通过总线连接器相连，总线连接器插在机壳的背后l 更换模块简单并且不会弄错： 更换模块时，只需松开安装螺钉很简单地拔下已经接线的前连接器在连接器上的编码防止将已接线的连接器插到其他的模块上l 可靠的接线端子： 对于信号模块可以使用螺钉型接线端子或弹簧接线端子l 确定的安装深度： 所有的端子和连接器都在模块上的凹槽内，并有端盖保护，因此所有的模块都有相同的安装深度l 没有槽位的限制： 信号模块和通讯处理模块可以不受限制地插到任何一个槽上系统自行组态² 功能SIMATIC S7-300的大量功能支持和帮助用户进行编程、启动和维护l 高速的指令处理： 3μs的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。
l 浮点数运算： 用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算l 方便用户的参数赋值： 一个带标准用户接口的软件工具给所有模块进行参数赋值，这样就节省了入门和培训的费用l 人机界面（HMI）： 方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内因此人机对话的编程要求大大养活人机界面（HMI）从S7-300中要求数据，S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据S7-300操作系统自动地处理数据的传送l 诊断功能： CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：超时、模块更换，等等）l 口令保护： 多级口令保护概念,可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改l 操作方式选择开关： 操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式这样就防止非法删除或改写用户程序² 通讯SIMATIC S7-300具有多种不同的通讯接口：l 多种通讯处理器用来连接AS-I接口、PROFIBUS和工业以太网总线系统l 通讯处理器用来连接点到点的通讯系统l 多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。
1.4.2 S7-300通用技术规格防护级别符合IEC529的IP20MTBF〉150000 h环境温度水平安装时垂直安装时0到60℃0到40℃相对湿度5到95%，无凝露(符合IEC1 131-2的2级RH刚度)大气压力795到1080hPa绝缘24伏直流回路230伏交流回路测试电压500伏直流测试电压1460伏交流电磁兼容性德国EMC法令要求：抗干扰性符合EN 50082-2按照IEC 801-2，ENV50140，IEC 801-4 ,ENV50141，IEC 801-5辐射干扰符合EN 50081-2，按照EN 55011试验，第一组A级机械强度振动试验冲击试验IEC 68， 2-6部分/10至58HZ：恒定振幅0.075mm;58-150HZ;恒定加速度1g;振动持续时间:相互垂直的3个轴每个轴向10个频率周期IEC 68, 2-27部分/半正弦:冲击力15g(峰值),持续时间11ms1.4.3 S7-300模块性能参数1.4.3.1 中央处理器CPUl 模块型号：6ES7-315-2AG10-0AB0主要技术规格存储器128K执行时间位操作字操作0.1μs0.2μs数字量通道16384模拟量通道1024通讯接口1个 MPI（RS485）1个PROFIBUS-DP实时时钟有诊断缓冲器有编程软件STEP 7电源电压范围170～264VAC用户程序口令保护1.4.3.2 电源模块PS l 模块型号：6ES7 307-1EA00-0AA0主要技术规格输入电压额定值120/230VAC输出电压额定值允许范围24VDC24V+5%，无负载时稳定输出电流额定值5A短路保护电子式，无锁保护级别（IEC536）带有保护导体功率损耗23W1.4.3.3 I/O模块SM1.4.3.3.1 32点数字量输入模块（32DI）l 模块型号：6ES7 321-1BL00-0AA0l 主要技术规格输入点数32额定负载电压L+/L1额定值允许范围24VDC20.4-28.8VDC输入电压额定值信号1时信号0时24VDC13-30V-30-+5V隔离光电隔离输入延时:额定电压时1.2-4.8毫秒连接方式40针前连接器1.4.3.3.2 32点数字量输出模块(32DO)l 模块型号：6ES7 322-1BL00-0AA0主要技术规格输出点数32 额定负载电压L+L1额定值24VDC隔离光电隔离触点开关能力:阻性负载 最大感性负载 最大2安2安触点开关频率阻性负载 最大感性负载 最大100赫兹0.5赫兹连接方式40针前连接器1.4.3.3.3 8点模拟量输入模块(8AI)l 模块型号：6ES73317NF000AB0主要技术规格输入点数8输入范围/输入电阻电压电流1-5V/2兆欧4-20毫安/250欧姆到背板总线的光隔离是积分时间2.5毫秒-100毫秒分辩率12位工作误差极限±0.1%基本误差极限±0.05%连接方式40针前连接器1.4.3.4 通讯模块以太网通讯模块CP343-1l 型号：6GK73431CX000EX0主要技术规格电压额定值5/24VDC接口工业以太网(10/100M)RJ45插座功率损耗8.3W电流消耗从背板总线从24V直流电源0.07A约0.6A外形尺寸80*125*1301.5 控制系统辅助设备1.5.1 监控计算机安装在中控室的监控计算机将用于通过数据通讯网络从现场控制器获取数据，并通过键盘显示过程参数，报警，数据处理，数据贮藏，数据打印和驱动设备。
² 主要技术特征l CPU: 酷睿™2双核 2.4 Gl 内存: 4Gl 硬盘: 160GBl DVDl 带标准键盘及鼠标l 22"LCD1.5.2 不间断电源外部电源掉电时，它可为PLC系统供电，以确保系统正常运行详细技术参数如下：型号: SANTAK C1KS 在线式 额定容量: 1KVA 备用时间: 60min 输入电压: 160V-276V 电池形式：铅酸免维护电池 输出电压: 220V +/-2% 输出频率: 50Hz 1.6 STEP 7编程软件STEP7 基本软件是用于SIMATIC S7，SIMATIC M7和SIMATIC C7可编程序控制器的标准工具新的STEP 7编程软件是在国际标准IEC 1131-3的基础上建立的；也就是说STEP 7与其它PLC所用的IEC编程语言是相似的STEP 7可以在Windows下运行，它同其它Windows应用软件一样容易进行操作，有友好的用户界面，可以容易地利用这些系统的资源。
STEP 7与自动化工程各方面具有友好的用户功能：l 硬件的组态和参数设置l 通讯的定义l 编程l 测试、启动和维护l 文件、建档 STEP 7允许两个或多个用户同时处理一个工程项目禁止两个或多个用户写访问 STEP 7 基本软件为用户执行自动化工程提供各种不同的工具：l SIMATIC管理器：为便于浏览，集中管理有关SIMATIC S7、SIMATIC C7 和SIMATIC M7的所有工具软件和数据l 符号编辑器：用于定义符号名称、数据类型和全局变量的注释l 硬件组态：用于为自动化系统组态和为各模板进行参数设置l 通讯：用于定义经MPI连接的自动化组件之间时间中断的周期性数据传送或定义用MPI、FROFIBUS或工业以太网的事件中断的数据传输l 信息功能：用于快速浏览CPU数据和用户所写程序在运行中的故障原因l 为了生成用户所写程序，STEP 7提供下列经现场证实的PLC标准化编程语言： 语句表（STL） 梯形图（LAD） 功能方框图（FBD）并且，为了某些特殊的任务，还有另外的编程语言或面向工艺的组态工具可供使用STEP 7以块形式管理用户编写的程序和数据，在一个块中调用另一个块的可能性，既使是子程序，用户程序结构化仍成为可能。
这将显著增加PLC程序组织的清晰性，可理解性和易维护性1.7 组态软件 SIMATIC WinCCTM利用SIMATIC Win CCTM能有效地监视并控制机器和过程，是在PC机上运行的面向对象的一流的32位应用特点：l 借助于各种可选软件包，标准软件和用户程序的帮助，易于扩展l 可选用单用户系统或者客户机/服务器结构的多用户系统l 通过相应平台选择（例如Windows NT下的多处理器系统）获得不同的性能l 图形系统：用于自由地组态画面，并完全通过图形对象（WinCC图形，Windows,OLE，OCX对象）进行操作，图形对象具有动态属性并可对属性进行在线组态l 报警信息系统：记录和存储事件并予与显示，操作简便符合德国DIN19235标准；可自由选择信息分类，信息显示和报表l 变量存档：接收，记录和压缩测量值如：曲线和图表显示及进一步的编辑功能l 用户档案库（可选软件包）：用于存储有关用户数据记录，如：数据管理及配方参数l 报表系统：用户自由选择一定的报表格式，按时间顺序或者事件触发来对信息操作、文档当前数据，进行l 处理功能：用ANSI-C名法原理编辑组态图形对象的动作，该编辑通过系统内部C编译器执行。
l 标准接口：标准接口是WinCC的一个集成部分，通过ODBC和SQL访问用于组态和过程数据的sybase数据库l 编程接口（API）：可在所有应用模块中使用，并提供便利的访问函数和数据功能开放的开发工具（ODK）允许用户编写可用于扩展WinCC基本功能的标准应用程序l 访问组态数据（列表）和通过标准数据接口（ODBC/SQL）和C-API记录过程数据l 从其它应用（OLE，OLE自动化）中集成对象l Windows应用元素（OLE控件和Active X控件l 通过DDE接口与其它Windows程序进行数据交换l ANSIC为动态连接和动作提供了高度的灵活性l 可扩展的组态助理（Wizard向导）l 访问所有WinCC功能的API编程接口l 编程软件包（ODK）和驱动软件开发技巧（CDK）l 连接SIMATIC S5，S7，505及其它制造商的PLCs1.8 应用软件我方将在买方提供必要的技术资料的基础上进行系统的组态和应用软件的编制应用软件包括厂级应用软件，现场站和设备控制的控制软件我们编制的应用软件是完全满足招标书和设计院图纸对计算机系统提出各项功能要求它将包括如下内容：l 现场PLC过程控制软件l 中控室操作站监控软件我们将以磁盘和文档方式提供应用软件，其内容将按照标书要求提供，包括应用软件的编制说明和使用说明。
1.8.1 存储能力我们提供的软件将不超过存储能力的60%1.8.2 应用软件所有编写软件为结构化，且严格按ISO9000质量标准开发易懂，方便维护和修改软件设计与执行将以模块形式表示PLC硬件划分和设备的组合模块类型以传感器、回路、装置和自动化流程进行划分软件结构分层化单元之间通讯、报警发生、手动输入点等的处理将以类似的和易辨认的形式制作我们提供的软件将使PLC能完成如下功能（但不仅限于此）：l 设备与传感器的状态与报警监视l 模拟量数据采集l 被监视和记录的数据向其它系统的传输l 设备的程序控制l 闭环过程控制l 电源、电路、仪表、传感器、通讯或过程设备发生故障时的安全操作l 任何情况下的设备起停数据表以连接块形式构成，以便于块以各种扫描速率向其它系统传送软件主要用梯级逻辑表示在软件和看门狗操作的设计中，将包括任何条件下的安全程序，安全操作最恰当的方法如下：l 保持“原”值（即仪表模拟量输入发生故障时）l 关闭过程l 切至后备硬线控制系统我们将把软件装在PLC中并拷在磁盘上供编程装置使用在装置和设备有自动运行/后备切换的地方，运行设备由PLC选择，以便调整装置的磨损，PLC将累积装置的运行时间，且在每次检修后由中央控制室监视终端复位该计数器。
2 仪表系统2.1 概述 自动化仪表系统用来连续测量咸丰县污水处理厂各工艺流程中的主要工艺参数，并将测量数据送入计算机数据采集及监控系统我们将完全依据图纸文件要求中所规定的质量和技术指标完成专业仪表的配置这些仪表已被证明是适合在污水处理工程使用咸丰县污水处理厂的过程检测仪表将分散设置于各个工艺处理构筑物内及工艺管道上，所需要检测的主要参数有：液位、流量、压力、PH等，仪表输出信号均直接送入自动控制系统所选仪表是世界著名的制造商制造的一流产品在近几年来，它们一直广泛地应用在国内、外大中型污水处理工程这些仪表制造厂商生产该行业同类仪表的历史大于15年，它们的产品技术先进，制造工艺一流在华设有专业的技术服务中心或办事机构，有专业技术维修人员和充足的备品备件，以保证对合同中的仪表维修提供及时服务所选的仪表是高精度、高质量、高可靠性的制造商有专门的质量控制和检测中心、参数标定中心所有仪表部件具有高通用性，易更换性，适合水处理行业长期运行的要求仪表重要的性能参数将在仪表详细说明中提及2.2 通用技术指标环境条件：所选仪表均适应当地地区的气候环境和海拔高度湿度：5%～85%；仪表防护等级：户外安装仪表（变送器）：≥IP65水下安装仪表（传感器）：≥IP68；电源：AC220V±10%，50Hz±2%或DC24V；输出信号：标准输出电流信号DC 4-20mA或1～5V。
标准输出接点为无源常开接点，接点容量为AC 220V/5A以上；防腐：仪表有防腐涂层；阻抗：仪表负载＞70Ω连接：仪表传感器与工艺管道连接有密封装置，螺纹或法兰连接符合GB标准电缆:仪表传感器及变送器之间的连接电缆选用仪表制造厂原配电缆；接地：所有仪表外壳可靠接地2.3 仪表性能表述2.3.1 溶解氧仪2.3.1.1 技术参数测量电极：覆膜式电流法测量范围：0-20mg./L分辨率： ±0.2 ppm漂移： 无漂移温度补偿：内置温度传感器Pt1000－－温度补偿工作温度：0~40 ℃防护等级：IP68安装方式：浸没式专用电缆：10m变送器测量精度：±0.2%自动功能：现场操作、自诊断补偿： 自动温度补偿范围：0~50℃数据状态显示：LCD数码显示输出内容：1路溶解氧值信号， 1个故障报警信号信号输出：4~20mA环境温度：－10~55 ℃防护等级：IP65传感器安装方式：浸没式变送器安装方式：墙挂式2.3.2 污泥浓度计2.3.2.1 技术参数原理：双光束近红外光/散射光测量范围： 0.001～20g/L， 材质：蓝宝石光学检测镜片，外壳PVC可更换的刮刷式清洗装置；温度补偿防护等级：IP68；安装方式：浸没式；精度：测量值的±1%；工作温度：-10℃～55℃；显示：LCD液晶显示屏，具数据存贮功能，具有中文菜单显示；现场操作输出信号： 0/4~20mA DC电源：180 ~ 260VAC，50/60Hz；防护等级：IP65；安装方式：壁挂/面板安装；2.3.3 PH计2.3.3.1 传感器测量范围：0~14pH/-5~95℃；内置温度补偿安装方式：浸没式；防护等级：IP68； 2.3.3.2 变送器精度：0.1%；工作环境：-20-60℃，0~95%相对湿度，无冷凝；重现性：0.1% ；自动温度补偿；显示：LCD液晶显示屏，可现场显示PH测量值和温度值，中文操作菜单；输出：两路0/4～20mA输出（pH和温度）；防护等级：NEMA4X，IP66；电源：180～260VAC，50/60Hz；安装方式：壁挂/面板/管道式安装；2.3.4 总磷/总氮/COD三合一分析仪2.3.4.1 测量原理原理：要求在线总磷.总氮分析计TN为过硫酸盐120ºC分解.吸光光度法（220nm ）；TP为过硫酸盐120ºC分解.吸光光度法(880nm).COD用UV加过硫酸盐氧化水样通过紫外光测定，自动清洗和标定，打印滴定曲线和测定值，采用触板对话，可根据需要设定监测频率。
2.3.4.2 主要技术参数测量参数：COD、IP、TN三种COD参数：0～500mg/lTP参数：0～10mg/lTN参数：0～50mg/l分辨率;TN:0.01mg/L、TP: 0.01mg/L、COD:0.1mg/L显示：LCD记录：数据内存（可保存1年）自动打印记录精度：±3%F.S供电方式：220VAC；50Hz输出信号：4~20mA输出，带报警仪器尺寸：450×380×1430mm（W×D×H）安装方式 ：室内安装3 施工组织设计咸丰县污水处理厂仪表自控安装工程，具有工程量大、自动化程度高、工程紧、质量要求高等特点，是一个复杂的系统工程，针对这些特点进行科学的施工组织设计、制定合理的施工计划、确定可行的施工方案、合理调配施工人员及施工机具、确保工程款的使用到位、供货范围内的主辅材、设备按时进场及建立和严格贯彻科学的质量保证体系，是保证本工程优质、高速完成的必要前提3.1 项目组织机构依照本公司项目的管理模式，本项目一旦中标即成立工程项目经理部，指定项目经理，对项目成本、质量、进度全面负责，下设项目工程师、计划协调、质量控制、安全保卫、财务管理、材料采购等专职责任人整个工程项目将依照我公司《工程项目管理制度》和《安全责任实施细则》等有关制度进行严格有效的动态管理。
3.1.1 项目经理部职责项目经理部是工程项目管理的组织机构，负责工程项目从开工到竣工的全过程生产、施工及经营的管理；是项目经理的办事机构，为项目经理提供决策信息，向项目经理全面负责；协调部门之间及管理人员的关系3.1.2 项目经理的职责l 贯彻和执行国家和工程所在地政府及上级的有关法律、法规和方针政策，执行本企业的各项管理制度l 严格执行与总包单位签订的承包合同，是公司派往本工程的全权代表l 严格财经纪律，加强财经管理，正确处理国家、企业与个人的利益关系，合理、高效的安排使用工程款l 执行项目承包合同中项目经理负责履行的各项条款l 对工程项目施工进行有效控制，执行有关的技术规范和标准，积极推广将用新技术，确保工程质量和工期，实现安全文明生产l 综合协调并处理好与业主、设计单位、监理工程师、总包单位及其它分包单位和相关管理部门的关系3.2 施工前的准备工作l 仪表自控系统的安装调试是一门专业性很强的工作，我公司将挑选专业技术水平高且具有丰富实际经验的项目工程师加入项目经理部充分理解掌握设计意图和全部技术要求，及时向业主和设计单位提出疑问和合理化建议，参加技术交底会项目经理将召集、组织本项目专题技术会审，邀请本公司质保部、工程管理部、工程技术部等有关人员参加，共同在项目工程师预先消化施工技术文件的基础上会审施工图，编写出材料分析单，提出关键部位的质量控制要求和安装调试的注意事项，明确施工工艺、安装标准及检查标准。
l 在充分消化施工图纸的基础上，制订本工程的工程项目实施计划，如施工进度计划、施工设备计划、劳务计划、资金需用计划、主辅材及设备供将计划等根据本公司的管理制度，主材及设备的采购由公司级物资部门负责完成，严格按图纸和业主要求及时组织供货，旨在把住工程供货的质量和成本关安装辅材根据本公司库存及施工现场的情况，可交项目经理部当地采购并承担质量责任l 指派有关人员勘察现场，配合土建和其它有关施工单位，检查与确认相关预留、预埋工作，与业主及总包单位商定住宿、施工用水、电及现场加工场地、仪表调校室等生活、生产设施，办理进场前相关手续l 接业主进场通知后，项目经理根据施工进度计划的安排，带领施工人员及物资分期分批进入现场，安装工作由点到面逐步展开3.3 自控系统的安装l 设备现场开箱检查时，我方将派工程技术人员会同业主及有关方面人员一起进行开箱检查，严格按照施工图纸及有关合同核对产品的型号、规格、铭牌参数、厂家、数量及产品合格证书，作好检查记录，发现问题后将及时配合主业作好更换或索赔工作l 安装前认真消化施工图和仪表设备的技术资料，对每台仪表设备进行单体校验和性能检查，如耐压、绝缘、尺寸偏差等，向业主通报并配合其工作。
l 严格按照施工图、产品说明书及有关的技术标准进行仪表设备的安装调试仪表设备的安装可在工艺设备安装量完成70-80%后开始进行进场后首先开展的工作将该是取源部件的安装，特别是工艺管道上的取源部件的安装，如取源接头、取压接头及流量测量元件等取源点、取压点及流量检测元件的安装位置将满足设计要求，不影响工艺管道、设备的吹扫、冲洗及试压工作l 因为本工程施工专业多，人员复杂，而仪表属于精密贵重的测量设备，因此将该注意仪表设备（含传感器、变送器）的安全，选择恰当的安装时间在仪表设备整体的安装前将首先作好准备工作，如配电缆保护管、制作安装仪表支架、安装仪表保护箱等工作在工艺设备、土建专业的安装工作基本结束，现场人员比较有序的情况下，进行仪表设备安装l 隐蔽工程、接地工程均将认真做好施工及测试记录，接地体埋设深度和接地电阻值必须严格遵从设计要求，接地线连接紧密、焊缝平整、防腐良好隐蔽工程隐蔽前，将及时通知监理工程师或业主进行验收检查，验收合格后方可进行隐蔽l 电缆敷设前必须进行绝缘电阻测试，并将测试结果记录保存将将动力和信号电缆分开敷设，保持安全距离，防止电磁干扰屏蔽电缆的敷设要保证屏蔽层不受损坏，屏蔽层单端接地且接地良好。
电缆敷设中的隐蔽工程，必须有完整的记录电缆两端必须挂号码牌电缆敷设及接线时将留有余量，接线时芯线上将套有号码管l 计算机和PLC的安装，原则上由专业技术人员实施，严格执行操作规程l PLC模块安装后，首先离线检查所有电源是否正常l 离线检查PLC程序，逐一检查模块功能及通讯总线、站号，设定及其它控制功能l 检查DI、DO、AI、AO接口，检查各路各类信号是否正确传输，将特别注意高电压的窜入（如220VAC信号），以免损坏模板l 上位机安装到位后，检查网络联接情况、上下位机之间的通讯情况、网络总线的安装及保护情况l 每个单项工程完工之后，均按有关标准自检，及时做好施工测试、自检记录，同步制作竣工文件及竣工图，为工程验收做好准备3.3.1 水质仪表安装方案l 水质仪表的安装较为简单，如溶解氧仪、酸度计等，仅需要将测量介质引到仪表传感器或将探头浸入被测介质中，但在安装过程中仍需要注意以下几点：l 仪表传感器要尽可能靠近取样或最能灵敏反将介质真实成份的地方，取样管采用小口径管，尽量缩短从取样点流到传感器的滞后时间采样管是检测仪表专用管，尽量不分叉和转弯，以保障水压稳定，有利检测仪显示值稳定l 仪表安装环境要保证良好的采光、通风，避免阳光的直接照射，不将受异常震动和冲击，要排除受到水、油、化学物资溅射或热源辐射的可能性。
l 水质仪表传感器的进水口出水口要用软管连接，不要用钢管硬性连接，以免损坏探头且不利于日常维护l 安装过程要轻拿轻放，严禁碰撞探头l 传感器至变送器将用与仪表配套的专用电缆连接，中间不能有接头l 仪表在使用前都必须标定3.3.2 控制系统的调试计算机控制系统调试前，将会同其他有关专业技术人员共同制定详细的联调大纲，并报业主及监理工程师批准根据我们的工作经验和体会，将全面充分地了解控制方案和须实现的控制功能要求，使控制软件合理、适用，满足生产工艺需要调试中，我们将发挥专业英语、自控理论、仪表技术和工程管理实践经验的优势，与业主密切配合，共同讨论调试过程中出现的问题和关键技术调试时将派出各专业技术人员进行系统联调调试前进一步认真阅读有关产品说明书，依据设计图纸及有关规范，精心组织调试并仔细检查安装接线是否正确，电源是否符合要求对所有检测参数和控制回路要以图纸为依据，结合生产工艺实际要求，现场一一查对，认真调试，特别是对有关的控制逻辑关系、联锁保护等将给予格外重视，注重检测信号或对象是否与其控制命令相对将调试时要充分将用中断控制技术，当对某一设备发出控制指令时，及时检测其反馈信号，如等待数秒钟后仍收不到反馈信号，则立即发出报警信号，且使控制指令复位，保护设备，确保生产过程按预定方式正常运行。
在各仪表回路调试和各个电气控制回路调试包括模拟调试完毕的基础上，进行工段调试，完毕后再进行仪表自控系统联调系统联调是整个工程中最关键、最重要的一个环节，联调成功是整个污水厂投入正常运行的重要标志在联调过程中，将启动系统相关程序，逐一检查各回路、状态、控制是否与现场实际工况。
