污水处理工程监控通讯系统 52页

'污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书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47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书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1147浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书3.3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278.1CCTV监视系统构成原理278.2选用产品技术性能278.3CCTV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299.2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3547浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书10.3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3711.1PLC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47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书第一章用户需求分析环境保护课题是关系到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：l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。l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。l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。l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。l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、调试。l无偿技术培训、1年质量保修、10年售后服务与支持。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书1.2关于系统结构的要求l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。l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。l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。l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。l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。l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。l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l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。l主控中心、分控中心和现场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。l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。l工业交换机：接口RJ4510/100M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FlashROM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。1.4关于主控中心与分控中心的要求l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。l47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书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数的变化、设备状态和运行管理。l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，及时掌握各个环节发生的各种情况。l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。l提供友好的人机界面。l显示并处理各个污水泵站的信号。l及时控制各个污水泵站的可控设备。l维护人员信息管理及派工单调度。l污水泵的流量及累积运行时间的统计。l数据存储及用户报表设计和打印。l污水泵站与地理信息相结合的模拟屏显示。l多种报警信号不同形式（光、声、BP机报警）的表现。l能实现监控系统的相关联动。l可进行报警优先级设定。1.2关于应用软件平台的要求l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ForWindowsNT的软件系统。l系统中的硬件和软件都具有充分的可扩展及升级能力。l系统软件具有友好的汉化图形用户界面。l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。l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。l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。l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。l有完善的作图功能，图形逼真，画面切换快捷。l数据完整性达l00％，内部数据库总量应大于5000点。l具有数据报警、速率报警及偏差报警等多种报警措施。l具有多种数据类型及数据类型的转换功能。l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。l具有动态数据交换、关系数据库连接和I/O服务程序。l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。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书1.2关于主控硬件系统的要求l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：lCPU：至少16位处理器，采用FlashPROM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。l内存：至少256KBRAM(指CPU本身的内存)，带有锂电池实现断电保护。l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。l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。l采用统—的背板总线，速率至少为70M。l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170~276AC。l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。l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。lPLC所有模块通道刷新时间或响应时间均不超过1ms。lPLC的组态、编程应为全集成的软件(包括网络驱动程序)，基于WindowsNT并符合IEC1131-3标准。1.3关于污水泵站监控的要求l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，减少泵房尺寸和照明、通风、采暖费用，减少辅助用房。l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。l泵出口管压力测量、隔栅前后液位测量、出水总管流量测量。l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。l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；l实现故障自诊断及保护措施，实现维护人员的自动呼叫；1.4关于检测仪表的要求l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。1.5关于模拟屏显示系统的要求l屏面构造：25mm×25mm镶嵌式阻燃塑料马赛克本色化地图屏。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书l主控室模拟屏尺寸：(12500×3500×550)mm。l分控室模拟屏尺寸：(6000×2600×550)mm。l接口形式：RS-232/RS-422。l刷新时间：小于10s。l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。l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。1.2关于工业电视监视系统的要求l对污水处理工程干线上所有13座泵站实行电视监控。l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。l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。l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。l电视视频图像记录在视频监控计算机的硬盘上。1.3关于电话通讯系统的要求l数据、视频、语音三网合一，电话网共享光纤网络资源。l主控室、分控室交换机各一套，用户电话机100部。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书第二章系统结构2.1结构特点根据系统要求以及有关技术功能描述，我们结合以往工程经验，进行了详尽的用户需求分析，做出完整的、性价比优良的监控通讯系统技术方案。本污水处理工程监控系统结构如图1所示。特点为：l技术先进。基于冗余光缆环和快速工业以太网交换机构成冗余快速光纤以态环网。数据、视频、语音三网合一。l开放性好。由主控中心、分控中心、泵站监控系统与污水厂现场分控站各子系统构成。系统结构清晰，具有良好的扩充能力和高度的可靠性与容错性。可以方便地扩展上层优化与管理计算机系统。l可靠性高。网络：冗余光纤以态环网，工业交换机，高MTBF；PLC：冗余电源，I/O隔离，模块支持带电插拔，高MTBF；监控系统：操作站/工程师站互为冗余，软件自诊断自恢复；监视系统：设备运行监视；模拟显示系统：高亮长寿发光元件等材料。l功能强大。实现“五遥”，集成控制、监视、通讯与管理，扩展决策支持与运行优化。l服务优良。基于Internet构造电子服务系统，提供迅捷、高效、优质的技术服务与技术支持。l性能价格比高。2.2通讯系统结构与功能说明本项目中，通讯系统承担着主监控中心、分监控中心、各个泵站、现场分控站之间进行视频信号、音频信号、云台控制信号、工业控制信号传输的重任。污水处理工程在地域上跨度较大，主、分监控中心相距又较远，加之需要监控和数据采集点较多，通讯系统的可靠性和传输效率就显得尤为重要。因为传输视频和语音信号对链路的带宽以及传输的实时性有着很高的要求，所以合理地选取链路的拓扑结构和通讯手段是以高性价比实现系统功能的关键。根据本项目的技术要求，可将通讯系统在结构上分为网络链路、监控系统和电话交换系统三部分：l网络链路是通讯系统的物理介质，用以实现视频、音频和控制数据的传输。它包括光纤和工业交换机两部分。光纤具有传输容量大、传输距离长、抗电磁干扰、保密性好等优点，可用于长距离大容量传输图象、语音等实时性要求很高的数据。工业交换机用于网络上的数据交换，为光纤提供光接口。工业交换机与普通办公用的交换机的区别在于，工业交换机除了具备普通办公用的交换机的通用功能外，还具备工业生产控制领域对数据交换的特殊要求：强实时性与高可靠性。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书l监控系统实现视频监视、云台和摄像镜头的控制、RTU数据采集和控制，同时提供与工业以太网的接口。l电话交换系统包括电话机、程控交换机、语音网关。其中，语音网关是实现语音通过以太网传输的转换设备，同时具备关守职能，提供IP电话的地址解析。为了实现污水处理工程对监控和数据传输的要求，网路拓扑采用环网，通过具有冗余管理功能的工业交换机，形成冗余光纤环网。冗余光纤环网具备对链路单点故障冗余，一旦发生故障，数据传输立刻切换到反向线路上，切换时间极短，不会导致通讯线路的中断，为工业操作控制提供了可靠的安全保障。另外，通过工业交换机的100Mbps接口，将光缆连接成100M冗余光纤环网，为网上传送视频、音频信号和数据信号提供了充足的带宽。假设同时传输5路视频（352*288CIF,25帧/s）与5路语音，16部电话同时通话，所有控制信号（开关量8192点/s，模拟量2048点/s，状态量2048点/s），计算网络通讯量约为60MBPS。证明100MBPS网络完全可以满足要求。视频和语音信号通过网络传输，主要问题是有较大的时延，因而数据压缩技术是保证实时传输的关键。通过使用成熟的视频压缩工具，采用H.323标准，将监视点的视频信号以高压缩比压缩打包，再通过以太网传输，就能克服了视频传输的瓶颈。此外，通过使用专业的视频监控管理软件，以点对点的方式接受视频数据，可以得到流畅清晰的彩色画面。语音传输也同样需要经过高效压缩后再传送。例如，主监控室的电话模拟信号从程控交话机传送到语音网关，网关采用H.323标准将语音数据打包，并通过地址解析，将语音数据通过以太网发送；在污水厂的网关，语音信号按逆向程序被解开，然后送到接受端，就实现了在主、分监控室之间拨打IP电话，由于通话走的是企业内部的局域网，不经过市话网，故不产生话费。泵站可采用IP电话机，直接连入以太网，拨打IP电话。由于采用了高效的数据压缩技术，视频信号和音频信号可以通过光纤以太网同步传送，且互不影响；另外，控制数据所占带宽很小，也可在光纤网上同时传输，从而实现了三网合一。三网合一的实现，充分利用了企业局域网，为企业日常营运降低了成本，其经济效益是巨大的。2.1主控中心与分控中心结构与功能说明2.1.1主监控中心主监控中心负责对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，并与分监控中心通讯。主监控中心由监控计算机系统、工业电视监控系统、远程泵站控制系统以及通讯系统等组成，配置有一台服务器，一台视频监控计算机，一台工程师站和一台操作员站，一台彩色打印机和一台黑白打印机，一套模拟屏显示系统，一台投影机及投影屏幕，一台UPS及电源防雷系统。l服务器装有功能强大的数据库，为数据存储、管理等提供服务，同时可实现网络安全管理，并提供web服务；可以充分利用Internet丰富的网上资源，基于浏览器，扩展管理计算机、移动计算机，甚至手机。信息交流无所不在、无所不能。l47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书主监控中心设置一台操作员站，上面装有组态软件运行版，用于操作员进行生产管理、操作，另外设置一台工程师站，除可用于操作员操作外，同时装备有组态软件开发版，进行系统开发、参数修改等。而且，操作站与工程师站可互为热备操作。l工程师站连有彩色喷墨打印机一台，可打印精美的报表文件。操作员站连接有黑白激光打印机，可打印日常文件；l视频监控计算机为视频监控系统的核心，可观察各监视点图像并控制摄像机及云台转动；l视频监控计算机与过程监控计算机可以实现联动。当RTU检测到异常点，可通过视频监控计算机，命令视频编码与控制器VIP，调用与相关设备对应的云台位置及摄像机焦距信息，迅速定位并监视相关设备。l模拟屏显示系统采用串行通讯方式连接，9600BPS，计算机处理负荷较轻，单独设置一台模拟屏控制计算机负责显示输出并不经济，本方案中，由视频监控计算机同时负责对模拟屏显示系统的操作。视频监控计算机，配置具有隔离与ESD保护功能的工业双RS-422/485通信卡，相比较RS-232串口，可以显著提高通讯抗干扰性和可靠性。l在模拟显示系统中，在模拟屏的左侧设计放置一台电动投影屏，配置一台高流明度投影仪，其输出由视频监控计算机上的双头显示卡副口驱动，可以大屏幕120寸显示系统监视与监控图象，充分利用最新科技技术，体现视觉美观和实用性。l由于视频监控计算机需存储大量图像，因此对其硬盘容量提出较高要求，且为了适应视频监控、驱动模拟屏显示的任务，视频监控计算机选用配置较高的服务器。为此，我们采用大容量硬盘阵列，3块33.6G硬盘，热插拔，总容量达100G。并保留扩展空间，可以今后扩展3-9块。l在我们的体系结构中没有使用MRTU，MRTU作为主从式通讯方式中的主站，所有RTU数据都需要经过MRTU，从而使MRTU会成为整个监控系统可靠性的瓶颈，大大降低整个系统的可靠性。而本方案中所有RTU直接连接于光缆环网，操作站与工程师站通过光缆环网、设备驱动程序直接与RTU通讯或操作，并互为冗余，保证了系统可靠性。l服务器配置SCSI热插拔硬盘，光盘刻录机，视频监控计算机所记录的视频信息，通过热插拔硬盘，在服务器刻录为光盘，便于记录与科学管理。2.1.1分监控中心为了保证污水处理过程的安全可靠和生产的连续性，提高自动化水平，并适应氧化沟污水处理工艺，控制系统采用PLC。分监控中心设服务器、工程师站、操作员站、视频监控计算机、打印机、UPS电源、模拟屏、投影仪，对工艺设备实施自动控制并对生产过程中的工艺参数进行数据采集，现场为3个现场RTU。工程师站对整个系统进行开发，参数修改等；操作员站，可通过各种画面监视全厂工艺参数变化，设备运行情况、故障发生情况。显示器中的画面包括：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，两台计算机处于热备状态。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书分监控室内设两台打印机，其中一台为彩色打印机，可随时打印所需要的各种资料以及图形，并可定时打印日报、周报、月报表等，另一台为黑白打印机。根据污水处理的分区在厂内设数个现场控制站，分别负责水区、泥区和排海泵站的工艺参数的采集、设备运行和控制等。l分监控室设置一台服务器，提供数据存储、管理功能，这可大大提高系统运行的可靠性与安全性，同时负责厂区内网络管理，提供web服务；l分监控室设置一台操作员站，上面装有组态软件运行版，用于操作员进行生产管理、操作，另外设置一台工程师站，除可用于操作员操作外，同时装备有组态软件开发版，用于对整个系统进行开发、参数修改等。利用操作站所运行操作系统的多任务、多用户性，用这两台机器可完全实现互为热备操作。一般来说，工程师站并不会有非常频繁的设计工作，这样可保证在通常生产情况下，有两台机器可用于生产操作，这样仅用一台操作站和一台工程师站的方案就完全实现控制系统的可靠性要求。l操作员站和工程师站均各配备一台21寸彩显，可实现对计算机控制系统所要求的显示功能。l与主监控系统类似，在分监控系统的模拟显示系统右侧设置一块电动投影屏幕及高流明度投影机，其输出由分监控系统的视频监控计算机控制。l模拟屏显示系统采用串行通讯方式连接，9600BPS，本方案中，由视频监控计算机同时负责对模拟屏显示系统的操作。视频监控计算机，配置具有隔离与ESD保护功能的工业双RS-422/485通信卡，相比较RS-232串口，显著提高通讯抗干扰性和可靠性。l模拟屏显示系统不适合用PLC来直接控制，由于模拟屏上有大量的LED灯需要驱动，则需要大量数字输出及驱动，而且数值显示量通过通讯下达到PLC，PLC转换为模拟量，再经数显表转化为数字量显示，既非常繁琐、效率低下，也无必要。2.1工业电视监控系统CCTV电视监控是完善泵站和污水处理厂监控系统的重要手段之一，设在泵站的各监视点采用进口高清晰度彩色摄像机及电动三可变镜头，并配以云台，可将各泵站和处理厂的图像信号显示在监视器上。通过视频监控计算机调整云台和变焦镜头，可清晰地查看到泵站内设备运行情况。视频、语音信号和云台控制数据由VIP(VideoIP)发射机打包，按TCP/IP协议在以太网上传送实时视频，重要图像可由视频监控计算机在磁盘存储记录以备查。分监控室设视频监控计算机，在污水厂的各监视点设进口高清晰度彩色摄像机、电动三可变镜头且配有云台，视频信号通过光纤以太环网输出到视频监控计算机，将处理厂内各工段监视图像显示在视频监控计算机的21”显示器上或投影仪，通过视频监控计算机的视频监控软件调整云台和变焦镜头，可清晰地查看到各监视点设备运行情况，同时重要图像可由硬盘记录图像备查。各监视点的视频信号通过主、分监控室间的高速以太网交换机送到主监控室。lCCTV监控系统包括摄像机、镜头、配套云台、云台编码器、VIP和视频监控计算机。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书l运行于主、分监控室视频监控计算机的视频管理软件PROVILOOK可以切换查看各监视点图像，灵活方便地控制泵站和污水厂摄像机云台的转角和仰角，控制泵站摄像机的焦距，可以宏观和微观地监视泵站和污水处理厂的实时运行图像。l2.1模拟屏显示系统模拟屏采用地图屏显示方式，动态流动光带流动显示污水总管，高亮LED三色显示各泵站的泵组、闸门、格栅机等设备的运行状况，数码管显示各泵站的液位、流量、总管压力等参数，并显示时间、天气。模拟屏配置和特性：屏面尺寸：12500×3500×550mm接口形式：采用RS-422/RS-485接口以提高串口通信可靠性和抗干扰性。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。主监控室配置一台高流明度投影机及150寸电动投影屏幕，用于灵活显示视频监控信号、工艺流程或重要画面。同时在分监控室内设一块大型模拟显示屏，屏面尺寸为6000×2600×550mm，显示全厂工艺流程和各个工艺设备的运行状态和故障状态，模拟屏显示由视频监控计算机控制，分监控室同时设高流明度投影机一台和100寸电动投影屏幕，以方便显示监视点视频信息、工艺流程或重要画面。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书第三章污水处理厂控制系统构成与配置3.1控制系统的构成污水处理厂内设有数个现场控制分站，分别负责水区、泥区和排海泵站的工艺参数的采集、设备运行的控制。l现场控制站的RTU采用国际知名公司的PLC。l每个现场控制站均配有摄像机、镜头和云台，经VIP编码实现视频监控。l每个现场控制站均配有电源防雷保护器。l每个现场控制站均配有不间断电源UPS。3.2控制方案3.2.1污水厂监控系统的控制方式本监控系统为二级分布式控制系统，中央计算机为第一级，污水厂的RTU控制器为第二级，采用分散控制、集中管理的方式，从控制方式上看，可以分为三级控制：人工控制、RTU自动控制、计算机远程遥控，下面分别加以说明。一、人工控制当污水厂处于检修、手动工况时采用人工控制方式。操作人员通过污水厂操作台上的操作按钮，启动或停止相关的设备，RTU只检测设备的运行工况、生产数据和故障判断，并送中央控制计算机进行显示，不进行故障保护控制。二、自动控制就地RTU采集现场数据(如液位、流量、压力和溶解氧浓度等)，经分析处理，自动控制现场的机械设备如阀、格栅、转碟和泵等。它主要包括：RTU对氧化沟溶解氧浓度的自动控制，RTU对机械格栅清污的自动控制，RTU对回流污泥的自动控制，故障监测和保护控制。其详细的控制策略见下一节。三、计算机远程连接方式操作人员在中央监控计算机上通过盘发布控制指令至各个现场RTU控制器，远程遥控各现场设备的工作。3.2.2污水厂监控系统的控制策略污水处理系统是一个系统工程。首先应着眼全局制定出整体控制策略，而对局部的重要参数又要有具体的控制方案。本项目提出如下方案：3.2.2.1整体控制策略污水处理系统的基本目的是收集污水并加以处理后排水出海。因而从整体角度，其控制策略主要包括三个方面：47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书l在整个流程中必须做到物流平衡——物流平衡控制。l排海污水应满足排放质量——质量控制。l应确保整个污水处理系统的安全运行——安全控制。1)物流平衡控制物流不平衡，一定会造成局部地区的满溢和抽干，进而引起更大事故。物流是否平衡即反映在液位。因而本设计中，除污水厂中个别装置是通过溢流维持液位外，所有液位（或泥位）均设置了控制系统。在物流控制中往往还有物流变化尽量平稳的要求。如6号泵站的下游是污水处理厂。为了取得良好的污水处理效果，希望6号泵站的排水流量尽量平稳。为此本项目在设计6号泵站液位控制系统时作了特殊考虑，使在新启动一台泵时，出口电动闸阀联动以减少流量的突变。2）质量控制这主要反映在对污水处理厂的控制上，如氧化沟中的溶解氧控制，活性污泥回流比控制，排海泵站pH、COD/BOD、SS和TP的控制等。原则上讲这些指标通过检测均能实现自动控制。但目前限于控制手段，极大多数指标仅处于自动监测、人工操作阶段。本方案设计有氧化沟溶解氧自动闭环控制，活性污泥回流比自动控制。3）安全控制这包括工艺过程的安全运行和设备的安全运行两个方面。前者如高水位、高泥位报警，低水位、低泥位停机泵等；后者如电机过载、缺相、轴温超高、泄漏等的报警和保护。3.2.2.2氧化沟溶解氧控制一座氧化沟设置有3台溶解氧分析仪，18台转碟（其中6台可变频调速）。溶解氧的控制可有两种方案：一种是由2台可调速转碟和4台二级调速转碟与一台溶解氧分析仪组成一套控制系统，这样一座氧化沟有三套控制系统。另一种方案是对3台溶解氧分析仪的检测信号先进行前置处理，包括信号可靠性分析和信号平滑滤波等，得到一个较为正确的平均信号值。然后按此值同时去控制6台可变频调速的转碟和12台二级调速转碟。第一种方案，调节响应较快，也有利于整个氧化沟中溶解氧的均匀分布，但对溶解氧分析仪的可靠性要求较高，必须每台正确。而第二种方案则相反，只要其中一台溶解氧分析仪可靠即能实现正常自动运行。由于二种方案各有利弊，本方案在PLC软件中兼有这两种方案，在运行时可由操作人员切换设置。（图见下页）3.2.2.3初沉池污泥泵房前池泥位控制初沉污泥泵房共两座，每座泵房内设两台进泥泵。进泥管上各设一个进泥阀，泵房前池内设置高低泥位开关。泵房前池泥位控制策略为：按时间周期控制泵和阀的启停。而时间周期的设定修正有两种方式：①人工设定；②按泥位开关的动作来作出修正。如下图所示：47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书进泥泵运行时间示意图氧化沟溶解氧控制示意图若高位开关动作，一方面立即启动第二台泵，另一方面修正时间周期的设定，使间隔△T减小（△T可“正”可“负”，“负”表示两台污泥泵同时运转）。若低位开关动作，则相反。3.2.2.4回流污泥控制回流污泥系统把二沉池中沉淀下来的绝大部分活性污泥再回流到氧化沟，以保证氧化沟中有足够的微生物浓度。回流污泥量和回流比是活性污泥系统的重要工艺参数。这里的回流比R是指回流污泥量Qr与入流污水量Q之比，即。回流系统的控制有三种方式：①保持回流量Qr恒定；②保持回流比恒定；③定期或随时调节回流量Qr及回流比R，使系统状态处于最佳。第①种方式只适用于入流污水量Q相对较稳定的情况。若Q变化较大，会出现一系列的问题。它导致活性污泥量在氧化沟和二沉池内的不合理分配。而若能保持回流比R恒定（即第②种方式），在剩余污泥排放量基本不变的情况下，可保持活性污泥浓度、有机负荷以及二沉池内泥位的基本恒定，不随入流污水量Q的变化而变化，从而保证相对稳定的处理效果。第③47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书种方式是一种比较理想的方式。如利用回流污泥浓度RSS和混合液浓度MLSS来调节回流比，。第③种控制方式的缺点主要在于操作上的复杂性以及可靠性的降低。如由于控制系统中直接引入污泥和混合液的浓度信号，故大大提高了对浓度计可靠性的要求。本标采用第②种和第③种相结合的方式。将整个控制任务分成二部分：一部分是恒定回流比控制；另一部分是回流比设定值修正。l恒定回流比控制该方案需测取污泥回流量和入流水量，操纵手段是调节回流污泥量。该系统在“过程控制”中属于“比值控制”的范畴。为了避免除法器的非线性造成控制系统稳定性的变化，不宜采用直接计算比值组成比值单回路控制的方式。而宜采用乘法器的方案，即将回流比设定信号与入流流量Q相乘后作为回流污泥控制回路的设定值。l回流比的设定值修正回流比的设定值可由人工设定，也可由浓度计按上面算式的计算值Rr来设定。当确信计算值Rr合适时，可实现在线修正回流比的控制。当对计算值Rr不够确信时，则加入人工判断后定时修正设定值。其原理图如下。活性污泥回流比控制示意图3.3选用产品技术性能污水厂控制系统的仪器仪表产品技术性能见附件。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书第四章泵站控制系统构成与配置4.1控制系统的构成污水处理工程控制系统共有11个提升泵站。l每个泵站均由RTU进行实时数据采集和控制。l每个泵站的RTU配有IP电话机，实现电话通讯功能。l每个泵站均配有摄像机、镜头和云台，经VIP编码实现视频监控。l每个泵站的RTU均配有电源防雷保护器。l泵站的控制系统测点图见图4－1至图4－17。l泵站的控制系统结构图见图4－18。由于1＃～6＃泵站的电气设备较多，我方建议通过智能巡检仪、智能电量参数综合检测仪或PLC构成一个智能低压供、配电系统，并通过RS485与RTU通讯，实现对电气设备的检测与控制。该智能低压供、配电系统的功能有①负荷管理：包括电能量分时、分段累计，根据用户要求计算网内电费，根据电网状况自动分配负荷，谐波分析；②保护和报警：测量量限值报警，事故报警和系统事件报警，事件顺序记录，故障录波，保护整定和保护数据读取，故障诊断；③信息统计：报表生成、编辑、打印，开关分合、接触器动作次数统计；④维护与检修：根据设备的实际使用时间、动作次数，合理安排检修计划、发出检修提示，远方计算机通信和系统远程维护。4.2控制方案4.2.1泵站监控系统的控制方式本监控系统为二级分布式控制系统，中央计算机为第一级，各泵站的RTU控制器为第二级，采用分散控制、集中管理的方式，从控制方式上看，可以分为三级控制：人工控制、RTU自动控制、计算机远程遥控，下面分别加以说明。一、人工控制当泵站处于检修、手动工况时采用人工控制方式。操作人员通过泵站操作台上的操作按钮，启动或停止相关的设备，RTU只检测设备的运行工况、生产数据和故障判断，并送中央控制计算机进行显示，不进行故障保护控制。二、自动控制就地RTU采集现场数据(如液位、流量、压力等)，经分析处理，自动控制现场的机械设备如泵，阀和格栅等。它主要包括：RTU对闸门和启闭机的自动控制，RTU对机械格栅清污的自动控制，RTU对泵的自动控制，故障监测和保护控制。其详细的控制策略见下一节。三、计算机远程连接方式47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书操作人员在中央监控计算机上通达键盘发布控制指令至各个现RTU控制器，远程遥控各现场的设备工作。4.2.2泵站监控系统控制策略一、栅渣清除控制栅渣是格栅上的拦截物。及时清除栅渣是保证过栅流速在合理范围内的重要措施，从而能够使格栅最大程度地发挥拦截作用，保持最高的拦污效果。格栅除污机的控制除手动现场开停外，RTU控制器可实现以下几种控制方式：①按时间周期启停。②按格栅前后液位差来决定启停。当液位差超过某个数值（如0.2m）时，启动格栅除污机；液位差小于某个值（如0.1m）时，停格栅除污机。③当液位差低于某个值时，按时间周期启停，而当液位差高于某个值时立即启动并连续运行，直到液位差达到正常范围，格栅恢复按时间周期运行。第①种控制方式与液位差计的运行情况无关，可靠性高，但它对污物负荷的变化适应差。②、③两种控制方式能适应污物负荷的变化，但需确保液位差计的良好运行。以上几种控制方式可由操作人员按实际情况进行设置。另外，格栅除污机与螺旋输送压榨机联动运行。在启动格栅机的同时启动螺旋输送压榨机。在格栅机停止后，螺旋输送机再运行一段时间，如0～20秒（可调）后停止。而螺旋输送机停止工作后，压榨机再运行一段时间，如0～120秒（可调）后停止。其控制方案示意图如下。栅渣清除控制示意图二、泵的控制一个泵站往往有多台机泵，其运行操作应考虑以下447浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书个原则：第一是保证抽水量和进水量一致，即来多少抽走多少。如来水量大于抽升量，上游又没有及时采取溢流措施，则可能淹泡格栅间；反之，如来水量小于抽升量，则有可能使水泵处于干运转状态，损坏设备。第二是应保持集水井高水位运行，这样可以降低泵的扬程，在保持抽升量的前提下降低能耗。第三是泵的开停次数不应过于频繁，否则易损坏电机并降低使用寿命。第四是泵组内每台泵的投运次数和时间基本相等；本控制方案即遵循这4项原则设计。本污水处理系统共13个提升泵站（其中2个缓建）。它们分两种情况：一是拥有变频调速器，可以对泵进行变频调速的泵站，一是只能对泵进行开/停操作的泵站。泵的控制在过程控制中属于“分程控制”的范畴，现根据上述两种泵站的情况介绍设计思想。①拥有变频调速器的泵站1）在水位区域中确定“控制低位”和“控制高位”。在“控制高位”的上方设置“报警高位”，在“控制低位”的下方设置“报警低位”。2）将液位信号送入PLC。PLC按液位高低按比例调整转速。在“控制高位”时使调速泵接近95％“全速”；在“控制低位”时使调速泵接近5%“全速”。3）当液位到达“控制高位”时（也即调速泵达95％全速时），由PLC自动增加启动一台非调速泵，并计时。在经历一定时间后（应略大于液位对新启动泵的响应时间），若液位依然大于等于“控制高位”，则再增加启动一台泵。4）在液位下降时，则相反。5）在启停何台泵时应遵循每台泵的投运次数和时间基本均匀的原则，一般是先开先停，后开后停。6）用于控制的液位信号是液位检测信号的滤波平均值。②没有调速设备的泵站1）在水位区域中确定“控制低位”和“控制高位”。在“控制高位”的上方设置“报警高位”，在“控制低位”的下方设置“报警低位”。2）将液位信号送入PLC。由PLC控制泵的启停。3）按实际情况确定初始运行台数。4）当液位到达“控制高位”时，由PLC自动增加启动一台泵，并计时。5）在经历一定时间后（应略大于液位对新启动泵的响应时间），若液位依然大于等于“控制高位”，则再增加启动一台泵。6）在液位下降时，则相反。7）在启停何台泵时应遵循每台泵的投运次数和时间基本均匀的原则，一般是先开先停，后开后停。8）用于控制的液位信号是液位检测信号的滤波平均值。9）拥有变频调速器的泵站液位控制示意图（见下页）。4.2.3泵站控制系统的故障检测和保护一、泵的故障检测和保护泵机正常启动后，运行信号丢失持续5秒，RTU判断电气控制回路有“电器故障”，RTU立即切断泵的动力电源，同时送信号给上位计算机，发出声光报警，实时打印故障。RTU检测到泵有“过载”、“泄漏”、“缺相”等故障时，立即切断泵的动力电源，同时送上述故障信号到中央计算机进行声光报警。RTU检测泵机运行电流值，当运行电流值＞=105％额定位时，RTU判断该台泵机运行不正常送出“电流预报警”47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书信号，PC机报警，提醒值班人员注意。RTU检测泵机运行电流值＞=110％额定位时，RTU立即切断该台泵机的动力电源，送“过流故障”信号到PC机报警，同时RTU查询备用泵机和启开备用泵机。泵站液位控制示意图二、进水流量的监测RTU连续采集进水瞬时流量，进行工程单位换算后，送中控室PC室CRT显示和打印报表。RTU对流量进行累计，并把累计值送中接室PC机显示和打印生成报表。RTU会根据泵站的运行工况(开几台提升泵)知道有多少流量、把采集到的实时进水流量与之相比较，如果两个值相差超过10％的范围，RTU就会输出预报警指令、告警值班人员去现场查提升泵机的运行情况。三、液位的监测RTU连续采集泵站液位值，进行工程单位换算后，送中控室PC机CRT显示和打印报表。RTU会根据泵站的实际情况，设置液位的HH，H，L，LL报警数值。一旦发现液位达到报警值，将在中控室监控PC机进行声光报警。四、出水管压力的监测RTU连续采集出水管压力值，进行工程单位换算后，送中接室PC机CRT显示和打印报表。RTU会根据出水管的实际情况，设置压力的HH、H报警数值。一旦发现压力达到报警值，将在中控室监控PC机进行声光报警。五、硫化氢的监测RTU连续检测H2S的实际值，送中控监控PC机CRT显示。RTU一旦检测到H2S的实际值偏离正常范围，将立即送中控PC机送行声光报警。4.3选用产品技术性能泵站的RTU、超声波液位差计、电磁流量计、压力变送器、硫化氢监控仪均采用国内外知名品牌，稳定可靠。仪器仪表的产品技术性能见附件。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书第五章通讯系统构成与配置污水处理工程在地域上跨度较大，总管线超过70公里，沿线各泵站分布较散，在管线两端形成两个控制中心。主监控中心位于市内污水处理公司总部大楼内，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分监控中心进行联络和数据交换；分监控中心位于污水处理厂综合楼内，负责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。根据污水处理工程的实际要求，必须在主、分监控室、现场分控站和各个泵站之间建立具有高效率、高可靠性的通讯系统，考虑到今后与周围市网的数据交换和通讯，在满足现有工程需要的同时，系统还须留有必要的接口和扩展余地。在全面研究本项目实际要求和多方案比较的基础上，对于通讯系统提出以下方案，参见图5－1“监控通讯系统结构”。5.1通讯系统构成原理通讯系统主要由冗余光纤以太环网、视频监控通讯、RTU数据通讯、电话通讯四部分组成，各部分构成如下。5.1.1冗余光纤以太环网由于主、分监控中心相距较远，传输的数据包括视频、音频和控制数据，对链路带宽有较高的要求，同时考虑到今后的扩容需要，通讯线路采用单膜4芯光纤，其中2芯用于传输所有数据、视频、语音，实现三网合一，另外2芯备用，便于以后维修和扩容。为防止单点故障，光纤网的拓扑结构为冗余环网。各个泵站、分监控中心、现场分控站之间和主监控中心共用同一光纤环网，并由主监控中心服务器对整个网络进行统—管理。5.1.1.1工业交换机光纤环网节点采用快速卡轨式以太网交换机，其特性如下：l牢靠的重负荷设计，其性能指标远远超过普通的OA网络产品。它具有无噪声干扰、安全可靠、故障预报、故障定位、故障自诊断、带电热插拔等特点，采用导轨方式安装，无风扇设计，工作温度范围为0～55℃，工业保护等级IP20，使用寿命长。按照MIL-HDBK-217F标准在常温下测试的结果表明：其MTBF（平均无故障时间）为171000小时（约为19.5年）。l可靠性高，交换机采用双电源冗余输入，光纤环网具有线路冗余功能。由于该交换机集成了先进的专利技术，如果光缆有断点，网络系统自愈时间为20～500毫秒。而其他公司的以太网交换机只有当它支持SPT（扩展树）算法时才可以连成环状拓扑结构，而且当线路产生断点时，线路恢复时间为30～90秒，不能满足工业应用的要求。l47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书主干网为100M全双工交换式光纤环网。由于全部采用了交换机，整个网络分成了多个不同的网段，连接到网络上的各个计算机和PLC均属于不同的冲突域，从而保证了数据传输的实时性。l交换机具有2个光口（100BASE-Tx）和5个RJ45口（10/100BASET（x）），各RJ45在支持AutoNegotiating（自动协议）的同时，允许用户根据需要手工设定通讯速率和通讯方式，这可以满足那些不支持AutoNegotiating的工业以太网产品联网的需要。l提供一个附加触点，可把交换机的状态信息直接作为过程数据记录下来，并在整个系统的组态画面中得到反映。l交换机带有SNMP管理单元，而且集成了基于WEB的管理系统，这为快速地进行网络组态，诊断和管理提供了方便。l可以通过修改FLASHROM升级内部软件。l每个冗余以太网上最多允许50个交换机。l交换机的冗余管理功能允许多环符合冗余，便于今后对系统进行扩展。l安全性好，可以关闭不同的交换机端口，防止外部设备的非法接入。l具备5个双绞线接口（10/100Mbps自动适应）。5.1.1.2网络管理光纤环网采用工业以太网网络管理软件，安装于主监控室的服务器上，对整个光纤以太网和交换机进行统一管理。技术功能如下：l基于SNMP协议对网络进行监视和控制l能自动识别网络上的所有同类产品及其重要的系统参数（如MAC地址）和配置情况l有排序功能和TRAP（故障陷阱）报告l带有全面的安全功能，可以控制访问级别，并具有故障定位l可以配置多个不同的IP网段l采用轮询方式对所有的SNMP代理进行监控l可以自定义SNMP故障陷阱报警的路径和每台设备的轮询间隔l支持VLAN配置l通过故障陷阱报警历史可以对故障进行监测l对于通信错误和以太网所有网段均可提供详细的统计报表l对支持RMON的所有SNMP设备的提供历史趋势等图形显示l提供在线电子书帮助5.1.2视频监控通讯为了进行有效的视频监控，必须保证视频信号传输的实时性。本监控系统采用VideooverIP(VIP)对视频信号和云台控制数据打包，按TCP/IP协议在以太网上传送实时视频，图像信号符合ITU-T制定的H.323标准，具有很高的数据压缩率。每秒可以传送25帧高品质彩色图像。VIP-AVTxC发射机可以将任何一个PAL/NTSC视频源(摄像机)连接到计算机网络上，然后以三种方式显示视频图像：l通过VIP-AVRxC接收机连接到PAL或NTSC显示器显示；l在任一台联网的计算机上运行解码软件PROVILOOK显示；47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书l在任一台联网的计算机上使用网络浏览器显示。为了集中管理，提高监控效果，采用上述第二种方式接收视频信号，即，在主监控室和分监控室的监控计算机各安装一套解码软件PROVILOOK，主监控室监控计算机接收来自各泵站和污水处理厂的视频数据，以四分屏显示，并通过PROVILOOK实现对云台和摄像机镜头的控制；分监控室则负责接收来自污水处理厂的视频数据并进行控制。PROVILOOK软件是VIP接收器配套的软件，用于接收各点的视频信号，并实现对云台的控制。该软件具有如下主要功能：l4画面实时接收、解码、显示和记录l完全支持Windows95/98/NTl通过对VIP控制摄像机云台和镜头动作，VIP支持32种常用的进口摄像机云台。l每个摄像机可以预定义10个姿态位置，方便切换l离线存储，报警登记l在硬盘上记录视频图像l安全性好，有密码保护此外，为有效的管理和使用VIP发射器，通过产品附带视频发射器、接收器的管理程序VideoManager，可以对网上所有的视频发射器和接收器进行管理，类似于普通视频监控中所采用的矩阵控制器。该软件的主要功能如下：l搜索整个网络上的所有视频发射器和接收器l自动分配唯一的IP地址l对多个视频收发器同时进行firmware上载l修改视频收发器的配置l采用拖放即可连接和断开视频收发器l创建IP地址区l采用图形方式显示视频接收器与发射器之间的连接5.1.3RTU数据通讯l各泵站和污水处理厂的RTU数据信号，通过交换机连入以太网，与主监控室的监控计算机通信，并将数据送入视频监控计算机，通过模拟屏实时显示重要数据。l污水处理厂的RTU数据信号，经以太网，与分监控室的监控计算机通信，并将数据送入视频监控计算机，通过模拟屏实时显示重要数据；污水处理厂主要数据与主监控室的监控计算机共享。5.1.4电话通讯系统为充分利用企业内部光纤以太网，降低企业运营成本，可在企业局域网上运用IP电话技术，实现语音传输。其原理是在程控交换机之间增设语音网关，语音信号在此经过压缩，通过标准以太网接口输出，对于用户而言，语音信号的传输是完全透明的。系统结构见下图。l47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书每个泵站配备一部IP电话机3Wphone，话机内部设定IP地址，信号经RJ45接口直接连入以太网，然后通过Quintum的语音网关A800DC拨号调度，与所拨叫的电话建立联系。l市内综合楼和污水处理厂使用普通模拟电话机，接入程控交换机后，经语音网关，与各泵站的IP电话合为一体，拨号调度统一由Quintum语音网关A800CS管理。语音压缩符合H.323标准。l语音网关具有PSTN接口，可连入PSTN(公共交换电话网)，实现拨打外线。l每台A800语音网关提供8路IP电话（同时），8路外线（同时）；可通过A800堆叠，实现线路扩容。l本项目中市内的综合楼和污水处理厂各设一个语音网关，网关由一台A800DC(具有Gatekeeper)和一台A800堆叠构成，可在主控中心和污水处理厂之间提供同时16路IP电话。l由于采用IP电话，企业内部通话不使用电信网，因而不产生费用。图5－25.1.3潮位监测排海泵站，距海岸约2公里处设一潮位监测站，以无线方式传输数据。监测到的潮位数据经数据模块转换，由TC-230DR发射机发射；无线信号由设在污水处理厂的接收机接收，进而转入分监控室的监控计算机处理。考虑潮位测量与无线发射的特殊性，浙大中自公司专门设计的软件系统，可实现节电功能，大幅度降低电量消耗，保证蓄电池使用时间达3～6个月。5.2选用产品技术性能5.2.1工业交换机主要技术参数如下：47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书接口2端口100BASE-FX，单模，全双工，SC连接头其他接口5端口10/100Base-T(x)，RJ45（带屏蔽），端口支持自动协议和自动识别极性1×5针式可插入终端块1V24接口（用于外部管理）1备用端口，RJ45连接头技术10/100M以太网；储存、输送交换方式；基础滤波服务符合802.1D1998；二级优先排队符合IEEE802.1D；VLAN终端接头符合IEEE802.1Q运行电压DC18～32V，冗余输入口最大范围单模F/O100/125μm光纤；最近距离40,000m（11dB连接概算）高质量的F/OTP线长度；最远100mDIP开关电源，数据，各端口连接状态，故障，待机，冗余管理功能尺寸宽高长110×131×111mm重量850g运行温度0℃～+55℃运行湿度10％～95％无凝霜EMVEN50081-1（B级），EN-50082,FCCPart15（B级）符合标准EN60950保护等级IP20平均无故障时间171000小时（按照MILHDBK-217F标准在常温下测试）5.2.2视频发射器视频发射器主要技术参数如下：符合标准/协议H.323,H.261,M-JPEG,TCP,UDP,IP,ARP,ICMP,FTP,DHCP,HTTP,G.711,G.728视频分辨率352x288PixelCIF,176x144Pixel(QCIF)每秒帧数高达每秒25帧(CIF,QCIF)视频输入PAL,NTSC,RS-170,CCIR-601,75W音频输入:–32dBm,可调输出:–10dBmto0dBm,600W串行口RS232,9针Sub-D,双向网络接口以太网10BASE-T,RJ45口传输速度10kbit/sto1Mbit/s控制输入按钮/开关控制输出继电器输出,max.40V,0,8A电源100-240VAC/400mA/47-63Hz尺寸103x103x33mm5.2.3语音网关产品特性如下：l网关应用TASQ™(TransparentAutoSwitchQuality)技术l随时监控网络的拥塞状态（如丢包、延迟等）47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书l动态地和透明地完成数据网到PSTN的切换基于网络的拥塞l支持工业标准的压缩技术G.723&G.711.l嵌入式结构:l专为VoIP设计的通常的硬件和软件lPSTN旁路功能可以在任何故障发生时将呼叫通过PSTN路由出去l天籁网关的堆叠实现资源的冗余l多通路呼叫连接保证——100%的呼叫完成5.2.4IP电话机接口10/100Mbps自适应RJ45x2RJ11x1协议H.323Ver.2编码G.711,G.723,G.729A(optional)语音质量VAD(VoiceActivityDetection)CNG(ComfortNoiseGeneration)EC(EchoCancellation)语调DTMFTCP/IP协议DHCPforIPaddressassignmentH.245特性保留、转接、代接,CallPartyID自检自动检测模式远程及近端设置通话质量支持QoS功能S/W支持PC支持软建支持终端对等支持电话功能免提听筒拨号、听筒声音量调整、铃声音量调整支持静音打电话全双工扬声器电源AC100-240V,50/60HZ.60mA工作温度0~40摄氏度湿度5%to95%5.3通讯系统配置清单见附表47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书第六章主监控中心构成与配置6.1主控中心结构原理主监控室是整个监控通讯系统的调度中心，由中央计算机系统、工业电视监控系统以及通讯系统组成，设有一台服务器，一台带有21”显示器的视频监控计算机，一台彩色打印机和一台黑白打印机，一台工程师站和一台操作员站，模拟屏一套，一台投影仪及投影屏幕。监控系统通讯采用光纤以太环网通讯方式，服务器、计算机通过工业以太网交换机与RTU分站、各监视点VIP视频发射机组成光纤以太网。通过主监控室的视频监控计算机的视频监控软件，可切换查看各监控点图像，并且可控制CCTV系统的摄像机进行变焦以及配合其的云台转动等。计算机运行在WINDOWSNT操作系统下，服务器配备了WindowsNT4.0Server以及SQLServer7.0数据库，用于生成报表数据文件，这样每台计算机均可生成各自报表；操作员站配备WindowsNT4.0Workstation，用Intellution公司的iFix2.5运行版生成生动、友好的人机界面，对各泵站进行动态显示、实时监控；工程师站配备了WindowsNT4.0Workstation，并装有Intellution公司的iFix2.5开发版，可以进行组态开发，参数修改。主监控室电源系统采用防雷设计，且配有UPS。6.2监控室配置清单见附表。注：该清单仅为计算机系统，并未包括CCTV、通讯和模拟屏部分。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书第七章分监控中心构成与配置7.1分控中心结构原理分监控室为分散控制系统的管理控制站所在，设服务器、工程师站、操作员站、视频监控计算机、彩色喷墨打印机、黑白激光打印机、UPS电源、模拟屏、投影仪，对工艺设备实施自动控制并对生产过程中的工艺参数进行数据采集，通过标准以太网与现场控制站通讯，并通过冗余光纤环网与主监控中心服务器进行数据通讯。分监控室设有四台计算机，一台为系统服务器，一台为工程师站，装有先进的组态软件进行开发，一台为操作员站，可通过各种画面监视全厂工艺参数变化、设备运行情况、故障发生情况。两台计算机处于热备状态，另有一台为视频监控计算机、用于监视厂区内各监视点实时图像，并驱动模拟屏显示。现场控制站通过以太网向分监控室传输实时数据，以使其在操作员计算机上显示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，同时在模拟屏上显示各个工艺设备的运行状况和开、停、故障状态。计算机运行在WINDOWSNT操作系统下，服务器配备了WindowsNT4.0Server以及SQLServer7.0数据库，用于生成报表数据文件，这样每台计算机均可生成各自报表；操作员站运行在WINDOWSNTWorkstation操作系统下，并用Intellution公司的iFix2.5运行版生成生动、友好的人机界面，对污水厂各生产环节进行动态显示、实时监控。工程师站配备了WindowsNT4.0Workstation，并装有Intellution公司的iFix2.5开发版，可以进行组态开发，参数修改。分监控室电源系统采用防雷设计，且配有UPS。7.2分监控室配置清单见附表。注：该清单仅为计算机系统，并未包括CCTV、通讯和模拟屏部分。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书第八章CCTV监视系统构成与配置8.1CCTV监视系统构成原理我们对CCTV监视系统的构成设计如下：先期建设的11个泵站各配置一台高清晰度彩色摄像机一台，配电动三可变镜头、室内全方位云台和云台解码器，视频信号和云台的控制信号经视频VIP发射机通过以太网交换机与主监控室进行通讯和遥控。厂区内的沉淀池、氧化沟、初沉池和二沉池总共7个监视点各配置一台高清晰度的彩色摄像机一台。配电动三可变镜头、室外全方位云台和云台解码器，视频信号和云台的控制信号经视频VIP发射机通过以太网交换机与分监控室进行通讯和遥控，同时将图像传送到主监控室。厂区内脱水机房装有一台固定彩色摄像机，视频信号、双向音频信号通过冗余光纤环网传送到主监控室与分监控室，同时分监控室装有一台固定彩色摄像机，视频信号通过冗余光纤环网传送到主监控室。主监控室配置一台视频监控计算机，实现对远程泵站的视频监控和厂区内各工段、分监控室的监视。各路视频信号经交换机输入视频监控计算机，视频监控计算机可将视频信号输送至21”彩显和投影机（其详细说明在模拟显示系统部分）进行图像切换、监视；从视频监控计算机经交换机传送到各泵站的云台控制信号和摄像变焦信号实现对各泵站的监控，并将重要图像保存在磁盘。分监控室配置一台视频监控计算机，实现对厂区内各工段的视频监控。21”彩显和投影机均可对各路视频信号进行切换显示；从视频监控计算机经交换机传送到厂区内各工段的云台控制信号和摄像变焦信号实现监控；同时重要图像保存在硬盘上。8.2选用产品技术性能我们选用的视频监控计算机为功能强大的部门级服务器LH3000，能适应多路视频监控、驱动模拟屏系统显示、投影机显示这一些繁重的任务，同时配有足够容量的硬盘以保存重要的视频图像。主、分监控室视频监控计算机均配有双头显示卡，驱动21”彩显和投影机显示，其接口类型为AGP4X，显存为32MDDRRAM，可在32位全彩画面下支持2048×1536。我们选用的彩色摄像机其技术性能为：l具有460线的高解析度；l1/3英寸CCD成像；l自动/手动电子快门；47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书l自动光圈信号控制；l逆光补偿；l自动增益控制；l背焦调整；l白平衡。在整个视频监控系统中7个监视点为室外监视点，各设一高清晰度摄像机及电动三可变摄像头，配置室外万向云台及云台解码器；11个监视点为室内监视点，各设一高清晰度摄像机及电动三可变摄像头，配置室内万向云台及云台解码器；另外在分监控室和脱水机房各设一固定监视点，各配置一高清晰度摄像机及固定焦距镜头，这样的配置方案可完善解决视频监控系统的设计要求。在视频监控计算机上实现对各检测点图像监视和云台控制的软件为视频监控软件，其具有如下功能：l4画面实时接收、解码、显示和记录；l完全支持Windows95/98/NT；l通过对VIP发射机遥控控制摄像机云台和镜头动作。l每个摄像机可以预定义10个姿态位置，方便切换；l离线存储，报警登记；l在硬盘上记录视频图像；l安全性好，有密码保护。8.1CCTV监视系统配置清单见附表。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书第九章模拟显示系统构成与配置9.1模拟显示系统构成原理主监控室模拟屏采用地图屏显示方式，屏面尺寸为12000mm×3500mm×550mm，屏上固定显示进水泵房、出水泵房、地方名称、图标、名称版面，对污水总干管采用动态流动光带显示，按比例显示图标、名称版面，各泵站的泵组、闸门、格栅机等设备的运行状况动态显示，并显示各泵站的液位、流量、总管压力等参数，显示时间，采用汉字点阵显示天气预报。我们在本系统利用主监控室视频监控计算机上的工业通信串口卡输出信号对模拟屏进行驱动和实时刷新，能显著提高串口通讯的可靠性和抗干扰性。模拟显示系统的刷新时间≤10S。模拟屏上采用发光器件寿命大于17000小时，主监控室模拟屏由视频监控计算机控制。分监控室模拟屏屏面尺寸6000×2600×550mm，固定显示进水泵房、曝气沉砂池、配水井、氧化沟、污泥提升池、污水池、清水池、污泥浓缩池、脱水机房的图标和名称版面，全厂工艺流程和各个工艺设备的运行状态和故障状态，模拟屏的显示由视频监控计算机的PCI总线RS-422/485工业通信二串口卡输出信号控制。需要在主、分监控室显示的数据点见下页。主、分监控室各设一高流明度投影机，其配套的电动投影幕放置在模拟屏上，可灵活自由显示各视频监控点图像或工艺流程及重要画面。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书主监控室模拟屏显示数据清单泵站号检测点数量规格1＃格栅前后液位差14位数码显示机泵出口管压力44位数码显示流量14位数码显示泵开/停/故障状态4ф16双色灯格栅开/停/故障状态1ф16双色灯闸门开/停/故障状态2ф16双色灯2＃格栅前后液位差14位数码显示机泵出口管压力44位数码显示流量14位数码显示泵开/停/故障状态4ф16双色灯格栅开/停/故障状态1ф16双色灯闸门开/停/故障状态2ф16双色灯3＃格栅前后液位差14位数码显示机泵出口管压力64位数码显示流量14位数码显示泵开/停/故障状态6ф16双色灯格栅开/停/故障状态1ф16双色灯闸门开/停/故障状态2ф16双色灯4＃格栅前后液位差14位数码显示机泵出口管压力64位数码显示流量14位数码显示泵开/停/故障状态6ф16双色灯格栅开/停/故障状态1ф16双色灯闸门开/停/故障状态2ф16双色灯5＃格栅前后液位差14位数码显示机泵出口管压力64位数码显示流量14位数码显示泵开/停/故障状态6ф16双色灯格栅开/停/故障状态1ф16双色灯闸门开/停/故障状态2ф16双色灯6＃格栅前后液位差14位数码显示机泵出口管压力64位数码显示流量14位数码显示COD15位数码显示PH/T14位数码显示NH4-N14位数码显示SS14位数码显示P14位数码显示泵开/停/故障状态4ф16双色灯格栅开/停/故障状态1ф16双色灯闸门开/停/故障状态2ф16双色灯格栅前后液位差14位数码显示7＃机泵出口管压力24位数码显示47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书流量14位数码显示泵开/停/故障状态2ф16双色灯格栅开/停/故障状态1ф16双色灯闸门开/停/故障状态1ф16双色灯8＃格栅前后液位差14位数码显示机泵出口管压力24位数码显示流量14位数码显示泵开/停/故障状态2ф16双色灯格栅开/停/故障状态1ф16双色灯闸门开/停/故障状态1ф16双色灯9＃格栅前后液位差14位数码显示机泵出口管压力24位数码显示流量14位数码显示泵开/停/故障状态2ф16双色灯格栅开/停/故障状态1ф16双色灯闸门开/停/故障状态1ф16双色灯10＃格栅前后液位差14位数码显示机泵出口管压力34位数码显示流量14位数码显示泵开/停/故障状态3ф16双色灯格栅开/停/故障状态1ф16双色灯闸门开/停/故障状态1ф16双色灯11＃格栅前后液位差14位数码显示机泵出口管压力34位数码显示流量14位数码显示泵开/停/故障状态3ф16双色灯格栅开/停/故障状态1ф16双色灯闸门开/停/故障状态1ф16双色灯12＃格栅前后液位差14位数码显示机泵出口管压力24位数码显示流量14位数码显示泵开/停/故障状态2ф16双色灯格栅开/停/故障状态1ф16双色灯13＃格栅前后液位差14位数码显示机泵出口管压力24位数码显示流量14位数码显示泵开/停/故障状态2ф16双色灯格栅开/停/故障状态1ф16双色灯污水处理厂流量：进厂/一沉池出口/二沉池出口/排海泵站44位数码显示排海泵站海水潮位14位数码显示排海泵站PH值15位数码显示排海泵站COD值15位数码显示污水厂设备运转组数14位数码显示污水厂开机组数14位数码显示模拟量点数合计88开关量点点数合计7647浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书污水厂模拟屏显示参数点数统计检测点数量规格流量：进厂/一沉池出口/二沉池出口/排海泵站44位数码显示排海泵站海水潮位14位数码显示排海泵站PH值15位数码显示排海泵站COD值15位数码显示污水厂设备运转组数14位数码显示污水厂开机组数14位数码显示氧化沟溶解氧浓度125位数码显示氧化沟超声波液位44位数码显示初沉池出口管污泥流量24位数码显示回流污泥流量44位数码显示剩余污泥流量44位数码显示格栅前后液位差94位数码显示初沉/回流污泥泵房出口流量24位数码显示模拟量点数合计：46泵开/停/故障状态36ф16双色灯格栅开/停/故障状态9ф16双色灯转碟开/停/故障状态72ф16双色灯开关量点数合计：1179.1选用产品技术性能9.1.1模拟屏系统主、分监控室的模拟屏选用中国国家电力公司定点生产微机监控模拟屏的专业生产企业，模拟屏特性如下：主监控室屏面尺寸：12500×3500×550mm分监控室屏面尺寸：6000×2600×550mm接口形式：RS-422/RS-485。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。模拟屏生产工艺特点如下：屏体部分：l屏架材料均经酸洗、磷化、除锈处理，然后经喷漆成型表面消除反光措施；l屏体表面四周有工艺性装饰，以保证屏总体的协调一致性；l所有紧固件采用镀锌钝化工艺；l屏架采取固定基架或水泥地面连接牢固，具有电气接地及标志；47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书l屏面模块部分：l模块材料选用高性能阻燃工程塑料；l模块单体25×25mm用不同曲率稍形成整体自然弧度工艺屏，面板可脱卸；l模块颜色采用国际流行灰及其他颜色可选，各种图形采用模块本色化，整屏模块保证颜色一致，无反光不变形及无伤痕；主监控中心模拟屏地图板设在污水监控室内，可以显示所辖污水运行情况，使管理者对整个流程有全面的了解，分成固定显示和动态显示两部分：固定显示：显示进水泵房、出水泵房、地方名称、图标、名称版面按比例显示；动态显示：l水流用5mm红色或绿色光带流动显示，泵、闸门开，光带流动；l闸门采用ф16圆灯表示，红色开，绿色停，橙色故障；l情报板：16×16点阵，红、绿双色，可显示文字、天气预报；l总流量计：字高60mm，5位数字显示，红色；l流量计：字高20mm，4位数字显示，红色；l液位计：字高20mm，4位数字显示，红色；lpH仪：字高20mm，5位数字显示，红色；l溶解氧：字高20mm，5位数字显示，红色；l固定部分由马赛克拼装、动态部分由LED、数码显示器构成。分监控中心地图板设在污水监控室内，可以显示所辖污水运行处理情况，使管理者对整个流程由全面的了解，分为固定显示和同台显示两个部分：固定显示：显示进水泵房、曝气沉砂池、配水井、氧化沟、污泥提升池、污水池、清水池、污泥浓缩池、脱水机房，图标、名称版面按比例显示；动态显示：l泵、闸门采用ф16圆灯表示，红色开，绿色停，橙色故障；l总流量计：字高60mm，5位数字显示，红色；l流量计：字高20mm，4位数字显示，红色；l液位计：字高20mm，4位数字显示，红色；lPH仪：字高20mm，5位数字显示，红色；l溶解氧：字高20mm，5位数字显示，红色；l固定部分由马赛克拼装、动态部分由LED、数码显示器构成。模拟屏系统的通讯接口规约由供方提供，由视频监控计算机的工业通信卡输出控制，并带光电隔离和突波保护。9.1.1投影系统主、分控室各设一台高流明度投影机，配套的投影幕为电动大屏幕投影幕，投影屏幕平整、牢固、美观，灵活显示各视频监控点图像或工艺流程及重要画面。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书我们设计主监控室屏幕放置在模拟屏的左侧，尺寸大小为2.94m×2.2m；分监控室屏幕放置在模拟屏的右侧，尺寸大小为：2.03m×1.52m，投影屏幕我们采用电动投影幕，在不使用时可将其卷起，而屏幕所占用的位置通常可显示与生产相关的信息或静止画面，这样的设计充分考虑到了视觉效果的美观，同时其实用性也大大加强。投影仪的性能指标如下：l亮度可达2800ANSI；l分辨率为1024×768；l专业灵活，梯形校正，数字放大；l重量7.2KG；我们强调在模拟显示系统中使用高流明度投影机是因为它具有图像明亮、清晰度高、色彩鲜艳、无闪烁；能实现多媒体显示，可显示计算机信号或视频信号；由视频监控计算机控制，操作简便、功能齐全；设备性能稳定可靠，故障率低，寿命长，工作图像质量可靠等优点。这里我们不主张使用背投影电视，其造价过高，不利于施工，且对图像改善有限，照射灯寿命虽然与投影机相当但是维护却极为不便。9.1模拟显示系统配置清单见附表。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书第十章防雷系统10.1防雷概述10.1.1外部避雷和内部避雷防雷系统可以划分为外部防雷和内部防雷。外部防雷是由建筑物的避雷针(或避雷带、避雷网)引下线和接地系统构成，主要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故。内部防雷系统则是防止雷电和其它内部过电压侵入设备中造成毁坏，这是外部防雷系统无法保证的，为了实现内部避雷，需要进出各保护区的电缆、金属管道等都要连接避雷及过电压保护器，并实行等电位连接。10.1.2保护区的概念一个欲保护区域、从EMC(电磁兼容)的观点来看，由外到内可分为几级保护区、最外层是0级，是直接雷击区域，危险性最高、越往里、则危险程度越低，过压主要是沿线窜入的，保护区的界面通过防雷系统、钢筋混凝土及金属罩等构成的屏蔽层而形成、电气通道以及金属管道等则经过这些界面。从0级保护区到最内层保扩区，必须实行分级保护、对于电源系统、分为I、II、III级、从而将过电压降到设备能承受的水平、对于信息系统。则分为粗保护和精细保护，粗保护量级根据所属保护区的级别，而精细保护则是根据电子设备的敏感度来进行选择，从理论上讲，雷电流约有50％是直接流入大地、还有50％将平均流入各电气通道(如电源线、信号线和金属管道等)。10.1.3高质量的保护设备所用产品必须符合最严格的技术标准，能有效地保护各种低压电子系统、全部的保护设备可分为下列三种：l电源防雷及过电压保护器l信息防雷及过电压保护器l等电位连接器防雷器的作用，就是在最短时间(纳秒级)释放电路上因雷击而产生的大量脉冲能量短路泻放到大地，降低设备各接口间的电位差，从而保护电路上用户的设备。10.2防雷系统结构污水处理工程监控通讯系统中的防雷设计主要有RTU和主、分监控室计算机的电源防雷保护、以及无线传榆中的天馈线防雷保护。10.2.1主监控室电源系统避雷保护选用避雷器，对电源系统进行分级保护，具体型号及性能如下：47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书保护级别型号最高防雷击电流响应时间第一级DEHN900100100KA(10/350)≤100ns第二级DEHN90060040KA(8/20)≤25ns在第一级和第二级之间必须串入一个退耦分压器，额定电流35A。10.2.2分监控室电源系统避雷保护方案同主监控室电源系统的避雷保护10.2.3RTU电源避雷保护：l选用DEHN900104进行第一级保护。lUPS具有一定的隔离保护作用10.2.4天馈线信号保护选用天馈线保护器DEHN929000。10.3安装关键要点10.3.1电源系统l严格按照产品说明书的要求进行安装。l900100在大电流雷击时会在其后部产生火花、必须严格按说明书要求的空问安装，避免易燃物品靠近。l当供电回路熔断器Fuse1(或空气开关)额定电流大于125A时，需在900600并联支路上(火线)加装125A熔断器Fuse2(或空气开关)，反之则不需。10.3.2信号系统严格按照产品说明书的要求安装。10.3.3测试所有避雷器的接地电阻必须小于4Ω，安装完毕后进行测试，以确保起到防雷作用。10.4系统配置清单见附表。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书第十一章PLC控制柜设计及配置11.1PLC控制柜规格我们采用了高级控制箱作为本监控系统中自动控制所用的PLC控制柜，其规格说明如下：l所有箱门和箱体后壁的弯边最大宽度为21mm，可用普通的步冲轮廓机作简易的加工；l箱门与箱体采用暗铰链，不会突出在门框和箱体中，安装容易，换箱门也很容易；箱门可开启130℃，更换铰链可开启180℃；l箱门离底座约为25mm；l安装板件可利用塑料滑引器通过导轨从正面推入箱内；l备有3mm厚的安装板，两边有23mm宽的C形弯边，使得安装板更牢固、也便于搬运；l门框扣合处采用电泳防水浸蜡底漆，表层防护特别可靠；l箱底三块衬板，可以相互替换，移动方便，易于导入电缆，易于加工；l坚固的长方形框架可以用螺丝固定在箱门上，框架上每隔25mm有一个螺丝孔，用来固定电缆沟、电缆束和压板等；l箱体上和门上都有地线连接螺丝，也可以卸掉；l箱体都有铭牌，表明生产厂家，设备名称和型号，生产日期；l箱内安装的元器件均有标记，并与安装施工图相符；l箱内接线端子都有标记，并与安装施工图相符;l箱内连线都有唯一编号，并与安装施工图相符;l箱内和面板元器件安装牢固，结构布局合理，方便操作与维护；l同时选用100mm高底座，以便定位、安放。11.2控制箱外观设计采用的控制柜的外形尺寸为600×1800×400mm，外观见附页。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书第十二章光纤敷设本项目所在地雨水充沛，区内大小河、湖较多，且纵横相联，这增加了光纤敷设工程的难度，对敷设的方案设计提出了很高的要求，针对于不同的地段，应采取不同的敷设方式。如果沿路有明线杆路，可向有关部门申请租用，采取架空方式，但应对电杆的强度进行核算，另外还要考虑到日后较高的维护费用。本项目的光缆敷设主要基于平原和河流，旱路可采用直埋或管道埋设，水路敷设则较复杂，必须在掌握详细水文资料和实地勘测的基础上进行工程设计。12.1管道光缆管道光缆敷设前应作好的准备：按设计核对光缆占用的管孔位置；在同路上选用的孔位不宜改变，如变动或拐弯时，应满足光缆弯曲半径的要求；所用管也必须清刷干净。人工布放光缆时每个人孔应有人值守；机械布放光缆时拐弯人孔应有人值守。光缆穿入管孔或管道拐弯或有交叉时，应采用引导装置或喇叭口保护管，不得损伤光缆外护层。根据需要可在光缆周围涂中性润滑剂。光缆一次牵引长度一般不大于1000米。超长时应采取盘∞字分段牵引或中间加辅助牵引。光缆布放后，应由专人统一指挥，逐个人孔地将光缆放置在规定的托板上，并应留适当余量避免光缆绷得太紧。接头所在人孔的光缆按预留长度应符合规定；设计要求作特殊预留的光缆按规定位置妥善放置。人孔内的光缆可采用蛇形软管；管口应采取堵口措施；人孔内的光缆应有识别标志；严寒地区应按设计要求采取防冻措施；防止光缆损伤。塑料子管道的布放方法基本上与光缆布放相同，还应符合要求：布放两根以上无色标的子管时，在端头应做好标志；布放塑料子管道的环境温度应在-5℃~+35℃间；连续布放塑料子管道的长度，不宜超过300米；牵引子管的最大拉力，不应超过管材的搞张强度，牵引子管的最大拉力，不应超过管材的扩张强度，牵引速度要求均匀；子管在人孔中的余长应符合设计要求；穿放塑料子管的管孔，应安装塑料管堵头（也可采用其他方法），以固定子管；子管在管道中间不得有接头；子管布放完毕，应将管口作临时堵塞；本期工程不用的子管必须在管端安装堵塞（帽）。12.2直埋光缆光缆的埋深应符合下表内的要求。直埋光缆埋深表敷设地段或土质埋深（米）普通土(硬土)≥1.2全石质（砂砾土、风化石）≥1.0全石质≥0.8流砂≥0.847浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书施工地段市效、村镇≥1.2市区人行道≥1.0穿越铁路、公路≥1.2沟、渠、水塘≥1.2农田排水沟（沟宽1米以内）≥0.8同沟敷设的光缆，不得交叉、重叠，宜采用分别牵引同时布放的方式。直埋光缆敷设应符合要求：光缆沟的深度应符合规定，沟底应平整无碎石；石质、半石质沟底应铺10厘米厚的细土或沙土；机械牵引时，应采用地滑轮；人工抬放时，光缆不应出现小于规定曲率半径的弯曲以及拖地、牵引过紧等现象，光缆必须平放于沟底，不得腾空和拱起；光缆敷设在坡度大于20度，坡长大于30米的斜坡上时，应及时检查光缆外皮，如有破损应立即修复；直埋光缆敷设后应检查光缆护层对地绝缘电阻。光缆中光纤及铜导线必须经检查确认符合质量验收标准后，方可全沟回土。光缆沟回填土应符合要求：先回填15厘米厚的碎土或细土，严禁将石块、砖头、冻土等推入沟内，并应人工踏平；回填土应高出地面10厘米。埋式光缆的防护措施应按设计规定符合下列要求：l光缆线路穿越铁道以及不开挖路面的公路时，采取顶管方式。顶管应保持平直，钢管规格及位置应符合设计要求，允许破土的位置可以采取埋管保护，顶管或埋保护管时管口应做堵塞。l光缆线路穿越机耕路、农村大道以及市内、居民区或易动土地段时，应的按设计要求的保护方法施工。在光缆上方铺红砖时，应先覆盖20厘米厚碎土再竖铺线砖，同沟敷设两条光缆应横铺线砖。l光缆线路穿越有疏竣或挖泥取肥的沟、渠、塘时，在光缆上方应覆盖水泥板或水泥沙袋保护。l光缆穿越0.8米以上（含0.8米在内）的沟坎、梯田时应作护坡，护坡方式按设计要求。穿越0.8米以下的沟坎时除设计有特殊要求外，一般均不做护坡，但必须分层夯实恢复原状。l光缆线路穿越白蚁活动区域应按规定作防蚁处理。l光缆线路的防雷措施，必须按设计规定处理。采用防雷排流线时，应在光缆上方30厘米处敷设单根或双根排流线；当回填土后因故又挖出光缆重新敷设时，必须严格检查排流线是否位于光缆上方，严禁出现颠倒现象。l特殊地段标志带的敷设应符合设计要求。l接头点的预留光缆应妥善地置于接头坑中，端头必须做密封防潮处理，防止光缆浸水或人为损伤。光缆线路标石的埋设应符合下列要求：l光缆接头、光缆拐弯点、排流线起止点、同沟敷设光缆的起止点、光缆特殊预留点、与其它缆线交越点、穿越障碍物地点以及直线段市区每隔200米，郊区和长途每隔250米处均应设置变通标石。l需要监测光缆内金属护层对地绝缘、电位的接头点均应设置监测标石。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书l有可以利用的标志时，可用固定标志代替标石。l标石埋深60厘米，出土40厘米，标石周围土壤应夯实。l普通标石应埋设在光缆的正上方。接头处的标石应埋沿公路敷设间距不大于100米时，标石可朝向公路。l标石用坚石或钢筋混凝土制作，规格有两种：一般地区使用短标石，规格应为100×14×14厘米；土质松软及斜坡地区用长标石，规格为150×14×14厘米。l标石编号为白底红（黑）漆正楷字，字体端正，表面整洁。编号应根据传输方向，自A端至B端方向编排。一般以一个中继段为独立编号单位。12.3水底光缆在抉择水底光缆的路由时，应挑选河床较稳定、水流较平稳的地段。河道弯曲处，两河汇合处，有漩涡的地方，污水排放的附近，码头河船舶抛锚区均不宜敷设水底光缆。水底光缆敷设方式应根据河床土质、河宽、水深、流速以及现场条件，可采用水下冲挖机，人工冲挖或冲水泵冲槽以及抛锚慢放、拖轮中央放、人工布放等不同方法，不论采用何种施工方法，均应达到设计要求。水底光缆的埋深，应根据河流的水深、通航、河床土质等具体情况，按设计文件规定，应满足下列要求：l水深不足8米（指枯水季节）的区段：河床不稳定或土质松软时，埋深应不小于1.5米；河床稳定或土质坚硬时，埋深应不小于1.2米；石质、半石质河床，埋深应不小于0.5米；l水深超过8米的区段：一般可将光缆直接放在河底不加掩埋，特殊地段按设计文件要求处理。敷设水底光缆应符合要求：应控制光缆布放速度和规定位置；敷设过程中，光缆不得在河床腾空，不得打小圈；敷设过程中和敷设以后，应监测光纤是否良好，发现问题及时处理，以确保水底光缆的敷设质量；敷设长度应按复测中由时确定的光缆长度，一般水底光缆应伸出堤外或岸边50米；当设计规定光缆在河底按弧形敷设时，应以测量时的基线为基准，向上游做弧形敷设。岸滩部分埋深、保护应符合下列要求：l岸滩位置埋深应不小于1.5米。石质、半石质区域，其沟底先填10~20厘米细土或沙土，光缆上方回填碎土或沙土，夯实后再填至高出地面。岸滩受洪水冲刷、不稳定地段以及般只靠岸地段，在光缆上方填碎土或沙土后，上面应覆盖水泥板或水泥水袋保护。l岸滩坡度宜小于30度，超过时应按设计要求采取回固措施。凡敷设水底光缆的通航河流，应按设计要求划定禁止抛锚的区域，在过河段的河堤或河岸上设置水线标志牌，水线标志牌应按设计要求或河流大小采用单杆或双标志牌，应在水线敷设前安装在设计确定的位置上；水线标志牌应设置在地热高、无障碍物遮挡的地方，其牌的正面应分别与上游或下游方向成25°~30°的角度，水线标志牌设置在土质松软地区或埋深达不到规定时，应加拉线，水泥杆根部应加底盘、卡盘等加固措施。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书第十三章泵站、管网及水处理系统集成自动化尽管布局分散，用户的远程泵站必须确保水流一星期七天、一天二十四小时源源不断地流入水处理厂和从水处理厂流出。为了实现这个目的，用户的系统必须获得每一个远程泵站的重要运行数据。这些信息必须尽快地反馈给水处理中心，使水处理厂能够及时分析数据，采取相应对策。通过泵站远程集成控制器用户可方便地对数公里之遥的泵站设备进行单机监控，可以发送远程泵站信息；对泵站设备进行连续、可靠、准确的控制，实现一个远程泵站的自动运行。同时其积木式结构可方便地进行定位组态。泵站远程控制器通过光纤数据高速公路连接在一起，既节约了铺设多路电缆的高昂费用，又可消除和屏蔽电噪音干扰。监测调度主机则接收远程泵站信息，负责从远程终端获得必需的数据，添加数据库和历史功能，然后以最新标准的人机界面形式显示出来。主机终端还支持各种工业标准的通讯语言和协议，以确保与可兼容的可编程控制器(PLC)、远程终端(RTU)和第三方的设备实现无障碍连接。良好的兼容性可确保集成第三方的软件包以提高整个系统的性能，典型的如：地理信息软件(GIS，GeographicInformationSoftware)，实验室信息管理软件(LIMS，LaboratoryInformationManagementSoftware)，以及动态维护管理软件(DMM，DynamicMaintenanceManagement)等。具有完全局域网/广域网(LAN/WAN)的兼容性。从局域的接线硬连接到动态远程登录，对信息的获取和协调性没有任何限制。13.1基于Intranet的泵站及管网监测管理系统由于集成监测管理信息系统涉及的技术领域繁杂，从生产制造到经营管理、计算机系统及各种应用软件是多种多样的。因此我们一方面要选择开放性、容易集成的软硬件平台；另一方面要采取Intranet技术。Intranet目前主要用于企业内部事务管理与一些网络通信应用，如FTP、E-mail、Telnet等服务，但是Intranet潜力并没有得到真正的发挥，随着Intranet时代的到来，为管理信息的发展带来了新的挑战与机遇，尤其是现场总线技术的日益成熟，CPU性能价格比的不断上升，基于Intranet/Web技术的综合信息集成平台主要具有以下特点：l重视支持系统中组织与人的集成，支持多用户的交互操作，支持信息集成、功能集成和过程集成。l采用面向对象的技术和客户/服务器体系结构，实现了“即插即用”式的集成平台。l保护已有投资，支持分布异构环境下的不同软硬件平台、网络和数据库，以及不同应用系统数据集成基础上的过程优化。l注重开放性、可扩充性和应用的透明性及可操作性。l考虑不同标准和规范间的集成。如分布式计算环境（DCE）面向对象的分布处理、集成软件规范STEP、EXPRESS及EDIF。l将计算环境中的资源与Internet资源集成在一起。Intranet47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书提供了基于网络、数据库、面向对象技术和开放分布处理。在该环境下，企业的生产情况、计划调度与决策、企业资源（人事、财务、仓储等）等信息的交流集成在统一的Web浏览器下：l泵站信息的实时传输与集成。在传统的控制方案中，现场操作人员能从操作站监视生产情况，而企业管理人员不到现场就无法掌握实时生产情况，然而在Intranet环境下，企业管理人员不论是在企业的任何地方都能通过Intranet实时了解到泵站运行与控制情况，即使是出差在外也可通过Internet访问Intranet进而掌握情况，甚至对其进行操作。l基于分布式实时数据库，对采集与控制信息进行深加工与抽取分层传送。以满足不同层次生产管理人员的需要。Intranet技术的引入，在统一的、熟悉的Web浏览器界面下，可以很方便地了解生产情况。将Intranet作为整个信息交互的平台，在大范围内保证信息资源最大程度的共享。l分布数据管理功能，保证数据的一致性、可达性及可操作性。l高性能通信功能。由于采用了TCP/IP协议簇，充分保证了内部信息传输的畅通性。无疑，在控制、优化、调度、计划决策等层次上都存在着信息集成和信息加工问题，能够分别获得不同的经济效益。而生产调度与计划决策如解决好，给企业带来的经济效益将是非常显著的。通常，Intranet需要架构以下服务器：SQLServer数据库服务器、WWW服务器、E-mail服务器、FTP服务器、代理服务器。基于Intranet的信息集成平台由7个模块构成:人机接口（HMI）、实时数据库系统（RDBS）、过程数据库系统（HDBS）、分布企业资源数据库系统（ERDBS）、应用开发器（AD）、组件库（COMLab）。管理信息框架系统具有通用性、开放性和可扩展性的特点，为符合系统二次开发的需要，提供了企业管理信息系统的全部框架应用。这个框架本身能够满足泵站集成控制与监测管理系统的综合功能的需求：l实现各泵站无人值守，故障自诊断，故障时维护人员的自动呼叫；l通过泵站集成控制器对各分散泵站进行远程监控、集中管理。可以在中控室对任何一个泵站（或泵）进行控制、操作及管理，同时各泵站控制装置又可独立对其进行控制；l对各泵（站）及管网互相配套、统一调度，使其发挥最大的使用效率；l系统具有高可靠性、实时性、开放性。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书13.2基于智能统计过程监视技术的泵运行性能监控系统目前专家系统采用基于规则的方法，或结合少量的模式识别技术，对已有的经验数据依赖性很强，而在泵运行性能监控系统中，采用更细致、更先进的处理方法是适当和必要的。为此我们基于智能统计过程监视技术构造泵的运行性能监控系统。与传统统计质量控制（又称统计过程控制SPC）技术相似，过程监控的实施依赖于监控工具的设计。高灵敏度和高精度是设计应遵循的准则。不过，仅这些还不够。由于对早期异常检测的要求，过程监控必须在线实施。这意味着异常的评价和报警将在很小的时间尺度内完成。频繁的误报警显然不能适合这种应用场合。因此我们希望监控手段具有一定程度的鲁棒性质，即：当出现异常工况时，异常报警应是相对确定和持续的；而当发生误报警时，我们应有足够的手段来辨别它们。当前过程监控的主要研究成果都不约而同地服从了一个相同的策略，即：统计策略。形成这一技术发展趋势的原因是：l过程监控本质上是统计过程控制（SPC:StatisticalProcessControl47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书）针对流程工业应用的技术延伸。SPC在制造工业的成功实践使得很多学者对于统计策略充满信心；l统计方法是一类单纯的数据方法；除了数据，它不再依赖于其他任何知识。这不仅满足了工业实践者对于“浅层知识”的要求，而且还与当前流程过程的实际工程背景——大量“堆积”的过程采集数据急待于“知识发掘”——相适应；l应用统计学是一门富于成果的学科；它能够为各行各业的工程应用提供充分的理论和技术支持。l统计方法“天生”具有很强的“柔性”，它可以方便地与现代工程（如模拟、仿真）和现代计算技术（如模糊、神经网络等）结合在一起。由于以上这些方面的原因，统计过程监控（SPM:StatisticalProcessMonitoring）获得了绝大多数研究者的关注，统计监控方法也因此成为过程监控的主流技术。泵运行性能的监控包含丰富的内容；具体地讲有：偏离或异常工况的检测、原因的识别、分离与决策等。“投资少、风险小、见效快”的优点，使得它更易被工业企业广泛接受并运用。系统主要实现以下功能：l通过特别设计的监控工具，检测泵运行的早期异常工况；l在异常或故障因素对泵造成恶性影响之前，诊断并分离出异常或故障原因；l通过及时调整或调度泵的运行，实现水处理生产的连续性和质量的平稳性。13.3污水处理厂集成自动化系统污水处理过程自动化涵盖了污水处理的所有关键工段：污泥处理、氧化沟曝气、远程污水收集系统。还包括：考虑污水进水水质和流量变化、总体净化效率、能耗、污泥产量、出水水质要求、冲击负荷（指生产企业的事故意外排放）等。运用在线优化和先进控制技术形成的污水厂优化控制，针对典型单元，建立相应数学模型，比如开发氧化沟溶解氧浓度临界控制技术，可以大大节约转碟能耗。13.3.1污水厂的参数测量与过程控制l过程测量参数：液位、流量、压力、温度、电机转速、电机振动；l分析测量参数：酸度(pH)、溶解氧、污泥浓度、浊度；13.3.2污水处理过程控制l污水泵、固体、砂砾处理开/停、机械格栅监视、加药、曝气池溶解氧控制、污水收集系统监视；13.3.3公用工程过程控制l全厂废气控制、电机发电控制、燃气涡轮控制、蒸汽轮机控制、全厂能源管理、连续排放监视、污水回用；13.3.4污泥处理过程控制l加药、活性污泥回流、活性污泥排出、污泥浓缩、污泥收集与处理、焚烧。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书13.4污水提升泵级配优化控制污水提升工序是大部分污水处理厂进行污水处理操作的关键之一，污水经提升后，以重力流方式流经各处理构筑物，直至出水、排放。污水提升动力消耗，约占全厂能耗的30％左右，因此，泵站的控制方式对后续处理构筑物的稳定运行和节省能源，是十分重要的一环。实践证明水泵级配控制系统是节能的有效手段。对级配控制系统的基本分析和功能要求：①进水渠道具有很大的调蓄容积，相当于一个巨大的泵前调节池；②在污水提升过程中，进水渠、吸水井和泵站等组成一个既互相制约，又自行调节的系统，并具有“自衡特性”；③为防止因大流量的冲击对后续处理构筑物的不良影响，规定泵站级配流量变动幅值应小于某一指标；④为提高泵站整体运行的可靠性，要求相同类型机组的起动次数和累计运行时间应大致相同，即各机组的运行机率大致相同；⑤充分利用进水渠道的巨大调蓄能力，进行消峰，减少溢流流量和降低水泵开停频度。满足上述约束条件对泵站实施有约束的动态优化控制可以提高系统整体的可靠性、降低污水提升能耗和成本。污水经一次提升后，以重力流方式流经各处理构筑物，直至退水出厂，泵站出水高程的变化幅度被限定在一个很小的范围，因而水泵扬程的大小，主要取决于吸水井中水位的高低。由于可从独立工作的单台机组的“Q-H特性曲线”中得到较为可靠的动态参数，并由此推断出泵站下一步运行的预期值，从而为泵站实时的“自动流量级配编组指令”的判别和生成，提供了各种必要的数据。由于工艺条件的限制，水泵扬程变化范围较小，尤其在建有出水井的情况下，水泵变速允许的范围更小而只能使用微调节的方式，若采用变速方式，实际上，虽然可因采用大功率变速机组而减少台数，从而减少一些土建费用，但是，由于其设备投资和维修费用的增加，从经济上和技术上都是不可取的。多机组自动流量级配编组控制。由于泵站的级配出水流量，比较接近实际的来水量，再加上提升系统自衡特性的作用，可使水泵前水池中水位较长时间地稳定在较高水位上，这对水泵运行机率的均衡和节能非常有利。采用多台定速水泵进行流量级配编组控制，高水位运行的方式，并增大带宽发挥前池的调蓄能力和降低水泵的起动频率。污水泵站完全置于计算机监控之下，对现场水泵设备进行例行监测和按照预定程序，进行自动流量级配编组控制，将本站的各种模拟量、开关量信息，通过现场总线与中央控制室进行信息交换，自动开停、自动检测、越限报警和进行各种数据处理。由于污水泵站采用计算机控制，这就为提升过程优化控制提供了强有力的手段，通过优化控制，污水提升过程可减少1m左右扬程，如按50万m3/d的处理能力计算，日平均可节能900KWh，或年节电30万KWh以上。13.5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远程诊断和支持系统，可让控制专家通过高速安全的Internet47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书网络监控用户的控制系统。不仅给用户的系统维护人员提供帮助，也减少了专家到现场维护的必要性。系统包括：远程诊断、系统管理、事件响应、远程备件支持、专家系统支持等。其独一无二的预警技术，可最大限度地提高系统的有效运行，减少需要为紧急突发事件提供服务的概率。电子服务是一个全新的概念。电子服务系统是一个集中了故障诊断与检测技术、网际网络技术、先进控制技术、过程优化技术、数据仓库技术、信息处理技术等多种技术的综合性系统。人们都说，二十一世纪是网络世纪，电子商务一日千里，但是，我们深信，电子服务将更有发展前途。做工程项目的技术人员都有这样一个经验：开发的系统在工业现场平稳运行，一切太平无事，只要一出故障(不管是什么故障)，用户就马上找上门来，要求立即清除故障，恢复正常运行。于是，项目的技术人员不得不立即动身(乘汽车、火车、轮船、飞机)去排除故障。然而，极大多数的情况，只需调整几个参数，系统就安然无恙。这样，对项目的技术人员来说，就花费了大量的时间和资金。电子服务系统就是解决这个问题的最好办法。我们只需将现场运行的计算机控制系统的系统运行参数，全部搬上网际网络，电子服务系统实时检测系统的运行状态，并通过网络，进行实时参数整定或实时系统优化，或者实时结构重组使系统恢复到原先的最优状态。这种电子服务系统还可以帮助用户管理整个系统的运动，并进行系统管理人员和操作人员的培训。总体上说，电子服务系统具有如下功能：l实时监控系统的运行状况；l实时诊断仪表的故障情况；l实时进行系统的参数整定；l实时修改系统的静态优化；l实时重建系统的组织结构；l帮助用户管理系统的运行；l帮助用户培训系统的管理人员和操作人员。这种电子服务系统可以取得巨大的经济效益，对于用户来说，不必培训专门的管理人员和操作人员用来监控这个系统的运行，而系统将运行在更加优化的状态之下，从而取得重大的经济效益；项目的工程开发人员不必经常出差，却能更加详尽地掌握系统的运行状况，一旦出现问题，极大多数情况下都能在网上进行参数的重新整定，系统的重新优化，结构的重新整合。研究开发最重要的内容是建立一个数据库，把所有控制装置的运行参数集中管理，研究和利用这些数据，对现场实际运行系统的优化软件、控制软件、管理软件进行服务。要达到以上功能，电子服务系统必须解决如下关键技术：47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书l故障诊断与检测技术；l过程控制与优化技术；l网际网络通讯技术；l数据仓库技术；l信息处理技术。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570 污水处理工程监控通讯系统技术方案建议书第十四章工作交接界面要求14.110KV断路智能保护综合仪的通讯协议，必须及时提供或者由本公司协助业主选型，以便保障通讯的可靠性。同时，也保障10KV的计算机远程遥控的可靠性、安全性；14.2低压主回路智能保护综合仪，电机智能保护综合仪，直流电屏智能保护综合仪和温度巡检仪的通讯协议，必须及时提供，或者由本公司协助业主选型，以便保障通讯的可靠性，同时也保障计算机远程遥控的可靠性、安全性；14.3其他问题双方深入交流、友好协商。47浙江浙大中自集成控制股份有限公司Tel：0571-87969571，87969572Fax：0571-87969570'