污水处理厂中控系统建设及联网方案(标准)

污水处理厂中控系统建设及联网方案 戈顿三希科技（南京）有限公司二一二年八月22戈顿三希科技（南京）有限公司 Golden 3C Tech. (Nanjing) Ltd 污水处理厂中控系统建设及联网方案目录1. 项目概述11.1 项目背景11.2 项目建设目标11.3 项目建设标准12. 项目建设要求33. 总体设计43.1 总体架构43.2 拓扑结构53.3 建议方案53.4 工程实施原则64. 项目建设方案74.1 自动化控制系统74.2 上层软件平台114.2.1 实时监控114.2.2 历史趋势曲线124.2.3 历史报表134.2.4 系统报警145. 项目清单及报价146. 关于3C科技166.1 公司简介166.2 公司业绩176.2.1 废水排放企业中控改造及联网业绩176.2.2 燃煤电厂中控改造及联网业绩186.2.3 燃煤电厂及污水厂工况在线监控与分析系统186.3 项目优势196.3.1 多年的工业自控及环保信息化建设经验196.3.2 丰富的联网监控项目经验196.3.3 与当地环保局建立有长期的合作关系196.3.4 工况数据的一点多发206.3.5 完善的售后服务体系206.3.6 工程施工优势206.4 公司资质211. 项目概述1.1 项目背景节能减排是我国“十一五”、“十二五”规划的重要举措和目标。为确保节能减排任务的完成，根据国家环保部的要求，需提高对城镇污水处理厂的运行效率和管理水平，加强环保部门对城镇污水处理厂运行过程的监管。根据相关文件的要求，具有一定规模以上污水处理厂需建立中控系统，实施监控重点工况数据，作为核算主要污染物减排量的重要依据。并为监控数据向环保部门上传提供条件，保证数据的顺利上传，以便于环保部门对企业生产及治污情况的远程监控。我省的污水处理厂自控化程度良莠不齐，根据环保部门的要求，未安装中控系统的企业需根据企业实际和环保要求建立中控系统，而已建立中控系统的企业则需对现有系统改造以满足环保的要求。1.2 项目建设目标1.建设/改造污水企业的中控系统，实现对企业生产过程的监视和远程控制，提高企业自动化水平，提高生产效率。2.建设满足环保部门要求的中控系统和生产台账系统，为的数据联网做好准备。1.3 项目建设标准环保部办公厅关于加强城镇污水处理厂污染减排核查核算工作的通知国务院节能减排综合性工作方案国务院节能减排统计监测及考核实施方案和办法国务院主要污染物总量减排监测办法环发200825号关于进一步做好国控重点污染源自动监控能力建设项目实施工作的通知国家环境保护总局（2007） 污染源监测中心建设规范国家环境保护总局（2007） 国家重点监测企业污染源自动监测项目建设方案GB 13223-2003 火电厂大气污染物排放标准HJ/T 76-2007 固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法HJ/T 75-2007 火电厂烟气排放连续监测技术规范HJ/T212-2005 污染源在线自动监测（监测）系统数据传输标准2. 项目建设要求根据环保部办公厅关于加强城镇污水处理厂污染减排核查核算工作的通知及相关文件，环保部门对污水企业的具体要求如下：1.污水企业需建立中控系统，系统应至少监控以下参数（打“”的参数），并可以通过相应的组态图、统计分析报表等予以展示。并保证相应参数一年以上的存储时间，作为环保部门核算主要污染物减排量的重要依据。类型测点名称采集源上传要求备注进水口进水COD环保监测仪器进水氨氮环保监测仪器进水PH环保监测仪器进水流量环保监测仪器生化池溶解氧浓度生化处理段污泥浓度生化处理段风机房鼓风机空气流量生化处理段鼓风机电流 生化处理段污泥机房污泥脱水机电流 生化处理出水口出水COD环保监测仪器出水氨氮环保监测仪器出水PH环保监测仪器出水流量环保监测仪器滤池滤池堵塞率深度处理段2.完善企业治污设施运行台账，按时记录设施运行情况，并随时可以接收环保部门的现场核查。3.企业中控系统监控数据具备上传的条件，为数据向环保部门上传做好准备。 3. 总体设计根据以上要求，结合我公司的项目经验，我公司为污水排放企业专门设计了一套企业中控系统建设/改造及联网的技术方案，适用于尚未建立企业中控系统或已建立但无法满足要求的污水排放企业。3.1 总体架构系统架构图3.2 拓扑结构拓扑结构图3.3 建议方案本次采用如下方案：进口在线的数据化学需氧量、流量、氨氮、PH值，出口在线的数据化学需氧量、流量、氨氮、PH值，鼓风机电流，风量，污泥脱水机电流及各电机运行状态，生化池溶解氧浓度，污泥浓度，滤池堵塞率等参数，经过西门子S7-200 PLC系统进行处理，经交换机传入工控机。由此完成对数据的采集。同时，由于环保部门要求上传数据较多，企业现有条件无法全部上传，系统在建设中预留相应的接口，为未来具备条件后数据上传做好准备。3.4 工程实施原则实用性原则：自控系统应具有多种监控方式，具有良好的稳定性和可靠性。采用的技术应是成熟和可靠的。系统根据国家相关要求，兼顾本地区经济发展战略和环境保护管理要求，立足污水处理建设实际状况，建立和完善污水处理自动监控、处理流程管理的信息化，为污水处理厂管理决策科学化以及可持续发展战略目标奠定基础。立足污水处理厂工作实际，注重建设成果的实用性，并充分考虑在用系统和历史数据的继承，做到方便领导、业务人员数据查询，操作简便，界面美观。先进性原则：自控系统应使用先进的技术架构,系统的功能设计立足实用性与先进性的统一,在考虑性能价格比的同时考虑系统的先进性。在软硬件平台的选用上采用国内外最新技术及目前国内外污水自控行业的主流平台，可以避免系统过早被淘汰。实现了实用性与先进性的统一。继承性原则：系统在设计过程中要充分考虑将来的系统继承和利用已有的硬件设备和开发完成的自控系统，吸收原有自控系统的长处，在原有的基础上提高。标准化原则：自控系统的建设及施工应严格遵循有关法律、法规、标准、规定等，服从监理及业主方的相关监督。系统操作符合行业的操作习惯和标准,紧密围绕污水处理的业务。开放性原则：本系统各功能模块的集成，使用户在同一界面下可以尽可能实现多项功能的操作、显示、编辑、打印等。可扩充性原则：系统的功能体系和数据结构能充分满足当前业主的需求，同时能留有接口以满足业主未来可能的需求；考虑到了将来的发展需要，系统能够满足将来用户对各要素、各功能的易于扩充性，与污水处理自动化、信息化进程同步发展。安全性原则：采用多种安全技术，保证系统的各项安全，遵循安全性、保密性和共享性的原则。系统建设必须对软、硬件平台和应用系统等多方面、多层次制定安全策略，以保障系统运行的安全性和稳定性。工程施工中要防止二次污染。4. 项目建设方案4.1 自动化控制系统自控系统设计原则（1）自控系统采用现场总线、集散型、分布式计算机控制系统。对整个污 水厂的工艺过程实行分散采集，集中调度，技术上达到先进水平。 （2）自控系统对工艺设备进行监控，以确保出厂水水质的稳定。 （3）自控系统的软硬件的配置符合国家和国际上有关标准，确保产品的可 靠性、开放性。 4.6.2.2 自动控制系统的组成 自动化控制系统由可编程序控制器（PLC） 对整个污水厂各过程进行分散采集；再由通讯系统和监控计算机组成的中央管理 调度，对全厂实行集中管理和调度。中央控制室中控系统采用具有C/S（客户机/服务器）结构形式的计算机网络。现场站与中央控制室之间通过RS485通信。 （1）中央控制室硬件配置：一套操作员站； 不间断电源（UPS）及防雷电保护装置 一套投影设备（可选） （2）中央控制室功能： 作为全厂生产调度管理的中心，其信息管理功能包括： 动态图形及实时数据显示 在大屏幕显示器上，可动态实时显示全厂工艺流程，并在图中相应位置显示 参数的实时变化情况和各种设备的开停状态，为操作和管理提供依据。显示画面将按实际工艺流程的形式设计，使操作人员对现场有更直观的认识，以便于操 作。这些画面包括：a、全厂工艺流程图b、全厂测控仪表状态图c、各种曲线图d、报警画面数据处理功能 现场控制站采集的数据和用户终端输入的数据，通过高速数据通道传送到中 央控制室，进行分类存贮和处理，以便于今后数据查询。生产报表的打印经过数据处理后的参数可自动制成各类报表，包括全厂生产的日报表、月报表和年报表，事故报表和各类设备开/停机时间表。 趋势图的显示生产过程定时采集的数据，经统计与分析，可自动制成实时、历史变化曲线，通过这些曲线，直观反应全厂生产经营状态，便于管理人员的决策调度。安全登录和密码保护功能将操作级别分为：管理级、工程师级、操作工级，对每级别的操作都设置密码，并能记录操作者代号、操作内容、时间等，防止非法操作，以保护自控系统 运行安全。（3）软件系统基本功能：完善的Internet功能；标准的WindowsNT平台；支持世界主要硬件厂商的驱动程序，支持Ethernet、现场总线、RS-485； 支持高分辩率彩色图形显示器；支持各种Windows标准打印机及外围设备；支持中文界面；4.6.4 现场控制站本工程设1个现场控制站（PLC01站）。（1） 现场控制站硬件配置现场控制站包括以下主要控制设备；可编程序逻辑控制器（PLC）；PLC柜；不间断电源（UPS）及防雷电保护装置；现场控制站独立完成全厂工艺过程的参数检测和设备控制。（2） 软件配置 监视控制和数据采集软件以及编程软件选用各PLC厂商专软件，且已投 入运行的最新版本。 （3）现场站功能工艺参数的检测和工艺设备的控制设备工况的监测、报警和处理上级调度命令的执行和数据上报（4）可编程序控制器（PLC）选型选用模块化的分布式控制系统，且支持符合国际标准的现场总线协议。配置工业型网络接口模块、现场总线接口模块、串行数据通信接口模块。（5）控制系统供电20V AC采用在线式、隔离型的UPS不间断供电电源，维持时间30分钟，容量大于1.2倍需用量。24VDC配置独立的高品质直流稳压电源。4.6.5 防雷、过电压保护及接地中央控制室、现场控制站的电源进线均设雷电保护装置。 控制系统通讯讯道端口（非光缆通讯）及现场仪表（420mA）端口配置防 雷装置。本工程采用等电位接地方式，控制系统保护接地、防雷电感应接地及工作接 地共用，接地电阻1。PLC主柜图如下所示：PLC机柜PLC内部4.2 上层软件平台4.2.1 实时监控 采集全厂各个生产过程的工艺参数、电气参数、设备运行状态等信息，通过计算机工作站实时显示全厂工艺动态流程总图以及工艺参数、 电气参数、设备运行状态的各种数据图表。下面列出一些示意界面反映全厂区工艺流程。实时监控4.2.2 历史趋势曲线建立各种数据库，保存工艺参数、电气参数、电气设备运行数据、控制数据、故障信息，自动生成历史数据库，并可生成历史趋势曲线和报表，为生产管理、事故分析、工艺控制优化等提供可靠的依据。历史曲线图4.2.3 历史报表打印各式生产运行报表、报警信息报表、事故报表以及各种图形、曲线；还可对屏幕上显示的图形画面进行彩色拷贝。其界面示意图如下：历史报表污染源日报表4.2.4 系统报警对于设备异常、故障或工艺、水质参数超限等，能通过工作站上的画面图形闪烁和声音发出警告，提醒值班人员进行处理。系统报警5. 项目清单及报价一、中控室硬件序号部品名称供应商规格数量单位1交换机D-LINK1台2工控机1台3显示器 231台460寸大屏幕SHARP1台二、中控系统监控软件序号部品名称供应商规格数量单位1监测监控组态软件1套2应用软件及编程1套3软件系统集成测试1套三、联网软硬件序号部品名称供应商规格数量单位1无线数据传输装置1台2联网专用软件1套3通信线缆 1宗四、PLC智能控制柜序号部品名称供应商规格数量单位1机柜1面2CPU单元西门子S7-2001台3模拟量输入模块西门子3块4开关量输入输出模块西门子1块5以太网模块西门子1块6开关电源1台72P开关1个8输入保护若干个9防雷模块1个10PLC编程费1套11PLC机柜集成材料1套12PLC机柜集成调试费1套五、辅材及施工费（根据现场使用量计算）序号部品名称供应商规格数量单位1现场施工费2电流互感器台3信号分流器500元/台台4开关量信号屏蔽电缆若干5模拟量信号屏蔽电缆6辅材（PVC穿线管、桥架）等若干小计： 元前五项总报价： 175000 元+辅材及施工报价（根据现场使用量计算）增设检测设备序号部品名称供应商单价数量单位1PH在线检测仪125001台2COD在线检测仪600001台3氨氮在线检测仪700001台4流量计100001台5溶解氧在线检测仪150001台6污泥浓度检测仪150001台7鼓风机风量检测仪100001台8滤池堵塞率检测仪100001台9UPS电源50001台以上设备客户可以根据需要选择。6. 关于3C科技6.1 公司简介戈顿三希科技（南京）有限公司（简称“3C科技”），始建于2002年，总公司位于南京，在济南设有分公司，是国内环境自动监控领域和工业过程控制领域软硬件整体解决方案的专业提供商。凭借一流的产品质量、精湛的研发技术和完善的售后服务，公司产品已成功地应用于全国众多的省、市、地区。3C科技在全国环保信息化行业中的综合实力位居前列，是山东省最大的环保信息化产品供应商。公司现有员工100多人。其中，本科及以上学历的员工占总数的80以上，他们中既有掌握国内外先进技术和管理经验的科技精英，又有对国内外环保行业和工业控制有着深刻理解和认识的技术人才，还有具备丰富的工程实践经验的项目经理。这支高素质团队立足于客户的真正需求，致力于为客户提供功能全面、性能可靠、专业化的解决方案。向客户提供最及时、完善的技术支持，高质量的工程实施，提供最迅速、周到的售后服务。3C科技一贯秉承“客户至上、优质工程、科技创新、质量为本”的管理理念，把客户的要求和利益放在第一位，做到科技创新、重合同守信用，圆满交付每一项优质合格项目，全面提高国内信息化、自动化技术水平，为我国不断发展的环保事业做出卓越贡献。 3C科技拥有雄厚的生产、研发实力，健全的服务体系，众多的高新技术产品。我公司先后通过了ISO9001国际质量管理体系认证和CMMI-3级软件成熟度企业认证；获得了“中国AAAAA级信用企业”、“重合同守信用企业”等荣誉称号，被评为省级高新技术企业和省级软件企业。6.2 公司业绩以下是我公司近两年在联网及中控方面的部分业绩：6.2.1 废水排放企业中控改造及联网业绩序号时间地点客户名称12011南京南京市自来水板桥有限责任公司22011南京溧水经济开发区喜旺污水处理厂32011德州临邑县污水处理厂42010陵县光大水务（陵县）有限公司52010滨州光大水务（博兴）有限公司62011邹平邹平县城市污水处理厂72011德州山东晨鸣纸业集团齐河板纸有限责任公司82012菏泽菏泽泉润纸业92011济宁济宁中山水务102011潍坊昌邑海洋水业有限公司112011寿光寿光凯琳水务有限公司122011日照山东荣信水产食品集团股份有限公司132011青岛青岛市排水管理处142011临沂临沂润达水务有限公司152011临沂平邑中联水泥有限公司162011聊城高唐县水质净化有限公司172011济南山东鲁润水务科技有限公司182011济南商河方元水质净化有限公司192011滨州滨州中和水质净化有限责任公司202011滨州滨州开发区开创水质净化有限公司212011滨州阳信县污水处理厂222011滨州山东省惠民县海蓝水务有限公司232011滨州滨州海孚水业有限公司6.2.2 燃煤电厂中控改造及联网业绩序号时间地点客户名称12011德州山东华鲁恒升化工股份有限公司22010滨州滨州市深港环保工程技术有限公司32010滨州山东盛和热能有限公司42011滨州大唐鲁北发电有限责任公司52011德州金能科技有限责任公司62011德州山东莱钢永锋钢铁有限公司72011东营中国石化集团胜利石油管理局胜利发电厂82011聊城山东高唐热电厂92011烟台山东百年电力发展股份有限公司102011德州山东省禹城市新园热电有限公司112011东营中国石化集团胜利石油管理局胜利发电厂122011威海威海热电集团有限公司132010济南济南热电有限公司6.2.3 燃煤电厂及污水厂工况在线监控与分析系统序号时间客户名称12010山东省环保厅22010菏泽市环保局32010德州市环保局42011聊城市环保局52011日照市环保局62011滨州市环保局72010济宁市环保局6.3 项目优势6.3.1 多年的工业自控及环保信息化建设经验戈顿三希科技（南京）有限公司从事工业自控及环保行业已近十年，并且是较早进入环保行业的公司之一。近十年的时间使我公司积累了丰富的行业经验，对工业联网控制、环保行业业务具有深刻的了解，总能第一时间为客户提供优质的解决方案。公司拥有大型污水处理厂自控方面完整解决方案和软硬件系列产品，我们采用西门子公司PLC为主计算机控制系统，所用施工电缆都采用符合国标的专业电缆。所做自控系统已经过了多个客户长时间的验证，技术领先。我公司自主开发的污水处理厂自动监控系统、污水处理厂三维GIS地理信息系统、污水处理厂一体化信息管理系统，目前在江苏、河南等多个污水处理厂运行情况十分良好，得到了相关客户的充分肯定。6.3.2 丰富的联网监控项目经验我公司具有丰富的联网业绩，涉及电厂、污水厂、石化、钢铁等多个行业，已有百例以上的工程案例。我公司同样具有丰富的环境监测联网的业绩，公司自主研发的C&M型数采仪已通过中国环境保护产品认证证书，支持200以上的设备协议，并具有一点多发、短信反控等多种高级功能。具有5000例以上的C&M数采仪安装实施经验，山东省全省的国控、省控环境监测点均采用我公司的数采仪产品。6.3.3 与当地环保局建立有长期的合作关系我公司始终关注工业控制和环保两个行业，因为环保和工业控制之间有密切的关系。我公司在山东省环保行业具有广阔的市场，是山东省最大的环保信息化项目承建商，与全省各地市环保局（包括烟台）建立有长期的合作关系。山东省及17地市省控污染源的数采仪、环境监测监控系统均为我公司产品。多年的环保项目经验使我们熟悉环保业务，了解环保局想做什么、想要什么，本着“为企业着想、为环保局负责”的原则，我们总是能依据环保局的要求，根据企业的实际，为企业制作出性价比最高的方案。本项目中，未来将工况数据上传至环保局，即上传至我公司的系统。6.3.4 工况数据的一点多发我公司对于污水排放企业工况数据的联网有一套专用的联网设备，符合环保部门对数据上传的要求。同时该设备具有一点多发的功能，充分考虑了未来的扩展需求，即可以将企业工况数据同时上传到多个平台，为未来数据同时向省平台、市平台传输提供了便利。6.3.5 完善的售后服务体系长期以来我公司注重软硬件产品的售后服务工作，形成了一套完善的售后服务体系。尤其对于联网系统的维护，我公司采取驻点维护的方式，在本地设立办事处，保证维护的响应时间和效率。6.3.6 工程施工优势我公司长期从事污水处理、脱硫监控、工业过程控制的方面的工程施工。我们建立了一支强大的、有着丰富施工经验的工程队伍，有了这支队伍，是我们保质保量完成该工程的有力保障。 我们的自控系统是成熟系统，相对比较完善，能够在短期内安装运行系统，并能迅速根据客户要求，对系统进行相应的修改。有着在短时间、快速实施大型污水处理工程的经验。自控系统设计。6.4 公司资质