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技術人員現場調試
配電室1
配電室2
德陽市昊華清平磷礦脫鹽水站
自控系統說明
一、自動控制系統
1.1概述
德陽市昊華清平磷礦有限責任公司脫鹽水站自控系統工程，共包含了自控系統、DP總線通訊系統、上位監控系統以及儀表調試。此次自控系統采用的是西門子S7 315PLC 作為控制系統，上位軟件選擇北京三維力控軟件。
1.2控制范圍
對脫鹽水站內的所以設備進行監視控制，根據設置參數，自動啟動停止設備。當一套設備發生故障時，自動投入備用設備并報警。當沒有備用設備或備用設備無響應時，停止該流程內所以設備并報警。
1.3標準和規范
提供的設備、試驗條例滿足下列相應的標準和規范
GB中華人民共和國國家標準
IEC國際電力技術委員會國際電工組織標準
《電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路結線施工及驗收規范》GB50171-92
《電纜線路施工及驗收規范》 GB 50168-92
《電氣裝置安裝工程接地裝置及驗收規范》 GB50169-96
《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范》 GB50254-~50259-96
《自動化儀表工程施工及驗收規范》 GB50093-2002
《自動化儀表安裝工程質量檢驗評定標準》 GBJ137-90
《建筑工程施工現場供用電安全規范》 GB50194-93
《計算機軟件開發規范》 GB8566-88
《工業自動化儀表用電源電壓》 GB3368-82
《工業自動化儀表盤基本尺寸及型式》 GB75353-87
《可編程控制器》 IEC61131
《國際可編程控制組態語言標準》 IEC 1131－3
《用于過程控制系統的模擬信號》 IEC 60381
1.4系統組成
1.4.1.工程概況
脫鹽水處理設計規模為日處理水量100噸。
工藝流程為：
1.4.2自控系統組成
根據工藝流程及構筑物的地理分布，本工程自控系統采用PLC集中管理，子站分散控制的方式，其中PLC系統為西門子S7 300系列PLC系統。自控系統由中心控制室管理站、1#子站控制站、2#子站控制站、3#子站控制站、通訊網絡等組成，完成對工藝流程及全部自控設備的自動控制和監測。自控通訊網絡將采用DP總線連接成通訊速率為1.5M PROFIBUS 通訊協議。（見自控系統原理框圖、帶控制點的工藝流程圖、自控系統配置圖、PLC配置圖、設備平面布置圖）
PLC網絡示意圖如下：
1.5總體性能
1.5.1.電氣適用環境條件
運行溫度：0～50℃
濕度：0～20%無冷凝。
海拔：2000米以下。
1.5.2.電源
外部電源：380/220VAC，50HZ，波動：+15%，-15%
儀表及控制裝置電源：220VAC，50HZ帶穩壓及凈化裝置，或24VDC帶反極性保護。
1.5.3.控制方式
水處理主要自控設備的控制方式共三種:
手動控制方式: 通過就地控制箱上的按鈕實現對設備的啟停操作。
軟手動（遠程）控制方式: 即遠程手動控制方式.操作人員通過工作站的監控畫面用鼠標或鍵盤來控制現場設備。
自動（程控）控制方式: 設備的運行完全由各PLC根據水質的工況及工藝參數來完成對設備的啟�？刂�,而不需要人工干預。
三種方式的控制級別由高到低依次為：手動控制、軟手動控制、自動控制。
1.5.4.電纜敷設
所有電纜能保證傳輸信號不受外界的任何干擾以及信號衰減滿足系統要求。電纜有適當的備用芯線，每根電纜及線芯有唯一的標識。所有電纜都在管內或線槽內敷設。設備端的軟管密封處理，橋架末端用堵頭進行封堵。
1.5.5.通訊電纜及附件
根據系統通訊性能的要求提供相應的通訊電纜及附件。電纜為銅芯，2芯，1mm多層屏蔽線。
傳輸損耗：＜3.0dB/km
1.6操作站的功能
在中心控制室內安裝一臺監控管理工作站，管理計算機擔負監視和管理工作。為了保證整個自控系統的一致性和穩定性，計算機監控軟件采用北京三維力控科技有限公司的Forcecontrol 6.1系統。監控管理工作站將現場PLC的設備運行狀態信號、數據采集上來進行處理，實時顯示在監控計算機上，同時監控系統還將記錄、存儲、分析和打印過程參數及報警信息。
監控管理站主要有以下畫面：
登錄界面
預處理工藝流程圖
反滲透工藝流程圖
混床工藝流程圖
加藥工藝流程圖
預處理參數設置圖
反滲透參數設置圖
混床參數設置圖
測量儀表實時歷史趨勢圖
設備報警匯圖
以上工藝圖形將能實時反應出整個水處理過程的工藝流程、設備運行狀況、處理水質參數、報警狀態等信息。
該監控管理系統具有良好的中文人機界面，具有完備的在線幫助功能；通過監控管理系統能下達工藝調度指令和工藝數據，調整工藝運行方案；能完成對報警信息的處理和記錄；能完成對工藝參數及水質參數的存儲和處理；能根據用戶要求產生和打印生產報表。
1.6.1操作站主要具備以下功能。
用戶登錄
運行人員必須輸入正確的用戶名和操作密碼進行登錄后才能進入系統。系統對不同的用戶賦予了不同的操作權限，分為操作人員權限和管理人員權限。操作人員只能進行設備操作和數據瀏覽，管理人員可進行設備操作、數據瀏覽、參數設定、用戶和密碼維護。
實時工藝流程圖顯示
實時動態地顯示工藝流程圖，流程圖上包含各種設備實時運行狀況、各種實時工藝參數。在一幅畫面顯示各工藝段流程圖，采用多幅畫面進行流程圖分解顯示，通過鼠標點擊菜單或按鈕，進行流程圖顯示切換。大區域的實時動態畫面采用平面流程圖顯示方式。
流程圖中所有設備的運行狀態采用綠色表示；停止狀態采用紅色表示；故障狀態采用藍色閃爍表示。
流程圖中所有由PLC控制的設備均設置遠程/就地轉換按鈕，只有當設備遠程/就地轉換開關處于遠程時，上位啟動、停止按鈕才可用，當遠程/就地轉換按鈕處于就地時，人工遠程無法控制設備。當設備出現故障信號時，停止運行或禁止啟動這些設備。
報警顯示
當出現任何報警時，提示運行人員報警點、報警類型、報警時間等多種信息，由運行人員進行確認，同時可通過報警匯總表瀏覽歷史報警，歷史報警的內容包括各種報警信息、報警是否經過確認、確認報警的用戶、確認報警的時間等。報警出現時，報警打印機立即打印報警信息。
實時趨勢、歷史趨勢
運行人員可通過菜單或按鈕進入實時趨勢畫面或歷史趨勢畫面，可選擇需要的工藝參數查看實時趨勢或歷史趨勢，可同時顯示多條實時趨勢，可對曲線進行放大或縮小，可任意選擇需要查看的時間段。
參數設置
運行人員可通過菜單或按鈕進入參數設置畫面，對各種設定值進行修改，以適應當前的運行條件，保證出水水質。為了保證運行安全，具有權限的工程師才能對各種工藝參數設定值進行設定和修改。所有可以進行調整的參數均具備在線調整功能。
報表處理
系統自動記錄各種工藝運行數據，將所有數據歸納匯總形成報表，報表可定時打印，運行人員也可通過菜單或按鈕進入報表畫面查看歷史報表。
1.7控制站的功能
根據工藝流程，自控系統由預處理控制站、反滲透混床控制站、加藥控制站組成，各個控制站的功能如下：
1.7.1預處理控制站
設在車間內，負責監控多介質過濾器、超濾系統、脫鹽水泵等系統和設備。
功能：
A. 多介質過濾器：采集各個閥門反饋信號，為中控提供報警信號。采集進出水壓差信號，為中控提供反洗信號。
B. 超濾系統：超濾6個氣動閥門，并采集其狀態，并對其控制。采集進出水壓力、流量。
C. 脫鹽水泵：采集脫鹽水泵頻率信號，為中控提供頻率反饋。
1.7.2反滲透混床處理控制站
設置在車間，負責監控反滲透系統、混床、板換、卸酸間，中和池等設備。
功能；
A. 反滲透系統：采集進出水流量計，進出水壓力，PH，ORP的信號。
B. 混床系統：采集24個氣動閥的狀態，并對其控制。采集進水壓力，出水電阻率。采集出水流量。
C. 板換：采集板換進水溫度，控制板換進水閥開關，采集其開關到位信號。
D. 卸酸間：采集卸酸卸堿泵自動、運行、故障狀態。并進行控制。采集儲酸儲堿罐液位信號。
E. 中和池：采集2臺中和泵、2個氣動閥的狀態，并控制。采集液位信號。
1.7.3加藥控制站
設置在加藥間，負責監控原水箱、超濾產水箱、脫鹽水箱、中間水池、酸堿計量箱、清洗就地操作箱等。
功能：
A. 原水箱：采集1個液位信號。
B. 超濾產水箱：采集1個液位信號。
C. 脫鹽水箱：采集1個液位信號。
D. 中間水池：采集1個液位信號。
E. 中和水池：采集1個液位信號，采集1個出水PH值。
F. 酸、堿儲罐：采集2個液位信號。
G. 清洗就地操作箱：采集超濾清洗水泵、反滲透清洗水泵運行、故障狀態。
自控系統各段工藝自控過程如下：
控制邏輯圖（見附件）
原水箱
水箱中設有液位計，超過上上限、下下限時，中控語音報警。
多介質過濾器
作用：物理攔截水中較大的懸浮物和飄浮物。
設備：兩臺過濾器，一用一備。
設備控制：
多介質過濾器一般有兩種工作狀態，即運行和反洗
設備通常處于運行或備用狀態，當進出水壓差大于設定值時，自動或手動反洗。
多介質過濾器操作系統分為就地控制和遠程控制二級控制，兩種方式都能打開或關閉閥門，就地控制為第一位。
超濾系統
作用：截留水中膠體大小的顆粒，而水和低分子量溶質允許透過膜。其主要手段為篩選。
設備：
液位計
6臺進出水氣動閥
3臺反洗泵
設備控制：
超濾產水箱中液位計向PLC提供液位信號，保證預處理系統制出的水不滿溢，造成浪費。同時確保反滲透系統RO增壓泵和高壓泵不會因無水空載而燒毀電機。
控制方式：
啟停水泵、開關閥門均采用二級控制，一級為就地控制，在現場可以完成開關泵的各項步驟；二級控制為遠程控制，由PLC發出指令遠程完成各項步驟。就地控制優先。
反滲透
作用：在高于溶液滲透壓的作用下，依據器他物質能透過半透膜而將這些物質和水分離開來。
設備：6組反滲透模組，2臺RO增壓泵，1臺高壓泵。3個進出水氣動閥，一個沖洗電磁閥。
設備控制：
a.時間控制：設備開機沖洗，運行一段時間后定時沖洗。定期手動反沖洗。
b.當設備中有機物太多使系統壓力過高時，需手動開啟清洗泵進行清洗。
控制方式：采用就地、遠程兩級控制。就地控制優先。
混床
作用：對流體中的離子進行交換、脫除。進一步凈化水質。
設備：2臺中間水泵、2臺樹脂再生泵、24個氣動閥、酸堿儲罐各1個。
設備控制：
a. 兩臺中間水泵交替運行。兩套混床系統一用一備。當其失效時停止運行并報警，人為投入下一套系統。
b. 混床再生可以手動單步再生，也可自動再生，依現場情況而定。
加藥系統
作用：通過藥劑，凈化水質。
設備：6組加藥裝置，加6種不同藥劑
設備控制：根據不同的工藝要求，在不同的工藝流程段分別加入不同藥劑。采用就地、遠程兩級控制。就地控制優先。
中和池
作用：將設備反洗出的廢水，加酸堿中和后，排入地溝。
設備：2臺污水自吸泵、2個氣動閥、一個液位計。
設備控制：
2臺水泵一用一備，上限啟動一臺水泵，下限停泵。當水位達到上上限時，啟動2臺水泵，下限停泵。
酸堿罐
作用：儲存酸、堿。
設備：卸酸泵1臺、卸堿泵1臺，酸儲罐、堿儲罐各1個。液位計2個。
控制方式：采用就地、遠程兩級控制。就地控制優先。液位上上限報警。
脫鹽泵供水系統
作用：將設備制出的凈化水，供給用戶方使用。
設備：2臺脫鹽水泵，1個脫鹽水箱。
設備控制：采用就地、遠程兩級控制。就地控制優先。下限停泵。
注：脫鹽水泵為變頻控制，其設定壓力需在變頻器上設定。
1.8.主要硬件的技術規范
包括全套計算機控制系統， PLC控制站。
(1) 管理計算機
制造商：臺灣研華
數量：1臺
工業控制計算機安裝在中控室，作為操作員工作站和工程師工作站。
CPU：P4 2.8G
CRT：23"SVGA，1920X1080X32M
顯存：128M
內存：512M
硬盤：320G/7200轉
軟驅：1.44M, 3.5”
光驅：COMBO
鍵盤：標準鍵盤
網卡：10/100M
(2) 打印機
型號：HP DJ1180C
制造商：美國惠普
數量：1臺
激光打印機，A3幅面
(3) 可編程控制器
為便于系統調試和日后生產管理及運行維護，此次采用SIEMENS S7-300 PLC系統。具體如下：
CPU模塊：CPU 6ES7 315-2AH14-0AB0
電源模塊：PS 307 6ES7-0KA01-AA0
DI 模塊：6ES7 321-1BL00-0AA0
DO 模塊：6ES7 322-1BL00-0AA0
AI 模塊：6ES7 331-1KF02-0AB0
接口模塊：IM153-1 6ES7 153-1AA03-0XB0
所有DO模塊均通過中間繼電器接點輸出，繼電器選用日本OMRON MY 2型。
SIMATIC S7-300是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。
模塊化無風扇的設計，堅固耐用，容易擴展和廣泛的通訊能力，容易實現的分布式結構以及用戶友好的操作使SIMATIC S7-300成為中、高檔性能控制領域中首選的理想解決方案。
多種級別（功能逐步升級）的CPU，種類齊全的通用功能模板，使用戶能根據需要組合成不同的專用系統。當控制系統規模擴大或變得更加復雜時，不必投入很多費用。任何時候只要適當的增加一些模板，便能使系統升級和充分滿足您的需要。
一個系統可包括：
電源模板（PS）
中央處理單元（CPU）
數字量輸入、輸出（DI/DO）和模擬量輸入、輸出（AI/AO）的信號模板（SM）
接口模板（IM153-1），用于連接中央控制單元和擴展單元。
SIMATIC S7-300性能優越，環境適應性很強，因此應用范圍十分廣泛。
具有很高的電磁兼容性和抗沖擊、耐振動性能。
允許環境溫度為0℃到60℃。
高速執行指令：指令執行時間80nS
用戶參數設置：
STEP7為所有模板的參數設置提供了統一的參數化屏幕格式。
SIMATIC HMI系統向S7-300讀取過程數據，而S7-300在用戶規定的刷新時間內提供這些數據。SIMATIC的操作系統自動處理數據傳送并使用一致的符號和數據庫。
診斷功能：
CPU的智能診斷系統連續地監視系統功能并記錄錯誤和系統的特殊事件。
口令保護：
口令保護使用戶能有效地保護信息，避免非法復制和修改。
系統功能：
擴展的系統功能表——用于通訊和程序控制，例如，提供便利的編程條件和加快編程過程。
多種通訊方式：
MPI（多點接口），集成在所有CPU內；可同時連接編程器和個人計算機、HMI系統、S7-300系統、M7系統和其他S7-300系統等。
PROFIBUS-DP接口，集成在某些CPU內，適用于經濟型ET-200分布式I/O系統。
通訊處理器：用于連接到PROFIBUS和工業以太網。用于功能強大的點對點鏈接。
CPU和通訊處理器支持以下的通訊類型：
過程通訊：
通過總線（PROFIBUS-DP）周期地尋址I/O模板（過程映象數據交換）。從循環執行級調用過程通訊。
數據通訊：
自動化系統之間或HMI站和若干個自動化系統之間的數據交換。
數據通訊可以周期執行或基于事件驅動由用戶程序塊調用。
a. S7-300 CPU
所有CPU都安裝在堅固、緊湊的塑料外殼內。所有操作和顯示元件的布置都是標準化的。在前面板上元件有：
狀態和故障LED
操作模式選擇器；用于選擇操作模式
存儲器卡槽
MPI端口
后備電池盒
CPU315-2DP的技術規范
RAM，本機內置 256K字節
裝載存儲器 MCC卡，最大8M
本機內置 256K字節RAM
FEPROM 256K
可擴展到 最大64M字節（存儲器卡）
實時時鐘 有
內置的通訊功能 * PG/OP通訊
* 標準通訊
* 擴展通訊
編程語言 STEP 7
操作指令集 二值邏輯，括號運算，結果分配、存儲、計數、裝載、傳輸、比較、移位、旋轉、限補碼、調用塊、定點和浮點算術運算、跳轉功能、定時器操作、轉換操作、三角函數、根函數、對數函數等
總數字量I/O 32768/32768通道
總模擬量I/O 2048/2048通道
尺寸（W×H×D） 40×125×130 mm
b. SM 321數字量輸入模板
輸入點數 32
額定負載電壓L+/L1
額定值 24VDC
允許范圍 20.4到28.8V
輸入電壓
額定值 24VDC
“1”信號 11到30VDC
“0”信號 -30到+5V
隔離 有
分組數 32
輸入電流
“1”信號 6到8mA
“0”信號 -
輸入延遲，額定值 3ms
電纜長度；推薦值
沒有屏蔽 600m
有屏蔽 1000m
功耗
從S7-300背板總線（5VDC） 最大30mA
從L+ 最大 30mA
功率損失 最大6W
按IEC1131的測試電壓
在輸入組和集中接地點之間 500VDC
尺寸（W×H×D） 40×125×130 mm
c. SM 322數字量輸出模板
6ES7 322-1BL00-0AB0的技術規范
輸出點數 32
額定負載電壓L+/L1 24VDC
允許范圍 20.4到28.8V
輸出電壓
“1”信號 最小L+ - 0.3V
隔離 有
分組數 32
輸出電流
“1”信號
額定值 0.5A
允許范圍 5mA到0.6A
“0”信號 最大0.3mA
總輸出電流
最大到60℃ 2A（每8個相鄰輸出）
燈負載 最大5W
輸出的開關頻率
電阻負載 最大100Hz
電感負載 最大0.5Hz
燈負載 最大100Hz
電纜長度；推薦值
沒有屏蔽 600m
有屏蔽 1000m
功耗
從S7-300背板總線
（5VDC） 最大200mA
從L+/L1（空載） 最大30mA
功率損失 最大4W
隔離測試電壓 500VDC
尺寸（W×H×D） 40×125×130 mm
d. SM 331模擬量輸入模板
電壓和電流傳感器、熱電偶、電阻器和電阻溫度計可作為傳感器連接到S7-300。
可組態的分辨率，從13位到16位
各種不同的測量范圍：
基本的電流、電壓和電阻測量范圍是通過機械方法如量程卡或通過接線來設定的；精密的調節在編程器上使用STEP 7的“Hardware Configuration”（“硬件配置”）功能。
中斷能力
模板將診斷及極限值中斷信號傳送給可編程序控制的CPU。
診斷
模板將擴展的診斷信息發送到CPU。
6ES7 331-2AH14-0AB0的技術規范
輸入點數
用于電壓和電流測量 16
用于電阻測量 8
額定電壓L+ 24VDC
反極性保護 有
輸入范圍/輸入電阻 ±25mV /> 1 Mohm
（額定值） ±50mV/> 1 Mohm
±80mV/> 1 Mohm
±250mV/> 1 Mohm
±500mV/> 1 Mohm
±1V/> 1 Mohm
±2.5V/> 1 Mohm
1到5V/> 1 Mohm
0到20mA/50 ohms
±5mA/50 ohms
±10mA/50 ohms
±20mA/50 ohms
4到20mA/50 ohms
0到48 ohms
0到150 ohms
0到300 ohms
0到600 ohms
0到6000 ohms
(最大可為5000 ohms)
電壓輸入時可接受的輸入
電壓(破壞極限) 最大18V
電流輸入時可接受的輸入
電流(破壞極限) 最大40mA
隔離
內部/外部 無
通道之間 無
積分/轉換時間/分辨率(每通道)
開路監視附加的轉換時間 4.3ms
開路監視和電阻測量附加的轉換時間 5.5ms
分辨率 13位
干擾電壓抑制 400/60/50Hz
運行誤差極限(對應于輸入范圍
的整個溫度范圍) 最大±0.4%
診斷 可組態
電纜長度(屏蔽) 最大200m
50m(用于熱電偶和輸入范圍≤80mV)
功耗
從S7-300背板總線(5VDC) 最大700mA
從L+ 最大400mA
功率損失 典型4.5W
總線和模擬量部分之間的隔離
測試電壓 1500VAC
所需要的槽位 1
尺寸(W×H×D) 40×125×130 mm
e. IM153-1接口模板;
IM153-1接口模板作用是,將ET-200M作為從站連接到PROFIBUS DP。
最多可擴展8或12個S7-300的模塊。
接口模板將DP總線傳輸到擴展單元。
它只能與IM153-1接口模板（在擴展單元內）一起使用。
技術規范
線路長度 最大3Km
功率 3W
電流消耗 最大350mA
需要的槽位數 1
模塊數量 最大8
傳輸方式 RS-485
連接點 9針SUB-D
最大傳輸速率 12M
尺寸(W×H×D) 40×125×117mm
f. PS307電源模板
PS 307 10A技術規范
輸入
輸入電壓
額定值 120/230VAC
允許范圍 85到132VAC/170到264VAC
電網頻率
額定值 60/50Hz
允許范圍 47到63Hz
電網停電緩沖 4.5ms±0.5ms
輸入電流/額定值
在120V AC 1.14A
在230V AC 0.57A
浪涌電流 最大15×額定輸入電流
輸出
輸出電壓
額定值 5.1VDC/24VDC
允許范圍 5VDC; +2%/-0.5%; 24VDC:±5%
輸出電流
額定值 5VDC: 10A 200mA基本負載是必須的
24VDC:1A 空載時穩定值
短路保護 有
通用規范
保護等級 I，有保護導體，符合IEC 536，VDE 0106，Part 1
隔離 有
功耗 典型97.5W
功率損失 典型22.4W
需要的槽位數 2
尺寸(W×H×D) 50×290×217mm
h. 機架
用于標準S7-300系統的標準PS（電源模板）
能以集中式配置擴展（最大為3m）或以分布式配置擴展（最大為100m）
擴展時需要：接口模板（IM153）；
最多可連接21個擴展單元
(4) 控制站機柜
安裝方式：柜式
電源電壓：220VAC，50HZ，波動±15%
防護等級：IP5
控制站機柜內安裝有調試用電源插座，以及完整的接零和接地及過電壓保護系統。信號接地與電源接地區別開來，并且只在控制站機柜一側接地�？刂普緳C柜上的所有設備、器件及導線均有與設計圖紙相一致的標識�？刂普緳C柜是鋼制結構，表面平整光滑，所有出入孔蓋均有密封措施，以保證要求的防護等級。門是旋轉式的并帶有門鎖和把手。
.端子與接線
所有輸入輸出電纜均通過接線端子進入柜內配線，每一個端子有明確的標識，并且每一個端子的接線不超過兩芯，端子安裝在端子導軌上，端子規格與所接線芯截面相適應。
1.9.軟件系統
監視控制和數據采集軟件選用北京三維力控力控Forcecontrol 6.1組態軟件,編程軟件為STEP 7。
1.9.1 北京三維力控力控Forcecontrol 6.1組態軟件
北京三維力控力控Forcecontrol 6.1組態軟件是用于過程，生產流程，機床和工廠的觀察和操作的獨立的基本系統。
它具有很多性能，可為儀表和控制系統提供高效方案，包括：
• 強大的過程接口，特別是到SIMATIC系統的接口
• 確保數據存檔
北京三維力控力控Forcecontrol 6.1組態軟件適于所有自動化應用領域的廣泛使用。
北京三維力控力控Forcecontrol 6.1組態軟件可用作單用戶系統或在聯網的客戶服務器組態中用作多用戶系統。多用戶系統中的操作站在操作中自動協調，比如，用于信息應答。
北京三維力控力控Forcecontrol 6.1組態軟件的操作系統基礎是Microsoft Windows xp或Windows NT5.0。
北京三維力控力控Forcecontrol 6.1組態軟件基本系統具有一組強大的功能模塊：
• 圖形設計器：用于可自由組態的觀察和操作
• 報警記錄：用于在DIN19-235基礎上獲取和存檔事件
• 標記記錄：用于壓縮和存儲被測數值和用于菜單處理
• 報告設計器：用于受時間控制和事件驅動的帶有可自由組態排版的項目文件
• 具有OLE、DDE、OPC 功能。
• 具有開放的實時數據庫。
• 支持高分辨率的動態彩色圖形顯示，具有先進的繪圖工具和完整的圖形編輯功能。
• 具有安全保護系統，以便允許某些用戶或一組用戶只進入系統的一部分。
• 支持多種開放的通訊標準網絡。
• 能支持PLC的各種I/O模板和分散控制網絡。
• 支持一系列的外圍設備，包括功能鍵、鼠標、光筆、打印機、繪圖儀及MODEM等。
• 能進行事件的驅動和多窗口顯示。
• 能對報警進行組態并報表打印。
• 自動生成數據的記錄和報表的打印。
• 數據趨勢是多筆顯示功能。
• 在線的開/�？刂坪吞厥獾挠嬎憧刂�。
• 能由用戶使用Visual和支持多種開放的通訊標準網絡Visual C++語言工具進行程序的二次開發。
• 對用戶使用軟件具有“幫助”功能。
1.9.2 編程軟件- STEP 7
STEP 7基本軟件是用于 SIMATIC S7、SIMATIC M7和SIMATIC C7可編程序控制器的標準工具。其對用戶的方便性，使用戶可以容易地利用這些系統的資源。
STEP 7對自動化工程各方面具有友好的用戶功能：
• 硬件的配置和參數設置
• 通訊的定義
• 編程
• 測試、啟動和維護
• 文件、建檔
• 操作/診斷功能
所有功能均有大量的在線幫助。
STEP 7（像STEP 5）是預先裝在PG 720/720C，PG740和PG 760編程器中的全部標準軟件的一部分。它也可以是PC機（在Windows 95/NT下）的軟件包。由于PLC的編程器為RS485，所以使用PC機，必須配置MPI卡或PC適配器。
STEP 7允許兩個或多個用戶同時處理一個工程項目。禁止兩個或多個用戶寫訪問。
STEP 7基本軟件為用戶執行自動化工程提供各種不同的工具：
• SIMATIC管理器：用于集中管理，可以方便瀏覽SIMATIC S7、SIMATIC C7和SIMATIC M7的所有工具軟件和數據。
• 符號編輯器：用于定義符號名稱，數據類型和全局變量的注釋。
• 硬件配置：用于對自動化系統進行配置和對各模塊進行參數設置。
• 通訊：用于配置連接；用于定義經MPI連接的自動化組件之間時間驅動的周期性數據傳送或定義用MPI、PROFIBUS或工業以太網進行的事件驅動的數據傳輸。
• 信息功能：用于快速瀏覽CPU數據和用戶所寫程序在運行中的故障原因。為了生成用戶所寫程序，STEP 7提供下列經實踐證明的標準化的PLC編程語言：語句表（STL）、梯形圖（LAD）、功能塊圖（FBD）
并且為了某些特殊的任務，還有另外的編程語言或面向工藝的組態工具可供使用。
STEP 7中有轉換程序，可以轉換在STEP 5或TISOFT中生成的程序。
1.9.3 SIMATIC ProTool
SIMATIC ProTool是先進的組態工具，可用來組態SIMATIC 文本顯示操作員面板、觸摸面板以及SIMATIC C7控制單元。
SIMATIC ProTool在Windows 95及Windows NT 4.0環境下運行。在Windows 3.11環境下，SIMATIC ProTool也可運行（部分功能會削弱）。
功能
對所有單元的完整組態軟件
熟悉時間短：Windows標準操作系統及完整的在線幫助
簡便、快捷的運行： Windows標準操作機制及對文本及畫面展示
組態部分的簡便、連續使用：可同時打開兩個或多個組態（多文件接口），并可以用Drag&Drop或者Copy&Paste通過書寫板對多個工程進行拷貝
易掌握的組態原理：帶有自覺型用戶接口及完整的在線幫助系統，可立刻得到幫助并獲得更進一步的信息
組態安排清晰，可簡便地對其進行改變：定向物標記數據管理及相互參照清單，均可通過鼠標點擊，直接存取數據
存取標記清單，并可對STEP 7環境下，完整安裝的控制組態參數進行通訊
帶有定向畫面操作員面板及觸摸面板
使用熟悉的操作環境以生成畫面
通過OLE接口或象素圖形連到畫面編輯器上
象素圖形畫面打印出過程顯示
支持圖象Asiatic語言
程序庫管理可對要重復使用的畫面進行結構存儲
1.9.4 S7-PLCSIM
S7-PLCSIM仿真軟件可用于即使在無硬件配置的情況下,也能對用戶創建的應用程序進行調試。這意味著在開發應用前就能對你所建軟件進行測試和更改。
優點：
● 快速、低費的初始化啟動
● 高效的程序
S7-PLCSIM仿真器適用于所有用戶塊和多種系統功能，它所用的語言有：LAD、FBD、STL。
● SIMATIC編程工具：
S7-GRAPH、S7-HiGraph、S7-SCL、CFC(SFC)
● 擴展應用
S7-PDIAG、WIN CC（內置）
工作原理：
S7-PLCSIM模擬一個S7 CPU，含相關過程映象。當對有硬件配置的系統時，測試程序只需用“DownLoad”命令即可進行。
S7-PLCSIM也可與其它WINDOWS應用程序進行數據交換通訊，基于WINDOWS OCX協議，可讀/寫數據，轉換激活模式。
測試功能范圍：
● 模式選擇：
—— 連續
—— 單循環
● 顯示累加器及標志位
● 用戶界面可用于監視和更改輸入、輸入、位內存、定時、計數器和內存數據
S7-PLCSIM實行完全結構化設計，并嵌于STEP7中，附加功能：
● STEP7 測試及啟動功能
● 測試編程語言的功能
1.9.5 應用軟件
應用軟件包括廠級人機界面（MMI）軟件和控制站控制軟件
• 多窗口、動態顯示工藝流程畫面、設備運行狀態和過程參數
• 有多種報警格式，故障的自動記錄、打印
• 各種模擬量趨勢圖
• 生產報表的生成和打印
• 數據處理和參數設置
控制軟件
滿足現場控制站和設備控制的全部要求。包括順序、條件、定時、數據塊傳送、PID過程控制和數據處理等功能。
操作說明與應用軟件資料
我們提供全部應用軟件資料，包括程序框圖、控制算法和操作使用方法，這些軟件便于用戶今后的擴展和修改。
1.10自控儀表的防雷
本次自控系統提供和安裝避雷保護裝置，以減輕線路受雷擊和電氣干擾的影響。避雷系統包括網絡避雷、電源避雷、儀表避雷等。電源三級防雷的選型，其根本原則是針對現場情況作好級間能量配合。
本次自控系統包括監控系統防雷、PLC柜電源防雷、計算機防雷和泵站供電系統防雷等。
1.10.2 PLC柜電源防雷
由于PLC柜安裝在室內，同時它作為一個分配電柜，屬于C級防雷用電設備，因此我們對PLC柜供電回路設計了C級防雷。
1.10.3 電源防雷
電源作為第二級的用電設備，同時它又是第三級的供電設備，因此我們對電源供電回路設計了C級防雷。
1.10.4 泵站防雷
由于水泵都設置在泵房，因此我們對供電系統供電回路設計了C級防雷。
二、儀表系統
預處理控制站 數量 位置
多介質過濾器 壓差變速器
進水壓力變送器 2套
1套 進出水口之間
進水口
超濾 進水壓力、流量
出水壓力、流量
錯流壓力、流量
反洗進水壓力、流量 1套
1套
1套
1套 進水口
出水口
錯流口
反洗進水口
反滲透控制站
反滲透系統 進水壓力、電導率；
中間壓力、濃水流量；
出水壓力、流量、電導；
ORP檢查 12臺
6臺
6臺 進水口
濃水口
出水口
出水口
混床控制站
混床 進水壓力變送器
產水流量變送
產水電阻率 1臺
2臺
2臺 進水閥前
產水閥后
產水閥后
加藥間子站
液位變送器
超聲波液位計
中和池PH儀表 5臺
2臺
1個
三、泵房電氣
3.1 概述
電氣系統有四個子站控制中心組成，分別為主站PLC、1#子站、2#子站、3#子站。站與站之間采用西門子DP總線連接方式，通訊協議為PROFIBUS。
3.2 適用標準
本次工程所有供貨設備及設備的安裝驗收應符合以下標準，但不僅限于以下標準。（下列各項在工程實施時，如有最新版本出版，應按最新版本實施）
A、產品生產、檢測相關國家標準、行業標準和國際標準
● 低壓開關設備類
GB1497-1985 低壓電器基本標準
GB14048-93 低壓開關設備和控制設備
GB17701-1999 設備用斷路器
● 電氣安裝材料類
GB6995-1986 電線電纜識別標志
GB5023－1997 額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜
GB12706.3-91 交聯聚乙烯絕緣電力電纜
GB9330-88 控制電纜
● 電氣安全類
GB1498-79 電機、低壓電器外殼防護等級
GB/T4796-2001 電工電子產品環境參數分類及其嚴酷程度分級
GB/T4064-83 電氣設備安全設計導則
GB/T12501-90 電工電子設備防觸電保護分類
B 、施工及驗收國家規范和標準圖集
● 施工及安裝規范類
GB50168－92 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范
GB50170-92 電氣裝置安裝工程旋轉電機施工及驗收規范
GB50171－92 電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路結線施工及驗收規范
GB50254-96 電氣裝置安裝工程低壓電器施工及驗收規范
GB50258-96 電氣裝置安裝工程1kV及以下配線工程施工及驗收規范
GB 50150－91 電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準
3.3主站PLC系統簡介
盤柜及基礎
采用標準GGD系列盤柜產品。數量為3臺， PLC具有數據采集、控制及通訊功能，詳見自控系統描述。
設計及選型
總電源進線柜、控制柜的一次、二次接線；功率；控制對象設計。電氣元器件主要選用正泰產品。
控制室內主要是線路的主回路部分，控制按鈕等在就地操作箱面板安裝。
監視及控制
設計中，將風機、泵、閥門“運行”、“故障”、“自動”和閥“開到位”、“關到位”、“過力矩”等狀態接點信號送PLC。同時接受PLC發出的風機、泵“啟動”、蝶閥“開閥”、“關閥”控制信號，來驅動泵房設備
控制方式有：
就地手操方式---控制盤上操作；
中央控制室軟手動---鍵盤或鼠標操作；
監視方式有：GGD盤上電流、電壓表顯示設備的電壓電流；信號燈反映設備運行狀態；中央控制室操作站工藝流程畫面顯示設備運行及報警狀態。
電纜敷設
全部電纜采用屏蔽電力電纜和屏蔽控制電纜，控制室內地溝鋪設。車間采用橋架、管道、金屬軟管等防護。
防雷接地系統
本工程低壓電氣接地系統采用“TN-C-S”制，低壓系統工作接地、電氣保護接地、弱電系統接地共用一組接地系統，接地電阻不大于10 歐。本工程按二類防雷構筑物設防。
3.4電氣設備技術性能
GGD柜
本工程選用的標準GGD柜，柜體及內部元件為正泰產品，各項性能指標符合現行國家規范和IEC等國際有關技術標準。
（1）GGD柜主要技術參數
主回路額定電壓：380VAC
輔助回路額定電壓：交流220VAC
額定頻率：50Hz
額定絕緣電壓：660V
最大電流：母線600A
母線額定短時耐受電流：≥50kA/s
防護等級：IP55
（2）結構特點
構架用8Mf冷彎型鋼材局部焊接拼裝而成。柜體經鍍鋅處理。構架上有E=20mm的安裝孔。GGD柜具有有效的滅弧措施，各功能部件或單元的設計能夠承受系統故障時所出現的電力、發熱和機械過載。并能夠保證在設備出現最壞故障時仍能進行安全操作。GGD柜內部及外部均經表面靜電噴塑噴粉，牢固，具有抗腐蝕能力強，其顏色為計算機灰。
GGD柜空氣斷路器配置操作手柄，柜內塑料元件無鹵素，能自熄，阻燃。
（3）安裝于GGD柜裝置內所有電器，符合下列要求
電器的額定電壓與所在回路標稱電壓相適應；
電器的額定電流不小于所在回路的計算電流；
電器的額定頻率與所在回路的頻率相適應；
電器應適應所在的環境條件；
電器滿足短路條件下的動穩定與熱穩定的要求。用于斷開短路電流的電器，滿足短路條件下的通斷能力。
所有設備帶有銘牌。在這些設備安裝完畢后及在實際運行時它們的銘牌清晰可見。銘牌顯示設備的性能、操作特點、型號、類型及序列號。
對于所有暴露在外的設備，具有一致的、符合專業要求的外觀。
（4）低壓交流塑殼斷路器技術參數：
額定工作電壓Ue=440V，
沖擊耐受電壓Uimp=6KV。
斷路器的電氣壽命不小于4000次，
機械壽命不小于15000次。
斷路器二次回路與一次回路完全隔離， 附件可在現場安裝。
斷路器安裝及接線與低壓開關柜殼體相適應。
斷路器具有可靠的隔離功能，保證觸頭指示系統的機械可靠性符合IEC947～3標準�？蛇m應較惡劣環境溫度。
斷路器的附件（輔助開關，分勵線圈，失壓線圈等）全系列通用。
低壓微型斷路器技術參數：
最大工作電壓為440V，
沖擊耐受電壓為6KV。
限流型，分斷能力≥6KA ，
具有可靠的隔離功能及斷開位置指示。
機械壽命為不少于8000次。
脫扣特性：D曲線
接觸器技術參數：
符合IEC947-4和GB14048標準
外殼防護等級為IP2X， 能夠防止手指直接接觸帶電部件
機械壽命：≥1000萬次，
電壽命：≥100萬次。
線圈控制電壓在70%～120%Uc之間波動不影響產品正常工作。
絕緣電壓大于1000V。
線圈漆包線采絕緣等級：H級，
耐溫：180℃。
配有輔助接觸機構和附件，滿足實際應用要求。
熱繼電器技術參數：
具有過載與缺相保護功能
具有
環境溫度補償功能
具有手動/自動復位按鈕
具有測試按鈕、停止按鈕和脫扣狀態顯示功能
耐短路電流的沖擊能力：≥10Ir
按鈕技術參數
結構形式：模塊化，無緊固件自鎖連接
材料：進口尼龍，阻燃等級V0級。
外露頭部防護等級：IP65（加保護膜可達IP67）
額定絕緣等級：600V，AC
絕緣電阻：≥2M歐
約定發熱電流：10A
工頻耐壓：2500V/min
機械壽命：≥100萬次
電壽命：≥60萬次
信號燈技術參數
結構形式：模塊化，無緊固件自鎖連接
材料：進口尼龍，阻燃等級V0級。
外露頭部防護等級：IP65
額定絕緣等級：600V，AC
絕緣電阻：≥2M歐
約定發熱電流：10A
工頻耐壓：2500V/min
連續工作壽命：＞50000h
發光元件：LED燈，光亮度≥75mcd
附件（共5頁）
多介質過濾器步續
超濾步續
反滲透步續
混床步續
中和泵控制邏輯圖
西安優特自動化
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