教育资料（2021-2022年收藏的）自控方案

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1、污水处理自控方案本系统按照实用性、先进性、经济性与扩展性等原则进行制作，对控制系统的实用、便于操作、易于管理和维护作为主要考虑目标，采用技术成熟、性能质量上乘的设备，元器件完全可满足该系统的工作环境、条件及要求；并在软件的开发上充分考虑用户的需求，做到安全稳定、实用方便，以确保该控制系统的可靠运行和优化管理。1、概述 系统为项目医院污水处理工程，其工艺流程较为复杂，设备相对较多，操作、控制和管理比较烦琐，故采用可编程序控制器（PLC）和工业管理计算机对其进行控制和管理；其中可编程序控制器（PLC）为下位控制操作和采集核心，工业管理计算机为上位机对系统进行监视及其管理，形成监控DCS系统。该监控

2、系统以中控室为中心（上位机及主站），本地控制室为基本面（从站），对污水处理工程系统的生产进行辐射控制、管理和统一决策。在生产设备操作运行及发生故障时，都能及时、准确地记录和打印，并显示出信号和动画，确保该程序控制系统的优化管理和可靠运行。1.2系统的主要技术要求A、PLC1-中央控制主站，控制配电间。B、PLC2-控制从站，综合工房。（3）、自控系统的体系及结构：A、体系在控制方式上整个系统可划分为二个控制系统，也即一个中央控制主站和一个控制从站，它们分别对各自系统进行操作、管理和数据采集，并相互通讯，将三个站的信号和数据上传至中央控制室的计算机中进行处理，形成了上位计算机管理和下位机控制的基

3、本体系；同时，中央控制室上位管理计算机又可对下辖的二个子系统进行总体显示、控制及操作、数据处理及储存。这样规划便于中央控制室的统一决策、控制、操作和管理。B、结构一个控制从站为操作屏结构，中央控制室内的控制主站为计算机操作台结构，上位管理计算机置于操作台上，以方便操作管理；控制系统由PLC及控制单元组成，主要功能实现外部运行设备的启停控制，显示设备启停状态及故障声光报警等，通讯接口与上位机进行通讯和录入程序之用。各个子系统采用后置主机单元及出口隔离继电器单元，控制系统电源通过隔离变压器、一体化电源提供，保证控制系统的供电安全可靠。（4）、控制方式及要求：A.系统分为四级控制：a.PLC程序手操

4、。b.PLC程序自动控制。c.中央控制室上位机操作。d.机旁操作。在各个系统中以控制室为中心，对各自生产系统的生产设备进行控制，并上传计算机处理。在生产设备发生故障时，能准确地发出声光报警信号，并且在中控室记录、打印。B、控制方式：可分为中控室上位机操作、自动和手操、机旁操作四种。自动方式运行时，运行人员只须在上位机上进行必要的调度方式选择，系统便可按照预先编制好的梯形图软件，完成工艺流程的自动控制；手动方式运行时，可分别在控制从站上的触摸屏操作界面按照工艺流程对现场受控制设备进行一对一的启停控制。中控室上位操作运行时，可分别在控制室按照工艺对现场受控制设备进行一对一的启停控制；由于启动柜放置

5、于配电室，所以水泵的现地设立机旁操作箱，以方便检修和现场运行。此四种操作方式可通过各自的转换，将其他三种操作方式屏蔽，避免误操作，防止事故发生。C、启停原则：本系统为逻辑顺序控制。D、故障判断：工艺运行中某设备故障时，通过反馈信号有无进行判断。E、信号显示及检测：设备正常运行红灯亮，设备正常停机灯灭，设备故障时指示灯闪烁且发出音响信号（对故障设备而言）；同样，在上位管理计算机中的动画和信号检测等均由下位机采集后送入。（5）、上位机管理站：A、管理站能够对水生产系统的各工艺设备进行实时监控，同时也是整个系统生产数据处理中心。完成对系统所有设备采集点、计算、报警记录等。管理站对所控设备进行管理记录

6、（包括运行、故障状态）具有生产数据报表等并能对报表实现打印。B、管理站画面注解、信息提示均采用中文。画面采用动态显示系统工艺流程、各设备的运行状态。C、画面显示可分为一个总貌图，三个系统画面。D、管理站的工艺的界面制作简单明了，安全可靠。操作由鼠标控制完成，键盘用于各个参数的设定及修改。E、典型的功能 a.监控功能：系统中的设备状态、系统的状态、开关的状态、水位的状态、流量等。b.记录功能：具有实时、历史流量记录功能，能够了解生产的动态情况，便于生产调度管理（6）、系统配置：A、系统中的输入、输出点类型为数字量输入、数字量输出、模拟量输入等。B、下位主机选型：借用现有的欧姆龙CJ1系列PLC。

7、C、上位计算机选用高性能、高可靠、稳定的研祥工业控制计算机，配备高分辨率的LG显示器监控系统运行。D、为了使整个控制系统安全稳定运行，使用隔离变压器、一体化直流电源、电源防雷模块、不间断电源（UPS）增加控制系统的安全性、抗干扰性和稳定性，使控制系统供电更加趋于可靠。同时采用军工级、性能稳定的电源对PLC控制系统供电。对于各设备的驱动，采用隔离继电器隔离模块与设备驱动回路，以提高模块的安全性，保证PLC稳定运行。（7）、其他：通讯电缆-通讯电缆用于PLC控制设备间的连接及上位计算机管理站之间的连接，它们为屏蔽的，防止电磁干扰。1.3系统控制框图 上位系统系统电源输出组件输入组件处理器控制现场电

8、气启动柜现场设备现地箱采集点及反馈信号PLC控制系统触摸屏出口继电器模拟显示通讯口存储卡 1.4组态图见原理图由组态图中可以看出，PLC1和PLC2均采用100M以太网和上位机建立通讯，而总站操作台上位机则采用光纤与其他上位机建立连接，不但可靠性高，而且数据通讯速度得到保障。1.5自动控制系统施工（1）电缆敷设施工电缆敷设前进行绝缘电阻测试，并将测试结果记录保存。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，有完整的记录。电缆两端挂标志牌。电缆敷设及接线时留有余量，接线时芯线上套有号码管。 仪表、设备信号

9、电缆穿管敷设时，在墙内采用钢管，地下预埋采用镀铸钢管，与介质有接触的采用不锈钢管。 电缆与就地仪表连接时，采用金属软管或挠性连接管做过度保护管。 在电缆桥架上敷设时，尽量远离高压动力电缆。不同种类信号电缆同层敷设时，按信号种类用金属隔板及盖板隔离。 电缆的多余芯线在控制室一侧统一并连接地（防止干扰）。 所有穿管出口距地面0.3m，户外加防水弯。 电缆在户外穿管埋设时，埋深距地面保证7001000mm，与工艺管线保持大于500mm距离，与热力管线保持大于1000mm距离，做好隐蔽记录。 电缆在户外穿管理设距离大于3Om时根据有关技术文件要求加电缆手井。 管缆进出构筑物时，做防水处理并用耐腐耐火软

10、填料密封空隙，同时符合有关规定。（2）二次回路配线及接线、配线所采用的导线型号、规格按设计要求，其相线的颜色易于区分，相线与零线的颜色不同，保护地线采用黄绿相间的绝缘导线，零线采用淡兰色绝缘导线，在接线前先校对线号，防止错接、漏接，线号标记清晰、排列整齐。 每根电缆制作电缆头，电缆头制作一致，排列整齐，电缆标志牌注明电缆位号，电缆型号，电缆起、止点。 在剖开导线绝缘层时，不损坏芯线。多股软线加接头压接，接线牢固。（3）一般自控设备安装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

11、，作好检查记录，发现问题后将及时配合业主作好更换或索赔工作。 安装前认真学习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。 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7080%后开始进行。进场后首先开展的工作是取源部件的安装，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。 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，因此注意仪表

12、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后，现场人员比较有序的情况下，仪表自控系统或工艺系统联合调试前进行仪表设备安装。 隐蔽工程、接地工程均认真做好施工及测试记录，接地体埋设深度和接地电阻值严格遵从设计要求，接地线连接紧密、焊缝平整、防腐良好。隐蔽工程隐蔽前，及时通知监理工程师进行验收检查，验收合格后方可进行隐蔽。（4）关键自控设备安装PLC柜与计算机系统施工方案PLC柜与计算机系统的安装，由专业技术人员实施，采取防静电措施，严格执行操作规程。PL

13、C柜安装到位后，首先检查接线是否正确，连接线紧密，绑扎紧固，接插件牢固整沽，标识清晰正确。PLC模块安装后，首先离线检查所有电源是否正常。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。检查DI、DO、AI接口，检查各路各类信号是否正确传输，特别注意高电压的窜入（如220VAC信号），以免损坏模板。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。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。（5）自控系统调试方案（含优化调试）自控系统调试步骤设备单体静态测试模拟调试单位工程调试系统联调试运行验收优化调试。优

14、化调试在自控系统验收完后，系统正常运行半年到一年的时间内进行。其主要内容为：仪表参数优化正定、下位机应用软件运行参数优化正定、上位机应用软件优化和完善。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。首先全面充分地了解控制方案和须实现的控制功能要求，将自控系统的设计目标及控制要求与供货商所提供的控制软件内容相比较、分析，提出合理意见，使控制软件合理、适用，满足生产工艺需要。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

15、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应。调试时要充分应用中断控制技术，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

16、回路、状态、控制是否与现场实际工作状况一致。根据现场反馈信号，及时检查现场仪表的运行状况，调整控制参数。特别是对于模拟量回路调试，其信号的稳定与准确至关重要，直接影响控制效果。因此，对该类信号，要重点检查其安装、接线、运行条件、工艺条件等方面情况，保证各环节各因素正确无误，并提高抗干扰能力。对I/0模板、通讯模板及CPU模板等插拔时，在断电下进行，不准带电插拔。另外，为防止静电感应而损坏模板，安装调试时带腕式静电抑制器进行操作，并将模板及人体上的静电完全放掉，确保模板安全可靠地运行。对电气操作或马达控制中心（MCC）的原理及柜内接线有一定的熟悉和了解，掌握电气控制（就地）与PLC控制（程控）之

17、间的联系和区别，确保所有控制模式均能顺利实现。届时，将邀请电气工程师、设备工程师、工艺工程师等给予支持和配合。通过上位机监控系统，观察其各种动态画面和报警是否正确，报表打印功能是否正常，各工艺参数、设备状况等数据是否正确显示，控制命令、修改参数命令及各种工况的报警和联锁保护是否正常，能否按生产实际要求打印各种管理报表。检查模拟屏所显示内容是否与现场工况相一致，确定模拟屏工作是否稳定可靠。检查是否实现了所有的设计软件功能，如趋势图、报警一览表、生产工艺流程图（包括全厂和各工段工艺流程图）、棒（柱）状图，自动键控切换等方面是否正常。通过系统联调，发现问题，修正程序，并及时与系统设计和软件设计专家讨论问题提出建议和修改方案，达到自控系统功能满足设计要求，并使仪表自控系统能正常连续运行的目的。调试期间将接受业主和监理工程师的指令要求和相关建议，并将完整的调试记录移交给业主，有利于污水处理厂今后的日常维护，彻底消除业主的后顾之忧。