东胜垃圾处理技术方案

1、目录一：概述6二：工程控制内容72.1：调节罐自动控制72.1.1：调节罐进料控制72.1.2：调节罐出料控制72.1.3:调节罐搅拌控制82.2：发酵罐自动控制82.2.1：发酵罐进料控制92.2.2：发酵罐温度控制92.2.3：发酵罐液位控制102.2.4：发酵罐搅拌控制112.2.5：发酵罐压力控制112.2.6：发酵罐排泥控制112.3：脱硫装置自动控制122.4：储气罐自动控制122.5：现场报警显示13三：现场仪表设备选型配置：143.1：温度传感器：143.2：超声波液位计153.3：压力变送器173.4：液位开关173.5：气动开关阀门17四：自控系统设计的思想和出发点194.

2、1 先进性194.2 安全可靠性204.3 经济性214.4 实用性214.5 易维护性214.6可操作性224.7 可扩展性224.8 自控系统控制核心-PLC选择224.8.1 PLC编程软件STEP7224.8.2 PLC从站扩展234.8.3 S7PLC系统特点：234.8.4 ET200M系统主要特点：25五. 系统总体结构组成和特点265.1自动控制系统的结构组成265.2 自动控制系统的结构特点27六. 系统功能描述316.1. 自诊断功能326.2. 自动检测功能326.3. 自动保护功能326.4. 自动控制功能326.5. 自动记录功能326.6. 丰富的控制画面336.7

3、. 生产报表356.8. 多级密码管理366.9.报警管理366.10. 工艺管理386.11. 打印系统38七、工程进度计划407.1：方案再确定407.2：设备订购407.3：考察现场417.4：双方技术交底、工艺过程讨论417.5：软件编制417.6：实验室调试427.7：PLC子站柜组装，运输427.8：现场仪表安装（铂电阻、压力、超声波、气动阀门等）427.9：安装材料安装（穿线管）427.10：PLC站就位427.11：控制电缆铺设、接线427.12：联机调试437.13：工作调试437.14：培训437.15：验收43附录1：采用的技术规范与标准44附录2：自控设备清单45一：概

4、述在城市化进程中，垃圾作为城市代谢的产物曾经是城市发展的负担，世界上许多城市均有过垃圾围城的局面。而如今，垃圾被认为是最具开发潜力的、永不枯竭的“城市矿藏”，是“放错地方的资源”。这既是对垃圾认识的深入和深化，也是城市发展的必然要求。鄂尔多斯传香垃圾处理有限公司设计处理垃圾能力600T/天，生产沼气9000m3/天，但由于设备自动化程度低，导致生产能力无法达到最大生产能力，操作人员工作繁重，尤其是垃圾发酵的过程中人工控制温度偏差较大，无法充分发酵，导致生产能力降低。本技术方案为上述问题提出最优的解决方案，提高工厂的生产能力，合理利用资源，充分考虑垃圾发酵过程的特性,减少工作强度,稳定控制发酵温

5、度,监测发酵压力,严防污染,确保生产过程安全。二：工程控制内容2.1：调节罐自动控制 总体描述：调节罐共1个，总容积500m3，配有3个出料自动控制阀门，1个超声波液位检测仪，1个搅拌电机。2.1.1：调节罐进料控制 调节罐由水解池、粪便、水处理污泥、餐厨废料的进料为人工手动控制。2.1.2：调节罐出料控制 调节罐出料方式分为计算机自动出料与计算机手动出料2种： 计算机自动出料：在计算机上将调节罐的出料模式调整为“自动出料”模式，控制系统自动判断调节罐的液位高度，当液位高度达到设定值（该液位设定值为人工预设值，如5.3米，该值可随时进行更改），自动开始向发酵罐1#发酵罐12#进料。每罐的进料量

6、根据调节罐的液位高度（液位设定值-0.8米）平均分为12份，向12个发酵罐依次进料。 进料顺序为固定顺序1#-12#，为防止进料量过快导致发酵罐罐顶压力增加过快，设定每连续进料3-4个罐后停止0.5小时，具体罐数和停止时间需现场调试时确定。 调节罐的出料泵为1用1备，在1#泵正常情况下优先启动1#泵，如1#泵在故障或检修状态（由计算机设定检修状态），则启动2#泵进行出料。 调节罐出料阀门，发酵罐进料阀门，调节罐出料泵全部为自动开启、关闭。 计算机手动出料：操作人员可在计算机上将调节罐出料模式调整为“手动出料”模式，这时自动出料程序屏蔽，自控系统将不会根据液位自动出料。“手动出料”模式下操作人员

7、可以在计算机上点击“调节罐出料启动”按钮，自控系统自动根据这时的液位高度计算每个发酵罐的进料量（现液位-0.8米）/12），向12个发酵罐依次进料。 出料的顺序与方法与“自动出料时”相同。 2.1.3:调节罐搅拌控制 当调节罐液位高于设定液位（该液位设定值为人工预设值，如1.5米，该值可随时进行更改），搅拌自动开启。方式为开启“设定时间1”，关闭“设定时间2”，设定时间1和设定时间2为人工预设值，可随时进行更改。如设定液位为1.5，设定时间1为1，设定时间2为3，则当调节罐液位高于1.5米的情况下，搅拌开启1小时，关闭3小时，按此规律循环；液位低于1.5米，搅拌不开启。调节罐的搅拌电机保留原有

8、现场手动开启关闭的功能，可以在现场、计算机2处操作。2.2：发酵罐自动控制总体描述：发酵罐共12个，总容积500m3，每个罐配有1个进料自动控制阀门，1个出料自动控制阀门，1个超声波液位检测仪，1个罐顶压力检测，1个罐体温度检测，1个控制温度进热水自控阀门，1个旋转搅拌电机，1个破甲泵。 2.2.1：发酵罐进料控制 发酵罐的进料时间、进料量全部由调节罐控制。 2.2.2：发酵罐温度控制目标：保持发酵罐内温度为3537。 控制设备：使用铂电阻检测罐内温度，使用开关阀控制罐壁盘管进热水的时间。 温度控制方法1：如果发酵罐容积较大，即使有搅拌，温度的传递也相对较为缓慢，所以需要引入提前预估和模糊控制

9、的方法。 进热水阀为开关阀，开启时全部开启，关闭时全部关闭，无法控制进水量，所以通过时间占空比的方式进行温度控制。设定阀门开关周期为20分钟（调试时确定），通过在该周期内的开关阀开启、关闭的时间实现对温度的控制。如阀门在20分钟的周期内，开启16分钟，关闭4分钟，则认为阀门开启了80%。 温度低时，阀门开度增大，开度由小到大，缓慢增加，同时分析温度上升的速度，如速度过快，需要相应控制阀门的开度增大的速度，以抑制温度的上升趋势，使温度缓慢上升，达到预期温度值。 温度高时，阀门开度减小，开度由大到小，缓慢减小，同时分析温度下降的速度，如速度过快，需要相应控制阀门的开度减小的速度，以抑制温度的上升趋

10、势，使温度缓慢上升，达到预期温度值。 温度达到预期温度，则保持阀门开度，使得罐内进热量与罐内冷量保持平衡，维持温度不变。由于当发酵罐的进热水阀门全部关闭时，热水无法进行循环，导致锅炉加热水箱温度、压力增加，所以尽量保证发酵罐的阀门不会同时关闭，将12个发酵罐的热水阀控制周期开始点相互错开。 建议在发酵罐热水进管和回管之间增加旁通管，并增加自动控制旁通阀门。该阀门在平时状态保持关闭状态，当自控系统检测到发酵罐所有热水阀都关闭时，开启该旁通阀，使得热水可以保证循环。温度控制方法2：使用温度开关法控制。由于搅拌的存在，可能发酵罐内温度传递较快，这样就可以使用温度上限下限的开关法进行控制进水阀门。 当

11、罐内温度大于36.5时，关闭进水阀门，保持罐内温度，由于盘管内的热水余热，温度可以上升到37。当罐内温度下降为35.5时，开启进水阀门，进行加热。 2.2.3：发酵罐液位控制 每个发酵罐的液位分别设定液位“下限控制点”、“上限控制点”与“上上限报警点”（设定点可随时更改），当发酵罐液位达到“上限控制点”时，先给压滤机信号，在压滤机处设置联络箱，联络箱上指示灯开始闪烁，提醒压滤机操作人员准备开始接料；当压滤机操作人员准备好压滤机，按下联络箱按钮后，发酵罐开始出料，指示灯变为常亮，为发酵罐正在排料。自控系统自动开启出料阀门，排出物料。当发酵罐液位低于“下限控制点”时，关闭发酵罐出料阀门。同时熄灭压

12、滤机处的指示灯。 2.2.4：发酵罐搅拌控制 发酵罐搅拌分为旋桨搅拌与破甲搅拌。 旋桨搅拌控制：在计算机上可以选择“开启搅拌状态”与“关闭搅拌状态”。在“开启搅拌状态”下，旋桨搅拌按照设定时间进行开启与关闭，如设定时间为开启2小时，关闭3小时，则旋桨搅拌按照开2小时，关3小时进行控制。在“关闭搅拌状态”下，旋桨搅拌不会自动开启。 破甲搅拌控制：在计算机上可以选择“开启搅拌状态”与“关闭搅拌状态”。在“开启搅拌状态”下，破甲搅拌泵按照设定的时间进行开启与关闭，如设定时间为开启1小时，关闭23小时，则每天破甲搅拌泵只在固定时间开启1小时。“关闭搅拌状态”下，破甲搅拌泵不会自动开启。 旋桨搅拌和破甲

13、搅拌泵保留原有现场手动开启关闭的功能，可以在现场、计算机2处操作。 2.2.5：发酵罐压力控制 发酵罐内压力保持在35KPa，最高8KPa，发酵罐顶排气阀门为手动阀门，正常时为常开，发酵罐故障或维护时手动关闭。发酵罐内压力的控制由脱硫装置控制，参见脱硫控制。 2.2.6：发酵罐排泥控制 发酵罐的排泥控制为人工手动控制，当压滤机需要进泥时，压滤机操作人员通知发酵操作人员，手动开启发酵罐排泥阀，直到排泥结束。2.3：脱硫装置自动控制 总体描述：共有湿法脱硫装置和干法脱硫装置各1套。湿法脱硫装置有3个罐，每罐有各有2个高低液位检测音叉开关，1个进水喷淋泵，1个进气自控阀门；干法脱硫装置有3个罐，共1

14、个进气自控阀门。 在计算机上选择“自动脱硫”，自控系统优先启动湿法脱硫喷淋泵和进气阀门，同时检测湿法脱硫罐的液位，如果湿法脱硫罐液位达到高液位，则关闭湿法脱硫罐进气阀和喷淋泵，同时开启干法脱硫泵进气阀门，当湿法脱硫罐液位降低至低液位时，并延时一定时间后，再自动启动湿法脱硫喷淋泵和进气阀门，同时关闭干法脱硫进气阀门。 由于湿法脱硫罐的进水与出水不匹配，所以经常出现使用一定时间后罐内水无法及时排出而液位升高，导致气体无法流过而使发酵罐内压力过高，所以建议增粗脱硫罐的出水管道，解决湿法罐内积水的问题，这样就可以按照时间控制湿法脱硫装置与干法脱硫装置。 由于发酵罐内的压力需要保持在35KPa，最高8K

15、Pa，所以在脱硫装置控制中设置“最高控制压力”与“正常控制压力”，如果发酵罐内压力大于“最高控制压力”，则同时开启湿法脱硫装置和干法脱硫装置；当发酵罐内压力小于“正常控制压力”，则关闭1台脱硫装置。使得发酵罐内压力在控制范围内。2.4：储气罐自动控制 总体描述：1个800m3储气囊，1个高位报警装置。 储气罐设置高容积报警装置，当储气罐的容积达到一定量，如700m3时，进行报警并给火电厂信号（在火电厂处设置指示灯，该灯亮时为储气罐容积高）。 由于无夜班操作，火电厂无法启动消耗沼气，所以储气罐夜间沼气只能通过安全装置排放掉（800m3时动作），造成资源浪费及环境污染，建议增加夜班操作或增加1台储

16、气罐。2.5：现场报警显示 在现场显眼位置设置闪光报警器，当发酵罐温度超高或超低、发酵罐压力超高、调节罐液位超高时，自控系统自动点亮闪光报警器，提示操作人员去计算机查看实际报警点，尽快排除故障，保证生产正常进行。三：现场仪表设备选型配置：根据现场环境和标书要求，我们在选择自控产品时遵循的原则是：高可靠性 行业应用广泛 好的扩展性设备的先进性 安全性 容错性合理的价位 长期的备品备件 长寿命可维护性 易使用性 防腐蚀 3.1：温度传感器： 使用位置：发酵罐温度 仪表类型：隔爆铂电阻 仪表规格：插入深度400mm，接口M27*2螺纹式接口，隔爆型接线盒，直径6mm，公称压力10MPa，热响应时间=

17、12秒，温度偏差=0.15+0.002t（t为实测温度的绝对值），连接方式为护套保护型。 描述：在罐壁上先焊接安装铂电阻保护护套，护套为不锈钢材质，壁厚4mm，接口为M27*2内螺纹，铂电阻旋入保护套内，为了使温度在护套内更好的传递，护套内填充油料，加强温度传递的速度。 温度只在计算机上显示，现场无显示。 3.2：超声波液位计 使用位置：发酵罐、调节罐液位 仪表类型：分体式、防爆探测仪 探头材质：PVDF聚偏氟乙烯（具有良好的化学稳定性、电绝缘性、抗磨性、抗腐蚀性） 接口：G1”螺纹过程温度：-4080 探头过程压力4bar 防爆型接头 探头可加装保护管，如图，可以有效的防治探头侧面的粉尘、蒸

18、汽的侵蚀，保护探头的正常使用。 保护管材质：PVDF 量程0-10m 测量精度：2mm+（测量距离0.17%） 探头保护管 探头和保护套管安装于罐顶，通过专用电缆连接到罐底的专用显示仪上，显示仪安装于罐底部易于指示的位置，。显示仪将液位信号发送到PLC，进入自控系统显示并参与控制。 这样在罐底部位操作人员可以在显示仪上看到该罐的液位，方便进行排泥等的操作。 分离式超声波显示仪 防爆型外壳 环境温度-4060输出信号：4-20mA注意：由于发酵罐内液位不平静，有旋转和翻腾的情况，所以液位测量的精度会受到一定的影响。 安装方式： 3.3：压力变送器 使用位置：发酵罐顶压力 仪表类型：一体式，防爆型

19、 量程：0-10kpa 输出信号：4-20mA 接口：螺纹型G2” 膜片：陶瓷膜片，可以有效的抗腐蚀。 发酵罐罐顶压力只在计算机上显示，无现场显示。 3.4：液位开关 使用位置：湿法脱硫罐高低液位 仪表类型：一体式，防爆型 输出信号：开关信号 接口：螺纹型G1/2” 材质：不锈钢 3.5：气动开关阀门 使用位置：调节罐、发酵罐进出料阀门 仪表类型：气动双作用蝶阀 控制信号：压缩空气46bar 阀体材料：铸铁 阀芯阀板材料：不锈钢、尼龙11、PTFE 温度：长期工作温度-2990 压力：长期工作最高压力：7bar 连接方式：支耳式法兰夹持安装四：自控系统设计的思想和出发点4.1 先进性本投标方案

20、控制系统在硬件上选用国际主流的、领先的SIEMENS（西门子）S7 PLC控制产品，控制总线采用最新的Profibus总线和工业以太网，传输介质采用SIEMENS专用Profibus电缆和工业级以太网，传输速率10M/100Mbps自适应。管理层网络并入工厂按IEEE802.3构建的计算机信息集成系统的地面运行高速以太网，并与工厂CIMS/MES/ERP系统通过OPC技术通讯集成，实现数据共享。软件上，本投标方案采用专门针对工厂生产控制系统开发的软件策略。本投标方案与当今的信息和控制技术发展潮流相吻合，避免短期内因技术陈旧而过早淘汰。3.2.2 开放与兼容性本投标方案提供的自控系统在二个层面保

21、持了系统的开放性：首先在设备控制层网络通过ProfiBus-DP（PA）、ModBus-RTU等国际标准通讯协议实现与第三方设备自带控制系统设备通讯，读取设备运行的内部参数。其次，在集中监控层采用基于Client/Server或Browser/Server架构的高速标准化以太网结构，支持OPC接口技术，提供与其它信息系统双向通讯的开放式通讯接口或数据库接口，实现真正意义上的数据和信息共享，同时通过开放式接口几乎可以做到无限制的扩展，为系统提供充分的新的集成和扩展的能力，满足系统功能不断完善、技术不断更新和升级换代的要求，彻底消除“孤岛”系统。4.2 安全可靠性本投标方案将可靠、安全性作为控制系

22、统设计首要因素，具体体现在如下几个方面：a) 选用工业级PLC控制产品,工业级PLC控制产品对现场环境条件和电磁干扰具有更强的适应性。本方案选用的SIEMENS S7 PLC产品属国际公认的著名品牌。b) 控制层网络采用工业级以太网和PROFIBUS现场总线, 兼顾了通讯的速度、可靠性、可扩展性c) 系统软件的安全性考虑 系统具备通信总线诊断功能，能对ProfiBus-DP总线通信质量进行在线分析。 完整的用户管理系统和防误操作保护措施。所有用户必须经授权才能进行相应权限的操作。从软件到硬件设有多重防误操作保护措施。d) 现场仪表设备的安全性考虑, 设备选型的可靠性。所有自控仪表都选用国内外知

23、名品牌产品。e) 冗余的安全性考虑 监控室计算机双机热备，任意一台都可独立完成操作4.3 经济性本投标方案针对垃圾发酵处理厂生产过程控制系统具体特点进行了详细的优化设计，兼顾业主的近期需求和远期发展，力求使本项目的初投资和整个运行生命周期获得最佳性能/价格比。4.4 实用性本投标方案对垃圾发酵处理生产过程各设备的工艺特点及相互之间的关联进行了详细的分析，充分考虑工厂运营及管理模式，抓住影响垃圾发酵处理生产的关键参考和指标，避免复杂的理论模型，所提供的控制系统确实可行。提供的人机界面功能完善、操作简单，控制系统维护方便，在软硬件升级换代方面都留有充分的余地。3.2.6 高效率性本投标方案选用的S

24、IEMEMNS S7 PLC控制系统具备高效率的响应能力和控制能力，主要性能指标如下：系统实时数据传送时间1S； 系统控制命令传送时间1S；系统联动命令传送时间2S；4.5 易维护性考虑安装、调试、后期维护方便，本投标方案硬件安装位置合理、简洁美观、拆卸方便，元器件具有互换性，软件编制具备强大的故障诊断能力和在线修改维护，程序注释清楚，详细的I/O点、变量说明，所有注释都采用中文，详细的程序流程图似的程序结构清晰、易读易查、维护方便。为便于系统维护，便于业主备品备件的采购，本投标方案选用的主要元器件都选用国内外知名品牌。4.6可操作性组态软件可选用主流品牌软件，界面友好，易学易用，具有良好的中

25、文处理信息能力，能适应不同素质的人员，降低系统的管理维护和操作成本。4.7 可扩展性本投标方考虑了充分的系统扩展空间。系统无论从现场控制器I/O点、还是控制器通信接口、还是上位信息管理层的通信接口都预留接口，几乎可以对系统不做任何改动即可进行扩展。对预留的I/O点直接接入检测信号就可实现扩展，控制器预留Modbus、Profibus-DP、Profinet、Profibus-PA、RS485/422/232自定义通讯等各种通讯接口。上位预留了OPC开放式通讯接口和数据库接口。4.8 自控系统控制核心-PLC选择4.8.1 PLC编程软件STEP7 它是用于SIEMENS的可编程序控制器的标准编

26、程工具，它运行于WINDOWS 操作系统，其性能优越，并提供了可靠的通讯功能及诊断特性。所有功能均有在线帮助。编程软件的主要特点： 通用的用户界面和特性设置 灵活且易操作的编辑器 通用的梯形图指令集 可靠的通讯功能 点击可进行I/O组态编程软件为用户执行自动化控制提供各种不同的工具：管理器符号编辑器硬件配置通讯信息功能梯形图（LAD）功能块图（FBD4.8.2 PLC从站扩展 分布式控制系统品牌众多，实现同一种功能、同一种领域可供选择的品牌不下数十种，对某一具体应用，更要考虑的是具有PLC的传统而典型的功能、可靠性、性能价格比、可扩展性、易维护性等问题。针对垃圾发酵处理生产信号I/O点少,现场

27、工业环境恶劣的特点，我们综合考虑了多家控制系统的组成方案，最后确定采用经济实用的S7- ET200M现场PROFIBUS总线制分布式结构，具有极高的性能价格比。CPU用CPU315-2DP/PN，带有内置PROFIBUS-DP和Ethenet接口，适用于中等性能范围的应用，能满足程序规模和指令处理速度等要求高的应用场合，内置的PROFIBUS-DP接口使其能作为主站直接连接到PROFIBUS-DB现场总路线上。4.8.3 S7PLC系统特点：先进性：西门子公司的S7系列为用户提供了灵活多变的控制方式和多平台使用的先进性。推出至今，成为西门子公司销量最大的PLC系列，在全国各个行业特别是制酒生产

28、工程中得到应用，控制系统优秀的管理功能和高利用率为用户的投资提供最大的回报。开放性好，可进行无缝连接：S7系列采用国际通用标准，开放式的接口设计，易于和现有的PLC系统集成，现有的网络用户可以与其他网络上的控制器透明地收发信息，它可以工业以太网、Profibus、通用远程I/O之间实现桥接。通过通讯接口模块，S7系列可与其它网络如Modbus、MB等网络相连。扩展性好，模块化结构：S7系列提供了模块化控制方法。根据需要，用户可灵活配置所需控制器、存储器、通讯模块、I/O模块的数量。当用户以后需要进一步扩展系统时，只需添加控制器、存储器、通讯接口、I/O模块即可，整个系统升级维护容易方便。快速：

29、西门子公司的S7系列提供了高速数据传输的总线，速率最高可达0.6S，控制器提供了高速传输的控制平台。工业化：提供了高强度平台，可耐受震动，高温及各种工业环境下的电气干扰。集成化：建立了一个多种技术的平台，包括顺序控制，运动控制，传动和过程应用控制。结构紧凑：适用于控制高度分散和配电盘空间又有限的应用场合。可靠性高：西门子公司的PLC具有很高的可靠性，可在环境恶劣的场合持续工作，系统平均无故障时间MTBF高于100000小时，完全满足现场工作要求。 自诊断功能：由于模块带自诊断功能，系统可自动诊断出部件的故障并传至上位管理系统。支持带电热插拨：带电插拔一个模块而无需断开系统的其他模块。 4.8.

30、4 ET200M系统主要特点：ET200M分布式I/O站所有模块具有带电热插拔功能由于ET200M分布式I/O站的IM1531通讯接口模块或SM系列I/O信号接口模块都安装在一个配有有源总线模板的机架上，有源总线模板具有“插入/取出”特性，使得ET200M分布式I/O站的每个模块能够在系统运行过程中带电热插拔更换。ET200M分布式I/O站所有模块均采用了光电隔离ET200M分布式I/O站的所有I/O信号接模块均采用了光电隔离，并具有限流、限压保护，现场任何高压、大电流信号都不会造成ET200M分布式I/O站其它模块的损坏，具有很好的抗干扰性能。ET200M分布式I/O站所有模块均具有自动故障

31、检测和显示功能ET200M分布式I/O站的所有I/O信号接模块均具有LED状态显示功能，可直观地显示出模块工作是否正常。冗余I/O模块具有通道监测功能，其中模拟量模块为独立AD/DA转换模块。SM331模拟量输入模块还具有信号开路、非正常输入信号检测功能。五. 系统总体结构组成和特点自控系统由监控操作站、控制主站、从站、现场操作设备、报警提示联络箱、远传检测仪表和执行器、网络设备、网络电缆等组成。5.1自动控制系统的结构组成 控制操作站：对自控系统进行集中操作、监控、管理。 控制主站：控制主站包括PLC中央处理单元即CPU、本地I/O模块、I/O扩展接口模块及其他电气元器件。控制主站设备安装于

32、现场控制柜内。主要进行参数采集、转换、运算、指令执行、数据传送等功能。 控制从站：控制从站包括分布式I/O，通信接口。控制从站根据现场设备分布情况分散安装于现场各地。控制从站负责各现场的参数或各设备的本体运行参数采集并通过通信方式将数据传送到控制主站，并接收控制主站的操作指令。 现场操作设备：关键的地方现场设置旁路手动阀门,自动控制有临时问题时,可以及时切换到手动控制。 报警提示联络箱：发酵罐和调节罐液位设置报警和提示，用于联络进出料选择和准备工作。 远传检测仪表和执行器：主要包括各种温度、压力传感器、液位传感器、加热阀、泵、搅拌电机等。远传检测仪表通过各种检测元件将现场的温度、压力、液位等信

33、号经变送转换为PLC可接受的RTD或420mA信号，输入给PLC的AI/DI采集模块。PLC根据程序运算输出信号给各种阀门、泵、电机，从而实现生产过程的自动运行。 网络设备、网络电缆：系统采用工业现场总线和网络设备，网络稳定可靠，满足工业生产现场使用的要求。5.2 自动控制系统的结构特点本方案针对垃圾发酵处理生产自动控制系统要求进行设计，控制系统计算机操作站、控制主站（PLC CPU）、控制从站（PLC I/O）、远传检测仪表和执行器，组成完整的分布式工业生产控制系统，构成一个灵活方便，功能丰富，运行稳定，可靠性极强的垃圾发酵处理自动控制系统，该系统采用集中管理、分散控制，对于系统的不断扩展，

34、只需增加控制从站即可。本方案主控系统采用德国SEIMENS公司最新研制的SIMATIC S7系列高性能PLC，由基于Profibus现场总线的结构构成分布式控制系统。操作在操作站计算机上完成，控制由控制主站PLC CPU完成，现场I/O信号进PLC。a) 操作站 采用2台主流先进工控机。 双机热备，互为冗余。 实现多功能操作：在操作站上可实现如操作站、工程师站等多种工作模式，区别只是采用不同保护级别既操作密码。 大屏幕高分辨率彩色显示器提供了直观、清晰的人机界面HMI，工艺过程动态、丰富、实时。 系统可增加接口与企业网相联,也可单独与总工程师或技术部门或车间主任的计算机相联,实现实时远程监视与

35、管理。 操作站可以控制管理多台控制器（PLC CPU），可将多个发酵罐群在一个控制室集中控制和管理。初次上本自控系统需配制操作站，以后对扩展发酵罐的控制，无需增加操作站，只增加控制从站（PLC）或其I/O模块即可，可大大降低成本投入。b) 控制器下位机采用SIEMENS公司SIMATIC S7系列PLC，基于profibus现场总线的结构构成分散式控制系统。该PLC是S7系列的新产品，具有极强的稳定性和可靠性，平均无故障时间：35年。 具有大容量模块化无风扇设计特点，网络功能强，组成系统灵活方便、扩展性好，易与其它系统联网组成大型控制系统。 灵活的I/O总线结构，方便的硬件组态和更多的组态软件

36、的支持，以及较大的市场占有率，使得系统更加可靠、稳定，且无后顾之忧。 PLC模块带断线、短路检测功能，方便现场维护。 使用简单方便 对于以后的发酵罐或其他的设备增加或扩建，只需增加PLC的模块即可。六. 系统功能描述采用组态软件组态设计监控工作站的运行监控软件，中文界面。操作界面主要以流程图方式表示，从总体流程图直到每个单体的局部流程图。在流程图上显示的设备均可以点击进入，以了解该设备的进一步细节数据或对其进行控制。工艺过程、运行参数和设备状态均以图形方式直观表示。运行参数和目标控制参数可以点击进入，了解其属性或进行设定修改。组态软件具有强而有效的图形显示功能，能画出总平面图、工艺流程图、设置

37、布置图（平面、剖面）等。在确定监控画面后，可对监控对象进行形象图符设计、组态、连接、生成完整的实时监控画面，使用户能在监视器（CRT）上查询到各种监控对象的动态信息及故障，其形式可以是图像、报表、曲线以及立体图等。垃圾发酵生产过程自动控制软件操作画面包括：系统总貌、控制画面、趋势图、流程图、报警一览、数据一览等。垃圾发酵生产过程自动控制系统连续采集和处理所得生产有关的测点和设备状态信号，及时向操作员提供有关运行信息，实现发酵过程的安全运行，一旦发生任何异常工况，及时报警。系统实时提供操作显示、模拟显示、成组显示、仪表显示、趋势显示、报警显示等。系统提供制表记录（包括定时记录、事故记录、）历史数

38、据存储和检索及打印等。下面详细减少系统的功能：6.1. 自诊断功能利用监控软件丰富的控制功能，在自诊断软件包的支持下，对系统的硬件/通讯故障进行自动诊断，当计算机发现系统中某一部分出现异常情况，并在一定时间内不能恢复正常时，系统自动发出报警信号，并显示异常部位、异常类型及常规处理意见和方法。便于操作工准确判断故障所在和及时处理排除故障，防止事故的扩大。6.2. 自动检测功能利用计算机、PLC的高速运行特性及高精度A/D转换功能，连续的检测、记录、显示整个工程相关的工艺参数和泵、阀门设备运行状况。6.3. 自动保护功能根据检测的数据进行综合分析，判断生产过程中有可能发生的事故，自动报警、自动采取

39、措施，防止事故的发展和扩大，保护人身和设备安全等。6.4. 自动控制功能根据工艺要求，控制条件，按规定的时间周期启动、停止机泵、阀门，对调节参数按设定值自动进行定值、区值或均值调节等，自动完成整个生产过程控制。6.5. 自动记录功能系统自动记录由于设备故障、手动误操作、停电等原因造成的系统停机等,生成系统操作日志,可供查询、打印。6.6. 丰富的控制画面 生产流程画面：以立体图形化的模拟生产界面，实时动态地显示了各个工程的生产状况，可以监测到生产过程中必要的生产参数以及电机、阀门状态，报警，在这里，操作工可以方便地监测生产过程。通过生产参数的显示颜色，操作员可以一目了然地看到该参数的运行状态(

40、正常、报警)。 单罐图:实时显示单个发酵罐的所有信息数据,提供单罐的操作监控画面,可以启动停止发酵温度工艺控制等. 生产数据总表画面：生产数据总表列出了生产的各个生产参数的实时情况，可以一览各控制回路、采集回路的运行情况。可以看到各个控制回路的测量值、设定值和输出情况。通过具体参数显示底色的变化，可以看到各个生产参数的运行状态(正常、报警)。 全貌图：系统通过CRT显示运行状态，操作员通过CRT定时对发酵过程监视和操作；CRT每幅画面显示过程变量的实时数据和运行设备状态，这些数据每秒钟最少刷新一次；系统显示所有的过程点，包括模拟量输入、模拟量输出、数字量输入、数字量输出、中间变量和计算值；对显

41、示的每一个过程点，显示其标志号、中文说明、数值、性质、工程单位、高低限值等。 调节回路画面：调节回路画面以模拟调节仪表面板的方式显示相关调节回路具体情况。在这部分，操作员可看到各个回路的测量值、程序设定值、输出值、运行状态和曲线运行时间及上下限报警值。工程师还可以通过这部分具体修改调节回路的控制参数;将相关的模拟量信号，组合成成组显示画面，便于运行人员调用查看。成组信号分：流量、压力、温度分别成组显示。 历史数据画面：生产数据以报表的格式可让你查询过去的某日、某批的各种生产数据，也可以根据需要查询特定区段的特定数据。作为每批产品的生产参数档案。系统可以记录2年以上的生产数据。 数据趋势图画面：

42、趋势数据以曲线的形式让你更直观地看到生产参数状况，可在同一幅面上显示多条曲线，同时具有局部区域的放大/缩小功能，方便地对生产进行管理。 曲线画面按控制系统分有：温度系统、给料系统、容量系统等若干画面（条件曲线）；每一个画面可显示18条曲线。每一个数据存储时间间隔在13600秒可选；每页的显示时间范围（分、时、天）；用鼠标拖动时间轴，可显示指定的时间的数值；每页画面，显示该曲线当天的最大值、最小值、平均值；曲线分别有：历史曲线、实时曲线。 报警和事故画面：报警和事故报告，记录了生产中的报警情况和重要事件记录，从而对生产过程可以更好地查询。所有报告都可以通过打印机方便地打印出来。6.7. 生产报表

43、自动生成各类生产运行管理的班报表、日报表、月报表、年报表。并有灵活、方便的打印方式。报表格式，根据用户意见确定。6.8. 多级密码管理 无密码操作：可以对系统的工作状态，各罐的工作参数，运行曲线等的监视，不可进行操作。 操作员密码：通过本密码可实现对控制系统的常规操作，如：各能源子站设备的启动、停止、状态和曲线的显示、阀门的控制等，工艺调整及手自动切换等。不能对如工艺、控制参数进行修改，但可对工艺进行调用和查看。为每个操作员设立独立的密码，使操作责任明确有序，便于管理。 工艺员密码：通过本密码，工艺员可以对各能源子站设备运行工艺的编制、修改、存储等操作。 工程师密码：通过工程师密码可实现系统编

44、程调试及参数设置和流程更改功能，调整系统的维护测试等；工程师密码可设定SCADA服务器的工作模式。 可根据甲方的要求更改密码级别和操作权限。6.9.报警管理系统对重要模拟量设有报警，联锁限值设定，对越值设定，系统将提示“设置”； 报警显示按时间顺序排列.显示最近产生报警信息。可查询一年内某天某时报警信息； 具有报警应答，对重要报警事件由操作员进行及时的应答处理，报警应答记录报警产生时间和应答时间，为事后进行事故分析提供实际处理。 为了让操作人员迅速而精确地得到过程中异常情况的信息，该系统支持完善的报警监测和管理功能，显示当前所有正在进行的过程参数报警和系统硬件报警。报警有多种显示方法可选，按照

45、时间、日期、优先级等有多种选择。a) 报警处理一个指定了某一类报警的点，一旦报警发生，将发生下列情况： 系统将根据最近的时间（秒）把报警信号及点的名称、报警类型、优先级、点的描述、当前值、报警设定值和工程单位记录与事件数据库中。 操作员界面的报警区域会显示最近发生的或所选择的过去发生的报警、最高优先级的报警和未被认知的报警。b) 报警确认系统提供下列有效的报警认知方式： 从用户画面中选择报警点的任意点参数，按专用的认知键； 在系统报警摘要中选该报警，按专用认知键； 从系统报警摘要中选择一页报警的认知。一旦操作员认知报警，闪烁的指示等停止闪烁，任何画面中的该过程值仍然保持为红色。该认知信息和认知

46、的操作员、操作站将被记录在事件数据库中。如果报警点在认知前已恢复正常，直到操作员认知前屏幕上有专门的方式来显示。c) 报警预报操作员能以下列方式获得警报： 操作员界面专用报警线上显示的报警信息 打印机记录的报警信息专用报警线在所有的显示画面上都将显示专用的报警信息条，用以显示最近发生的报警、组态选择的旧的报警、最高优先级的报警或未认知的报警。不同的报警优先级和状态用不同的颜色来区别。一旦报警发生，画面上的报警状态改变，后发生的而且级别高的报警信息将显示。以前的报警信息则留在等待认知的报警信息清单上。d) 报警记录报警信息除在打印机上打印记录外，还记录在事件文件中用于形成报警报告或存档于拆卸式存

47、储设备上。6.10. 工艺管理 根据我公司多年的工厂自动控制系统的经验,自主开发的灵活的工艺配方,包括发酵罐单罐工艺配方（温度控制配方，循环泵控制配方），入料选择配方，搅拌控制配方等多种配方，配方编制简单，全中文界面；配方编辑修改方便，生产过程中实时修改。6.11. 打印系统 该系统能利用网络功能来灵活使用连接在计算机上的打印机。系统支持驱动程序支持的任何打印机进行报告和屏幕拷贝打印。需要的打印机可以在打印时进行选择。事件、报警打印可以直接使用网络上连接的打印机。七、工程进度计划说明：具体工期以甲方实际进度为准。施工的原则是：安装调试期尽量缩短，以使系统尽快投入使用，可以尽早的出酒。而培训期可

48、以适当延长，因为此阶段系统已投入正常使用，对生产没有影响，通过跟班生产，使甲方人员能更好、更全面的掌握本系统。7.1：方案再确定时间：2天地点：灵奕公司根据双方签定的合同、甲方的要求以及现场情况，乙方（灵奕公司）组织公司各部门对方案进行集中讨论，分析和消化甲方提供的图纸，进行任务和时间的划分，制定工程进度计划，确定项目负责人及相关人员。7.2：设备订购时间：5天地点：灵奕公司当乙方收到合同预付款，合同生效，乙方安排订货。交货期大致如下：单位：天设备名称1-1011-2021-3031-4041-5051-60工控机 PLC 铂电阻压变液位开关超声波气动阀门PLC柜安装材料电缆7.3：考察现场时

49、间：2天地点：施工现场当乙方订货的同时，即安排工程人员到甲方施工现场，考察现场条件及当地施工材料的供应情况，确定当地采购材料清单。同时与甲方专业负责人联系，协调与本专业相关的其他专业施工进度，确定需其他专业配合的预留接口及相应的工作。7.4：双方技术交底、工艺过程讨论时间：2天地点：施工现场当乙方订货的同时，安排软件人员与甲方的技术人员、工艺人员、操作人员对甲方现有工艺进行详细的讨论，形成文字材料，如有必要，在软件编制过程中还可以安排1-2次工艺讨论。7.5：软件编制时间：20天地点：灵奕公司乙方的软件人员按照双方讨论形成的工艺文件编制控制软件，当控制软件初步完成时，安排一次甲方的初步验收，根

50、据甲方的意见再进行控制软件的完善。7.6：实验室调试时间： 5天地点：灵奕公司乙方的技术人员实验室中利用型号相同的PLC模块，模拟现场工作条件进行软件和硬件的调试。7.7：PLC子站柜组装，运输时间：12天地点：灵奕公司PLC和PLC柜体到货后，乙方的技术人员先进行检验，全部合格后，开始按照设计好的PLC子站装配图将PLC模块和其他电器元件组装到PLC柜中，加电调试正常后，重新包装，发运到甲方施工现场。7.8：现场仪表安装（铂电阻、压力、超声波、气动阀门等）时间：10天地点：施工现场甲方安排停产时间，进行阀门设备的焊接与安装。7.9：安装材料安装（穿线管）时间：6天地点：施工现场可以和仪表安装

51、同时进行7.10：PLC站就位时间：1天地点：施工现场可在柜体到厂后的任意时间7.11：控制电缆铺设、接线时间：3天地点：施工现场所有仪表设备、穿线管全部安装完成后，可以开始进行控制电缆的敷设与连接。7.12：联机调试时间：2天地点：施工现场系统连接正确后就可以开始联机调试，主要是调试硬件是否工作正常，系统各个部分之间能否正常通讯。7.13：工作调试时间：15天地点：施工现场系统硬件工作正常后，系统就可以投入使用，在使用过程中，进一步调试控制软件，对程序中的一些控制参数进行摸索和修改，以使控制效果更理想，同时对系统功能也可以进行一些局部的调整。7.14：培训时间：5天地点：施工现场在时间安排上，培训将贯穿整个安装调试工作的全过程。当一切准备就绪时，安排1-2天的集中讲授，其他培训将在安装调试的过程中穿插进行，接收甲方的技术人员和维修人员参与调试，在调试的同时进行培训，以使