XX水厂自控系统调试大纲

1、XX项目调试大纲第一节计算机控制系统调试方案一、调试目的根据“先进、可靠、实用”的原则，采用“分散控制、集中管理”的模式。系统按照XX水质净化厂工艺特点将整个生产过程划分为不同的控制单元，利用网络通讯实现信息和资源的共享，具有灵活的控制能力，极高的系统可靠性和方便灵活的扩展能力。系统设计从工艺流程出发，实现对设备的自动控制，中央监控计算机对生产过程中的信息进行统计、分析、处理、报表打印输出等，工厂信息化管理系统完成生产信息管理、设备运行管理、设备维修维护管理、日常管理等工作。自动控制系统由处于现场就地控制装置与过程检测仪表之上的厂级控制中心和现场区域控制分站，通过有线网络连接，组成的SCADA

2、（数据采集与监控）系统，完成全厂工艺流程所必需的数据采集，顺序控制，时间控制，位置控制，过程调节及上位机监视功能。在满足工艺流程的要求之外，还能保证工厂的安全生产，提高生产管理水平。主控制室和现场区域控制分站各有分工，既能独立工作，又能在统一指挥下协调工作，现场控制分站能脱离控制中心独立运行。控制系统软件分为现场控制级、现场操作系统和生产管理级三层架构。生产管理级安装在中央控制室内，由四台上位机（互为热备）监控全厂设备运行，另外，现场PLC控制站负责采集、控制过程参数，并通过高速实时数据通讯总线与中央控制室、现场操作站进行数据通讯。计算机数据采集及监控系统构成一个集中监视、分散控制的、具有开放

3、性、实时多任务的控制系统。当上位监视设备因故障不能使用时，现场各控制设备还可以继续工作，而对整个工艺过程没有影响。它的主要构成设备有：现场控制站、上位监控计算机及数据通讯网络。为直观了解水质净化厂全厂工况，还在中控室内设置集中视频系统，用以显示全厂工艺主流程、主要工艺设备的运行状态等。二、控制系统的说明本自动化工程拟实现对整个生产过程进行全自动控制和系统主要参数的在线监测。采用基于工业现场总线PROFIBUS的分布式现场总线I/O系统和工业以太网相结合的方式。各分控制和控制室采用100M工业光纤冗余以太网环网通讯。以各分区为单位设立分控站，配置PLC连接底层I/O智能仪表和设备，监控分站范围内

4、的仪表设备的运行及生产过程。并负责与厂级上位机的通信。分控站的底层采用分布式智能I/O系统，通过PROFIBUS现场总线连接到现场的设备或仪表。根据设计院提供的自控系统配置图，在此项目中，在硬件上，控制系统分为MCC设备现场控制级、PLC控制级和生产管理级、信息管理层四层硬件架构。生产管理级安装在中央控制室内，由四上位机（互为热备）监控全厂设备运行，PLC通过光纤以太环网与中控室计算机、各现场操作站连接，实现对工厂运行情况的监控；PLC与各现场检测仪表以PROFIBUS-DP/PA或者MODUBS现场总线相联，以实现各工段的仪表的检测与工艺的监控。计算机数据采集及监控系统构成一个集中监视、分散

5、控制的、具有开放性、实时多任务的控制系统。当上位监视设备因故障不能使用时，现场各控制设备还可以继续工作，而对整个工艺过程没有影响。同时各现场仪器仪表通过现场各线的方式与各工段PLC分站进行通讯，保证了工艺数据的实时传输，而且减少了通讯布线，节省了电缆成本，而且简化的系统的结构，使系统集成程度大提高，可以实时的诊断各仪的运行状态，方便的日后的保运及检维修。控制系统的主要构成设备有：现场控制PLC站、现场检测及分析仪器仪表，上位监控计算机、触摸屏及以太网通讯网络。（一）系统硬件配置系统由工业监控管理层、现场操作层、PLC现场自动控制层、设备现场控制层（MCC,BA）组成，在网络结构上，系统由以太网

6、组成网络架构。1、计算机监控管理层如系统配置图所示，在中控室配置4台监控管理计算机作为操作员站，同时设有一视频服务器，网络摄像机通过以太网与服务器联接，净水厂共设置五个现场分控站，分别为水源泵房分控站LCU1（由第三方设计），加药间分控站LCU2（下挂排泥阀控制单元ECU201,排泥机控制单元ECU202及智能设备和仪表）、滤池分控制LCU3（下挂滤格控制单元ECU301-ECU306及智能设备和仪表）、供水泵房分控站LCU4（下挂智能设备和仪表）、脱水机房分控制长LCU5（下挂职能设备和仪表，各分控站负责其单体内及附属区域设备及仪表的监控I/O清单详见各单体自控图纸）。监控管理计算机互为热备

7、，其硬件配置和软件配置相同，既是监控系统的操作站，工控服务器是监控制管理主机，生产信息管理中心，同时也是系统数据存储中心。2、PLC现场控制层中控室需要对所有系统的运行工艺参数进行监控，并根据整个系统的状态参数进行分析判断，得出最佳的工艺控制参数，下传到这些PLC执行。三、控制系统的功能前面已经提到，控制系统按控制功能来分，可分为如下三级控制：（1）第一级：就地控制箱（MCC）（2）第二级：现场控制站（PLC）（3）第三级：中央控制室（CCR）按设备的控制方式来分，可分为如下三种控制方式：（4）现场手动控制。（5）计算机远程手动控制，通过计算机上的操作画面的控制软键进行设备启停操作。（6）PL

8、C自动控制，按事先编好的控制程序完成联动控制及自动化过程控制。1、设备就地控制箱（第一级）所有设备均有现场控制箱，当“控制模式”选择开关置于“LOCAL”位置，操作员可利用控制盘上的启/停按钮设备的“运行”和“停止”这种操作级别最高（第一级），独立于“计算机”控制及“PLC”控制之外。现场控制模式主要用于设备维护及设备调试阶段，此时的设备保护由“硬连锁”完成，软件连锁将不起作用。2、现场控制站（PLC）（第二级）主要完成信息的采集、设备的联动控制、生产过程自动控制。3、中央控制室（CCR）（第三级）及现场触摸屏操作面板中央控制室（CCR）设有4台工业监控计算机，可通过它们监视过程参数的变化、监

9、视设备运行状态及故障状态、设定参数、生成报表，并以曲线及流程图的形式显示。4台上位机功能相同，互为备用（热备）。另设打印机，可打印所需的技术文件，也可随时打印各种报表，所有报表采用中文形式。其报表的格式，用户根据实际需求可以自由定义。整个控制系统通过两层网络实现联网控制，设备层主要采用现场总线联网，控制层主要采用工业以太网联网控制。控制系统配备一台专用数据服务器和一台用IPC的视频服务器。设备现场在线仪表主要采用ProfiBus总线，PLC、IPC、服务器和摄像头采用工业以太网，其中PLC至中控室之间采用能自动切换的两路光纤网络，整个工业以太网采用放射形网络拓扑结构。系统具有与总厂管控一体化系

10、统通讯的光纤通讯接口中控站是由4台工业PC监控站、不间断电源、工业自动化系统监控软件和应用软件所组成。中控室与PLC分控站的数据通讯采用冗余环网通讯，监控软件采用的三维利空的监控软件。本站是整个系统的厂级控制和管理中心，主要实现以下功能：数据采集；基本手段是对PLC的串行数字数据进行扫描、接受和转换。系统提供数据库以保存数据文件和用户文件。本系统将提供能使用户检索、存储信息的功能。通过友好的用户界面，可以从报警记录获得信息。当用户进入日志，可获得报警发生的时间。操作功能。完成对设备的计算机远程控制。完成对过程控制的参数设定。显示功能。键盘和可操作按键是中央控制站人一机对话、控制系统工作的重要工

11、具，中央控制站的主控机的显示器上具有以下显示和对话功能。厂级显示：包含整个净水厂系统的运行状态总貌，显示出主设备的状态、有关参数以及控制回路中过程变量与设定值的偏差。可以采用一次击键即能调出用于监控的其它显示画面。若任一监控回路出现报警，用改变颜色的方式进行提示，或通过声光报警的方式提示。功能组显示：包含过程输入变量、报警条件、输出值、输入值、设定值、回路标号、缩写的文字标题、控制方式、报警值等。细节显示：包含过程输入变量、报警条件、输出值、输入值、设定值、回路标号、缩写的文字标题、控制方式、报警值等。功能组显示画面包含所有调节回路及顺控回路。标准画面显示：包含报警显示、趋势显示、成组显示、棒

12、图显示等。其它显示：包含帮助显示、系统状态显示等。数据统计与分析系统在保存历史数据的基础上进行数据处理，包括模型计算、实时趋势分析。趋势图上可以改变时间范围、显示参数及画笔的颜色调整等。我们可以根据用户的要求，对特定的工艺参数进行实时曲线跟踪分析。如水质毒性分析等，历史数据可以至少保存3个月，当发生事故时可以调出相应的趋势画面。系统还可以生成历史数据文件，可以自动定期清除。系统及安全管理为防止越权访问显示和数据，系统功能设计有系统安全措施。当系统为多用户时，需注册用户名称和口令，这些用户名称和口令将对应不同的分安全级别。用户名的安全级别将决定操作员可进入的显示、可观察可修改的数据及可使用的功能

13、。如果操作员安全级别低于、操作的安全级别，那么，“侵犯安全”的信息将显示在屏幕上，不执行所进行的操作。我们提供的安全级别是：级别1来访者，即“仅供观察”：进入系统、观察显示、退出系统；自击最后一个键开始，操作员进入系统而超过一个周期时，系统则因用户超时自动退出，时间周期可调。通过显示日期、时间和操作员标识的日志系统，联机作用能自动完成。通过对软键编程，实现一触式脱机操作，以防多键组合引起系统事故。级别2操作员，除级别1的内容外，还有：手动数据输入、打印指令、确认/删除报警、执行控制指令。该级别还可对部分画面进行操作限制。级别3工程师，除级别2所有内容外，还有：编程及参数调整、建立模拟图和显示、

14、数据库配置、数据格式定义、编程工具、存档和检索文件、修改访问级别及口令、系统管理功能。故障/新生故障登记表监控管理计算机的LCD屏，显示系统主画面、分画面时，均可在画面的下栏处显示故障登记表，以便操作人随时都能了解污水厂的故障实况，计算机会自动地把现场发生的故障登记入“故障登记表”中的记录。“故障登记表”是记录值班人员已响应过的存在的故障。而“新生故障登记表”是反映现场发生的新故障。在监控管理计算机的画面上会随时随地弹出一个“新生故障”窗口，窗口用中文说明故障的名称，并带有声音报警。生产指标表计算机的显示器上，显示系统主画面、分画面时，均可在画面的上显示生产指标表，使得操作人员随时随地都能了解

15、污水厂的主要生产指标，调整生产运行。数据处理和存储、报表打印数据处理和存储是中央控制室的主要工作内容之一，存储的数据资料将用于生产调度，预备参考之用。各种报表采用中文。使用用户指定的格式将所有历史记录打印表格。报表包含交接班记录、日报、月报、操作记录、设备运行记录等。参数设定与控制功能可通过上位机设定工艺参数及报警极限的设定。正常情况下，现场控制站的设备可以通过现场按钮箱来启动和停止，中央控制室的主机也可通过键盘控制现场控制站PLC来启动和停止现场的设备。但在用现场控制箱按钮手动启动和停止前，应发出手运输信号，这时自动系统将停止进行。四、主要设备的控制.加矾加氯系统站LCU2加氯计量泵，二氧化

16、氯发生器工作采用PLC自动或现场手动控制平时轮换工作，互为备用。加矾控制更加原水浊度，原水流量（从原水泵房通过以太网送来），原水温度，反应池出口浊度仪，浓度仪等信号综合分析，通过PLC可编程控制器，自动调节投加量。前加氯根据原水浊度，原水流量（从原水泵房通过以太网送来），原水温度等信号综合分析，通过PLC可编程自动调节投加量。后加氯根据原水流量（从原水泵房通过以太网送来），原水温度，清水池及出厂水余氯信号综合分析，通过PLC可编程控制器自动调节投入量。在加氯间设置漏氯报警探头，能将漏氯信号发送到值班室的漏氯报警装置，并起动排风机。其余控制要求详细相关工艺施工图。2）.反洗泵站LCU31）.水泵

17、，风机工作采用PLC和现场控制箱开,停控制，平时轮换工作，互为备用，反冲洗泵根据反冲洗阶段不同调节出口调节阀开度，并与PLC可编程控制器联动，自动调节水冲洗强度。2）要求根据滤池进水量可调节滤池运行个数。3）.送水泵房站LCU4#排泥阀单元ECU201（1）.排水阀的开启时间，开启周期，开启个数由工艺专业决定。（2）.排泥机的排泥时间，排泥周期，停止位置由工艺专业决定。供水泵房，吸水井（1）.定速泵采用PLC或现场控制箱进行开启，停泵控制，平时轮换工作，互为备用，调速泵由PLC根据管网的压力设定值及流量的变化，通过变频器控制电机转速。（2）.排水泵采用潜水型，利用自动控制器根据集水坑高低水位进

18、行自动控制，平时轮换流工作互为备用。五、自控系统主要设备（软件）及性能描述（一）PLCS7-300是SIMATIC控制器中销售量最多的产品，它已成功地用于范围广泛的自动化领域S7-300的重点在于为生产制造工程中的系统解决方案提供一个通用的自动化平台。这就是说，S7-300是用于集中式或分布式结构的优化解决方案。坚持不懈的创新和改革使S7-300这个广泛应用的自动化平台能持续不断的升值。应用SIAMTIC-300能在以下工业领域实现多种多样的自动化控制任务：生产制造工程汽车工业通用机械制造专用机械制造各种类型的专用机床，OEM塑料加工包装工业食品和烟草工业过程控制工程（例如供水，楼宇工程等）特

19、殊应用对于特殊的应用场合，提供基于S7-300的附加的产品设计性能：对故障安全的应用，现能提供一种新产品，即故障安全型S7-300F及相应的I/O模块专用于户外的部件，能忍受极端恶劣的环境条件，例如，通过扩展的温度范围。同时，提供基于S7-300CPU的集成HMl,SIAMTICC7控制器，适合于空间严格受限制的机械控制场合。采用ET200S结构形式的CPU使这个系列的产品更趋于完善。这样，分布的，智能的预处理。工程技术和诊断S7-300的特点是高效率的组态和编程，从而大幅降低工程成本。现能提供符合IEC61131-3国际标准的SIMATIC工程工具。此外，集成的高性能系统诊断功能可保证控制器

20、的更高可用性，显著提升生产率。为了减少停机时间，增加产量，提供可组态的过程诊断，以用于分析和排除过程故障。设计S7-300为节省空间的模块化结构设计，它可以适配您现有的各种机械控制任务，不需要考虑槽位规则。在运行时，无需风扇。除模块外只需要DIN标准的导轨，就可将模块旋转到位，安装在导轨上并由螺钉紧固。这种结构形式非常牢固而且有高的电磁兼容性。背板总线集成在模板上，通过将模板插入到总线连接器进行装配。S7-300的模块的品种繁多，应用范围十分广泛，可用于集中形式的扩展，亦可用于带ET200M分布式结构的配置；其结果是明显减少成本和维护用备件。CPU的种类有各种不同性能分级（直到高性能）的CPU

21、可供控制器使用。通过高效处理速率，CPU能提供很短的机器时钟时间。取决于您眼前的任务，可提供带集成I/O以及集成技术功能和集成通信接口的CPU。通讯全集成自动化的含义是：通过单一、全集成和统一标准的系统就能完成用户所有的自动化任务！所有的功能部件均由一个制造商提供。分布式预处理（分布式智能），这种机器和设备的新概念能给用户带来很多优点，如可重复使用的软件，更快速的调试时间和更高的可用性。系统中特别重要的是通信网络：工业以太网（IEEE802-3和802.3u）用于区域和单元联网的国际标准。PROFIBUS（IEC61158/EN50170）用于现场层和单元层的国际标准以及用于本征过程自动化的P

22、ROFIBUSPA。AS-i（EN50295）与传感器和执行器进行通讯的国际标准。EIB（EN50090，ANSIEIA776）用于楼宇安装系统和楼宇自动化的全球标准。MPI（多点接口）一用于在CPU,PG/PC和TD/0P。点到点的连接用于在2个节点之间通过专用协议的通信。点到点的结构为最简单的通信形式。有多种可供选用的通信协议（如如RK512,3964（R）以及ASCII）。集成到IT世界S7-300允许将当代的IT技术集成到自动化系统中。使用可插装的CP（CP343-1IT），它提供以下的功能：通过任何（random）HTML工具来建立您自己的Web网页，由S7-300的过程变量能很方便

23、地分配给HTML对象。使用这些带标准浏览器的Web网页来监控S7-300。通过FC调用，从S7-300的用户行规（profile）发送电子邮件。使用电话线网络（例如：ISDN）通过TCP/IP进行远程编程（二）工业控制计算机生产商：研华技术参数1、IPC-611型4U、14槽的机架式工业机箱,300WATX电源2、PCE-5B12-64B1E无源工业底版3、PCE-5120-A2ECPU板：1）IntelCore2DuoE6700（2.66GHz）CPU2）L2Cache4MB3）Intel945G+ICH7R芯片组4）带2GB双通道DDR2667MHz内存5）内置PCIExpressx16显

24、卡,VRAM224MB,支持2048X1536分辨率,75Hzrefresh6）2个RJ-4510/100/1000Base-T以太网口7）SATAII300MB/s,4通道，支持RAID0,1,5和104、SATA160G硬盘（其中1台配2个硬盘，其余配一个硬盘），DVDR/W,FDD佣于监控的2台）5、显卡及显示输出接口：显卡支持DirectX8.0以上，支持2048X1536分辨率,75Hzrefresh，带两路15-pinCRT接口（1路用于本机，1路用于投影）6、标准键盘、光电鼠标7、21”LCD显示器（三）工业服务器：型号：X3650服务器生产商：IBM技术参数：1、2*CPU四核

25、英特尔至强处理器X5460，L2cach2x6MB，3.16GHz，1333MHzFSB,2-SMP2、4*1024MBDDR2ECC内存3、3*3.5HS0GBSASHDD4、2U,HS835WPower5、CD-RW/DVDCombo6、2*GigaEthernet,LightPath7、ServeRAID8kSASController（256MBCache）8、标准键盘，光电鼠标9、17”LCD显示器（四）彩色喷墨打印机型号：HP1280生产商：HP技术参数：最高分辨率（dpi）:$2880 x720黑白打印速度（ppm）:三9彩色打印速度（ppm）:$9最大打印幅面:A3+（五）UPS

26、品牌：山特、额定容量：10KVA2、工作方式：在线式3、转换时间：W2ms4、交流输入：3相380V15%，50Hz3Hz5、输出波形：纯净正弦波6、输出电压：交流（3相5线制）380V3%,50Hz0.3Hz7、维持时间：100%负载，30分钟8、电池组：可扩展9、保护：过高压、过低压、过载、短路、雷击、突波10、具有RS232及SNMP通讯接口、带立式机柜,蓝色（六）网络交换机、型号：2960G-24TC-L生产厂商：思科（七）PLC柜高X宽X厚：2200X800X1000（mm）,柜体安装在预埋的槽钢上。柜内：设有电源工作指示灯、PLC运行指示灯、数字式电压表、自控照明灯、自控排风扇、门

27、锁（用同一把钥匙）等。柜子整洁、布局合理,防护等级为IP5X。材料：柜体框架采用九褶型材，门板厚度不小于2.0mm,后箱板厚度不小于1.5mm,安装板厚度不小于3.0mm。配件采用电焊或螺栓组装。表面处理：箱体框,防水浸蜡底漆,门、后板箱及顶板,防水浸蜡底漆,粉末涂层,安装板,镀锌处理,柜体颜色为计算机灰,具有防腐效能。内部照明：18瓦日光灯,加门控开关及插座。通风、冷却装置：柜体有通风口或百叶窗,有有效的滤尘装置,冷却风扇都有风扇故障报警触头,连接到相应的报警系统,加门控开关及插座。接线端子：厚度5.2mm，刚性导线，线径0.2-4.0mm2，柔性导线，线径0.2-2.5mm2,最大电流32

28、A，最大耐压800V，接线端子有20%备用量。控制柜为成套供货，全部配件均全套配齐，并提供控制柜的外形图、内部布置、设备及元器件清单等资料。元器件安装：控制柜为单面前开门式，柜内设备、器件、配件等不采用背面紧固的方式安装。配电：按电源种类分别设电源总开关，各用电回路分开关根据负荷情况选配。电源开关采用优质的小型空气断路器。中间继电器：柜内继电器采用优质的小型中功率电磁继电器，形式为插件式，接线插座采用螺栓压接式，带指示灯显示，柜内的DI/DO模板用中间继电器进行信号隔离。模拟量隔离：所有AI/AO模板均在输入/输出口上加装独立的防雷隔离器和信号隔离器。24V直流电源：采用高品质，纹波电压小于5

29、0mV，正常使用容量小于其额定值的70%，输出与输入完全电隔离。柜内配线：采用汇线槽方式，线芯截面积根据通过的电流大小进行选配，配线颜色按信号种类，根据国家标准配置。接线端子采用国内优质耐用的产品，DO回路配熔断器进行保护，接线端子有20%备用量。信号、屏蔽接地：采用与柜体完全绝缘的铜排连接方式。（八）编程软件使用STEP7可完成较大或较复杂的应用，例如，需要用高级语言或图形化语言（参见“工程工具”）进行编程或需要使用功能以及通信模块。STEP7能和辅助的SIMATIC软件包，（例如工程工具）兼容工程工具工程工具以用户友好，面向任务的方式对自动化系统进行附加的编程。可提供以下工具用于编程：S7

30、-SCL（结构化语言）是一种基于PASCAL的高级语言，用于编程SIMATICS7/C7控制器。S7-GRAPH对顺序控制进行图形组态，用于SIAMTICS7/C7控制器S7-HiGraph使用状态图对顺序或异步的生产过程进行图形化描述。用于SIAMTICS7/C7控制器。CFC（连续功能图），通过复杂功能的图形化内部连接生成工艺规划，用于SIMATICS7控制器。工程工具的使用对较大的更为复杂的应用是特别有利的，相应地，它需要较高等级的CPU。CPU/工程工具所有的CPU均能使用STL、LAD和FBD基本语言进行编程。如需使用S7-SCL高级语言，建议选择CPU313C,CPU314或更高等

31、级的CPU。如需使用图形化语言（S7-GRAPH,S7-HiGrahp和CFC），建议选择CPU314或更高等级的CPU。集成接口直接集成在CPU内的接口，可使用现有的总线技术来建立一个高性能的通信环境。多点接口MPI对于和PG/PC，HMI系统以及其它的SIMATICS7/C7/WinAC自动化系统进行通信而言，MPI是一种经济而又实惠的解决方案。最多可连接125个MPI节点，通信速率187.5Kbit/s：在不同的控制器之间传输过程数据；用这种方法，例如，一个CPU可以存取第三方控制器的输入/输出。HMI:HMI的服务程序早已集成在S7-300的操作系统内，因此，无需任何编程就能将数据传送

32、到所连接的SIMATIC操作员面板或操作员站上。MPI还能作为一个PROFIBUSDP接口使用，允许配置2条DP线（只限于CPU318-2DP）。PROFIBUSDP能将SIMATICS7-300连接到开放式型现场总线PROFIBUSDP（根据EN5O17O），因此可建立起较大型的分布式结构系统。这可扩大通讯的范围，从SIMATIC控制器到来自第三方制造商的现场设备均可进行通讯。和已有SIMATICS5或SIMATIC505系统的通信更是不成问题。使用STEP7软件对分布式I/O模块进行组态和对集中式I/O模块进行组态，所使用的方法是相同的，因此能节省工程时间和费用。以这种方法，S7-300可

33、作为主站或从站。（九）监控组态软件力控简介从1993年至今，力控监控组态软件为国家经济建设做出了应有贡献，在石油、石化、化工、国防、铁路（含城铁或地铁）、冶金、煤矿、配电、发电、制药、热网、电信、能源管理、水利、公路交通（含隧道）、机电制造、楼宇等行业均有力控软件的成功应用，在国外，力控的多国语言版在荷兰、苏丹、埃及、印度尼西亚、香港、马来西亚、孟加拉国、缅甸、台湾也都有应用实例，力控监控组态软件已经成为民族工业软件的一棵璀璨明星。力控系列软件以计算机为基本工具，为实施数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统，在过程监控中发挥了核心作用，可以帮助

34、企业消除信息孤岛，降低运作成本，提高生产效率，加快市场反应速度。在今天，企业管理者已经不再满足于在办公室内直接监控工业现场，基于网络浏览器的Web方式正在成为远程监控的主流，作为民族软件中国内最大规模SCADA系统的WWW网络应用的软件，力控监控态软件的分布式的结构保证了发挥系统最大的效率。力控为满足企业的管控一体化需求提供了完整、可靠的解决方案。一直以来，力控科技始终有预见性地开发具有潜在应用价值的功能模块，同时认真评估用户反馈建议来改进力控产品，与客户的互动合作促进了北京三维力控科技的持续发展。也使用户得到超值回报。力控软件产品结构经过多年的实践与开发，力控科技为企业在生产监控、生产数据联

35、网，企业生产调度等多个方面提供了系列软件产品，力控系列软件可以为企业提供“管控一体化”的整体解决方案，为企业MES系统提供核心历史数据“引擎”，力控产品包括企业级实时历史数据库pSpace、工业自动化组态软件ForceControl、电力自动化软件pNetPower、“软”控制策略软件pStrategy、通信网关服务器pFieldComm、OPC产品、Web门户工具等，同时具有英文版、繁体、简体版等版本，力控这些产品不是孤立的，它是一个应用规模可以自由伸缩的体系结构，整个软件系统都是按照软件标准而严格设计的，其中实时历史数据库是全部产品数据的核心，分布式的网络应用是力控软件的最大特点，力控系列

36、产品可以广泛的应用于企业信息化、DCS系统、PLC系统、SCADA系统、楼宇IBMS等监控系统中。ForceControl6.1产品特点ForceControl6.1监控组态软件是力控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，总结多年的开发、实践经验和大量的用户需求而设计开发的高端产品，是力控科技全体研发工程师集体智慧的结晶，该产品主要定位于国内高端自动化市场及应用，是企业信息化的有力数据处理平台,产品面向.NET开发技术，开发过程采用了先进软件工程方法，与力控早期产品相比，ForceControl6.1产品在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃。主要特点：方便、灵活的开发环境

37、，提供各种工程、画面模板、可嵌入各种格式（BMP、GIF、JPG、JPEG、CAD等）的图片，方便画面制作，大大降低了组态开发的工作量；强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能；支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；强大的ActiveX控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；全新的、灵活的报表设计工具：提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板，报表文件格式兼容Excel工作表文件，支持图表显示自动刷新

38、，可输出多种文件格式：Excel、TXT、PDF、HTML、CSV等。互联网时代的骄傲提供在Internet/Intranet上通过IE浏览器以“瘦”客户端方式来监控工业现场的解决方案；支持通过PDA掌上终端在Internet实时监控现场的生产数据，支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备或其它远程力控节点通讯；面向国际化的设计，同步推出英文版和繁体版，保证对多国语言版的快速支持与服务；力控软件内嵌分布式实时数据库，数据库具备良好的开放性和互连功能，可以与MES、SIS、PIMS等信息化系统进行基于XML、OPC、ODBC、OLEDB等接口方式进行互连，保证生产数据实时地传送到以上系统内。

39、强大的移动网络支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备或其它远程力控节点通讯,力控移动数据服务器与设备的通讯为并发处理、完全透明的解决方案，消除了一般软件采用虚拟串口方式造成数据传输不稳定的隐患，有效的流量控制机制保证了远程应用中节省通讯费用。完整的网络冗余及软件容错解决方案作为民族产业的大型SCADA、DCS软件，力控软件支持控制设备冗余、控制网络冗余、监控服务器（双机）冗余、监控网络冗余、监控客户端冗余等多种系统冗余方式。力控软件支持控制设备冗余如SIEMENS公司的S7400H,GE的GE9070系列PLC的冗余模式，支持普通的232、485、以太网等控制网络的冗余，支持控制硬件的软

40、冗余切换和硬冗余切换。稳定的通讯处理支持通过RS232、RS422、RS485、电台、电话轮循拨号、以太网、移动GPRS、CDMA、GSM网络等方式和设备进行通讯。支持主流的DCS、PLC、DDC、现场总线、智能仪表等1000多种厂家设备的通讯。支持离线诊断，在开发环境下可以诊断是否正常通讯。支持不同协议的设备在一条通讯链路进行通讯。支持在大型SCADA系统中的远程通道冗余通讯。产品概述典型的计算机控制系统通常可以分为设备层、控制层、监控层、管理层四个层次结构，构成了一个分布式的工业网络控制系统，其中设备层负责将物理信号转换成数字或标准的模拟信号，控制层完成对现场工艺过程的实时监测与控制，监控

41、层通过对多个控制设备的集中管理，来完成监控生产运行过程的目的，管理层实现对生产数据进行管理、统计和查询。监控组态软件一般是位于监控层的专用软件，负责对下集中管理控制层，向上连接管理层，是企业生产信息化的重要组成部分。力控监控组态软件是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件，最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”而不是编程方式来进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，比如在分布式网络应用中，所有应用（例如趋势曲线、报警等）对远程数据的引用方法与引用本地数据完全相同，通过“组态”的

42、方式可以大大缩短了自动化工程师的系统集成的时间，提高了集成效率。力控监控组态软件能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，它可以与高可靠的工控计算机和网络系统结合，便可以达到集中管理和监控的目的，同时还可以方便的向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，来实现与“第三方”的软、硬件系统来进行整体的集成。软件基本结构力控监控组态软件基本的程序及组件包括：工程管理器、人机界面VIEW、实时数据库DB、I/O驱动程序、控制策略生成器以及各种数据服务及扩展组件，其中实时数据库是系统的核心，图2-2为组态软件结构图：主要的各种组件说明见下：工程管理器(ProjectManager)工程管理器用于工

43、程管理包括用于创建、删除、备份、恢复、选择工程等。开发系统(Draw)开发系统是一个集成环境，可以完成创建工程画面、配置各种系统参数、脚本、动画、启动力控其它程序组件等功能。界面运行系统(View)界面运行系统用来运行由开发系统Draw创建的画面，脚本、动画连接等工程，操作人员通过它来实现实时监控。实时数据库(DB)实时数据库是力控软件系统的数据处理核心，构建分布式应用系统的基础，它负责实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理I/O驱动程序(I/OServer)I/O驱动程序负责力控与控制设备的通信，它将I/O设备寄存器中的数据读出后,传送到力控的实时数据库，最后界

44、面运行系统会在画面上动态显示。网络通信程序(NetClient/NetServer)网络通信程序采用TCP/IP通信协议，可利用Intranet/Internet实现不同网络节点上力控之间的数据通信，可以实现力控软件的高效率通信。远程通讯服务程序（CommServer）该通信程序支持串口、电台、拨号、移动网络等多种通信方式，通过力控在两台计算机之间实现通信，使用RS232C接口，可实现一对一（1：1方式）的通信；如果使用RS485总线，还可实现一对多台计算机（1：N方式）的通信，同时也可以通过电台、MODEM、移动网络的方式进行通信。Web服务器程序（WebServer）Web服务器程序可为处

45、在世界各地的远程用户实现在台式机或便携机上用标准浏览器实时监控现场生产过程。控制策略生成器（StrategyBuilder）控制策略生成器是面向控制的新一代软逻辑自动化控制软件，采用符合IEC61131-3标准的图形化编程方式，提供包括：变量、数学运算、逻辑功能、程序控制、常规功能、控制回路、数字点处理等在内的十几类基本运算块，内置常规PID、比值控制、开关控制、斜坡控制等丰富的控制算法。同时提供开放的算法接口，可以嵌入用户自己的控制程序。控制策略生成器与力控的其它程序组件可以无缝连接。第二节视频系统方案所选仪表制造厂商（例如美国HACH公司、德国西门子，美）的产品技术先进，制造工艺一流。在华

46、设有专业的技术服务中心或办事机构以保证对合同中的仪表维修提供及时服务。制造商有专门的质量控制和检测中心、参数标定中心。所有制造的产品符合ISO9000认证，通过严格质量检测、参数校准，每件产品有唯一的出厂系列号，以确保优良的质量。所有仪表部件具有高通用性，易更换性，适合污水处理行业长期运行的要求。我们本着实用性、可靠性、先进性、经济性的原则选择配置系统仪表，这些仪表均为本公司在其他多个污水处理厂使用，证明其工作是稳定可靠的。全厂的仪表采用进口先进的免维护或低维护量的数字式、智能化电动仪表，计量仪表具有质检部门颁发的计量产品合格证。仪表整体精度不低于1%，适宜、能长期连续在线稳定可靠测量，满足污

47、水处理厂正常运行、控制及计量要求，仪表符合国际通用标准和规范，所有标度采用国际单位制（ISO）。每套检测仪表都有就地显示仪和必要的现场设定键现场仪表可在恶劣的温度条件：-20C-60C下工作，每个仪表均为防尘、防水型结构，并能承受偶然出现的高压。所有仪表的电源能满足：AC220V10%,5OHZ1HZ或24VDC所有现场安装仪表外壳均有永久固定的不锈钢标记，标记用不锈钢螺丝或铆钉来固定,该标记刻上或模压上仪表的编号水质分析仪具备探头自清洗功能,清洗方式为机械式清洗或其它液体清洗剂传感器与变送器之间的连接电缆配套提供,检测仪表带有足够的专用电缆。现场安装的传感器和变送器提供全套完整的安装件（固定

48、用支架、固定螺栓、连接件、保护箱、安装材料及附件,材质均为优质不锈钢。）,所有检测元件、变送器、安装支架及保护罩等的材料满足污水环境的防腐蚀要求,特定工况下的仪表还具备可很级别的防爆要求。每套检测仪表模拟输出均为带PROFIBUSDP/PA或MODUBUS接口，同进提供隔离器420mADC信号。直接和工艺管道相连的仪表在与管道的连接处提供隔离用的阀，在需要的地方，在工艺过程的连接处装上隔膜式密封。温度传感器提供全套完整的安装连接器件，压力变送器提供全套完整的取源连接管件和阀门，管道式安装传感器提供全套完整的安装法兰及连接螺栓螺母，材质均为不锈钢。螺扣和法兰方式的连接采用GB标准，如为其它标准则

49、提供相应的配件。提供必要的通讯接口和故障报警信号，有自动故障检测诊断功能。一、仪表的配置与选型本项目仪表选型严格按照招标方之仪表和控制设备技术规定而确定的技术规格参数进行选型配置。详细设备参数响应表见附件二设备清单及参数表：二、室外仪表保护箱所有室外箱的外形尺寸依据投标书之仪表箱尺寸及要求来设计制造，箱的结构和所有内部连接符合IEC的要求。满足在净水处理厂的室外环境内长期正常使用，能抗酸性和腐蚀性。材料：不低于2.0mm不锈钢（304）板箱体门带锁对每一输入的交流和直流电源有熔丝和隔离开关，每台仪表电源和信号端口有SPD保护器。所有仪表箱内设备必须排列整齐，可靠固定，并清楚地标明它们的作用、名

50、称，如有必要还标明电压。仪表电缆的进出口必须有密封保护措施。提供全部输入/输出电缆的端子，导线用螺丝夹加以固定。端子的金属件全部采用铜质材料，螺钉具有自锁功能，外壳材料应阻燃（等级为V0）。每一端子必须有清楚的识别编号。端子数量满足预期要求，并备有20%冗余和30%的备用端子导轨。所有面板外部标版都是洁净的有机玻璃，背面刻字并填上填料，背面还用面板颜色漆好。每有内部标牌为雕刻的多层塑料板并用镀铬螺丝加以固定。每一内部安装元件都做标记，每一熔丝标有符号标记、溶丝型号和额定电流。第三节视频安全监控系统一、设计思想和原则系统设计时应根据“严密、合理、可靠、经济、完善”的设计思想，努力做到安全周密，兼

51、顾其它。电视监控系统的首要目标是保障人员和设备的安全，还要服务于管理，为管理提供现代化的手段。安全防范系统的设计应遵从以下原则，以达到最佳效果和最优性能价格比。技术和设备的先进性整个系统的先进性，取决于设计者是否有超前意识并能将最新技术应用于各特定的行业，同时必须了解和预见到今后若干年社会及技术的发展对监控及报警系统方面提出的要求。因此，不仅要求设计严谨、布局合理，能与新技术、新产品接轨，而且选择的设备在系统实施若干年后，亦能保持其功能完善、齐全，不至于落后。系统设计时应根据“严密、合理、可靠、经济、完善”的设计思想，努力做到安全周密，兼顾其它。系统的可靠性和一致性系统的整体可靠性，取决于设备

52、和施工的质量水平。建议在系统中选用知名制造商生产的标准设备并由具有较高安防系统设计、施工资质的公司完成系统的集成。系统的弹性和扩展性整个系统应具有扩展功能。由于技术在不断地发展，管理系统也会对监控系统提出新的要求。经过若干年后，原来建立的系统的容量和功能往往都不能满足发展的需要，扩展系统规模、增强系统功能是必然的。因此，在设计中必须考虑系统应有较强的扩展功能，并留有充分余量供以后扩展。系统的实用性整个系统必须满足用户所提出的各项要求，避免系统软硬件资源的浪费。二、设计方案（一）系统设计本系统设计分三大部分：中心控制部分、视频采集部分和图像传输部分，以中心控制部分为核心,汇集前端摄像机信号并进行

53、数字处理及显示,构成一个完整的电视图像监控系统,实现图像预览、录像。中心控制部分包括1台流媒体数字控制主机（视频服务器,以下同）和1台视频矩阵设备构成。流媒体数字控制主机显示与记录部分把现场传来的电信号转换成图像在监视设备上显示，并且可以把图像用录像机录下来。它主要包括监视器、硬盘录像机等设备。控制部分则负责所有设备的控制与图像信号的处理。系统前端视频图像由前端设备采集后通过视频线传输给数字硬盘录像机，录像机接收到图像后进行解压缩播放，同时对图像进行存储。回放图像时则通过系统软件对录入数据播放。本系统以基本结构为基础实现本地或远程监控。将硬盘录像机作为视频服务器，图像可以进行网络传输，领导和各

54、科室只要授予分控权限，都可以在自己的办公电脑上浏览监控图像和控制硬盘录像机。视频采集采用网络摄像机方式摄像,设置全方位变动摄像和固定摄像方式采集图像。其中摄像部分是安装在现场，它包括摄像机、镜头、防护罩、支架和各种云台。它的任务是对被摄体进行摄像，完成摄像的视频信号转换成电信号的功能。本项目设计监控点共计13个,分布在水质净化厂内外。图像传输部分的任务是把现场摄像机发出的电信号传送到控制室，它一般包括各类传输媒体介质,光纤，也可以采用物理变换传输方式，如微波、射频等进行。当然也包括相应的线缆、线路驱动设备等。（一）系统各部分设计1、控制系统控制室以1台数字监控主机（数字硬盘录像机）核心。数字硬

55、盘录像机主要用来控制全方位摄像机和变焦摄像机，同时还控制系统的录像。控制系统设计采用目前先进的数字监控主机系统。该系统是采用以太网通讯方式传输控制通信方式，技术水平较为先进。同时该系统通过采用微机技术、通信网络技术和电脑多媒体技术，把闭路监控、话音监听、安全报警三大技术防范手段完美结合起来，被誉为优良的综合性保安设备。模块化结构和现场编程功能使系统的联动功能充分发挥出来；标准的以太网通信方式可灵活简便地使所有单机组成有机的联和体。中央控制室由控制设备、记录设备、显示设备组成。控制设备由数字监控主机控制记录设备由数字监控主机进行记录和回放显示设备由1台17彩色显示器和投影仪组成2、传输系统图像传

56、输系统就是传输视频信号的线缆。由于整个监控系统的摄像机分布较远，需要使用光纤。3、监控图像存储录像的资料根据客户的实际需求保留一定的时间后，方案中我们为整个录像系统配置共640G的硬盘容量，可以满足系统录像保留一星期的时间。根据技术参数，计算硬盘存储空间公式如下G斗M/路小时XN路X（DX24小时）本设计中为DSR16设备1台M定义为150（取平均图像技术参数）N定义为6（路）D定义为15（天）则G=pM/路小时XN路X（DX24小时）=150X6X15X24=324000M=324GV640G共1台DSR16设备，共需4*160=640G4、供电与接地设备的良好接地是设备正常运行的重要保证。

57、对于图像监控系统核心设备，包括硬盘录像机、交换机、光端机、计算机等精密通信设备更是如此。设备使用的地线通常分为工作地（电源地）、保护地，防雷地，有些设备还有单独的信号地，以将强、弱电地隔离，保证数字弱信号免遭强电地线浪涌的冲击，这些地线的主要作用有：提供电源回路、保护人体免受电击，此外还可屏蔽设备内部电路免受外界电磁干扰或防止干扰其他设备。电视监控系统应由可靠的交流回路单独供电，摄像机由控制中心集中以AC220V方式供电，在前端通过电源适配器或终端解码器变换电源电压，提供给摄像机+12DCV/24ACV,以防止突然断电影响整个系统，也为今后的工程维修及管理创造条件。设备接地的方式是埋设金属接地

58、桩、金属网等导体，导体再通过电缆线与设备内的地线排或机壳相连。当多个设备连接于同一接地导体时，通常需安装接地排，接地排的位置应尽可能靠近接地桩，不同设备的地线分开接在地线排上，以减小相互影响。通常，设备的接地电阻应尽可能地小，设备说明书上应给出对接地电阻的要求。设备的接地电阻包括了从设备内地线排到机房总地线排连线电阻、总地线排至接地桩的电阻、接地桩与大地间的电阻（地阻）以及彼此间的连接电阻，通常情况下，接地桩与大地间的电阻（地阻）是其中最主要的可变部分，除地阻外的其它部分总电阻在多数情况下总是小于4Q。（三）硬盘录像机处理系统采用嵌入式实时多任务操作系统（RTOS）和嵌入式处理器，完全脱离PC平台，系统调度效率高，代码是固化在FLASH中的，系统更加稳定可靠；采用MPEG-4硬件压缩技术，压缩比高；多级用户权限管理，保证系统安全；支持一个RS-485接口，可以控制云台；支持一个RS-232接口，支持MODEM连接；支持8个开关量输入和4个开关量的输出，支持本地报警和网络报警