污水处理厂（站）仪表、PLC自动控制及通信设计

一、设计依据

（1）《可编程控制器系统控设计规范》（HG/T-）；

（2）《自动化仪表选型设计规范》（HG/T-）；

（3）《控制室设计规范》（HG/T-）；

（4）《仪表供电设计规范》（HG/T-）；

（5）《仪表系统接地设计规范》（HG/T-）；

（6）《仪表配管配线设计规范》（HG/T-）。

二、仪表及自动控制设计内容

（1）设计范围

①在线监测仪表的设计；

②自控系统设计；

③工业电视监控及安防系统设计

（2）设计原则

①根据工艺流程和污水处理厂生产管理及自动化的要求配置在线检测仪表。

②监控系统的网络采用对等结构，选用本行业控制领域的主流产品。

③控制系统硬件设备采用模块式结构，每块模块具有独立的功能，电源、控制器、相互隔离的输入/输出通道。模块的数量有足够的扩展余地。

④软件为模块化，便于用户程序的编辑、调试、修改和更新。

⑤对污水处理厂的仪表检测系统、自动化监控系统和安防监控系统做防雷保护设计。

（3）计算机监控系统

①系统设计

自动控制系统采用可编程控制器（PLC）、自动仪表、电气执行元件组成完整的自动控制系统。整个污水处理系统通过PLC控制实现自动运行，触摸屏显示整个污水处理工程的工艺流程，

并同步显示各个动力设备的状态（自动/手动，运行/停止/故障），显示液位计的状态（超高位，高位，低位），各个动力设备故障时在触摸屏主页面报警，并记录下来，可供查询。设备运行需要调整的控制参数可在“参数设置”里面调整。总控柜带远程传输模块，可以将污水厂区运行状况反馈至

运营维护中心监控平台。由可编程控制器（PLC）对全污水厂工艺过程参数、电气参数及设备运行状态进行监视、控制、联锁、报警。

计算机监控系统

②PLC控制站功能

本工程在控制间设置一个总PLC控制柜，与除臭装置电控柜、一体化膜反应器电控柜、污泥脱水电控柜、一体化加药装置电控柜通过以太网进行通讯，并对各动力设备及仪表等设备的数据采集和设备监控。

③系统的控制方式

本工程所有工艺设备的控制均可通过以下几种方式：

手动方式：通过就地控制箱上的按钮实现对设备的启停操作。

远程手动方式：操作人员通过操作站的监控画面用鼠标或键盘来控制现场设备。

自动方式：设备的运行完全由各现场控制器根据预先编制的程序和现场的工况及工艺参数来完成对设备的启停控制，无需人工干预。

PLC控制站

（4）仪表检测系统

为配合计算机控制系统，本设计在各工艺段设置与工艺流程相适应的仪表检测系统。各仪表采用4~20mA的标准信号或通信接口送至各现场PLC。仪表原则上选用带现场显示型。

（5）设备选型

仪表是采集工艺参数的设备，是完成污水处理厂自动化控制的重要前提。仪表和自控设备的选型遵循技术先进，质量可靠，使用维护方便，经济适用的原则。

（6）线路敷设方式

仪表信号电缆采用屏蔽电缆，网络电缆采用多模光纤；厂区内采用电缆沟及直埋敷设的方式；建筑物内采用电缆沟、电缆桥架及电缆穿钢管敷设的方式。

三、通信及视频监控设计

本期工程通信设计包括污水处理厂的有线电通信、无线电通信、CCTV监控系统、计算机网络系统等。

（1）通信

本工程的有线通讯均依托地方公众通讯网。

由地方公众通讯网通过电缆引至设置在办公楼的3对电话分线盒，通过电话分线盒在整个厂区内进行电话配线。在有人值班处均设置了电话。

中心控制室的各类数据通讯，采用地方公众通讯网的有线宽带系统。另设置一套3G/4G无线数据通讯系统，作为有线数据通讯系统的备份。

生产区内配置无线对讲机作为辅助通信工具。无线对讲机的配置除应满足现场使用的环境要求外，还应满足当地无委会批准的通话频率的要求。

通信及视频监控设计

（2）视频监控系统

视频监视系统兼有工艺设备监视和厂区安全保卫两种功能，该系统采用计算机多媒体技术，组成一个全方位、全天候实时监视、控制系统，以便管理人员及时掌握现场情况，实现科学、安全、高效的生产调度及管理。

本工程拟采用网络视频监控方案，在基于TCP/IP以太网传输平台下，借由IP网络视频前端设备实现，全厂视频信号接入值班室视频交换机，保证视频信号的高速和高清传输。

视频监控系统由视频前端装置、中控室监控中心以及信号传输转换系统组成。视频前端为IP网络彩色摄像机及终端箱，视频控制中心由汇接交换机、NVR、监视器和配套视频监控管理软件组成。传输转换系统由网线、光纤及光纤收发器等电组成。

视频监控系统具有授权口令的监控中心统一进行图像监控管理，用户可以根据权限，通过网络中的任何一台电脑来观看、录制和管理实时的视频信息。系统支持实时监视、动态存储、历史画面回放功能、实时报警功能、网络传输功能、权限管理功能、画面轮巡、多画面处理、全天候24h不间断硬盘录像和转发控制、画面检索回放、文件处理、云台镜头控制等功能。安装专业的IP视频监控软件。

视频监控点采用高清IP摄像机，通过网线接视频监控交换机。

系统主要设备器材必须为工业级产品，选用国际化、专业化、规模化生产的高品质产品，均要求具有国际权威机构的质量认证（ISO、FCC、UL、CSA、CE）。

（3）计算机网络系统

在各个污水处理厂综合用房或者综合管理用房内设二级交换机和工作站，并通过光缆与外部互联网实现宽带接入，接入带宽为M。