动力污水处理PLC扩容项目维修方案3.24.docx

动力污水处理 PLC 扩容项目维修方案 一、项目名称 动力污水处理 PLC 扩容维修 二、情况说明 1. 维修及保养内容如下： 1.1 维修设备技术参数： 动力厂污水处理 西门子--PLC300 系统 1.2 故障情况说明 因本质安全的要求，动力厂甲醇罐区精甲醇罐 A/B 等五个 中间罐需增加两种不同类型的液位计、压力以及出口切断阀， 仪表信号接入动力甲醇片区污水处理 PLC 系统,动力污水处理 PLC 系统原有卡件预留容量无法完成本次新增测点的技改工 作，故需对动力污水处理 PLC 系统进行扩容、组态工作，并对 原有 PLC 进行测试，消除潜在隐患。 1.3 维修详细要求、说明 动力厂污水 PLC 应采用国际知名品牌产品西门子公司 S7300（与原系统一致）。具有简单实用的分布式结构和多界面网 络能力；当控制任务增加时，可自由扩展；机架采用简易的金 属机架，所有模块采用无风扇设计。 可编程序控制器(PLC)应选用模块化的分布式控制系统，且 支持符合国际标准的开放现场总线协议。应考虑选择货源充足 中文资料丰富、备品备件方便，技术服务方便、国内有维修处 的生产商的产品。PLC 的选型应充分考虑其可靠性、先进性、 可扩充性，应能满足中高控制性能的要求，能承受工业环境的 严格要求。平均故障间隔时间（MTBF）为 500000 小时。PLC 的 输入输出控制点应有 20％的余量，并予留 30％空槽。输入输出 模块均需具备隔离性能。 扩展 I/O 站与处理器之间采用符合 IEEE802.3 国际标准的 EtherNet/IP 控制网络连接，支持 DLR 设备级环网，环网自愈 时间小于 3mS，以太网速度不低于 100Mbps。 PLC 应由机架、电源、通讯模块、数字量输入模块、数字 量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、端子接线板 等组成。 电源模块——PS  为背板提供标准电压源，保护系统免受噪音与电源波 动的干扰。  输入电压 170至276 VAC  输入频率 47至63 Hz  输入电压畸变<基波有效值的10%  浪涌电流<19A 通讯模块——NET  通讯协议：EtherNet/IP  网络拓扑：环网  通讯速率：100Mbps 数字输入模块——DI  符合IEC国际电气标准，并支持“带电插拔”特性  输入点数：隔离型8点、16点、32点  输入电压：24VDC  允许工作电压范围：19.2至30.0VDC  输入保护：光电隔离，每个输入点都具有状态指示  “1”信号： +15V至+30V≥2.0 mA  “0”信号：–3V至+5V≤0.5 mA  响应时间：1ms  快速刷新时间：0.004ms  连接方式：拆卸式端子排 数字输出模块——DO  符合IEC国际电气标准，并支持“带电插拔”特性  输出点数：隔离型8点、16点、32点  额定工作电压：24VDC  输出保护：光电隔离，每个输入点都具有状态指示  允许工作电压范围：19.2至30.0VDC  单点负载电流：＜0.5 A  “1”信号：≥5 mA  “0”信号：≤0.5 mA  输 出 开 关 频 率 ： ≤ 100 Hz （ 电 阻 负 载 ）， ≤ 0.5 Hz （电容负载）  快速刷新时间：0.004ms  连接方式：拆卸式端子排 模拟输入模块——AI  输入点数：隔离型4点、8点、16点  输入范围：1~5V，0~10V，4~20m A，0~20m A  分辨率：≥15位  隔离方式：光电隔离  转换速度：1ms/点  精度（25℃）：电压±0.2%电流±0.4%  误差极限：≤±0.1%  共模抑制：≥72dB  其他功能：断线检测，峰值保持、平均值功能、定标 功能等  外部连接：拆卸式端子排 模拟输出模块——AO  输出点数：隔离型 4路、8路、16路  输出范围：1~5V，0~10V，4~20mA  分辨率：≥15位  精度（25℃）：电压±0.3%FS电流±0.5%FS  隔离方式: 光电隔离  转换速度：1ms/点  其它功能：输出限幅，上/下限报警，脉冲输出  外部连接：拆卸式端子排 控制柜的敷线应该使用符合 IEC 标准的导线，安装应有次 序，导线应配以绝缘夹子或线槽内。接线应严格安每一接线端 子接一根线。每一根线应有专用的编号，并在线的两头表明， 以鉴别每根电缆和每个芯号。 提供接地铜条，与主机架电气连接，并用合适的铜端子与 金属外壳、仪表架、电缆座、全部进线电缆的铠装和现场接地 系统相连接。 所有在外壳内的设备必须排列整齐，可靠地固定，并清楚 地标明它们的作用名称 ，如有必要还需标明电压。 提供全部输入/输出电缆的端子，导线应用螺丝夹加以固 定。 每一端子必须有清楚的识别编号。 必须提供足够数量的端子用来连接全部电缆内的芯线，端 子数量应满足预期的要求再加上 20%的备用端子余量和 30%的用 端子导轨。 每一内部安装的元件应做标记，每一保险丝应标有符号标 记、保险丝型号和额定电流。 连接所有信号电缆的端子排并使信号正常工作。 提供完整的信号连接表，应清楚地表明各种信号名称和端 子排上的位置。 中控系统的软件的核心是工控组态软件、实时数据库软 件。操作界面、应用指南、技术文件等必须全中文。 ⑴组态软件 通信组态：生成各种通信关系。明确节点间的通信关系， 可实现现场仪表与 PLC 之间、PLC 与监控计算机之间，以及计 算机与计算机之间的数据通信。 组态软件必须能满足和上位机能直接使用 PLC 的数据库而 不需要另建数据库的要求。 控制系统组态：生成各种控制回路。明确系统的控制功 能，各控制回路组成结构、控制方式与策略。 ⑵维护软件 对现场控制系统软硬件的运行状态进行监视、故障诊断， 以及软件的测试维护等且能满足标签化编程的需求。 ⑶仿真软件 对控制系统的部件(通信节点、网段、功能模块等)进行仿 真运行。可对系统进行组态、调试。 ⑷设备管理软件 对现场设备进行维护管理。 ⑸监控软件 实时数据采集：将现场的实时数据送入计算机，并置入实 时数据库的相应位置。 常规控制计算与数据处理：标准 PID，积分分离，超前滞 后，比例，一阶、二阶惯性滤波，高选、低选，输出限位等 优化控制：根据数学模型，完成监控层的各种先进控制功 能：专家系统、预测控制、模糊控制等 逻辑控制：时间程序控制，如完成开、停车的顺序启停过 程。 报警监视：监视生产过程的参数变化，并对信号越限进行 相应的处理，如声光报警等。 运行参数的画面显示：带有实时数据的流程图、棒图显 示，历史趋势显示等。 报表输出：生产报表的打印输出。 操作与参数修改：实现操作人员对生产过程的人工干预， 修改给定值，控制参数、报警设定等 ⑹文件管理 数据库管理：在线与历史数据管理、综合利用、保存等。 软件应基于 Microsoft Windows 7 /Windows Server 2008 R2 操作系统。支持多语言操作系统，并且支持工程在多语言环 境之间的切换。应具备全中文的开发和运行环境。每套软件必 须具备合法的正版的硬件密钥。 每套组态软件必须提供两年以上的免费软件服务。声明组 态软件免费升级的优惠承诺，及提供的专门的软件服务产品。 监控组态软件应具备如下具体要求： ⑴大画面和无极缩放功能 开发环境应支持大画面的设计，支持在开发和运行环境中进 行画面的无极缩放，能够无限的放大或缩小可视空间。画面应该 支持 GDI+、支持过渡色和透明色。 ⑵数据模型和图形模型 软件应具备数据模型和图形模型的功能。通过数据设备模 型快速创建变量和关于该变量的逻辑计算处理。通过图形模型 可以快速部署已经制作好的图形动画。模型的属性应具备传播 到实例化对象中的功能。 数据模型应是能够模拟显示设备的数据部分，把设备的变 量以及这些变量的脚本运算组合在一起形成的。通过对模型的 实例化，即可配置相关的参数，从而实现快速把数据点和脚本 应用到工程中。 图形模型能够模拟现实中的生产设备，并把设备的图形展 示、动画连接、安全设置、控制逻辑和算法等组合在一起生成 图形模型。从而能够实现快速把图形展示和动画效果应用到工 程中。 ⑶脚本语言 软件应使用类 C 语言或 BASIC 语言等基础语言作为内置编 程语言，应支持全中文。支持自定义函数、支持多种事件脚 本。 ⑷画面全集成功能 系统支持全集成的画面展示，设备的视频信息、实时数 据、历史数据和报警数据可以在同一画面上进行显示。 ⑸冗余功能 软件应支持双机冗余功能。冗余机之间进行无扰切换，切 换时间应小于 1 秒。冗余机之间应具备专用的冗余探测通道 （如专用的网卡或者串口等）。 ⑹回放功能 系统应实现以动画的形式查看到任何数据点在过去某个时 间段的历史画面。如果选定过去的一段时间，则可以进行历史 画面的回放，“重现”历史场面。 ⑺趋势曲线 趋势曲线应支持实时曲线和历史曲线的在线切换。 ⑻历史数据记录 系统应具有自己的性能稳定的实时历史数据库，而不是依 赖于关系数据库存储历史数据。应能够对数据进行压缩存储， 应能够避免因为系统异常而丢失数据的可能。网络间历史数据 的传输采用数据流的形式，保证数据的完整性。历史数据应具 有报表、曲线等基本展示方式。 ⑼开放性接口 系统应支持 ActiveX 控件，支持 OPC、DDE，应提供丰富的 API 接口，支持自动化接口、NET 接口、OLE 接口，支持访问历 史数据和报警、事件，支持访问权限。 ⑽在线组态 软件必须具备在线组态的功能，能够在线添加或删除站点 或者数据点。应支持在线故障诊断。 ⑾支持数据缓冲和块传输 数据采集站系统必须具备在通讯故障或者网络缓慢时，能 够将数据进行存储缓冲处理，以缓解网络负荷。系统数据的传 输应采用高效的块传输机制，数据块作为通讯的最小单元。 ⑿数据采集支持多种冗余方式 必须支持双链路冗余、双机热备，并能够提供数据缓存功 能，以保障数据不会丢失。 工业实时/历史数据库软件运行于中央控制系统的数据服务 器，软件授权必须为正版授权软件。 系统中的任何数据点都可根据用户指定的速率采样存储。 数据处理主要包括实时的数据统计计算，如污水处理量的累计 与平均，历史数据的保存和历史数据的显示等。管理人员可以 通过报表分析整个系统的利用情况和运行效益，环境监测人员 可以分析污水处理的状况。 工业实时/历史数据库软件应当是完全独立的，不依赖于任 何第三方关系型数据库，有大型污水处理厂的应用业绩。应能 够存储实时数据、历史数据、全厂参数数据。 功能设计规格(FDS)： 在着手软件编写之前应提交一份 FDS，并取得同意。FDS 索 引应打印在 A4 纸上并且装订好，FDS 目录包括下列内容： ⑴系统操作设计标准描述包括：返回原地操作、工作模式 及手动控制 ⑵系统硬件和配置描述 ⑶I/O 一览表 ⑷操作员接口描述 ⑸图形显示布置 ⑹软件描述和程序块图解 ⑺每个过程控制功能流程图 ⑻报警定义 ⑼存取安全系统的说明 ⑽通讯和通讯协议说明 ⑾诊断装置说明 ⑿试验计划 本次扩容需增加自控材料：（见下表；材料由PLC扩容厂家 提供） 序 材料/品 品号 名称+规格 1 导轨 6ES7-390-1AE80-0AA0 西门子 2 电源模块 6ES7-307-1EA01-0AA0 西门子 3 接口模块 6ES7-153-1AA03-0XB0 西门子 4 数字量输入 6ES7-321-1BH02-0AA0 5 数字量输出 6ES7-322-1BH01-0AA0 6 模拟量输入模块 6ES7-331-7NF00-0AB0 号 牌 西门子 备注 5A 带 20 针 连接器 西门子 带 20 针 连接器 西门子 带 40 针 数 单 量 位 1 根 1 只 1 只 1 只 1 只 3 只 连接器 7 模拟量输出模块 6ES7 332-5HD01-0AB0 8 总线电缆 6XV1830-0EH10 9 总线插头 6ES7-972-0BB50-0XA0 10 中间继电器 11 中间继电器底座 12 连接电缆 13 工控机 DELL T3400 14 DP 网卡 15 西门子 带 20 针 1 只 西门子 50 米 西门子 4 只 OMRON 16 只 OMRON 16 只 200 米 DELL 1 台 6GK1561-2AA00 CP5612 1 只 显示器 24 寸 DELL 1 台 16 上位机软件 512 点 WINCC 1 套 17 编程调试 1 套 MY2NJ DC24V PYF08A-E BVR 连接器 0.5mm2 开发版 本次扩容在原 PLC 控制柜内进行（原控制柜下部），新增 元器件由厂家安装、接线、调试。施工结束提供柜内元件布置 图，接线图。 在整体联调过程中涉及 PLC 柜内问题的，由维保（扩容） 厂家进行检查、处理。现场仪表问题，由电仪厂仪表进行处 理。相互影响的，维保厂家与电仪厂仪表共同处理。 报警、联锁数据见报警联锁设定值表 1.4 维修方案及要求 1.4.1、PLC 系统模块点检：为原有 PLC 模块的所有通道进 行测试，消除隐患（如有损坏模块，模块由电仪厂提供）；整 理柜内接线以及清灰。 1.4.2、增加模块和相关部件：增加新的功能块，并完成新 增模块的程序编写、单体调试、联调、画面组态等工作。 1.4.3、扩容厂家对新增模块进行组态并调试 1.4.4、增加一台操作站。 1.4.5、对 PLC 系统新程序进行备份 根据大修进度要求，定好实施日期到达现场。办理好相关 各项作业票证，做好保护措施，重要设备切到就地，做好沟 通、协调工作。 1.5 工期要求 本次维保（技改），时间大约需要 7 天（具体时间在大修 中进行，约 5 月 5 日左右可以实施）。 1.6 验收标准 1.6.1 新增卡件工作状态正常，网络通讯正常，所采集的 数据能够在终端正常显示，控制调节正常 1.6.2 扩容部分与原系统结合完整，整个系统操作与显示 均及时、准确、有效。 1.6.3 资料齐全（调试记录、产品合格证、图纸等） 1.6.4 工艺运行正常 1.7 安全注意事项 对扩容厂家技术人员进行公司、分厂、岗位三级安全教 育。技改前，办理好相关的作业票证（检修作业证，动火证 等）。作业过程中，严格安全作业票进行作业。严防触电事故 的发生。 1.8 环保要求 技改时确保装置在可控的状态下进行，所涉及的动静设备 安全可靠。确保不能有泄漏事故发生。