仪表安装方案

800m3/h污水处理系统

仪

表

施

工

方

案

编制人：

审核人：

批准人：

2011年6月16日

目录

第一章工程概况

第二章工艺方案用电负荷表

第三章规程、规范与标准

第四章仪表安装部署

第一章工程概况

1.工程概述

本工程于2011年6月15日开工，计划2012年6月15日竣工。年产120万吨甲醇、80万吨二甲醚800m3/h污水处理系统，功能、设计、结构、性能、仪表安装、试验及服务等方面的总工程。

2.相关单位

建设单位：

设计单位：

施工单位：

监理单位：

3工程内容

1仪表空气

压力：0.7Mpa(G)

质量：

含油量：≤0.01ppm

露点温度：≤－40℃

含尘量：≤1um

2阀门及仪表安装范围及要求

A.污水生化系统单独设置PLC站并设独立控制室，由PLC及工业PC构成分布式控制系统以实现污水处理系统工艺过程参数的显示、控制（含程序控制）、报警、联锁等功能。

B.卖方负责提供PLC组态编程的详细资料及控制系统调试。

C.仪表选型：

a.压力、差压变送器选择ROSEMOUNT 3051智能型变送器、带HART协议、带数显表头。

b.液位开关、压力开关选择美国SOR公司产品。

c.流量计：重要部位和计量要求的选择上海威尔泰工业自动化公司引进ABB公司技术生产的电磁流量计，带HART通讯；其它流量计可选择GF-Signet产品。

d.远传温度检測采用一体化型式、输出信号4－20mA DC带HART通讯协议，选择上海威尔泰工业自动化公司引进ABB公司技术生产的温度检測元件。

e.ORP计在线分析仪表选择原装进口美国SIGNET公司产品。

f.溶氧仪、氨氮仪、COD仪等在线分析仪表选择美国ROSEMOUNT公司或美国HACH公司产品，带HART协议。PH计、电导仪选择原装进口美国ROSEMOUNT公司产品。

g.超声波液位计选用德国E+H公司产品。

h.气动蝶阀选择天津精通公司引进美国马克技术生产的产品。电磁阀为海隆或ASCO公司产品、阀位开关为进口产品。

4.2.3电气供货范围及要求：

A.水系统电源电压等级：380V，为双回路供电方式。

B.380V用电由各设计、供货单位自己配置。

C.接地采用TN－S型式。

D.低压开关柜为金属封闭、多间隔抽出单元MNS柜。母线为铜排。抽出单元具有联锁机构，有闭合、试验、移动三个位置，当断路器处于闭合状态时，抽出单元不能被抽出。柜体的颜色选用计算机灰。

E.380／220V用电设备的保护采用低压断路器、熔断器、智能保护器、热器电器等相应的作为短路、过负荷、断相、堵转及漏电保护。

F.要求调速装置采用变频器，变频器选用日本三菱产品。

H.30KW以及以上的电动机，现场设置电流表。≥75KW水泵电机选用软启动方式。

I.低压开关柜选用南自通华/江苏诚成/上海基利产品，低压电气元件为常熟开关厂产品。

J.动力电缆选用江苏东南或江苏江南电缆公司产品，控制电缆选用江苏东南或江苏江南电缆公司产品。

K.电气设计完成后需经过设计方和买方审核，电气设备供货厂家经买方认可。

4.2.4 卖方所供凯泉水泵为凯泉公司主厂产品，不允许贴牌，配套佳木斯电机厂电机。其余电机为西安电机厂或江南电机厂产品。

概述

A.计算机网络及控制技术飞速发展，使之广泛应用于各种工业过程自动化领域，工业控制计算机和高性能PLC S7-400组成的控制网络技术在化工厂自动化系统中的应用已经成熟。对本工程污水和中水控制系统，我们采用工业级计算机网络系统和高可靠PLC（可编程序控制器）相结合的方式构成控制系统网络，控制范围覆盖全套水处理工艺主设备和附属设备。该系统配备以太网接口，OPC server软件，可与工厂管理信息网的通讯功能相连。能够实现与信息网之间的自动数据交换，为今后实现全厂综合自动化打下基础。

B.依据水处理工艺处理系统的组成和车间分布情况，我们采用上位控制电脑，下位PLC控制器柜与电源柜、电气控制柜、电控气阀箱、现场仪表等组成整个控制系统。PLC S7-400大型控制器和工控电脑通迅协议为TCP/IP，双网络冗余，通讯介质为抗干扰性强、传输速率高的屏蔽双绞线，使系统通讯有很高的可靠性。

自控系统拓扑图：

C.本系统采用二台操作员站和一台工程师站／操作员站，具

体配置如下：

中央控制室设三套监控计算机，一台工程师站／操作员站，二台操作员站。负责监控全厂污水处理过程中各参数的变化、设备状态和运行管理，并能迅速、准确有效地完成对被控对象的监控。

D.控制系统PLC选用Siemens公司S7-400系列产品。S7-400

系列是西门子公司可编程序控制器家族的一员，提供最先进的编程特性，易于组态，便于安装，独有的创新结构开辟了一条最经济的工业控制途径，具有高度性价比。该系统在污水处理行业具有大量应用业绩，可满足中高控制性能要求，其可靠性、先进性、可扩展性已得到充分证实，中文资料丰富，备品备件齐全，技术服务方便。

S7-400系列性能高，能方便地取代从简便的继电器到复杂的中型自动化应用系统场合。西门子不断地推出新产品，扩大使用范围，显示了其技术的领先地位，它的CPU具有强大的功能，如内装PID，结构化编程，中断控制，间接寻址及各种功能模块，能完成复杂的操作。另外S7-400系列PLC有功能很强的特殊模块可供选择，包括轴定位模块，高速计数器模块，BASIC和C 语言协处理器模块及各种通讯模块。丰富的开关量I/O和模拟量I/O、简化启动和故障自诊断以及容易与其他PLC、计算机集成一体的特性。在许多自动化领域中，对自动化系统的可用性和故障安全程度的需求越来越高。特别是在工厂停产将造成巨大损失的领域中。在这种情况下，只有冗余系统才符合所需的可用性标准。高可用性SIMATIC S7-400H 可以满足这些要求。即使在一个或多个故障导致部分系统失灵的情况下，也能照常继续运行。由于具有极高的可用性，因此SIMATIC S7-400 H 特别适合于本次投标项目，从而确保系统不间断的供水。

◆主机采用S7-400-H的414H CPU，对电源、CPU、通讯模块和网络进行双模块冗余。控制器CPU负荷正常时不大于50％。

◆数字量输入和输出模块均采用32点规格，模拟量输入和输出模块均采用8点规格。减少模块规格的多样化，从而方便厂方技术人员的维护和备品的选择。

◆PLC柜体采用ES系列的威图柜体。外型尺寸为：

2100X800X800（含100mm底座）,PLC控制柜安装在环境较好的控制间内，避免粉尘和水气的污染。

◆PLC机柜端子采用菲尼克斯或魏德米勒公司产品，留有20％空端子。

◆控制系统I/O点有15％的备用，系统直流回路设计为24VDC，直流电源选SIEMENS公司产品。

在整个方案中，将有以下信号输出或进入PLC

泵类：运行状态信号（含软启动启动信号）、故障信号、手自动信号，

电动阀类：开、关信号/开、关状态信号、故障信号、手自动信号

电磁阀类：开、关信号/手自动信号

在线仪表：4-20mA信号

E.监控软件及特点

上位系统监控软件采用WINCC6.0 8192点全中文组态监控软件包，它是专门针对化学水处理系统而自行开发的集现场数据采集、系统监视和控制及信息管理为一体的高性能监控组态软件包。这套软件在各大电厂的多套水处理控制系统中投入运行，实践证明该软件操作简便灵活、运行可靠。WINCC具有易于扩展和集成的特点，可以方便地满足各种应用类型和应用规模的需要，此外还可满足用户的特殊要求。操作站作为整个控制系统监视和操作的中心，整个工艺系统的监视和控制均在此完成。操作站负责接收运行操作人员指令并下发给PLC，并通过网络从PLC 读取工艺系统运行状态信号和各种在线参数，在监控画面上对整个工艺系统流程进行集中动态监视。所有操作及设备选择均通过鼠标或键盘在监控画面上进行，对于阀门和泵等设备的开/关、启/停均有不同颜色的指示，对设备的故障变色显示实施报警，

并自动推出故障或报警所在的画面。工艺流程图上同时对压力、流量、浊度、液位等参数进行显示，对液位等参数在监控画面上以数字和棒型图进行连续动态监视，对系统的设备进出口流量以及系统总制水量进行自动累积，对系统的监测数据进行制表打印。系统软件的可组态特性使系统的扩充十分方便，维护人员可以对工艺系统的画面、参数及操作键根据需要重新进行定义。

在系统监控操作站上，运行人员可通过鼠标及键盘，用软手操的方式实现对整个工艺系统的操作和控制。在监控的总操作画面上，运行人员可用极少量的操作，选择所需投运的设备。操作方式分为二种：自动方式和就地操作方式。

自动方式：设置好步序和结束条件（如流量、执行时间等）后，程序自动运行，完成特定的工艺程序。为了使控制更灵活，在自动方式时，可以人为缩短或延长任何一步的运行时间。

就地方式：通过就地电气控制柜等对现场设备进行控制操作。这种操作方式具有最高的优先级。

这二种操作方式互为切换、互相配合，使系统具有很好的灵活性，操作运行方便。

经组态的监控软件的功能特点如下：

◆报警功能，自动推出故障设备或越限参数所在画面；

◆动态控制程序表，运行步序及时间的监视更为直观；

◆总操作画面的设置使操作方式齐全，运行流程可以任意选

定；对设备启动和操作设有保护口令，对误操作进行文字

和语音提示；

◆整组整列的投用功能，只需极简单的监控软操作即可实现全列设备的投用；

◆设备选择和运行操作均为鼠标/键盘软操作，简捷灵活；

◆流量累积功能：对单台设备及系统总制水量进行自动累积，

给运行人员提供依据；

◆完善的报表打印功能：可进行班报、日报、月报表及制水

量、报警及参数的打印；

◆通过授权，在监控状态下通过上位机对PLC的参数如各步执行时间、结束条件、报警界限等进行设定和修改，对PLC 控制过程进行组态和修改；

◆软件的可组态功能，使系统的扩充组态更为方便；

◆软件可进行二次开发，可满足系统的特殊要求。

F．UPS不间断电源采用2台GE系列在线式，容量5KVA系列的UPS产品，蓄电池组应满足100％负荷运行时，时间不低于30分钟。与在线互动式或后备式UPS相比，在线式UPS能够为负载提供更佳的电源环境，无论从稳压输出范围、频率范围、输入杂讯的滤除，乃至市电模式与电池模式零转换时间等方面考虑。电池采用松下电池。

G．PLC的DO输出采用中间继电器隔离、继电器采用OMRON 产品,PLC电源柜、继电器柜、PLC控制系统等机柜选用Rittal 公司产品，色标：RAL7035。

H．模拟信号电缆采用聚氯乙烯护套、聚乙烯绝缘、多股铜芯双绞、总屏加分屏电缆。开关量信号电缆采用聚氯乙烯护套、聚乙烯绝缘、多股铜芯总屏电缆。

I．现场可设置接线箱，接线端子为魏德米勒或菲尼克斯公司产品，接线端子留有15％的备用端子，接线箱的防护等级为IP65。

J．仪表引压管采用Ф12X2不锈钢（SUS314）管，管件接头采用哈姆雷特公司双卡套产品，材质为SUS314。

K．仪表风采用气源分配器方式、材质为不锈钢，分支管线采用Ф12X2mm不锈钢管、管件接头采用哈姆雷特公司双卡套产

品，材质为SUS314。

L仪表PID图见附图

第三章规程、规范及标准

1 GB2625-1981 过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号

2 SH3005-1999 石油化工自动化仪表选型设计规范

3 GB50058-1992 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范

4 GB50160-1992(1999)石油化工企业设计防火规范（1999年版）

5 SH3006-1999 石油化工控制室和自动分析器室设计规范

6 SH3019-199

7 石油化工仪表配管配线设计规范

7 SH/T3081-2003 石油化工仪表接地设计规范

8 SH/T3082-2003 石油化工仪表供电设计规范

9 SH/T3092-1999 石油化工分散控制系统设计规范

10 SH3020-2001 石油化工仪表供气设计规范

3.6.11 SH3063-1999 石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范

第四章自动化仪表安装部署

安装条件：仪表工程的施工，应做好与建筑、电气及工艺设

备、管道等专业的配合工作。设计施工图纸、有关技术文件及必要的仪表安装使用说明书已齐全，并进行过图纸会审和必要的技术交底及技术准备工作。施工现场已具备仪表工程的施工条件。

仪表设备的安装：本工程主要涉及以下四类仪表元件安装：超声液位计、电磁流量计、压力指示计、分析仪表（漏氯报警仪）。超声液位计要求具有较强的抗水雾能力，通常以支架形式安装于池壁或池顶，按使用说明书要求进行安装。电磁流量计应选在流速较为均衡的直管段，保证流量计前后直管段的长度要求，且应满足说明书的使用条件，流量计、被测介质及工艺管道三者之间应连成等电位，并应接地。压力指示计应选在介质流速稳定的地方。析仪表应选在压力稳定、灵敏反映被分析介质的真实成分，且具有代表性的地方，并按使用说明书要求进行安装。

仪表盘的安装：仪表盘的安装位置应选在光线充足，通风良好，操作维修方便的地方。安装在有振动影响的地方时，应采取在底座上加橡胶垫等减振措施。仪表盘在安装前应作检查，并应符合下列规定：盘面平整，内外表面漆层完好；盘的外型尺寸和仪表设备安装孔尺寸、盘上安装的仪表和电气设备的型号及规格符合设计规定。仪表盘型钢底座的制作和安装，应与仪表盘相符，其上表面应保持水平，水平方向的倾斜度允许偏差为每米１毫米，当型钢底座的总长超过５米时，全长允许偏差为５mm。底座在二次抹面前安装找正，其上表面应高出地面。单独的仪表盘的安装应符合下列规定：应垂直、平正、牢固；垂直度允许偏差为第米１.5mm；水平方向的倾斜度允许偏差为第米１mm。成排的仪表盘的安装，除应符合上一条的规定外，还应符合下列规定：相邻两盘顶部高度允许偏差为3mm；相邻两盘接缝处盘正面的平面度允许偏差为１mm；相邻两盘间接缝的间隙不大于2mm。

仪表供电设备安装：供电设备安装前应检查设备的外观和技术性能，并应符合下列规定：继电器、按触器及开关的触点，接触应紧密可靠，动作灵活、无锈蚀、损坏；固定和接线用的紧固件、接线端子应完好无损，且无污物和锈蚀；设备的电气绝缘、输出电压、熔断器的容量及备用供电设备的切换时间，应符合安装使用说明书的规定；设备的附件齐全不应缺损。设备的安装应牢固、整齐、美观，设备位号、端子编号、用途标牌、操作标志及其他标记应完整无缺，书写正确清楚。供电系统送电前，系统内所有的开关，均应置于“断开”位置，并应检查熔断器容量。

系统调试：系统调试应在工艺试车前且具备下列条件后进行：仪表系统安装完毕，管道清扫及压力试验合格，电缆绝缘检查合格，附加电阻配制符合要求；电源已符合仪表运行的要求。检测系统的调试：在系统的信号发生端（即变送器或检测元件处）输入摸拟信号，检查系统的误差，其值不应超过系统内单元仪表允许基本误差平方和的平方根值；在系统的误差超过上述规定时，应单独调校系统的单元仪表，并检查线路。报警联锁系统的调试：系统的报警给定器及仪表、电气设备内的报警机构，应按设计规定的要求进行整定和试验；在系统的信号发生端输入摸拟信号，检查其声光影像信号及联动信号是否符合设计规定；联锁系统除应进行分项试验外，还应进行整套联动试验。

自动化仪表安装方案

安装条件：仪表工程的施工，应做好与建筑、电气及工艺设备、管道等专业的配合工作。设计施工图纸、有关技术文件及必要的仪表安装使用说明书已齐全，并进行过图纸会审和必要的技术交底及技术准备工作。施工现场已具备仪表工程的施工条件。

仪表设备的安装：本工程主要涉及以下四类仪表元件安装：超声液位计、电磁流量计、压力指示计、分析仪表（漏氯报警仪）。超声液位计要求具有较强的抗水雾能力，通常以支架形式安装于池壁或池顶，按使用说明书要求进行安装。电磁流量计应选在流速较为均衡的直管段，保证流量计前后直管段的长度要求，且应满足说明书的使用条件，流量计、被测介质及工艺管道三者之间应连成等电位，并应接地。压力指示计应选在介质流速稳定的地方。析仪表应选在压力稳定、灵敏反映被分析介质的真实成分，且具有代表性的地方，并按使用说明书要求进行安装。

仪表盘的安装：仪表盘的安装位置应选在光线充足，通风良好，操作维修方便的地方。安装在有振动影响的地方时，应采取在底座上加橡胶垫等减振措施。仪表盘在安装前应作检查，并应符合下列规定：盘面平整，内外表面漆层完好；盘的外型尺寸和仪表设备安装孔尺寸、盘上安装的仪表和电气设备的型号及规格符合设计规定。仪表盘型钢底座的制作和安装，应与仪表盘相符，其上表面应保持水平，水平方向的倾斜度允许偏差为每米１毫米，当型钢底座的总长超过５米时，全长允许偏差为５mm。底座在二次抹面前安装找正，其上表面应高出地面。单独的仪表盘的安装应符合下列规定：应垂直、平正、牢固；垂直度允许偏差为第米１.5mm；水平方向的倾斜度允许偏差为第米１mm。成排的仪表盘的安装，除应符合上一条的规定外，还应符合下列规定：相邻两盘顶部高度允许偏差为3mm；相邻两盘接缝处盘正面的平面度允许偏差为１mm；相邻两盘间接缝的间隙不大于2mm。

仪表供电设备安装：供电设备安装前应检查设备的外观和技术性能，并应符

合下列规定：继电器、按触器及开关的触点，接触应紧密可靠，动作灵活、无锈蚀、损坏；固定和接线用的紧固件、接线端子应完好无损，且无污物和锈蚀；设备的电气绝缘、输出电压、熔断器的容量及备用供电设备的切换时间，应符合安装使用说明书的规定；设备的附件齐全不应缺损。设备的安装应牢固、整齐、美观，设备位号、端子编号、用途标牌、操作标志及其他标记应完整无缺，书写正确清楚。供电系统送电前，系统内所有的开关，均应置于“断开”位置，并应检查

熔断器容量。

系统调试：系统调试应在工艺试车前且具备下列条件后进行：仪表系统安装完毕，管道清扫及压力试验合格，电缆绝缘检查合格，附加电阻配制符合要求；电源已符合仪表运行的要求。检测系统的调试：在系统的信号发生端（即变送器或检测元件处）输入摸拟信号，检查系统的误差，其值不应超过系统内单元仪表允许基本误差平方和的平方根值；在系统的误差超过上述规定时，应单独调校系统的单元仪表，并检查线路。报警联锁系统的调试：系统的报警给定器及仪表、电气设备内的报警机构，应按设计规定的要求进行整定和试验；在系统的信号发生端输入摸拟信号，检查其声光影像信号及联动信号是否符合设计规定；联锁系统除应进行分项试验外，还应进行整套联动试验。