科远DCS系统方案
1.DCS自动控制系统
1.1系统构成
污水处理厂DCS自动控制系统应是一个综合了计算机技术、控制技术、通信技术、图形显示等技术，以微处理器为核心的分布式集散系统。系统包含了计算机、控制器、打印机，ups、通讯和图形显示等多项先进技术，功能包括过程参数的检测和调节、过程设备的监视和控制。整个系统通过有线数据通信实现各设备间的信息交换以及数据库和系统资源的共享。
1. 过程参数的检测和调节
中站区生活污水集水池、工业聚集区废水集水池上设有超声波液位计，用于液位显示、报警和联锁启/停泵；液碱储罐上设超声波液位计，用于液位显示和报警。
初沉池、二沉池上设污泥界面监测仪，用于泥/水界面显示，报警和联锁开/关阀门；污泥浓缩池设污泥界面监测仪，用于泥/水界面显示和报警。
规范化排污口上设超声波明渠流量计，用于出水流量显示和记录，
缺氧池上设PH测量系统，用于PH显示、记录和报警；
好氧池上设DO和温度测量系统，用于DO和温度显示、记录；通过鼓风机的变频器；对好氧池的 DO进行自动调节。
规范化排污口上设COD测量系统，用于COD显示、记录和报警；
规范化排污口上设氨氮测量系统，用于氨氮显示、记录和报警；
规范化排污口上设总磷测量系统，用于总磷显示、记录和报警；
其中规范化排污口上流量、COD、氨氮、总磷，可用于当地环保部门对企业污水处理后达标排放情况的数据采集和监控。
2. 过程设备的监视和控制：
1）包括操作室和DCS控制站，操作员站可以通过有线数据通信能把各种指令传达到DCS 控制站。操作室是整个系统中人机信息交换的中心，内设工业控制计算机、网络服务器、存储器、键盘、打印机、模拟显示屏等设备。其主要负责把过程量的信息集中化，把各个现场配置的控制站的数据进行收集，并通过简单的操作进行过程的显示、各种图形的显示、趋势曲线的显示，并进行系统组态和控制系统生成等工作。
2）生活污水提升泵、工业污水提升泵、液碱投加泵、终沉池污泥泵为就地操作和液位联锁，可以通过以下三种方式操作：
就地手动启动/停止
控制室遥控启动/停止
控制室液位联锁启动/停止
电动格栅、螺旋压榨输送机为就地操作和时间程序联锁，可以通过以下三种方式操作：
就地手动启动/停止
控制室遥控启动/停止
控制室时间程序联锁启动/停止
鼓风机采用变频控制，可以通过以下三种方式操作：
就地手动启动/停止
控制室遥控启动/停止
控制室自动调速
鼓风机、电动闸门启闭机、PAC加药系统、PAM加药系统、消毒药剂加药系统、带式污泥浓缩压滤机，污泥脱水间空压机、污泥脱水间进泥泵、污泥脱水间冲洗泵、无轴螺旋输送机为就地操作；
就地手动启动/停止，控制室仅显示其设备的运行和故障状态。
其余的动力设备，可以通过以下二种方式操作：
就地手动启动/停止
控制室遥控启动/停止
3.整个DCS自动控制系统构成后应能满足以下五个方面的要求：
控制分散、信息集中。
具有高度的灵活性和可扩展性。
安全可靠的数据通信能力。
友好而丰富的人机联系。
具有极高的可靠性。
整个系统的配置构成详见施工图纸。
1.2.系统功能
整个计算机自动控制系统的主要功能包括：控制功能、显示功能、操作功能、数据通信功能、综合信息管理功能。
1.3.控制原则
污水处理厂各种设备控制操作分为三种方式。
1、第一种方式是手动控制。手动控制时可分别在有关高、低压开关柜及就地控制盘、按钮箱上手动操作控制设备的启动/停止。
2、第二种方式是控制室遥控启动/停止。
3、第三种方式是现场DCS主控模块根据事先编制的控制程序及工艺参数，实行液位自动联锁控制，无需人为干预。
1.4、过程参数检测和调节的作用
现场DCS控制站直接与各种传感器、变送器和执行器相连，系统中的控制和全部数据采集、处理、信息传递等任务均由现场检测仪器完成。另外仪器设备还带有数字显示功能，现场管理人员可以直接读取各测量参数，了解现场情况。
1.5、操作站基本功能
实时监控系统内每一个模拟量和数字量
显示并确认报警
打印报表
自动和手动控制方式的选择
调整过程值设定和偏置等
程序开发
系统诊断
数据库管理与维护
画面的编辑及修改
显示功能：具有多窗口的PID图，报警画面，趋势图，指导画面，控制画面，参数修改画面，动态画面等各种监视画面。调用任一画面的键击次数不打于3次，任何画面均能在2秒的时间内完全显现出来。任何操作指令均可在1秒或更短时间内被完全执行。
安全功能：分别设定操作员和系统员的进入口令，在运行环境下，屏蔽NT所有热键，从而锁定系统自由进出。上位机启动后，监控系统可以自动恢复运行状态。
历史数据管理：对所有历史数据设定存取间隔。
打印报表：按用户定义的报表格式进行定时、报警和随机打印。
事件记录：事件和内部时钟可按事件顺序区分和管理，并及时显示和打印。
控制操作功能:
可按组态通过鼠标指定画面上的对象进行开/关或增/减操作。
控制系统采用程控和远控相结合的方式。
对于程序控制系统自动、半自动两种操作方式。
在手动方式下操作员启停电动机、开关阀门及其他设备时，换面提供操作指导。
现场设备故障，影响程控前进时，在满足相关约束下，运行人员干预可进行跳步操作。
设备处于就地操作方式时，上位机操作无效。
通讯功能：操作站与现场DCS控制站实时进行数据通讯和信息交换。
1.6 DCS系统描述
结合招标文件要求，我们把国内几家DCS系统进行比较，我公司选择南京科远的NT6000DCS控制系统。
1）系统概述
NT6000分散控制系统采用高起点的设计标准，通过引进、消化、吸收国际先进技术，并与国内自动化需求相结合的产物。NT6000系统“易于以外，坚固于芯”，“速度无限，控制有方”，“数字互连，信息呈现”，“成就专用，演绎经典”的品牌诉求集中体现了科远对DCS产品本质的认识和不懈的追求，更可靠、更易用、更先进，严苛静进的要求将成就志向高达的领先产品。目前，该系统已取得”通用工业控制器”、“基于人工智能的火电厂自动控制系统”等多项专利成果。
2）系统结构
NT6000分散控制系统吸取了国内外众多同类系统的优点，系统以高速网络和功能强大的DPU为基础，软、硬件都采用了国际标准或主流工业产品，构成开放的工业控制系统。
NT6000分散控制系统由人机接口（MMI）、监控软件（KVIEW）、控制网络（eNET）、分散处理单元（DPU）、I/O 网络（eBUS）和IO模件等部分组成。
系统结构图：
3）人机界面
NT6000系统的操作员站和工程师站操作系统软件采用Windows XP通用平台，通过KVIEW 监控软件实现现场过程的工艺流程、诊断、趋势、报警和运行状态的显示。KVIEW软件非常容易使用，只需单击鼠标，用户即可构建强大的监控画面，用户还可通过KVIEW方便访问实时数据、历史数据、事件记录和报警管理等程序。
工程师站可实现所有操作员站的功能，另外安装控制策略组态软件ControlX，实现系
统控制过程的逻辑策略组态，ControlX符合IEC 61131-3图形化组态标准，用户工程师可很方便实现控制策略的修改。
4）控制网络
控制网络（eNET）用于连接分散处理单元、工程师站、操作员站等，完成各站的通讯和数据交互，是符合IEEE802.3协议的工业控制网络，可实现1：1冗余，通讯速率高达100Mbps，基于双绞线的最大长度为100米，基于光纤的最大长度可达数十公里，拓扑结构上可采用冗余星型、环型或树状结构，最多可支持255个节点，具有全双工、冗余容错、自动故障诊断等特点。
2.产品技术参数
2.1. KM940分散处理单元处理器
KM940分散处理单元被设计为可适用在不同硬件平台上。这种灵活性使得控制器可在更新和更好的平台和操作系统中移植，以满足未来的需求。
KM940控制器的处理器为高速32位RISC双核PowerPC，其硬件相对与复杂指令集的X86体系CPU具有更低的功耗、更高的可靠性。
KM940控制器使用多任务实时操作系统VxWorks处理数据，其可靠性、实时性能大大优于WinCE、RtLinux等操作系统。VxWorks用来执行和协调多应用区域的控制、与网络通讯以及对控制器内部统一管理。
冗余的KM940控制器安装在同一个底座上，可工作于冗余运行方式或非冗余运行方式。在冗余运行方式下，其中一个处理器作为主处理器方式，并在发生故障时，一个周期内被后备处理器替代工作，实现无扰切换。
处理器启动方式可以通过底板上功能开关进行选择。
在处理器内部有一个可拆卸的Flash Memory模块，其容量为64Mb。控制策略和系统软件装于其中，简单的更换此模件即可实现将控制策略和操作软件快速传递至备用的设备。
KM940控制器的硬件平台和操作系统以工业标准为基础，提供以下优点：
. 降低硬件和软件的淘汰风险
. 降低硬件和软件更新的成本
. 提高跟踪技术发展的能力
控制器硬件技术参数：
处理器: PowerPC
内存: 64Mb Flash和64Mb RAM
控制内存: 32Mb
控制页: 500
总线结构: PCI总线
网络端口: 4个10/100Mbps以太网端口
电源： 24VDC <10W
发生点（有点名）：最多到20，000，具体容量与处理器和内存有关
过程控制任务：最多16个具有不同回路执行时间的任务
过程控制任务执行时间： 5ms到30s
外形尺寸: 143mm（宽）×178mm（高）×129mm（深）
底座尺寸: 430mm（长）×244mm（宽）×45mm（高）
控制器I/O能力：
I/O: 支持6组，每组最多2个独立分支，每分支8个模块，因此每对控制器最多96个模块
最大硬接线I/O量: 开关量1536点，模拟量768点。
通讯功能:
KM940控制器具有灵活的通讯方式，能够通过简单RJ45接口，现场总线Profibus DP 和Modbus RTU通讯，通讯网络易于升级与扩展。
KM940控制系统通过100Mbps eNET控制网与其它网络节点进行通讯，eNET控制网支持网络节点间通过星型拓朴进行连接，所有的eNET控制网节点呈现为一个全局化的分散数据库的一部分，任一
节点中的数据库可由网络中的任一节点进行双向实时访问，以支持控制策略互连的完整性、灵活性。KM940控制系统支持现场总线Profibus DP、Modbus RTU和Hart，实现与第三方设备（如变送器、执行机构、PLC、智能化现场仪表等）进行通讯，以构成开放式网络体系。
2.2 八通道模拟量输入模件
KM221S模件为AI模拟量输入模件，用于采集工业现场的模拟量输入信号，模件为电流输入，KM221S为电流/电压可选择的模件，卡件完成模拟量数据采集、量程变换、滤波等功能。
特点和技术指标
. 8通道模拟量输入模件
. 电流/电压模件通过软件选择输入信号类型，可选择类型为“4～20mA”、“0～10mA”、“0～20mA”、“0～5V”、“1～5V”、“0～10V”。
. 模件自带外供24V电源功能，用于向变送器供电，通过端子接线选择是否使用外供电源，外供电源具有过流自保护的功能，当现场由于接线短路时，自动端开外供电以保护卡件。
. 模件自带量程变换，模件具有通道级的自诊断功能。
. 模件通道间隔离电压>500V。
. A/D转换分辨率为16位，精度>±0.1%。
. 抗干扰能力：CMRR>120dB，NMRR≥60dB。
. 电磁兼容性--CE-EMC认证
. 功耗<6瓦
. 环境指标：
运行环境温度：-20℃～65℃
存储温度：-40℃～+85℃
相对湿度：5～95%RH（不结露）
2.3. 16通道数字量输入模件
KM224S模件用于采集工业现场的开关量信号，卡件自身提供隔离48V触点查询电压，现场信号在卡件内经过严格隔离，确保现场干扰信号串入系统，卡件带输入信号滤波功能，可剔除无效的瞬时跳变干扰信号。
特点和技术指标：
. 16通道接点输入模件，可升级为带SOE功能。
. 输入信号可为干接点、集电极开路信号（OC门）。
. 模件自身提供隔离48V触点查询电压并在线监视。
. 卡件具有通道级的自诊断功能。
. 模件通道间隔离电压>500V
. SOE分辨率≤1ms。
. 电磁兼容性--CE-EMC认证
. 功耗<7瓦
. 环境指标：
运行环境温度：-20℃～+65℃
存储温度：-40℃～+85℃
相对湿度：5～95%RH（不结露）
2.4. 16通道数字量输出模块
KM225S/DO模件用于输出开关量信号，该模件和继电器组件配合使用，输出信号经过了严格隔离，确保现场干扰信号串入系统。
特点和技术指标：
. 16通道24V有源驱动信号输出，输出数字量控制信号
. 驱动继电器，驱动回路具有过流保护功能
. 模件具有通道级的自诊断功能
. 模件通道间隔离电压>500V
. 电磁兼容性--CE-EMC认证
. 功耗<3瓦
. 环境指标：
运行环境温度：-20℃～+65℃
存储温度：-40℃～+85℃
相对湿度：5～95%RH（不结露）
2.5. KVIEW软件
KVIEW以丰富的图形动画、界面来满足各行业的人机界面开发需求。KVIEW基于
OPC-To-The-Core的技术，所以KVIEW是一个OPC数据存取客户端的应用。它能轻松地与第三方硬件接口驱动以及软件实现即插即用。
KVIEW由如下几个模块组成：
.Graphics Development & Runtime Environment
KVIEW的核心是其功能强大但却简单易用的图形动画开发环境。由于使用了32位多线程技术、对称多处理器技术，KVIEW能将系统所要求的信息高效准确的显示出来。该产品可进行升级，也可运行于各种Windows平台：95、98、Me、NT、2000、XP。
组合图画、操作规程、质量报告、配方管理都是通过选择一些功能强大的控件或使用VBA脚本语言直接进行操作以及显示。
可与MES、ERP和标准的微软Office系列软件，如Excel，Access和SQL集成。使用KVIEW可作为浏览器的插件来访问互联网、局域网。
KVIEW软件主要特点：
. 组态画面分辨率自动调节；
. 省时高效的变量别名定义；
. 可升级的图形显示系统；
. 内嵌的web浏览器；
. 平滑的3D效果；
. 支持图形模板功能；
. 支持WMF、BMP等格式；
. 能自定义的弹出式菜单；
. 支持拖拽组态；
. 状态说明；
. 支持VBA脚本语言；
. 支持多显示器输出
. 支持web-ready组态画面；
. 先进的表达式编辑器；
. 支持CAD样式的图层；
. 简易的旋转、滑动设定；
. 动态更改图像的透明度；
. 支持多重路径的动态设定；
. 支持动态图形显示；
. 可随意放大缩小组态画面；
. 支持基于对象的图素；
. 简易的图库精灵；
. 支持图素多层次组合；
. 内建多语言转换功能；
. 浮动的输入键盘；
. 支持运行环境的弹出式说明；
. 支持ActiveX技术；
. KVIEWViewer ActiveX控件
将这个ActiveX控件拖到IE浏览器或者其它ActiveX容器中，它就可以显示出组态画面，甚至可以把它嵌入到其它的组态画面中实现画中画功能，这个模块能够开发出一个高效的多画面集中显示的工程。
. Symbol Library
KVIEW提供一个图库工具用来存储与分类画面组态中所用到的图素。除软件最初附带的图素之外，可单独购买一些高级的图素，甚至可以创建自己的图素。只需要简单的将图标拖入到图库中即可，另外可以把动态的，甚至是含有VBA脚本语言的图标，同样也可以放入图库中。
2.6. ControlX软件
ControlX软件用于控制策略组态的软件工具，它的组态方式灵活，为图形化、模块化的组态方式，提供IEC61131-3标准的多种功能及算法模块供用户选用，实现数据采集、连续控制、顺序控制的控制功能。
技术特点：
（1）采用鼠标拖放进行的自动连接线技术及相邻模块管脚捕捉连接技术；
（2）符合IEC 61131-3标准的组态方式，包括：功能图（FBD）、顺序功能块（SFC）、结构化文本（ST）、梯形图（LD）、指令表（IL），组态结果直接以SAMA图形式输出，不需要重复绘制逻辑图、SAMA图。
（3）支持离线组态和在线组态两种组态方式；在离线方式下，ControlX可产生和修改过程控制算法、顺序控制策略，完成后再下载至控制器内运行。在线状态下，ControlX也支持控制策略的组态和修改，直接连接控制器，可增、减组态模块、连线、设置参数，确认后所修改的内容直接映射至控制器，立即运行，不需整个控制器策略编译下装、也不需中断控制器运行，并不会影响该控制器内其他正常运行的控制策略，方便了系统的调试和投运。
（4）ControlX控制软件包提供各种复杂的连续控制和顺序控制功能模块，提供丰富的控制算法模块和专用的设备级驱动块，包括常规的连续控制、顺序控制、时间运算、诊断模块、高级自适应算法模块以及标准的电动机、电动门、电磁阀、断路器模块等，应用中直接
调用，无需二次开发；针对各类强耦合、多变量、大滞后控制对象、设计有专门的控制算法模块，另外系统提供易扩展的接口，用户可使用高级语言，自定义各类专门的控制算法为用户非常容易实现对复杂逻辑的控制。
（5）ControlX控制软件提供虚拟仿真技术。
2.7. TrendX软件
TrendX是历史曲线显示软件，也可显示实时曲线。TrendX提供对过程数据、记录、报警、事件顺序和操作等大量数据的存储和检索功能。具有快速存取、大容量、高性能的特点，为操作员、工程师和维护人员提供各类历史信息。
历史趋势显示采用的信息来自历史数据库。TrendX软件包括服务器端和客户端软件，TrendX的服务器端和客户端软件安装在历史数据站上，历史曲线显示软件安装于操作站上。历史数据站通过OPC通讯方式从eNET获取数据，并存储到实时数据库中，操作站使用历史曲线显示软件从历史数据站实时数据库中调用历史趋势图。
历史趋势可以用各种方式进行数据处理，如：平均数值、最大值、最小值、采样值等。缩放功能可用于聚焦特殊的时间周期。用不同的颜色可以区分不同的趋势点，以及显示出测点状态。在屏幕上用十字准线选择趋势的区域以获得额外的信息。一旦区域被选定，将显示与所选时间有关的测点数据，如测点名、数值、状态和实际时间（以小时、分钟和秒表示）。
. 每台历史站可采集100000个标签，并支持多台历史服务器
. 历史数据采集可达100ms轮询采集速率
. 支持多种过滤方式查询
. 可显示和配置包括平均数值、最大值、最小值等动态数值
. 客户站调用历史趋势响应时间<1s
. 可方便查询任一时间的历史数据
2.8、中心控制室UPS不间断电源
品牌：山特型号：C3KS/C6KS
技术参数：
山特（Castle）系列在线式UPS，容量3KVA/10KVA，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，在线式均是最佳的UPS结构，因此，重要的设备，或是对电力环境要求苛刻的设备几乎都应选用在线式UPS。
双变换在线式结构，零转换时间
输入电压范围：160～280VAC(满载)，100～280VAC(半载)
输入频率：40～65Hz, 自动选择, 50/60HZ自适应
输入配线: 单相二线＋地线
满载输入电压功率因数>0.95
输出电压范围：220±5VAC
输出频率：50±3Hz
频率范围:
市电模式：(46~54)Hz / (56~64)Hz (与输入市电频率同步);
电池模式：(50×(±0.1%)Hz / 60(±0.1%)Hz
输入功因: >0.99
电流峰值比: 3:01
额定功率因数: 0.8
输出电压精度：1%静态，5%动态
满载效率>90%
输出电压失真度：线性负载<3%; 非线性负载<5%
过载能力：105%时无限；125%时1分钟；150%时30秒
内置自动或手动旁路维修方式
噪声：<50dB
运行环境：0～40摄氏度，湿度0～95%，无冷凝水
塔式安装方式，支持热更换电池
平均故障间隔时间 (MTBF) ≥100，000小时
额定容量：3KVA 2小时延时在线密闭式铅酸蓄电池2.9.操作员站/工程师站
品牌：DELL 型号： OptiPlex? 390MT
技术参数
英特尔奔腾G850处理器：双核
CPU频率：2.9GHz
内存大小：2G
内存类型：DDR3
硬盘：500G SATA硬盘 7200RPM
USB接口：8个外置USB 2.0端口（前面2个
背面6个）和2个内置USB 2.0端口(SFF 有1个) 光驱描述：48倍速的DVDROM
显卡：集成式；512Bit图形加速器
声卡描述：128位声卡
网络接口：3com/100M网络接口
显示器：DELL19“彩色显示器型号：E220S
256色，分辨率1680×1050
操作系统：Windows2000
其它参数: 标准键盘
串行鼠标器
输出扬声器
Windows2000操作系统
人机界面软件
3.0.打印机
品牌：惠普型号: P1008
详细参数
1.基本参数
产品类型：黑白激光打印机
黑白打印速度：达到16ppm
最高分辨率：600x600dpi（图像增强可达1200x1200dpi）最大打印幅面：A4
处理器：266MHz
内存：8MB嵌入式SIP包（16KB NVRAM）
网络打印：不支持网络打印
双面打印：手动
2.打印性能：
预热时间：0秒预热
首页打印时间：8秒
打印语言：基于主机的打印
月打印负荷：达到5000页
接口类型：USB2.0
3.介质规格：
介质类型：普通纸，激光打印纸，牛皮纸，相纸，糙纸，投影胶片，信封，明信片，标签，卡片
介质尺寸：A4，B5，A5，B6，A6
介质重量：60-163g/m2
进纸盒容量：标配纸盒：150页
多功能进纸器：10页
出纸盒容量：面朝下100页
4.其他参数：
产品尺寸：347×224×194mm产品重量：4.7kg
系统平台：Windows 2000/XP Home/XP Professional/XP Professional x64/Server 2003（32/64bit）/Vista
Mac OS X v10.2.8/10.3.x/10.4或更高版本
电源电压：AC 220-240V（±10%），50Hz（±2Hz）
电源功率：打印：335W，待机：3W，睡眠/手动关闭：0.6W
环境参数：工作温度：10-32.5℃，工作湿度：20-80%