自来水厂自动化程序设计技术规范

一、         总体要求

为了规范编程，确保程序设计及验收依据，特编制此技术规范，请严格遵循。
1、组态

1.1 硬件组态

按照自控系统原理图进行硬件组态。对应有编号可以设置

的硬件组态，需要备注编号：如CPU1，DI1,DQ1,AI1,AQ1等。
1.2 IP地址分布

硬件组态中，PLC及触摸屏都需要按照下面的IP地址设计：

2、    编程
2.1 注释要求

1、所有变量（硬件IO地址、中间变量、数据块变量等）需要有中文注释。

2、功能块、功能等需要独立中文注释说明。

3、程序网络段需要功能注释。
2.2 程序结构

1、尽量采用FC及FB功能块编程，便于程序阅读。

2、所有PLC控制器内程序FC1代表模拟量输入处理，DB1为模拟量数据功能块。

3、除BOOL变量外，其余数据类型采用DB块内数据，DB块采用直接数据访问，不要采用优化后的访问。上位机也必须采用绝对地址。

4、内部中间变量，尽量按使用功能顺序使用。

5、建立初始化程序，上电初始化：规则如下：在没有数据的时候，上电为出厂设置数据，若因断电重启，数据恢复到最后一次数据。尤其是仪表量程、过程参数设置（主要是设置的时间参数、控制模式等）。

6、程序设计要求断电后，再次上电。所有设备要求需人工重启，除系统处于自动外。
2.3 变量注释

2.4 单位要求

序号	名称	单位
1	瞬时流量	m³/h
2	累计流量	m³
3	重金属	mg/L
4	PH	无
5	温度	℃
6	浊度	NTU
7	压力	Mpa
8	氨氮	mg/L
9	COD	mg/L
10	液位	m
11	频率	HZ
12	电流	A
13	开度	%

2.5 基本要求

1、流量计需要通过脉冲或通讯做累计流量。

2、电力仪表（安装设计需求）需要采集。

3、所有水泵，搅拌机，风机都需要做总累计运行时间（单位：小时，数据类型：浮点数），本次累计运行时间（单位：小时，数据类型：浮点数）。

4、上位机需要设计一个界面绘制出网络拓扑图，标明IP地址。
2.6 安全性

所有PLC程序、触摸屏程序、上位机程序不加密。

触摸屏登陆用户名：操作员：123456，管理员：bssw2008

管理员主要是用于参数设定（如仪表量程，时间参数，PID参数等）

上位机登陆名：JYESC 密码：bssw2008

二、         PLC程序设计要求

2.1 配水井

排泥阀：

远程手动：通过触摸屏或上位机操作阀门开关。

远程自动：采用周期排泥。 打开（初始开启时间10s，时间可调，单位：秒），关闭后进入周期计时（初始480分钟，时间可调，地址采用双整型）。
2.2 絮凝池、沉淀池

2.2.1 立式搅拌机、闸板阀

程序只设计远程手动启停。（故障时候自动停机）
2.2.2 排泥阀

远程手动：通过触摸屏或上位机操作阀门开关。

远程自动：14台阀门轮询周期控制，单列顺序排数1#—7#；8#—14#：单个阀门开启时间5秒（初始值，时间可调），两阀门之间间隔时间10秒（初始值，时间可调） 。14#阀门关闭后进入周期计时（初始480分钟，时间可调，地址采用双整型）。
2.2.3 沉淀池刮泥机系统

此为第三方设备，通过以太网通讯直接采集数据，在上位机上实现即可。
2.2.4 气浮设备

现场手动  启动/关闭

自动（远程可控制启停，设备独立自动） （设备本体内部程序设置后）故障报警
2.2.5 气浮池刮渣机

此为第三方设备，通过以太网通讯直接采集数据，在上位机上实现即可。
2.3 滤池

2.3.1 主要设备介绍

1. 水头损失计（单位 ㎜，数据参考，不参与控制）

水头损失数据实时显示

2. 超声波液位计（实时传输数据，重要数据参与控制）

3. 各阀门状态（实时显示，参与控制）

4. 调节阀（开度状态实时显示，重要参数参与控制）
2.3.2 基本情况

滤池作为水厂一个重要的单元，自动化程序相对较高，主要核心是两个控制功能。第一：恒定液位控制，一般采用PID控制算法。第二：滤池的自动反冲洗控制，一般采用的是顺序功能算法。滤池反冲洗主要的工艺顺序是：反冲信号到达前的反冲准备à气冲阶段à气水联冲阶段à水冲阶段à反冲后处理及进入恒液位阶段。
2.3.4 滤池控制基本逻辑

1、手动控制

阀门、反冲洗泵、反冲洗风机等在手动情况下，可以独立打开（启动）、关闭（停止）。注意，反冲风机不能堵转，反冲时，出水阀不能打开。

2、自动控制

（1）说明

系统自动控制分为三种情况：1）一键反冲（强制反冲）；2）液位反冲；3）周期反冲。

1） 一键反冲（强制反冲）

当操作员通过人机界面选择需要反冲的滤池，点击启动一键反冲，该滤池自动按照反冲流程进行反冲，反冲结束后回到初始状态。

2） 液位反冲

系统通过各个滤池的液位信号，当液位达到设定的反冲液位高度时，且检测到阀门开度＞预设值（60%）时，该滤池进入自动反冲。

3） 周期反冲

当系统处于周期反冲情况下，该滤池周期信号到达后，自动冲洗该滤池。

特别提醒：液位反冲或周期反冲情况下，反冲信号必须进行先入先冲的情况，同时达到也要进行排序，每次只能冲洗一个滤池，且冲洗完该滤池正常过滤时，才能进行下一个滤池冲洗。注意程序设计。

（2）自动反冲逻辑

1）反冲信号到达前的反冲准备

①滤池准备状态：滤出水阀门全关、反冲水阀门关、反冲气阀关、初滤水阀关、排气阀开，进水阀关。

②巡检阀门的状态、反冲风机及反冲水泵的状态。故障情况下不能冲洗。

③反冲信号到达，关闭进水阀，出水阀自动切换到手动开启80%，液位持续下降至0.7m（初设），系统自动关闭出水阀，后打开排水阀。

2）气冲阶段

step1：打开反冲气阀

step2：启动一台风机

step3：关闭排气阀

step4：进入气冲阶段计时（初始值：120秒，时间可调，单位：秒）

3）气水冲阶段

气冲计时到：

Step1：启动一台反冲洗水泵，打开反冲水泵阀门。

Step2：打开水冲阀。

Step3：进入气水冲阶段计时（初始值：240秒，时间可调，单位：秒）

4） 水冲阶段

气水冲计时到：

Step1：停止风机，关闭气冲阀，打开排气阀。

Step2：进入水冲阶段计时（初始值：420秒，时间可调，单位：秒）

5） 反冲后处理及进入恒液位阶段

水冲时间到：

Step1：关闭反冲水泵阀门，停止水泵，关闭水冲阀。

Step2：打开进水阀，关闭排水阀。

Step3：打开初滤水阀，50秒（时间可设）后关闭。

Step4：出水阀切换到自动PID调节。

注意：1、反冲停止后滤池所有阀门即恢复至滤池准备状态，反冲周期结束，过滤周期开始，实现滤池循环使用。正常过滤必须是阀位和液位关联做PID运算。阀位跟踪液位保持基本“恒定”。

2、反冲洗水泵及反冲洗风机，实现定时切换，可以在上位机或触摸屏上设备切换按钮，冲洗前操作员选定本次投入的风机水泵。

3、恒液位初设液位1.5m。
4、配水系统

4.1、主要设备

配水泵，用于输送处理好的自来水。

清水池液位计主要用于显示液位。参与水泵保护。
4.2、控制要求

1、上位机或触摸屏远程手动开启送水机组（远程手动，现场手动，一键启动运行）

开启要求：要求水泵和出水电动阀同时开启，

水泵停止：电动阀关闭到位信号确定停止水泵。

实时传输各设备状态数据。变频器传输频率电流参数。

2、控制

采用恒压供水，通过PID控制算法实现恒压。通过上位机或者触摸屏设定需求压力。
5、污泥调节池、回收水池

5.1 污泥调节池

1、污泥输送泵

采用远程手动或者脱水机过来的自动信号控制，低液位保护。

2、潜水搅拌机

分为远程手动启停。

远程自动，在自动模式下分为时间间歇式搅拌（单位:分钟）及污泥输送泵运行时，搅拌机自动运行。低液位时，搅拌机不自动。
5.2 回收水池

1、潜水泵

1）分为远程手动启停。

2）远程自动：通过液位控制，液位可设置。

L:代表停泵液位，初始0.5m。

H：代表一台水泵启停，初设2.5m

HH：代表启动两台水泵，初设3.5m。

要求先启先停，运行时间均匀。
6、污泥脱水系统

此为第三方设备，通过以太网通讯直接采集数据，在上位机上实现即可。
7、加药加氯系统

此为第三方设备，通过以太网通讯直接采集数据，在上位机上实现即可。

三、         上位机程序设计要求

1、上位机结构及主要内容参考实例程序。

2、画面要求。画面参考单体工艺流程画面，制作成仿3D或者2D效果。

3、数据报表包含组态软件自带的数据报表。还需要做一个年月日查询报表，可以打印。主要数据是进水仪表、出水仪表、滤池仪表。

4、上位机画面不得加密。安全性见2.6。

四、触摸屏设计要求

1、主要功能包含：①简易工艺流程图（可以时单线图）。②设备控制界面（可以做成弹窗型）。③参数设置界面（管理员权限）。④数据显示界面（主要是仪表数据）。⑤报警界面（实时报警、历史报警）。

2、按钮颜色要求：按钮背景颜色使用Q点驱动。 运行状态采用I点驱动。

颜色要求如下：

启动（绿色），停止（红色），远程（绿色），运行（绿色），故障（红色），报警（黄色），全开（绿色），全关（红色）。正在打开（蓝色），正在关闭（黄色）。

手动（红色），自动（绿色）