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技术人员现场调试
配电室1
配电室2
德阳市昊华清平磷矿脱盐水站
自控系统说明
一、自动控制系统
1.1概述
德阳市昊华清平磷矿有限责任公司脱盐水站自控系统工程，共包含了自控系统、DP总线通讯系统、上位监控系统以及仪表调试。此次自控系统采用的是西门子S7 315PLC 作为控制系统，上位软件选择北京三维力控软件。
1.2控制范围
对脱盐水站内的所以设备进行监视控制，根据设置参数，自动启动停止设备。当一套设备发生故障时，自动投入备用设备并报警。当没有备用设备或备用设备无响应时，停止该流程内所以设备并报警。
1.3标准和规范
提供的设备、试验条例满足下列相应的标准和规范
GB中华人民共和国国家标准
IEC国际电力技术委员会国际电工组织标准
《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》GB50171-92
《电缆线路施工及验收规范》 GB 50168-92
《电气装置安装工程接地装置及验收规范》 GB50169-96
《电气装置安装工程施工及验收规范》 GB50254-~50259-96
《自动化仪表工程施工及验收规范》 GB50093-2002
《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》 GBJ137-90
《建筑工程施工现场供用电安全规范》 GB50194-93
《计算机软件开发规范》 GB8566-88
《工业自动化仪表用电源电压》 GB3368-82
《工业自动化仪表盘基本尺寸及型式》 GB75353-87
《可编程控制器》 IEC61131
《国际可编程控制组态语言标准》 IEC 1131－3
《用于过程控制系统的模拟信号》 IEC 60381
1.4系统组成
1.4.1.工程概况
脱盐水处理设计规模为日处理水量100吨。
工艺流程为：
1.4.2自控系统组成
根据工艺流程及构筑物的地理分布，本工程自控系统采用PLC集中管理，子站分散控制的方式，其中PLC系统为西门子S7 300系列PLC系统。自控系统由中心控制室管理站、1#子站控制站、2#子站控制站、3#子站控制站、通讯网络等组成，完成对工艺流程及全部自控设备的自动控制和监测。自控通讯网络将采用DP总线连接成通讯速率为1.5M PROFIBUS 通讯协议。（见自控系统原理框图、带控制点的工艺流程图、自控系统配置图、PLC配置图、设备平面布置图）
PLC网络示意图如下：
1.5总体性能
1.5.1.电气适用环境条件
运行温度：0～50℃
湿度：0～20%无冷凝。
海拔：2000米以下。
1.5.2.电源
外部电源：380/220VAC，50HZ，波动：+15%，-15%
仪表及控制装置电源：220VAC，50HZ带稳压及净化装置，或24VDC带反极性保护。
1.5.3.控制方式
水处理主要自控设备的控制方式共三种:
手动控制方式: 通过就地控制箱上的按钮实现对设备的启停操作。
软手动（远程）控制方式: 即远程手动控制方式.操作人员通过工作站的监控画面用鼠标或键盘来控制现场设备。
自动（程控）控制方式: 设备的运行完全由各PLC根据水质的工况及工艺参数来完成对设备的启停控制,而不需要人工干预。
三种方式的控制级别由高到低依次为：手动控制、软手动控制、自动控制。
1.5.4.电缆敷设
所有电缆能保证传输信号不受外界的任何干扰以及信号衰减满足系统要求。电缆有适当的备用芯线，每根电缆及线芯有唯一的标识。所有电缆都在管内或线槽内敷设。设备端的软管密封处理，桥架末端用堵头进行封堵。
1.5.5.通讯电缆及附件
根据系统通讯性能的要求提供相应的通讯电缆及附件。电缆为铜芯，2芯，1mm多层屏蔽线。
传输损耗：＜3.0dB/km
1.6操作站的功能
在中心控制室内安装一台监控管理工作站，管理计算机担负监视和管理工作。为了保证整个自控系统的一致性和稳定性，计算机监控软件采用北京三维力控科技有限公司的Forcecontrol 6.1系统。监控管理工作站将现场PLC的设备运行状态信号、数据采集上来进行处理，实时显示在监控计算机上，同时监控系统还将记录、存储、分析和打印过程参数及报警信息。
监控管理站主要有以下画面：
登录界面
预处理工艺流程图
反渗透工艺流程图
混床工艺流程图
加药工艺流程图
预处理参数设置图
反渗透参数设置图
混床参数设置图
测量仪表实时历史趋势图
设备报警汇图
以上工艺图形将能实时反应出整个水处理过程的工艺流程、设备运行状况、处理水质参数、报警状态等信息。
该监控管理系统具有良好的中文人机界面，具有完备的在线帮助功能；通过监控管理系统能下达工艺调度指令和工艺数据，调整工艺运行方案；能完成对报警信息的处理和记录；能完成对工艺参数及水质参数的存储和处理；能根据用户要求产生和打印生产报表。
1.6.1操作站主要具备以下功能。
用户登录
运行人员必须输入正确的用户名和操作密码进行登录后才能进入系统。系统对不同的用户赋予了不同的操作权限，分为操作人员权限和管理人员权限。操作人员只能进行设备操作和数据浏览，管理人员可进行设备操作、数据浏览、参数设定、用户和密码维护。
实时工艺流程图显示
实时动态地显示工艺流程图，流程图上包含各种设备实时运行状况、各种实时工艺参数。在一幅画面显示各工艺段流程图，采用多幅画面进行流程图分解显示，通过鼠标点击菜单或按钮，进行流程图显示切换。大区域的实时动态画面采用平面流程图显示方式。
流程图中所有设备的运行状态采用绿色表示；停止状态采用红色表示；故障状态采用蓝色闪烁表示。
流程图中所有由PLC控制的设备均设置远程/就地转换按钮，只有当设备远程/就地转换开关处于远程时，上位启动、停止按钮才可用，当远程/就地转换按钮处于就地时，人工远程无法控制设备。当设备出现故障信号时，停止运行或禁止启动这些设备。
报警显示
当出现任何报警时，提示运行人员报警点、报警类型、报警时间等多种信息，由运行人员进行确认，同时可通过报警汇总表浏览历史报警，历史报警的内容包括各种报警信息、报警是否经过确认、确认报警的用户、确认报警的时间等。报警出现时，报警打印机立即打印报警信息。
实时趋势、历史趋势
运行人员可通过菜单或按钮进入实时趋势画面或历史趋势画面，可选择需要的工艺参数查看实时趋势或历史趋势，可同时显示多条实时趋势，可对曲线进行放大或缩小，可任意选择需要查看的时间段。
参数设置
运行人员可通过菜单或按钮进入参数设置画面，对各种设定值进行修改，以适应当前的运行条件，保证出水水质。为了保证运行安全，具有权限的工程师才能对各种工艺参数设定值进行设定和修改。所有可以进行调整的参数均具备在线调整功能。
报表处理
系统自动记录各种工艺运行数据，将所有数据归纳汇总形成报表，报表可定时打印，运行人员也可通过菜单或按钮进入报表画面查看历史报表。
1.7控制站的功能
根据工艺流程，自控系统由预处理控制站、反渗透混床控制站、加药控制站组成，各个控制站的功能如下：
1.7.1预处理控制站
设在车间内，负责监控多介质过滤器、超滤系统、脱盐水泵等系统和设备。
功能：
A. 多介质过滤器：采集各个阀门反馈信号，为中控提供报警信号。采集进出水压差信号，为中控提供反洗信号。
B. 超滤系统：超滤6个气动阀门，并采集其状态，并对其控制。采集进出水压力、流量。
C. 脱盐水泵：采集脱盐水泵频率信号，为中控提供频率反馈。
1.7.2反渗透混床处理控制站
设置在车间，负责监控反渗透系统、混床、板换、卸酸间，中和池等设备。
功能；
A. 反渗透系统：采集进出水流量计，进出水压力，PH，ORP的信号。
B. 混床系统：采集24个气动阀的状态，并对其控制。采集进水压力，出水电阻率。采集出水流量。
C. 板换：采集板换进水温度，控制板换进水阀开关，采集其开关到位信号。
D. 卸酸间：采集卸酸卸碱泵自动、运行、故障状态。并进行控制。采集储酸储碱罐液位信号。
E. 中和池：采集2台中和泵、2个气动阀的状态，并控制。采集液位信号。
1.7.3加药控制站
设置在加药间，负责监控原水箱、超滤产水箱、脱盐水箱、中间水池、酸碱计量箱、清洗就地操作箱等。
功能：
A. 原水箱：采集1个液位信号。
B. 超滤产水箱：采集1个液位信号。
C. 脱盐水箱：采集1个液位信号。
D. 中间水池：采集1个液位信号。
E. 中和水池：采集1个液位信号，采集1个出水PH值。
F. 酸、碱储罐：采集2个液位信号。
G. 清洗就地操作箱：采集超滤清洗水泵、反渗透清洗水泵运行、故障状态。
自控系统各段工艺自控过程如下：
控制逻辑图（见附件）
原水箱
水箱中设有液位计，超过上上限、下下限时，中控语音报警。
多介质过滤器
作用：物理拦截水中较大的悬浮物和飘浮物。
设备：两台过滤器，一用一备。
设备控制：
多介质过滤器一般有两种工作状态，即运行和反洗
设备通常处于运行或备用状态，当进出水压差大于设定值时，自动或手动反洗。
多介质过滤器操作系统分为就地控制和远程控制二级控制，两种方式都能打开或关闭阀门，就地控制为第一位。
超滤系统
作用：截留水中胶体大小的颗粒，而水和低分子量溶质允许透过膜。其主要手段为筛选。
设备：
液位计
6台进出水气动阀
3台反洗泵
设备控制：
超滤产水箱中液位计向PLC提供液位信号，保证预处理系统制出的水不满溢，造成浪费。同时确保反渗透系统RO增压泵和高压泵不会因无水空载而烧毁电机。
控制方式：
启停水泵、开关阀门均采用二级控制，一级为就地控制，在现场可以完成开关泵的各项步骤；二级控制为远程控制，由PLC发出指令远程完成各项步骤。就地控制优先。
反渗透
作用：在高于溶液渗透压的作用下，依据器他物质能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。
设备：6组反渗透模组，2台RO增压泵，1台高压泵。3个进出水气动阀，一个冲洗电磁阀。
设备控制：
a.时间控制：设备开机冲洗，运行一段时间后定时冲洗。定期手动反冲洗。
b.当设备中有机物太多使系统压力过高时，需手动开启清洗泵进行清洗。
控制方式：采用就地、远程两级控制。就地控制优先。
混床
作用：对流体中的离子进行交换、脱除。进一步净化水质。
设备：2台中间水泵、2台树脂再生泵、24个气动阀、酸碱储罐各1个。
设备控制：
a. 两台中间水泵交替运行。两套混床系统一用一备。当其失效时停止运行并报警，人为投入下一套系统。
b. 混床再生可以手动单步再生，也可自动再生，依现场情况而定。
加药系统
作用：通过药剂，净化水质。
设备：6组加药装置，加6种不同药剂
设备控制：根据不同的工艺要求，在不同的工艺流程段分别加入不同药剂。采用就地、远程两级控制。就地控制优先。
中和池
作用：将设备反洗出的废水，加酸碱中和后，排入地沟。
设备：2台污水自吸泵、2个气动阀、一个液位计。
设备控制：
2台水泵一用一备，上限启动一台水泵，下限停泵。当水位达到上上限时，启动2台水泵，下限停泵。
酸碱罐
作用：储存酸、碱。
设备：卸酸泵1台、卸碱泵1台，酸储罐、碱储罐各1个。液位计2个。
控制方式：采用就地、远程两级控制。就地控制优先。液位上上限报警。
脱盐泵供水系统
作用：将设备制出的净化水，供给用户方使用。
设备：2台脱盐水泵，1个脱盐水箱。
设备控制：采用就地、远程两级控制。就地控制优先。下限停泵。
注：脱盐水泵为变频控制，其设定压力需在变频器上设定。
1.8.主要硬件的技术规范
包括全套计算机控制系统， PLC控制站。
(1) 管理计算机
制造商：台湾研华
数量：1台
工业控制计算机安装在中控室，作为操作员工作站和工程师工作站。
CPU：P4 2.8G
CRT：23"SVGA，1920X1080X32M
显存：128M
内存：512M
硬盘：320G/7200转
软驱：1.44M, 3.5”
光驱：COMBO
键盘：标准键盘
网卡：10/100M
(2) 打印机
型号：HP DJ1180C
制造商：美国惠普
数量：1台
激光打印机，A3幅面
(3) 可编程控制器
为便于系统调试和日后生产管理及运行维护，此次采用SIEMENS S7-300 PLC系统。具体如下：
CPU模块：CPU 6ES7 315-2AH14-0AB0
电源模块：PS 307 6ES7-0KA01-AA0
DI 模块：6ES7 321-1BL00-0AA0
DO 模块：6ES7 322-1BL00-0AA0
AI 模块：6ES7 331-1KF02-0AB0
接口模块：IM153-1 6ES7 153-1AA03-0XB0
所有DO模块均通过中间继电器接点输出，继电器选用日本OMRON MY 2型。
SIMATIC S7-300是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。
模块化无风扇的设计，坚固耐用，容易扩展和广泛的通讯能力，容易实现的分布式结构以及用户友好的操作使SIMATIC S7-300成为中、高档性能控制领域中首选的理想解决方案。
多种级别（功能逐步升级）的CPU，种类齐全的通用功能模板，使用户能根据需要组合成不同的专用系统。当控制系统规模扩大或变得更加复杂时，不必投入很多费用。任何时候只要适当的增加一些模板，便能使系统升级和充分满足您的需要。
一个系统可包括：
电源模板（PS）
中央处理单元（CPU）
数字量输入、输出（DI/DO）和模拟量输入、输出（AI/AO）的信号模板（SM）
接口模板（IM153-1），用于连接中央控制单元和扩展单元。
SIMATIC S7-300性能优越，环境适应性很强，因此应用范围十分广泛。
具有很高的电磁兼容性和抗冲击、耐振动性能。
允许环境温度为0℃到60℃。
高速执行指令：指令执行时间80nS
用户参数设置：
STEP7为所有模板的参数设置提供了统一的参数化屏幕格式。
SIMATIC HMI系统向S7-300读取过程数据，而S7-300在用户规定的刷新时间内提供这些数据。SIMATIC的操作系统自动处理数据传送并使用一致的符号和数据库。
诊断功能：
CPU的智能诊断系统连续地监视系统功能并记录错误和系统的特殊事件。
口令保护：
口令保护使用户能有效地保护信息，避免非法复制和修改。
系统功能：
扩展的系统功能表——用于通讯和程序控制，例如，提供便利的编程条件和加快编程过程。
多种通讯方式：
MPI（多点接口），集成在所有CPU内；可同时连接编程器和个人计算机、HMI系统、S7-300系统、M7系统和其他S7-300系统等。
PROFIBUS-DP接口，集成在某些CPU内，适用于经济型ET-200分布式I/O系统。
通讯处理器：用于连接到PROFIBUS和工业以太网。用于功能强大的点对点链接。
CPU和通讯处理器支持以下的通讯类型：
过程通讯：
通过总线（PROFIBUS-DP）周期地寻址I/O模板（过程映象数据交换）。从循环执行级调用过程通讯。
数据通讯：
自动化系统之间或HMI站和若干个自动化系统之间的数据交换。
数据通讯可以周期执行或基于事件驱动由用户程序块调用。
a. S7-300 CPU
所有CPU都安装在坚固、紧凑的塑料外壳内。所有操作和显示元件的布置都是标准化的。在前面板上元件有：
状态和故障LED
操作模式选择器；用于选择操作模式
存储器卡槽
MPI端口
后备电池盒
CPU315-2DP的技术规范
RAM，本机内置 256K字节
装载存储器 MCC卡，最大8M
本机内置 256K字节RAM
FEPROM 256K
可扩展到 最大64M字节（存储器卡）
实时时钟 有
内置的通讯功能 * PG/OP通讯
* 标准通讯
* 扩展通讯
编程语言 STEP 7
操作指令集 二值逻辑，括号运算，结果分配、存储、计数、装载、传输、比较、移位、旋转、限补码、调用块、定点和浮点算术运算、跳转功能、定时器操作、转换操作、三角函数、根函数、对数函数等
总数字量I/O 32768/32768通道
总模拟量I/O 2048/2048通道
尺寸（W×H×D） 40×125×130 mm
b. SM 321数字量输入模板
输入点数 32
额定负载电压L+/L1
额定值 24VDC
允许范围 20.4到28.8V
输入电压
额定值 24VDC
“1”信号 11到30VDC
“0”信号 -30到+5V
隔离 有
分组数 32
输入电流
“1”信号 6到8mA
“0”信号 -
输入延迟，额定值 3ms
电缆长度；推荐值
没有屏蔽 600m
有屏蔽 1000m
功耗
从S7-300背板总线（5VDC） 最大30mA
从L+ 最大 30mA
功率损失 最大6W
按IEC1131的测试电压
在输入组和集中接地点之间 500VDC
尺寸（W×H×D） 40×125×130 mm
c. SM 322数字量输出模板
6ES7 322-1BL00-0AB0的技术规范
输出点数 32
额定负载电压L+/L1 24VDC
允许范围 20.4到28.8V
输出电压
“1”信号 最小L+ - 0.3V
隔离 有
分组数 32
输出电流
“1”信号
额定值 0.5A
允许范围 5mA到0.6A
“0”信号 最大0.3mA
总输出电流
最大到60℃ 2A（每8个相邻输出）
灯负载 最大5W
输出的开关频率
电阻负载 最大100Hz
电感负载 最大0.5Hz
灯负载 最大100Hz
电缆长度；推荐值
没有屏蔽 600m
有屏蔽 1000m
功耗
从S7-300背板总线
（5VDC） 最大200mA
从L+/L1（空载） 最大30mA
功率损失 最大4W
隔离测试电压 500VDC
尺寸（W×H×D） 40×125×130 mm
d. SM 331模拟量输入模板
电压和电流传感器、热电偶、电阻器和电阻温度计可作为传感器连接到S7-300。
可组态的分辨率，从13位到16位
各种不同的测量范围：
基本的电流、电压和电阻测量范围是通过机械方法如量程卡或通过接线来设定的；精密的调节在编程器上使用STEP 7的“Hardware Configuration”（“硬件配置”）功能。
中断能力
模板将诊断及极限值中断信号传送给可编程序控制的CPU。
诊断
模板将扩展的诊断信息发送到CPU。
6ES7 331-2AH14-0AB0的技术规范
输入点数
用于电压和电流测量 16
用于电阻测量 8
额定电压L+ 24VDC
反极性保护 有
输入范围/输入电阻 ±25mV /> 1 Mohm
（额定值） ±50mV/> 1 Mohm
±80mV/> 1 Mohm
±250mV/> 1 Mohm
±500mV/> 1 Mohm
±1V/> 1 Mohm
±2.5V/> 1 Mohm
1到5V/> 1 Mohm
0到20mA/50 ohms
±5mA/50 ohms
±10mA/50 ohms
±20mA/50 ohms
4到20mA/50 ohms
0到48 ohms
0到150 ohms
0到300 ohms
0到600 ohms
0到6000 ohms
(最大可为5000 ohms)
电压输入时可接受的输入
电压(破坏极限) 最大18V
电流输入时可接受的输入
电流(破坏极限) 最大40mA
隔离
内部/外部 无
通道之间 无
积分/转换时间/分辨率(每通道)
开路监视附加的转换时间 4.3ms
开路监视和电阻测量附加的转换时间 5.5ms
分辨率 13位
干扰电压抑制 400/60/50Hz
运行误差极限(对应于输入范围
的整个温度范围) 最大±0.4%
诊断 可组态
电缆长度(屏蔽) 最大200m
50m(用于热电偶和输入范围≤80mV)
功耗
从S7-300背板总线(5VDC) 最大700mA
从L+ 最大400mA
功率损失 典型4.5W
总线和模拟量部分之间的隔离
测试电压 1500VAC
所需要的槽位 1
尺寸(W×H×D) 40×125×130 mm
e. IM153-1接口模板;
IM153-1接口模板作用是,将ET-200M作为从站连接到PROFIBUS DP。
最多可扩展8或12个S7-300的模块。
接口模板将DP总线传输到扩展单元。
它只能与IM153-1接口模板（在扩展单元内）一起使用。
技术规范
线路长度 最大3Km
功率 3W
电流消耗 最大350mA
需要的槽位数 1
模块数量 最大8
传输方式 RS-485
连接点 9针SUB-D
最大传输速率 12M
尺寸(W×H×D) 40×125×117mm
f. PS307电源模板
PS 307 10A技术规范
输入
输入电压
额定值 120/230VAC
允许范围 85到132VAC/170到264VAC
电网频率
额定值 60/50Hz
允许范围 47到63Hz
电网停电缓冲 4.5ms±0.5ms
输入电流/额定值
在120V AC 1.14A
在230V AC 0.57A
浪涌电流 最大15×额定输入电流
输出
输出电压
额定值 5.1VDC/24VDC
允许范围 5VDC; +2%/-0.5%; 24VDC:±5%
输出电流
额定值 5VDC: 10A 200mA基本负载是必须的
24VDC:1A 空载时稳定值
短路保护 有
通用规范
保护等级 I，有保护导体，符合IEC 536，VDE 0106，Part 1
隔离 有
功耗 典型97.5W
功率损失 典型22.4W
需要的槽位数 2
尺寸(W×H×D) 50×290×217mm
h. 机架
用于标准S7-300系统的标准PS（电源模板）
能以集中式配置扩展（最大为3m）或以分布式配置扩展（最大为100m）
扩展时需要：接口模板（IM153）；
最多可连接21个扩展单元
(4) 控制站机柜
安装方式：柜式
电源电压：220VAC，50HZ，波动±15%
防护等级：IP5
控制站机柜内安装有调试用电源插座，以及完整的接零和接地及过电压保护系统。信号接地与电源接地区别开来，并且只在控制站机柜一侧接地。控制站机柜上的所有设备、器件及导线均有与设计图纸相一致的标识。控制站机柜是钢制结构，表面平整光滑，所有出入孔盖均有密封措施，以保证要求的防护等级。门是旋转式的并带有门锁和把手。
.端子与接线
所有输入输出电缆均通过接线端子进入柜内配线，每一个端子有明确的标识，并且每一个端子的接线不超过两芯，端子安装在端子导轨上，端子规格与所接线芯截面相适应。
1.9.软件系统
监视控制和数据采集软件选用北京三维力控力控Forcecontrol 6.1组态软件,编程软件为STEP 7。
1.9.1 北京三维力控力控Forcecontrol 6.1组态软件
北京三维力控力控Forcecontrol 6.1组态软件是用于过程，生产流程，机床和工厂的观察和操作的独立的基本系统。
它具有很多性能，可为仪表和控制系统提供高效方案，包括：
• 强大的过程接口，特别是到SIMATIC系统的接口
• 确保数据存档
北京三维力控力控Forcecontrol 6.1组态软件适于所有自动化应用领域的广泛使用。
北京三维力控力控Forcecontrol 6.1组态软件可用作单用户系统或在联网的客户服务器组态中用作多用户系统。多用户系统中的操作站在操作中自动协调，比如，用于信息应答。
北京三维力控力控Forcecontrol 6.1组态软件的操作系统基础是Microsoft Windows xp或Windows NT5.0。
北京三维力控力控Forcecontrol 6.1组态软件基本系统具有一组强大的功能模块：
• 图形设计器：用于可自由组态的观察和操作
• 报警记录：用于在DIN19-235基础上获取和存档事件
• 标记记录：用于压缩和存储被测数值和用于菜单处理
• 报告设计器：用于受时间控制和事件驱动的带有可自由组态排版的项目文件
• 具有OLE、DDE、OPC 功能。
• 具有开放的实时数据库。
• 支持高分辨率的动态彩色图形显示，具有先进的绘图工具和完整的图形编辑功能。
• 具有安全保护系统，以便允许某些用户或一组用户只进入系统的一部分。
• 支持多种开放的通讯标准网络。
• 能支持PLC的各种I/O模板和分散控制网络。
• 支持一系列的外围设备，包括功能键、鼠标、光笔、打印机、绘图仪及MODEM等。
• 能进行事件的驱动和多窗口显示。
• 能对报警进行组态并报表打印。
• 自动生成数据的记录和报表的打印。
• 数据趋势是多笔显示功能。
• 在线的开/停控制和特殊的计算控制。
• 能由用户使用Visual和支持多种开放的通讯标准网络Visual C++语言工具进行程序的二次开发。
• 对用户使用软件具有“帮助”功能。
1.9.2 编程软件- STEP 7
STEP 7基本软件是用于 SIMATIC S7、SIMATIC M7和SIMATIC C7可编程序控制器的标准工具。其对用户的方便性，使用户可以容易地利用这些系统的资源。
STEP 7对自动化工程各方面具有友好的用户功能：
• 硬件的配置和参数设置
• 通讯的定义
• 编程
• 测试、启动和维护
• 文件、建档
• 操作/诊断功能
所有功能均有大量的在线帮助。
STEP 7（像STEP 5）是预先装在PG 720/720C，PG740和PG 760编程器中的全部标准软件的一部分。它也可以是PC机（在Windows 95/NT下）的软件包。由于PLC的编程器为RS485，所以使用PC机，必须配置MPI卡或PC适配器。
STEP 7允许两个或多个用户同时处理一个工程项目。禁止两个或多个用户写访问。
STEP 7基本软件为用户执行自动化工程提供各种不同的工具：
• SIMATIC管理器：用于集中管理，可以方便浏览SIMATIC S7、SIMATIC C7和SIMATIC M7的所有工具软件和数据。
• 符号编辑器：用于定义符号名称，数据类型和全局变量的注释。
• 硬件配置：用于对自动化系统进行配置和对各模块进行参数设置。
• 通讯：用于配置连接；用于定义经MPI连接的自动化组件之间时间驱动的周期性数据传送或定义用MPI、PROFIBUS或工业以太网进行的事件驱动的数据传输。
• 信息功能：用于快速浏览CPU数据和用户所写程序在运行中的故障原因。为了生成用户所写程序，STEP 7提供下列经实践证明的标准化的PLC编程语言：语句表（STL）、梯形图（LAD）、功能块图（FBD）
并且为了某些特殊的任务，还有另外的编程语言或面向工艺的组态工具可供使用。
STEP 7中有转换程序，可以转换在STEP 5或TISOFT中生成的程序。
1.9.3 SIMATIC ProTool
SIMATIC ProTool是先进的组态工具，可用来组态SIMATIC 文本显示操作员面板、触摸面板以及SIMATIC C7控制单元。
SIMATIC ProTool在Windows 95及Windows NT 4.0环境下运行。在Windows 3.11环境下，SIMATIC ProTool也可运行（部分功能会削弱）。
功能
对所有单元的完整组态软件
熟悉时间短：Windows标准操作系统及完整的在线帮助
简便、快捷的运行： Windows标准操作机制及对文本及画面展示
组态部分的简便、连续使用：可同时打开两个或多个组态（多文件接口），并可以用Drag&Drop或者Copy&Paste通过书写板对多个工程进行拷贝
易掌握的组态原理：带有自觉型用户接口及完整的在线帮助系统，可立刻得到帮助并获得更进一步的信息
组态安排清晰，可简便地对其进行改变：定向物标记数据管理及相互参照清单，均可通过鼠标点击，直接存取数据
存取标记清单，并可对STEP 7环境下，完整安装的控制组态参数进行通讯
带有定向画面操作员面板及触摸面板
使用熟悉的操作环境以生成画面
通过OLE接口或象素图形连到画面编辑器上
象素图形画面打印出过程显示
支持图象Asiatic语言
程序库管理可对要重复使用的画面进行结构存储
1.9.4 S7-PLCSIM
S7-PLCSIM仿真软件可用于即使在无硬件配置的情况下,也能对用户创建的应用程序进行调试。这意味着在开发应用前就能对你所建软件进行测试和更改。
优点：
● 快速、低费的初始化启动
● 高效的程序
S7-PLCSIM仿真器适用于所有用户块和多种系统功能，它所用的语言有：LAD、FBD、STL。
● SIMATIC编程工具：
S7-GRAPH、S7-HiGraph、S7-SCL、CFC(SFC)
● 扩展应用
S7-PDIAG、WIN CC（内置）
工作原理：
S7-PLCSIM模拟一个S7 CPU，含相关过程映象。当对有硬件配置的系统时，测试程序只需用“DownLoad”命令即可进行。
S7-PLCSIM也可与其它WINDOWS应用程序进行数据交换通讯，基于WINDOWS OCX协议，可读/写数据，转换激活模式。
测试功能范围：
● 模式选择：
—— 连续
—— 单循环
● 显示累加器及标志位
● 用户界面可用于监视和更改输入、输入、位内存、定时、计数器和内存数据
S7-PLCSIM实行完全结构化设计，并嵌于STEP7中，附加功能：
● STEP7 测试及启动功能
● 测试编程语言的功能
1.9.5 应用软件
应用软件包括厂级人机界面（MMI）软件和控制站控制软件
• 多窗口、动态显示工艺流程画面、设备运行状态和过程参数
• 有多种报警格式，故障的自动记录、打印
• 各种模拟量趋势图
• 生产报表的生成和打印
• 数据处理和参数设置
控制软件
满足现场控制站和设备控制的全部要求。包括顺序、条件、定时、数据块传送、PID过程控制和数据处理等功能。
操作说明与应用软件资料
我们提供全部应用软件资料，包括程序框图、控制算法和操作使用方法，这些软件便于用户今后的扩展和修改。
1.10自控仪表的防雷
本次自控系统提供和安装避雷保护装置，以减轻线路受雷击和电气干扰的影响。避雷系统包括网络避雷、电源避雷、仪表避雷等。电源三级防雷的选型，其根本原则是针对现场情况作好级间能量配合。
本次自控系统包括监控系统防雷、PLC柜电源防雷、计算机防雷和泵站供电系统防雷等。
1.10.2 PLC柜电源防雷
由于PLC柜安装在室内，同时它作为一个分配电柜，属于C级防雷用电设备，因此我们对PLC柜供电回路设计了C级防雷。
1.10.3 电源防雷
电源作为第二级的用电设备，同时它又是第三级的供电设备，因此我们对电源供电回路设计了C级防雷。
1.10.4 泵站防雷
由于水泵都设置在泵房，因此我们对供电系统供电回路设计了C级防雷。
二、仪表系统
预处理控制站 数量 位置
多介质过滤器 压差变速器
进水压力变送器 2套
1套 进出水口之间
进水口
超滤 进水压力、流量
出水压力、流量
错流压力、流量
反洗进水压力、流量 1套
1套
1套
1套 进水口
出水口
错流口
反洗进水口
反渗透控制站
反渗透系统 进水压力、电导率；
中间压力、浓水流量；
出水压力、流量、电导；
ORP检查 12台
6台
6台 进水口
浓水口
出水口
出水口
混床控制站
混床 进水压力变送器
产水流量变送
产水电阻率 1台
2台
2台 进水阀前
产水阀后
产水阀后
加药间子站
液位变送器
超声波液位计
中和池PH仪表 5台
2台
1个
三、泵房电气
3.1 概述
电气系统有四个子站控制中心组成，分别为主站PLC、1#子站、2#子站、3#子站。站与站之间采用西门子DP总线连接方式，通讯协议为PROFIBUS。
3.2 适用标准
本次工程所有供货设备及设备的安装验收应符合以下标准，但不仅限于以下标准。（下列各项在工程实施时，如有最新版本出版，应按最新版本实施）
A、产品生产、检测相关国家标准、行业标准和国际标准
● 低压开关设备类
GB1497-1985 低压电器基本标准
GB14048-93 低压开关设备和控制设备
GB17701-1999 设备用断路器
● 电气安装材料类
GB6995-1986 电线电缆识别标志
GB5023－1997 额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆
GB12706.3-91 交联聚乙烯绝缘电力电缆
GB9330-88 控制电缆
● 电气安全类
GB1498-79 电机、低压电器外壳防护等级
GB/T4796-2001 电工电子产品环境参数分类及其严酷程度分级
GB/T4064-83 电气设备安全设计导则
GB/T12501-90 电工电子设备防触电保护分类
B 、施工及验收国家规范和标准图集
● 施工及安装规范类
GB50168－92 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范
GB50170-92 电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范
GB50171－92 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范
GB50254-96 电气装置安装工程低压电器施工及验收规范
GB50258-96 电气装置安装工程1kV及以下配线工程施工及验收规范
GB 50150－91 电气装置安装工程电气设备交接试验标准
3.3主站PLC系统简介
盘柜及基础
采用标准GGD系列盘柜产品。数量为3台， PLC具有数据采集、控制及通讯功能，详见自控系统描述。
设计及选型
总电源进线柜、控制柜的一次、二次接线；功率；控制对象设计。电气元器件主要选用正泰产品。
控制室内主要是线路的主回路部分，控制按钮等在就地操作箱面板安装。
监视及控制
设计中，将风机、泵、阀门“运行”、“故障”、“自动”和阀“开到位”、“关到位”、“过力矩”等状态接点信号送PLC。同时接受PLC发出的风机、泵“启动”、蝶阀“开阀”、“关阀”控制信号，来驱动泵房设备
控制方式有：
就地手操方式---控制盘上操作；
中央控制室软手动---键盘或鼠标操作；
监视方式有：GGD盘上电流、电压表显示设备的电压电流；信号灯反映设备运行状态；中央控制室操作站工艺流程画面显示设备运行及报警状态。
电缆敷设
全部电缆采用屏蔽电力电缆和屏蔽控制电缆，控制室内地沟铺设。车间采用桥架、管道、金属软管等防护。
防雷接地系统
本工程低压电气接地系统采用“TN-C-S”制，低压系统工作接地、电气保护接地、弱电系统接地共用一组接地系统，接地电阻不大于10 欧。本工程按二类防雷构筑物设防。
3.4电气设备技术性能
GGD柜
本工程选用的标准GGD柜，柜体及内部元件为正泰产品，各项性能指标符合现行国家规范和IEC等国际有关技术标准。
（1）GGD柜主要技术参数
主回路额定电压：380VAC
辅助回路额定电压：交流220VAC
额定频率：50Hz
额定绝缘电压：660V
最大电流：母线600A
母线额定短时耐受电流：≥50kA/s
防护等级：IP55
（2）结构特点
构架用8Mf冷弯型钢材局部焊接拼装而成。柜体经镀锌处理。构架上有E=20mm的安装孔。GGD柜具有有效的灭弧措施，各功能部件或单元的设计能够承受系统故障时所出现的电力、发热和机械过载。并能够保证在设备出现最坏故障时仍能进行安全操作。GGD柜内部及外部均经表面静电喷塑喷粉，牢固，具有抗腐蚀能力强，其颜色为计算机灰。
GGD柜空气断路器配置操作手柄，柜内塑料元件无卤素，能自熄，阻燃。
（3）安装于GGD柜装置内所有电器，符合下列要求
电器的额定电压与所在回路标称电压相适应；
电器的额定电流不小于所在回路的计算电流；
电器的额定频率与所在回路的频率相适应；
电器应适应所在的环境条件；
电器满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求。用于断开短路电流的电器，满足短路条件下的通断能力。
所有设备带有铭牌。在这些设备安装完毕后及在实际运行时它们的铭牌清晰可见。铭牌显示设备的性能、操作特点、型号、类型及序列号。
对于所有暴露在外的设备，具有一致的、符合专业要求的外观。
（4）低压交流塑壳断路器技术参数：
额定工作电压Ue=440V，
冲击耐受电压Uimp=6KV。
断路器的电气寿命不小于4000次，
机械寿命不小于15000次。
断路器二次回路与一次回路完全隔离， 附件可在现场安装。
断路器安装及接线与低压开关柜壳体相适应。
断路器具有可靠的隔离功能，保证触头指示系统的机械可靠性符合IEC947～3标准。可适应较恶劣环境温度。
断路器的附件（辅助开关，分励线圈，失压线圈等）全系列通用。
低压微型断路器技术参数：
最大工作电压为440V，
冲击耐受电压为6KV。
限流型，分断能力≥6KA ，
具有可靠的隔离功能及断开位置指示。
机械寿命为不少于8000次。
脱扣特性：D曲线
接触器技术参数：
符合IEC947-4和GB14048标准
外壳防护等级为IP2X， 能够防止手指直接接触带电部件
机械寿命：≥1000万次，
电寿命：≥100万次。
线圈控制电压在70%～120%Uc之间波动不影响产品正常工作。
绝缘电压大于1000V。
线圈漆包线采绝缘等级：H级，
耐温：180℃。
配有辅助接触机构和附件，满足实际应用要求。
热继电器技术参数：
具有过载与缺相保护功能
具有
环境温度补偿功能
具有手动/自动复位按钮
具有测试按钮、停止按钮和脱扣状态显示功能
耐短路电流的冲击能力：≥10Ir
按钮技术参数
结构形式：模块化，无紧固件自锁连接
材料：进口尼龙，阻燃等级V0级。
外露头部防护等级：IP65（加保护膜可达IP67）
额定绝缘等级：600V，AC
绝缘电阻：≥2M欧
约定发热电流：10A
工频耐压：2500V/min
机械寿命：≥100万次
电寿命：≥60万次
信号灯技术参数
结构形式：模块化，无紧固件自锁连接
材料：进口尼龙，阻燃等级V0级。
外露头部防护等级：IP65
额定绝缘等级：600V，AC
绝缘电阻：≥2M欧
约定发热电流：10A
工频耐压：2500V/min
连续工作寿命：＞50000h
发光元件：LED灯，光亮度≥75mcd
附件（共5页）
多介质过滤器步续
超滤步续
反渗透步续
混床步续
中和泵控制逻辑图
西安优特自动化
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