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【题目】污水厂电气系统的设计与施工探究
【第一章】污水处理厂电气工程建设探析绪论
【2.1 - 2.4】现阶段供电系统状况与主要设计内容
【2.5 - 2.12】污水处理厂电气辅助设计与照明设计
【第三章】污水处理自控、仪表设计
【第四章】污水处理厂电气施工
【总结/参考文献】污水厂电气部分的设计与实现研究总结与参考文献
第 3 章 污水处理自控、仪表设计
3.1自控、仪表设计依据
自控、仪表设计规范及标准（1）设计规范GB/T 75-2004《安全防范工程程序与要求》
（2）设计规范GB50198-2011《民用闭路监视电视系统工程技术规范》
（3）设计规范GB/T6510-1997《30MHZ 1GHZ声音和电视信号电缆分配系统》
（4）设计规范JGJ/T16-2008《民用建筑电气设计规范》
（5）设计规范GBJ79-85《工业企业通信接地设计规范》
（6）设计规范GB50131-2007《自动化仪表工程施工质量验收规范》
（7）设计规范GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
（8）设计规范GB50093-2007《自动化仪表工程施工及验收规范》
3.2仪表设计相关内容
3.2.1污水处理厂仪表种类
本工程污水处理规模为10×104m?/d ,工艺处理方案为A2O处理方案。
根据工艺流程配置测量类仪表，如：超声波液位计、压力变送器、电磁流量计、水质分析类仪表包含水质余氯分析仪、浊度计、PH测量仪等。
3.2.2污水处理厂仪表选择标准
压力变送器、超声波液位计选择应以国内主流品牌及合资企业生产的优秀产品为主。
电磁流量计及水质分析仪类仪表，由于测量要求精度较高，应以进口产品为主。
水质分析仪类仪表均应提供4~20mA模拟量输出。
除了压力变送器以外，其余其他类别仪表供电电源均为220VAC.
现场的分体仪表变送器应选择配带小型数字显示屏幕的现场安装型仪表。
水质分析仪类仪表传感器部分均应配备自动清洗的装置。
电磁流量计的设计选型上应考虑要求测量精度高于0.5%的电磁流量计，从而利于准确的计量进厂水流量和出厂水流量，达到精确计算水厂成本费用的目的。
污水处理厂工艺设置在线检测检测仪表，主要目的是为了给控制系统提供反馈信号，作为系统输出控制的依据，并且能在显示终端设备上清晰的观测水处理工艺各节点、区域的仪表具体参数。
3.2.3污水处理自控仪表系统接地。
自控仪表系统接地每个控制站均设一套电源SPD,每个室外仪表均设一套电源SPD.本工程采用共同接地体，等电位联结，控制系统工作接地、用电设备的保护接地、防雷电感应接地与电气接地共用的接地系统，总接地电阻应小于1欧姆。
3.2.4污水处理厂内各建筑物具体仪表
根据污水处理厂现场实际情况，以及实际的需用测量数据，选取合理的测量的仪表。
以下具体介绍一下污水处理厂各生产工艺流程的仪表及仪表的使用情况：
提升泵井内设置一套投入式超声波液位计，根据液位最高水位和最低水位，在可编程控制柜上编写水泵的自动启动停止信号。
测量范围：0~6m粗格栅设备前后各设置4套超声波液位差计，根据计算的高低液位差值，在可编程控制柜上编写粗格栅机的自动启动停止信号。
测量范围：0~10m.
粗格栅间内设置1台H2S检测仪，测量粗格栅间水质的PH值。
测量范围：0~1200ppm粗格栅后出水处设置1套PH测量仪，测量出水的PH值。
测量范围：0~14.
细格栅设备前后各设置3套超声波液位差计，根据计算的高低液位差值，在可编程控制柜上编写细格栅机的自动启动停止信号。
测量范围：0~5m.
细格栅间出水渠处设置1套COD测量仪，测量进水的COD值。
测量范围： 0~400mg/L细格栅间出水渠处设置1套TN测量仪，测量进水的TN值。
测量范围： 0~50mg/L细格栅间出水渠处设置1套TP测量仪，测量进水的TP值。
测量范围： 0~50mg/L初沉池集水配水井内设置1台污泥浓度计，测量初沉池集水配水井内的水质TP值。
测量范围： 0~60000m3/h初沉池集水配水井内设置1台超声波液位计，根据液位最高水位和最低水位，在可编程控制柜上编写水泵的自动启动停止信号。
测量范围： 0~12m生化池内设置12套DO测量仪，测量池内水质的溶解氧浓度。
测量范围： 0~20mg/L生化池内设置8套氧化--还原测量仪，测量生化反应池内的氧化还原电位。
测量范围：：-600mV~+600mV生化池内设置4套污泥浓度检测仪，测量生化池内水质的污泥浓度含量。
测量范围： 0~6000mg/L生化池内设置8套PH测量仪，测量生化池内水质的PH值。
测量范围：0~14.
鼓风机房内设置4套气体流量计，测量风机出口处的鼓风流量值。
测量范围： 0~20000m3/h鼓风机房内设置4套压力变送器，测量风机出口处的鼓风压力值。
测量范围： 0~0.12Mpa二沉池集水配水井内设置1台污泥浓度测量计，测量二沉池集水配水井内水质的污泥浓度含量。
测量范围： 0~20000mg/L二沉池集水配水井内设置1台超声波液位计，根据液位最高水位和最低水位，在可编程控制柜上编写水泵的自动启动停止信号。
测量范围： 0~15m紫外线消毒间出水渠处设置1套COD测量仪，测量进水管的进水COD值。
测量范围：0~400mg/L紫外线消毒间出水渠处设置1套TP测量仪，测量进水的TP值。
测量范围：0~50mg/L紫外线消毒间出水渠处设置1套污泥浓度检测计，测量紫外线消毒间内水质的污泥浓度含量。
测量范围：0~200mg/L紫外线消毒间出水渠处设置1套PH测量仪，测量紫外线消毒间出水渠处水质的PH值。
测量范围：0~14脱水机房进泥管处设置3台电磁流量计，测量进泥管的泥流量值。
测量范围：0~3000 m?/h管径为：DN400外回流污泥管处设置3台电磁流量计，测量总进水的流量值。
污水处理厂总进水管处设置1台电磁流量计，测量总进水的流量值。
测量范围：0~7000m?/h管径为：DN1000污水处理厂总出水管处设置1台电磁流量计，测量总出水的流量值。
测量范围：0~7000 m?/h管径为：DN10003.3自控设计相关内容。
3.3.1污水处理厂内现有自控设备情况
根据污水处理厂一期既有情况，采取分散形式的控制方式、集中管理形式的管理模式。控制总站和控制分站均应根据需要设置PLC可编程控制柜。
污水处理厂控制系统分为两个等级：中央控制中心控制站、各生产车间控制站。
3.3.2污水处理厂自控方式
中央控制中心控制站设在综合楼（一期工程中已建成）内，本次设计仅负责设计二期各分控制站PLC控制系统，完成二期各生产车间控制站的相关的控制数据的通讯和调度管理。
分控制站分别设置在鼓风机房控制室、提升泵房控制室。分别收集该生产车间内有关工艺过程的参数检测信号及设备控制信号，并最终通过通讯总线的形式上传至中央控制中心控制站内。
各控制站之间、中心控制站之间采用控制工业以太网总线连接方式，传输速度大于100Mb.
控制网、设备网均采用控制总线方式。
按照分期建设结合的原则，与一期工程设备规格及数据相结合。
本次工程控制检测部分包括分析类仪表、检测类仪表、自动控制系统、通讯系统的设计。
3.4控制站的设备构成
3.4.1中央控制中心控制站
中央控制中心控制站是操作人员与控制系统的人机接口，操作人员可以通过中央控制站的人机触摸屏详细了解站内各设备的运行情况及仪表的实时数值。
污水处理厂在中央控制站设有两套企业管理计算机的工作站：用于对全厂运行设备的实时状态监视和远程控制。可用于对污水处理厂内日、月报表所需要的信号的进行记录和处理。所有显示的画面和报表均应为中英文双语标识。计算机通过由UPS应急电源提供电源后备，避免了在非正常状态下突然断电带来的数据丢失的后果。配套打印机用于水厂工况报表。图3.2为一期污水处理厂内中心控制室。
3.4.2各生产车间控制站
各生产车间用电设备运行或故障的数据需要上传至中心控制室，在中控室内值班人员可以清楚的了解全厂设备的运行状态。
各生产车间控制站均由1套可编程控制柜；1套UPS电源；1套电源防雷装置及1套以太网数据交换机组成。数据采集和控制各自所属控制设备的状态信号（数字量）和检测信号（模拟量）。通过通讯总线的方式与中央控制站连接，并将分控制站的数据上传至中心控制站。
3.5控制线缆的选择
低压配电柜与设备现场的按钮箱通过控制线缆的连接，实现了低压配电间及现场2处控制。
控制电缆厂区电缆沟内敷设采用1kV聚氯乙烯电缆。水厂各建筑物内动力及控制电缆在电缆沟、托盘或者钢管内敷设采用1kV聚氯乙烯电缆。
3.6主要自动控制设备清单
通过以下设备自动控制清单，可以了解污水处理厂内涉及到相关控制设备。
污水厂主要自控设备清单。
3.7本章小结
本章通过对污水处理厂自控、仪表设计的介绍，从设计方面介绍了污水处理厂自控、仪表工程几个重点内容，如：仪表的分类、污水处理厂各建筑物内都配置何种仪表、污水处理厂自控设备分站形式及总站、分站内部配置构成等。通过对自控、仪表设计的简单的介绍，通过介绍和概括对污水处理项目自控、仪表设计有了一个框架的了解。
