ICS01.040.93CCSP00/09APOCN武漢光谷光電中小企業(yè)產(chǎn)業(yè)協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/APOCN0006—2024污水處理廠土建控制系統(tǒng)規(guī)范2024-12-02發(fā)布 2024-12-09實施武漢光谷光電中小企業(yè)產(chǎn)業(yè)協(xié)會??發(fā)布T/APOCN0006T/APOCN0006—2024PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIII目錄前言 III范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1污水處理廠土建控制系統(tǒng) 1控制站 1監(jiān)控中心 1總體要求 1可靠性 1安全性 2可擴(kuò)展性 2兼容性 2實時性 2硬件配置 3控制站硬件 3監(jiān)控中心硬件 3傳感器與儀表 3通信設(shè)備 4軟件功能 5數(shù)據(jù)采集與處理 5控制功能 5報警功能 5歷史數(shù)據(jù)存儲與查詢 5報表生成與打印 5人機(jī)界面（HMI）設(shè)計 5控制策略 5污水處理工藝控制策略 6設(shè)備聯(lián)動控制策略 6節(jié)能控制策略 6通信與網(wǎng)絡(luò) 6通信協(xié)議 6網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 6網(wǎng)絡(luò)安全 6安裝與調(diào)試 6安裝要求 6調(diào)試步驟 7運行與維護(hù) 7運行管理 7維護(hù)保養(yǎng) 7故障處理 7技術(shù)培訓(xùn) 7附則 7前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由武漢光谷光電中小企業(yè)產(chǎn)業(yè)協(xié)會歸口。本文件主要起草人：熊光明、李超、王霜T/APOCN0006T/APOCN0006—2024PAGEPAGE1污水處理廠土建控制系統(tǒng)規(guī)范范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于新建、改建和擴(kuò)建的污水處理廠土建控制系統(tǒng)的設(shè)計、建設(shè)、運行及維護(hù)管理。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB50014室外排水設(shè)計規(guī)范GB50318城市排水工程規(guī)劃規(guī)范GB12801生產(chǎn)過程安全衛(wèi)生要求總則GB5005310kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范GB50171電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路接線施工及驗收規(guī)范GB50311綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范GB50204混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范GB50268給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范GB50334城鎮(zhèn)污水處理廠工程質(zhì)量驗收規(guī)范GB/T20279信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備隔離部件安全技術(shù)要求GB/T31962污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GBZ1工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GBZ2工作場所有害因素職業(yè)接觸限值HJ/T91地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。污水處理廠土建控制系統(tǒng)控制站監(jiān)控中心對污水處理廠整體運行情況進(jìn)行集中監(jiān)視、控制和管理的場所，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程操作、數(shù)據(jù)分析等功能。總體要求可靠性土建控制系統(tǒng)應(yīng)具備高可靠性，以保障污水處理廠能夠在連續(xù)運行過程中穩(wěn)定、高效地工作。備出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)仍能維持正常運行，最大程度降低故障對污水處理工藝的影響。控制系統(tǒng)的平均無故障時間（MTBF）應(yīng)滿足污水處理廠的運行要求，對于不同規(guī)模和重要性程4（MTTR）應(yīng)MTTR4安全性應(yīng)建立全面且嚴(yán)密的安全防護(hù)體系，從物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全以及操作安全等多方面入手，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問、操作對控制系統(tǒng)造成破壞或影響污水處理廠的正常運行。數(shù)據(jù)安全保障至關(guān)重要，應(yīng)具備完善的數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)機(jī)制。定期對重要數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，備份操作安全層面，應(yīng)設(shè)置嚴(yán)格的用戶權(quán)限管理系統(tǒng)，根據(jù)不同崗位和職責(zé)劃分用戶權(quán)限級別，確可擴(kuò)展性控制系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化、開放式的設(shè)計理念，具備良好的可擴(kuò)展性，以適應(yīng)污水處理廠未來的改造、擴(kuò)建需求以及技術(shù)更新?lián)Q代。在軟件方面，控制系統(tǒng)軟件應(yīng)支持插件式或模塊化的功能擴(kuò)展方式，能夠輕松集成新的控制算兼容性應(yīng)確保與污水處理廠內(nèi)現(xiàn)有的及可能采用的各類設(shè)備、儀表、通信協(xié)議等具有廣泛且良好的兼容性，實現(xiàn)系統(tǒng)間的無縫對接。對于設(shè)備和儀表，控制系統(tǒng)應(yīng)能兼容不同廠家、不同型號的產(chǎn)品，只要其符合污水處理工藝相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和性能要求。在信號采集和控制方面，應(yīng)能準(zhǔn)確識別和處理各類模擬量（如電壓、電流、溫度、壓力等）和數(shù)字量（如開關(guān)狀態(tài)、脈沖信號等）信號。ModbusProfibusEthernet/IP實時性能夠?qū)崟r采集、處理和傳輸污水處理廠內(nèi)各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)，確?？刂浦噶畹南逻_(dá)及時準(zhǔn)確，以滿足污水處理工藝對控制時效性的嚴(yán)格要求。在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)，傳感器和儀表應(yīng)具備快速響應(yīng)能力，能夠在短時間內(nèi)將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無從控制站到監(jiān)控中心以及各控制設(shè)備之間的通信鏈路應(yīng)具備高速、穩(wěn)定的傳輸能力，確保數(shù)據(jù)300100硬件配置控制站硬件30監(jiān)控中心硬件監(jiān)控中心應(yīng)配置高性能的服務(wù)器，用于存儲、處理和分析污水處理廠的運行數(shù)據(jù)，服務(wù)器的配置應(yīng)根據(jù)污水處理廠的規(guī)模和數(shù)據(jù)量確定。配備多臺監(jiān)控工作站，供操作人員進(jìn)行實時監(jiān)控、操作控制等，工作站應(yīng)具備良好的圖形顯示能力和人機(jī)交互界面。設(shè)置大屏幕顯示系統(tǒng)，用于集中展示污水處理廠的關(guān)鍵運行參數(shù)、工藝流程等信息，方便管理人員進(jìn)行全局把控。傳感器與儀表水質(zhì)監(jiān)測儀COD5mg/L，氨氮監(jiān)測儀的測量精度應(yīng)達(dá)到±5mg/L特殊水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測儀：針對污水處理廠可能涉及的特殊水質(zhì)處理工藝或特定排放要求，可按（（如多環(huán)芳液位計流量計1壓力計安裝與維護(hù)要求傳感器與儀表的安裝位置應(yīng)根據(jù)其測量原理和污水處理廠的工藝流程進(jìn)行科學(xué)合理確定。安定期對傳感器與儀表進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，包括清潔設(shè)備表面、檢查接線是否松動、校準(zhǔn)測量參數(shù)通信設(shè)備選型依據(jù)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)光纖收發(fā)器（單?；蚨嗄o線通信模塊以及數(shù)據(jù)傳輸速率要求進(jìn)行選型。例如，對于近距離且數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的區(qū)域，可選用ZigBee或藍(lán)牙等低功耗無線通信技術(shù)的模塊；對于中遠(yuǎn)距離且需要較高數(shù)據(jù)傳輸速率的區(qū)域，可選用Wi-Fi、LoRa或4G/5G等無線通信技術(shù)的模塊。所選無線通信模塊應(yīng)具備良好的抗干擾能力，能夠在污水處理廠存在電磁干擾、建筑物遮擋等復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定傳輸數(shù)據(jù)。通信線路敷設(shè)有線通信線路（如網(wǎng)線、光纖等）的敷設(shè)應(yīng)遵循安全、規(guī)范、整齊的原則。線路應(yīng)盡量沿建筑物、管道等固定設(shè)施敷設(shè)，避免與動力線路平行敷設(shè)，以防電磁干擾。敷設(shè)過程中應(yīng)采取必要的防護(hù)措施，通信設(shè)備維護(hù)軟件功能數(shù)據(jù)采集與處理（對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、轉(zhuǎn)換、校驗等處理，去除異常數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可用性?？刂乒δ芫邆涠喾N控制模式，如手動控制、自動控制、遠(yuǎn)程控制等，以滿足不同工況下的操作需求。（根據(jù)污水處理工藝的設(shè)定參數(shù)和實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的控制操作。報警功能建立完善的報警機(jī)制，當(dāng)監(jiān)測到設(shè)備故障、工藝參數(shù)異常等情況時，能夠及時發(fā)出聲光報警信號，并在監(jiān)控界面上明確顯示報警信息，包括報警位置、報警原因、報警時間等。可設(shè)置不同級別的報警，以便操作人員根據(jù)報警級別采取相應(yīng)的處理措施。歷史數(shù)據(jù)存儲與查詢提供方便快捷的歷史數(shù)據(jù)查詢功能，操作人員可根據(jù)時間、設(shè)備名稱、參數(shù)名稱等條件進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢，查詢結(jié)果應(yīng)能以圖表、報表等形式直觀呈現(xiàn)。報表生成與打印能夠根據(jù)用戶需求生成各類報表，如日報表、月報表、年報表等，報表內(nèi)容應(yīng)涵蓋污水處理廠的關(guān)鍵運行參數(shù)、設(shè)備運行狀態(tài)、能耗情況等。具備報表打印功能，方便管理人員進(jìn)行紙質(zhì)資料存檔。人機(jī)界面（HMI）設(shè)計設(shè)計友好、直觀的人機(jī)界面，通過圖形、圖表、文字等多種形式展示污水處理廠的工藝流程、設(shè)備狀態(tài)、運行參數(shù)等信息。操作人員可通過人機(jī)界面方便地進(jìn)行設(shè)備操作、參數(shù)設(shè)置、報警查詢等活動，界面操作應(yīng)簡單便捷，符合人體工程學(xué)原理?？刂撇呗晕鬯幚砉に嚳刂撇呗愿鶕?jù)污水處理廠采用的具體工藝（如活性污泥法、生物膜法等），制定相應(yīng)的控制策略，如進(jìn)水流量控制、曝氣控制、污泥回流控制等。進(jìn)水流量控制應(yīng)根據(jù)污水處理廠的設(shè)計處理能力和實際運行情況，合理調(diào)節(jié)進(jìn)水閥門開度或進(jìn)水泵的運行頻率，確保進(jìn)水流量穩(wěn)定且符合工藝要求。曝氣控制應(yīng)結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)（如溶解氧含量），通過調(diào)節(jié)曝氣設(shè)備的運行功率或曝氣時間，維持合適的溶解氧濃度，滿足微生物代謝對氧氣的需求。污泥回流控制應(yīng)根據(jù)污泥沉降性能、污泥濃度等指標(biāo)，合理調(diào)節(jié)污泥回流泵的運行頻率，保證污泥在污水處理系統(tǒng)中的合理循環(huán)。設(shè)備聯(lián)動控制策略建立設(shè)備聯(lián)動控制機(jī)制，實現(xiàn)不同設(shè)備之間的協(xié)同工作。例如，當(dāng)進(jìn)水流量增加時，相應(yīng)地增加曝氣設(shè)備和污泥回流設(shè)備的運行負(fù)荷，以維持污水處理工藝的平衡。設(shè)備聯(lián)動控制應(yīng)考慮設(shè)備的啟動順序、停止順序以及運行過程中的相互配合關(guān)系，避免設(shè)備之間的沖突和故障。節(jié)能控制策略采用節(jié)能控制技術(shù)，如變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備，根據(jù)實際運行需求動態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備的運行頻率，降低能耗。在滿足污水處理工藝要求的基礎(chǔ)上，合理安排設(shè)備的運行時間和運行模式，如采用間歇運行方式代替連續(xù)運行方式，實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)通信與網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議Modbus、Profibus、Ethernet/IP在系統(tǒng)內(nèi)部，應(yīng)采用統(tǒng)一的通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，確保數(shù)據(jù)的一致性和兼容性。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，一般可分為設(shè)備層、控制層和管理層。設(shè)備層主要由各類傳感器、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備冗余設(shè)計，如采用雙環(huán)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)或冗余交換機(jī)等，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和抗干擾能力。網(wǎng)絡(luò)安全建立網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系，包括防火墻設(shè)置、入侵檢測系統(tǒng)安裝、用戶認(rèn)證與授權(quán)等措施，防止網(wǎng)絡(luò)攻擊、惡意入侵等對控制系統(tǒng)造成破壞。對網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的保密性和完整性。安裝與調(diào)試安裝要求控制站、監(jiān)控中心等硬件設(shè)備應(yīng)安裝在環(huán)境條件適宜的場所，避免潮濕、高溫、粉塵等惡劣環(huán)境對設(shè)備造成損害。傳感器與儀表應(yīng)按照其安裝說明書的