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探讨城市污水泵站运行综合管理自动化系统
更新时间:2016-11-29 来源:《科技与企业》 作者:刘志功

摘要:泵站是可以提供一定的压力与流量的气压动力和液压动力的装置和工 程,泵站在我国分布很广数量很多,有供水的、排污水的和排雨水的,可以说作用很大,泵站如果出现了问题,所造成的损失是很惨重的.因此实现泵站的自动化管 理,减少人为操作出现的失误,是一项要着重研究的重要课题.泵站的综合自动化管理是泵站发展的必然趋势.

泵站在我们的日常生活中经常可见,它担负着抗洪、排汛、灌溉、排污等等的任务,不管是对城市还是农村都有很重要的作用。泵站又分为污水泵站、雨水泵站和河水泵站等几种,它们担负着不同的任务。本文就从污水泵站这种泵站来探讨一下污水泵站的自动化综合管理,介绍了污水泵站综合管理的自动化系统的构成、运行机制等等方面。

一、泵站的综合自动化的模式

1.完全自动化的模式

完全自动化模式的泵站是根据上一级的调度指令或者是水资源方面的调度方案来确定抽水的流量,然后通过网络再向某一个泵站发出命令。这个接收到指令的泵站,再根据指令来完成电源的投入、开机等等一系列的操作一直到机组运行的完成。机组运行完成后再将完成的情况通过网络返回到上级发出指令的一方,进行实时监控和操作。这种自动化,除了指令发出之外,完全摆脱了人为的操作,全部由机器操作完成,因而被称为完全自动化,这种模式对于设备的质量和网络通讯技术的要求很高。

2.分步自动的模式

这种模式是将上级的调度指令发给了在现场的控制单位。再由现场的控制单位分给被分为几个小自动系统的泵站,接到指令后将指令的内容由不同的小自动系统来分别执行完成。这种模式的优点就在于它对设备的要求相对较低,容易实现。

二、污水泵站综合管理的自动化系统

1.系统目标

污水泵站综合管理的自动化系统是为了实现对城市泵站的实时监控,对城市的排水进行实时的调度,保证在汛期内的城市安全。这个系统主要是包括两个方面的研究。一是泵站远程的实时控制与监测。建立一个能够实时交换数据的中心对城市各个泵站的运行进行实时的监控,在发生排水问题时能够迅速实时地为泵站提供优化方案和辅助办法;二是城市排水的地理信息系统。这样的系统建立起来以后,整个城市的泵站分布、污水的管线都能够清晰地再现出来,方便各种信息的及时查询,加强监管。

2.系统架构

污水泵站综合管理的自动化系统的架构主要有三个部分:一是泵站的监控系统的架构,二是控制中心系统的架构,三是整个系统的网络的架构。泵站的监控系统的架构又分成三个层次结构,包括现场的控制设备,单体泵站的监控系统以及中央监控管理系统。控制中心的系统架构也可以分成三个功能层面:数据层、中间层和表示层。而系统的整体网络的架构则是数据中心分别由数据适配器,实时的数据库,实时的数据提供发布的服务,管理和检测的服务,管理与监测客户端和系统的应用程序这些部分自下而上组成的。

3.泵站综合管理的自动化系统的系统运行

第一个是这个系统的网络的通讯系统,泵站和指挥中心之间采用虚拟的局域网进行连接,每一个在系统内的泵站都要设置以太网的交换机,接入到VPN网上,在泵站内的全部的网络设备都要和以太网交换机进行连接。然后指挥中心也要接到这个网上,指挥中心的各种电脑系统都要连接到这个交换机中。这样一个以指挥中心监控系统和泵站PLC控制系统的虚拟局域网就建立起来了。局域网建立起来之后,指挥中心和各个泵站之间的网络传递信息就在这个独立的局域网内进行。

第二个是PLC现场控制的系统。这个系统主要是在各个泵站之内的负责控制和监测工艺的设备,是泵站中的重要设备,可以用来监测各种工况的信号,接受各种设备运行情况,并将这些搜集来的工况报告给这个系统所在的上一级,然后由上一级做出反应。各种工况数据的获取方式主要有,一种是直接通过超声波的液位变送器得出的数据,把数据输出介入到PLC的模拟量的输入模块,以便获得泵站各个区域的液位数据。第二种是加装一个继电器,通过继电器收集各种设备的开关、故障等等信号,再把继电器接入到PLC的输入和输入模块。第三种是直接将电控启闭机的模拟量数据接入到PLC的模拟量的输入模块之中,获得启闭机的开度数据。当然还有很多途径,这里就不一一列举了。

第三个是泵站上位机的系统。泵站的上位机是泵站控制系统里面的中心设备,它负责的是整个泵站的管理和控制,所以对它的自动化管理的建设是十分必要的。污水泵站综合管理的自动化系统为泵站的上位机设备建立了上位机系统,使得上位机的操作变得方便简洁,同时系统的界面也很美观大方。

第四个是视频的监控系统。视频监控是保证泵站自动化管理系统能够实时监控泵站状况的一个重要方法。视频监控设备的安装要合理,要将泵站的各个方面的设备运行都拍摄到,不能够留有死角,使有的设备运行监控不到。一般来说,监控设备在进水池中要安装一个,在室外要安装一个,在控制室要安装一个,还有在泵房的配电房中也要安装一个,尽量做到全面无死角。视频监控设备在安装之后要进行试验阶段,对于画面不清晰的地方进行修复,保证监控画面的质量。

第五个是防雷接地的系统。雷击对泵站的整个运行影响很大,因为泵站内的设备都是用电运行并且都连接着网络,一旦遭受雷击,强烈的电流会对设备造成巨大的损害,使得设备失灵,系统失控,整个泵站就会处于瘫痪状态。所以,在泵站综合管理的自动化系统中,防雷接地系统是一个保护性的安全系统,为泵站的防雷提供了可靠的安全保证。

三、其他辅助系统

泵站的综合管理的自动化系统不仅包括指挥中心和城市中的各个泵站,还包括其他机构的辅助系统,其中包括排水控制中心的排水数据控制系统。

排水控制中心的控制系统主要负责的有:

(1)排水数据的收集和数据交换。将系统收集来的各个区域的排水数据初步处理后传递给指挥中心,指挥中心再根据这些数据来对泵站发出指令。

(2)向系统提供地理信息服务。系统还可以为泵站提供地理信息,通过对排水的数据进行分析得出地理信息,再将这些得到的地理信息发送给泵站的指挥中心系统,让指挥中心根据这些地理信息做出判断,发出指令,对泵站的运行状况做出更改。

四、结语

泵站的自动化运行管理是一个正在不断发展中的研究课题,在中国的很多泵站中,泵站的工作人员对泵站的自动化运行管理进行了有益的尝试和探索,为泵站的自动化管理的进一步发展铺平了道路,积累了经验。但泵站的自动化管理的发展前景是光明的,道路是曲折的,需要工作人员的共同努力。本文对城市的污水泵站的综合管理的自动化系统进行了介绍,希望能够为泵站的自动化管理提供一些有益的参考,为实现泵站的自动化管理做出自己应有的贡献。

版权、出处:《科技与企业》

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