村镇水厂的信息化管理

1 第七章第七章 村镇水厂的信息化管理村镇水厂的信息化管理 第一节第一节 村镇水厂信息化管理的基本概念村镇水厂信息化管理的基本概念 一 一 概述概述 村镇供水工程是农村与乡镇重要的基础设施 其质量直接关系到村镇居民的饮水安全 采用集中式供水是保障村镇居民饮水安全的一项有效工程措施 对保障人民身体健康和促 进农村经济社会的发展具有重要意义 村镇水厂具有分散 工程规模小 数量多等特点 通过信息化管理是保证供水安全和提高水厂供水效益的有效途径 以省为单位的农村供水 信息化管理分为三级 省级管理中心 县级管理分中心和村镇水厂信息化 各级之间通过 专用通信通道连接 每级内部采用局域有线网络进行通讯连接 整个系统组成一个统一的 通信网络 实现信息的传输和共享 省级管理中心承担着对全省城乡供水系统安全状况的检查 管理 调度 指导和信息 查询功能 县级管理分中心的功能与省级中心一致 只是所辖范围不同 负责对所辖乡镇 的安全供水状况进行监督管理和指导 村镇水厂信息化是整个信息化管理的基础单元 除 了承担控制 信息分析与处理 查询的任务 还要完成水厂监控系统的基础数据采集 处 理 传输 控制任务 二 村镇水厂信息化管理的基本概念二 村镇水厂信息化管理的基本概念 村镇水厂的信息化是将水利工程技术 计算机信息处理技术 自动控制技术 通信技 术 传感技术 控制及优化理论和图像处理技术等充分融合 具有生产运行智能化的决策 分析功能 实时优化决策控制功能 生产运行自动监控功能 生产运行管理功能以及全厂 信息管理功能 主要包括全厂生产自动化监控系统 生产运行智能分析系统 信息管理系 统三大部分 其中自动化监控系统是整个系统的基础 生产运行智能化分析系统是整个系 统的核心 而由信息管理系统实现生产 管理 控制的统一 自动化监控系统实现了全厂 生产自动化 生产运行的智能化分析系统并为自动监控系统提供控制决策信息 信息管理 系统除了实现常规信息系统的任务 还可从决策系统中得到重要决策信息 也可把其重要 的决策任务施加到自动化监控系统 数据流程如图 7 1 所示 2 图 7 1 数据流程图 三 村镇水厂信息化的关键技术三 村镇水厂信息化的关键技术 1 生产自动化监控系统 水厂自动化系统从早期的监控电脑通过采集卡控制设备 发展到以 PLC 为控制主体的 全厂分布式控制系统 但要完成信息化还必须达到以下要求 1 较高的自动化程度 除了各种阀门 泵实现自动控制 变送配电控制外 水质 仪表参数 电量功率的采集也很重要 它们是自动实现实时智能化分析的条件 水厂的各 种生产要素都要包含在这个自动化系统中 才能算真正意义上的全厂监控自动化 2 数据集中 必须构建统一的数据中心 它可以集中全厂各种生产要素的实时生 产数据 这才能为生产智能化打下坚实的基础 2 信息管理系统 信息管理系统对生产调度 水质监测 信息查询等进行微机联网 实现资源共享 信 息管理系统不仅完成传统的信息管理任务 还需要在其平台上实现对生产界面的监控 决 策分析以及下达控制命令 在监控现场 操作者通过监控客户端 运行人机界面客户端软 件 对整个水厂的生产进行监控 同时完成报表 决策分析的任务 3 智能化的分析系统 水厂的智能化分析系统 其核心是针对水厂生产运行管理的一种专家系统 分析系统 采用 基于数据库的知识学习原理 建立专家知识规则库 并用生产数据与专家知识规则 库进行比较 应用层次化结构推理技术得出分析结果 基于数据库的知识学习原理是将多年累计的历史数据或对实时产生的生产数据进行过 滤 聚合 平滑处理 回归分析等 再加上专家经验标准 对每一个分析对象 形成 If Then Else 方式的大量数据规则库 即知识库 在专家知识规则库里有大量这样的知识规则库 特点是随着使用时间增长 数据规则 数据库是变化的 稳定及明显按正态频率分布的特点 规则及数据知识的准确度及可信度 都会提高 根据专家知识规则库即可对在线采集的实时参数或历史数据进行分析判断 运 行方案进行比较 提出优化方案 决策信息 3 4 集成技术 自动化监控系统 智能化分析系统 管理信息系统之间有大量的数据交换 充分应用 现有可靠的数据库管理技术 对三个系统进行无缝连接 四 供水管理信息系统的发展趋势四 供水管理信息系统的发展趋势 目前供水管理信息系统的发展趋势是 l 不断采用新的网络手段 如各种无线网络 基于 VPN 的公用网络等 进行水资源 与供水信息采集 检测与控制 2 应用新型软件技术 如组件技术 网格技术 WEB 服务技术实现大规模异构信息系 统集成 消除信息孤岛现象 3 采用分布式与并行数据库实现分布式海量水资源信息存储与处理 4 开发综合水务信息系统 实现水质检测 供水管理与调度 区域水厂生产过程监 控 面向公众的信息分布与交互等功能 第二节第二节 村镇水厂信息化管理的设备及系统村镇水厂信息化管理的设备及系统 一 村镇水厂信息化管理的设备配置及描述一 村镇水厂信息化管理的设备配置及描述 1 工况监测设备 在工况监测系统中常用到的设备有 PLC 标准机柜 电力专用 UPS 超声波液位计或 投入式液位计 压力变送器 流量传感器等 PLC PLC Programmable Logic Controller 是指以计算机技术为基础的新型 工业装置 实质是一种专用于工业控制的计算机 其硬件结构基本上与微型计算机相 同 基本构成为 电源 中央处理器 输出接口电路 功能模块 通信模块 液位计 常用的液位计有超声波液位计或投入式液位计 投入式液位计是一种测量液 位的压力传感器 静压投入式液位变送器 液位计 是基于所测液体静压与该液体的高度 成比例的原理 采用先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器 将静压转 换为电信号 再经过温度补偿和线性修正 转化成标准电信号 一般为 4 20mA 它具有安装方便的特点 但如果水中杂质颗粒较大 则无法使 用 超声波液位计的原理是测量一个超声波脉冲从发出到返回整个过程所需的时间 超声 波液位计需垂直安装在液体的表面 压力变送器 一般意义上的压力变送器主要由测压元件传感器 也称作压力传感器 测量电路和过程连接件三部分组成 它能将测压元件传感器感受到的气体 液体等物理压 力参数转变成标准的电信号 如 4 20mADC 等 以供给指示报警仪 记录仪 调节器等二 次仪表进行测量 指示和过程调节 各类传感器 国家标准 GB7665 87 对传感器下的定义是 能感受规定的被测量并按 照一定的规律转换成可用信号的器件或装置 通常由敏感元件和转换元件组成 传感器是 4 一种检测装置 能感受到被测量的信息 并能将检测感受到的信息 按一定规律变换成为 电信号或其他所需形式的信息输出 以满足信息的传输 处理 存储 显示 记录和控制 等要求 它是实现自动检测和自动控制的首要环节 水厂信息化中用到的传感器主要有流 量传感器 浊度传感器 PH T 传感器 电导率传感器 余氯传感器 UPS UPS Uniterruptible Power Supply 是指不断电电源供应器 能够提供持续 稳定 不间断的电源供应 保证在常用电源突然中断时 使重要设备能够继续运行 留有 充分的时间启动备用电源 标准机柜 标准机柜广泛应用于计算机网络设备 有 无线通讯器材 电子等设备的 叠放 机柜具有增强电磁屏蔽 削弱设备工作噪音 减少设备占用地面面积的优点 2 水质安全监测设备 对于水质监测 一般配置浊度传感器 PH T 传感器 电导率传感器等 浊度传感器用 于检测水的浓度和浊度 典型应用于初级和二级澄清池 余氯传感器用于实时监测含氯胺 的饮用水中的余氯 PH T 传感器主要用于检测水处理各环节的水的 PH 值和水温 3 中控室设备 中控室配置主要有主机 一般不少于两台分别为 通讯和数据采集工作站 视频工作 站 打印机 网络交换机 路由器 大屏幕显示系统等 主机指计算机用于放置主板及其他主要部件的容器 mainframe 通常包括 CPU 内 存 硬盘 光驱 电源 以及其他输入输出控制器和接口 如 USB 控制器 显卡 网卡 声卡等等 位于主机箱内的通常称为内设 而位于主机箱之外的通常称为外设 如显示器 键盘 鼠标 外接硬盘 外接光驱等 网络交换机 又称 网络交换器 是一个扩大网络的器材 能为子网络中提供更多 的连接端口 以便连接更多的计算机 路由器的一个作用是连通不同的网络 另一个作用是选择信息传送的线路 选择通畅 快捷的近路 能大大提高通信速度 减轻网络系统通信负荷 节约网络系统资源 提高网 络系统畅通率 从而让网络系统发挥出更大的效益来 大屏幕显示系统为信息发布和会商决策提供支持 4 视频安保设备 利用摄像设备对厂区进行全覆盖视频监控 包括水厂人员活动状态和厂区安全 水泵 工作状态和室内情况以及水源地安全 基于网络的数字视频监控系统的水厂典型视频监控 结构如图7 2 所示 实现数字化的图像远程传输和处理 用到的主要设备如下 5 图 7 2 水厂视频监控系统图 摄像机 视频监控系统用到的设备主要为智能快球摄像机和红外一体化摄像机 红外 一体化摄像机 是指半球型红外一体机 快速球型红外一体机 结合云台的红外一体化摄 像机和镜头内建的红外一体机 智能球型摄像机是现代电视监控发展的代表 它集彩色一 体化摄像机 云台 解码器 防护罩等多功能与一体 安装方便 使用简单但功能强大 广泛应用于开阔区域的监控 不同的场合都可以使用 视频编码器 智能视频编码 根据图像运动情况 可以自动调整图像分辨率 图像帧 率以及图像质量 视频管理主机 视频管理主机由硬件与软件组成 是整个系统的控制管理中心 它负 责所有系统设备 如视频编 解码器 管理员控制台 远程用户 逻辑连接 工作状态监视 管理并负责响应相关设备的命令请求 发出控制指令到指定设备动作等 同时它还负责整 个系统中的用户认证及权限管理 工作站 工作站是整个图像处理系统的操作界面 也是整个系统的核心控制的用户接 口部分 用户通过对它的操作来实现系统管理和图像管理 可完成用户管理 控制数字显 示终端 实时图像显示 历史图像播放等功能 5 通讯设备 水厂内部采用有线局域 LAN 对于远方监测点根据距离远近 现场情况等采用有线 无线电台或 GPRS 通讯方式 其他设备 点对点无线传输设备 投影机 安装支架 硬盘 同轴视频线 电源线 控制线等 视频管理 存储服务器等 二 二 村镇水厂信息化管理系统村镇水厂信息化管理系统 6 1 水厂信息化管理系统结构 信息管理系统建设是以提高业务的效率和质量为目标 采用先进成熟的计算机 通讯 网络 自动控制和传感器技术 通过现地监测 控制等自动化设施建设 实现对水厂设备 运行状态和各种信息的自动远程监测和控制 系统可分为三层结构 监控管理层 过程控制层 现地数据采集与控制层 1 水厂监控管理层 系统监控管理层集成整个水厂的数据信息 整个系统内所监控的设备都在这里进行集 中管理和显示 为操作人员提供图形界面 通过实时动态流程图 符号 曲线 棒图 闪 烁等多种形式显示系统状态 并能对数据进行统计 分析汇总和制作生产报表并可报表打 印 界面友好 简单易学 通过鼠标和键盘操作管理整个系统 2 过程控制层 过程控制层由现地控制单元组成 采用有线通讯方式与监控管理层组成局域网络 使 各系统现地控制单元与监控管理层进行高速信息通讯 并实现对现场被控设备的控制和参 数数据采集 3 末端设备层 现地数据采集与控制层 末端设备层由现地采集设备 现场控制回路设备等末端设备组成 一般由现场仪表和 控制执行机构组成 输入输出信号为模拟信号 0 10Vdc 或 4 20mA 或开关量信号 这 类设备包括压力 流量等各种变送器 以及低压配电产品 开关 接触器等 控制回路 接触器 断路器 软启或变频 等 水厂监控与信息化管理系统的结构如图 7 3 所示 图 7 3 水厂自动化监控与管理系统结构图 7 2 系统功能 2 1 现地控制单元 LCU 功能 每台 LCU 均是一套完整的计算机控制系统 与系统联网时 作为监控系统的一部分 实现系统指定的功能 而当与系统脱离时 则能独立运行 实现 LCU 的现地监控功能 LCU 的数据处理与厂站级的数据处理分工不同 LCU 负责数据采集与预处理 厂站级 数据处理负责将上送的预处理数据按照规约格式更新实时数据库 写入历史数据库 进行 实时显示 报警和记录 在 LCU 的数据预处理时 数据缓冲区可短期保存一定的变化报警 数据 当 LCU 与站级系统通讯中断时 短时内确保数据不丢失 待通讯正常后上送站级系 统更新相应数据库 LCU 的一般主要功能如下 1 各种数据采集与预处理功能 2 事件顺序记录功能 3 数据通讯与网络通讯功能 4 现地数据库管理功能 5 现地人机联系功能 各 LCU 根据具体功能要求 可实现有关控制功能 如闸门开 闭控制 闸门开度调整 阀门开 关等 为了确保监控系统操作的正确性 系统的所有的控制操作均有严格的闭锁 系统硬件及软件诊断与自恢复功能 LCU 具有自诊断功能 对 LCU 的硬件及软件进行 在线诊断报警 并根据需要进行系统的自恢复处理 报警处理 对于冗余模件 可自动进 行硬件切换处理 闸门现地控制单元 LCU 可接受主控级的命令 或者在现地人机界面实现闸门的提升 降落操作 集中自动控制 以及其它相关控制与操作 现地控制单元 LCU 配有触摸显示屏 触摸显示屏显示其监控范围内的系统画面 显示 模拟量数值 设备状态 主要电气量测量值和开关的运行状态 当运行人员进行操作登录 后 可通过触摸显示屏进行其监控范围内的系统设备的操作 本地控制柜上的触摸显示屏显示其监控范围内的系统接线画面 显示主要电气量测量 值和开关的运行状态 当运行人员进行操作登录后 可通过触摸显示屏进行其监控范围内 的其他操作控制 现地控制单元 LCU 具有必要的通信接口 便携式计算机可接入 在进行现场调试或厂 站设备故障的情况下 运行人员可通过便携式计算机实现现地控制单元级的交互式控制功 能 完成对本 LCU 所属设备的相关操作和处理 以便于现场调试和保证设备的安全运行 现地控制单元 LCU 还具有通过便携式计算机编译下装控制程序的手段 2 2 系统监测控制功能 系统主要采集参数 水泵运行状态 三相电流 三相电压 泵的启停控制 出水管道 8 压力 流量 清水池液位等 监测功能 监测功能 1 清水池液位参数实时采集显示 当液位参数超过极低值时发出报警信号 作为 给水泵停止参考参数 2 供水出口压力参数实时采集显示 作为给水泵变频控制参考参数 3 供水出口流量参数实时采集显示 4 水厂总用电量参数实时采集显示 作为系统运营成本核算参考参数 5 供水余氯 浊度 PH 电导率 温度参数实时采集显示 作为系统水质监测指 标参考参数 6 管网压力参数实时采集显示 当压力参数出现异常时发出报警信号 7 管网流量参数实时采集显示 控制功能 控制功能 1 水源取水泵远程 就地控制功能 在水泵就地控制柜上可实现启停水泵 在监控 画面上也可对水泵进行启停操作 即远程控制水泵的启停 2 给水泵变频控制功能 通过采集供水压力信号控制水泵的启停 根据压力变化 调节水泵的转速 从而实现系统恒压 3 水厂监控系统对以上数据信息进行显示 分析和打印 对故障信息产生报警信 号 并可对历史数据存储 检索和查询 4 供水系统采集的参数有阀门状态 管网压力 水质参数 余氯 浊度 PH 电 导率 温度 液位 增压泵三相电流 三相电压 功率因数等 2 3 视频监控功能 视频图像监控功能 视频图像监控功能 可对图像进行实时播放 历史播放 播放控制处理 具有完善的图像切换功能 操作人员在权限范围内将指定摄像机实时或历史图像在指 定的播放窗口内任意显示或输出到数字显示墙的监视器上 可进行图像显示方式进行顺序切换和分组切换设置 图像参数可以远程实时调节 包括亮度 对比度 色度 帧率 码流 关键帧参数 图像格式 QCIF CIF 2CIF D1 等 可以为每路图像配置文字注释和编号设置 可以叠加时间 字符和时间可在观看图像 时取消或叠加 历史图像回放 可以根据日期 时间 报警事件检索相关历史记录 可高速率快慢回 放 图像和声音同步回放 可对图像进行放大 缩小操作 可定格抓拍画面并实现彩色打印 9 控制功能 控制功能 1 具有音视频切换 云台镜头控制 能控制相应的云台转动以及镜头的变倍 光 圈和聚焦 2 实现远程现场辅助开关灯光 雨刷等的开闭控制 报警功能 报警功能 1 报警输入 输出设备连接 如红外探头 警灯等 2 报警参数远程设置 如报警定时开关时间 蜂鸣时间等 3 实现图像丢失报警 4 实现图像框定区域的移动变化报警 5 现场报警信息事件日志记录 以备查询取证 6 报警前 报警后录像 声音功能 声音功能 1 现场声音实时监听 2 双向语音对讲 3 点对多点语音广播 2 4 系统软件功能 系统软件一般采用组态软件或其它面向对象的编程软件开发 一般具有以下基本功能 1 水厂运行各类报表的生成与打印功能 2 水处理工艺流程的实时监控显示 3 数据库管理 4 信息查询 5 接受省级管理中心或县级管理分中心的指令 6 值班日志记录 2 5 系统时钟功能 水厂自动化系统可通过卫星时钟系统 以高精度的卫星实时时钟装置为基准时钟 采 用 NTP 网络对时协议定时校对系统内各计算机系统的实时时钟 包括各服务器 工作站主 机 各 LCU 系统的时钟 以达到监控系统内部的各子系统时钟的同步一致 满足系统实时 功能的要求 实时时钟由主控计算机周期地向各 LCU 发送时钟信号 再由实时卫星时钟系统向 LCU 发送同步脉冲或脉冲编码信号 发送同步脉冲的周期由系统内各计算机时钟的实测日误差 和系统对时钟的精度要求而决定 可由人工整定 卫星时钟装置的可自动跟踪国际标准时间 不需人工校正 10 第三节第三节 设备系统的运行与维护设备系统的运行与维护 整个系统的设备包括工况检测设备 水质安全检测装置 中控室设备 视频系统设备 主要为 PLC 液位计 压力变送器 各种传感器 电脑 打印机 路由器 摄像头等 以 下分别介绍各种设备的运行及维护 一 一 PLCPLC PLC 工作过程一般分为三个阶段 即输入采样 用户程序执行和输出刷新三个阶段 完成上述三个阶段称作一个扫描周期 在整个运行期间 PLC 的 CPU 以一定的扫描速 度重复执行上述三个阶段 一 输入采样阶段 在输入采样阶段 PLC 以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据 并将它们存 入 I O 映象区中的相应得单元内 输入采样结束后 转入用户程序执行和输出刷新阶 段 二 用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段 PLC 总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序 梯形图 在扫描每一条梯形图时 又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路 并按先 左后右 先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算 然后根据逻辑运算的 结果 刷新该逻辑线圈在系统RAM 存储区中对应位的状态 或者刷新该输出线圈在 I O 映象区中对应位的状态 或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令 三 输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后 PLC 就进入输出刷新阶段 在此期间 CPU 按照 I O 映 象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路 再经输出电路驱动相应的外设 这 时 才是 PLC 的真正输出 PLC 使用时应注意 以下几点 1 工作环境 温度 PLC 环境温度在 0 55 安装时不能放在发热量大的元件下面 四周通风散 热的空间应足够大 基本单元和扩展单元之间要有 30mm 以上间隔 开关柜上 下部应有通 风的百叶窗 防止太阳光直接照射 如果周围环境超过 55 要安装电风扇强迫通风 湿度 为了保证 PLC 的绝缘性能 空气的相对湿度应小于 85 无凝露 震动 应使 PLC 远离强烈的震动源 防止振动频率为 10 55Hz 的频繁或连续振动 当使用环境不可避免震动时 必须采取减震措施 如采用减震胶等 11 空气 避免有腐蚀和易燃的气体 例如氯化氢 硫化氢等 对于空气中有较多粉尘或 腐蚀性气体的环境 可将 PLC 安装在封闭性较好的控制室或控制柜中 并安装空气净化装 置 电源 PLC 供电电源为 50Hz 220 1 10 V 的交流电 对于电源线的干扰 PLC 本身 具有足够的抵制能力 对于可靠性要求很高的场合或电源干扰特别严重的环境 可以安装 一台带屏蔽层的隔离变压器 以减少设备与地之间的干扰 一般 PLC 都有直流 24V 输出提 供给接线端 该接线端可为输入传感器 如光电开关或接近开关 提供直流 24V 电源 当输 入端使用外接直流电源时 应选用直流稳压电源 因为普通的整流滤波电源 由于纹波的 影响 容易使 PLC 接收到错误信息 2 安装与布线 动力线 控制线以及 PLC 的电源线和 I O 线应分别配线 隔离变压器与 PLC 和 I O 之 间应采用双胶线连接 PLC 应远离强干扰源如电焊机 大功率硅整流装置和大型动力设备 不能与高压电器安装在同一个开关柜内 PLC 的输入与输出最好分开走线 开关量与模拟 量也要分开敷设 模拟量信号的传送应采用屏蔽线 屏蔽层应一端或两端接地 接地电阻 应小于屏蔽层电阻的 1 10 PLC 基本单元与扩展单元以及功能模块的连接线缆应单独敷设 以防止外界信号的干扰 交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆 输出线应尽量远离 高压线和动力线 避免并行 3 I O 端的接线 输入接线一般不要超过 30 米 但如果环境干扰较小 电压降不大时 输入接线可适 当长些 输入 输出线不能用同一根电缆 输入 输出线要分开 尽可能采用常开触点形式 连接到输入端 使编制的梯形图与继电器原理图一致 便于阅读 输出端接线分为独立输出和公共输出 在不同组中 可采用不同类型和电压等级的输 出电压 但在同一组中的输出只能用同一类型 同一电压等级的电源 由于 PLC 的输出元 件被封装在印制电路板上 并且连接至端子板 若将连接输出元件的负载短路 将烧毁印 制电路板 因此 应用熔丝保护输出元件 采用继电器输出时 所承受的电感性负载的大 小 会影响到继电器的使用寿命 因此 使用电感性负载时选择继电器工作寿命要长 PLC 的输出负载可能产生干扰 因此要采取措施加以控制 如直流输出的续流管保护 交流输 出的阻容吸收电路 晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护 4 外部安全电路 急停电路 对于能使用户造成伤害的危险负载 除了在控制程序中加以考虑之外 还 12 应设计外部紧急停车电路 使得 PLC 发生故障时 能将引起伤害的负载电源可靠切断 保护电路 正反向运转等可逆操作的控制系统 要设置外部电器互锁保护 往复运行 及升降移动的控制系统 要设置外部限位保护电路 可编程控制器有监视定时器等自检功能 检查出异常时 输出全部关闭 但当可编程 控制器 CPU 故障时就不能控制输出 因此 对于能使用户造成伤害的危险负载 为确保设 备在安全状态下运行 需设计外电路加以防护 电源过负荷的防护 如果 PLC 电源发生故障 中断时间少于 10 秒 PLC 工作不受影响 若电源中断超过 10 秒或电源下降超过允许值 则 PLC 停止工作 所有的输出点均同时断开 当电源恢复时 若 RUN 输入接通 则操作自动进行 因此 对一些易过负载的输入设备应 设置必要的限流保护电路 重大故障的报警及防护 对于易发生重大事故的场所 为了确 保控制系统在重大事故发生时仍可靠的报警及防护 应将与重大故障有联系的信号通过外 电路输出 以使控制系统在安全状况下运行 5 PLC 的接地 良好的接地是保证 PLC 可靠工作的重要条件 可以避免偶然发生的电压冲击危害 PLC 的接地线与机器的接地端相接 接地电阻小于 100 如果要用扩展单元 其接地点应 与基本单元的接地点接在一起 为了抑制加在电源及输入端 输出端的干扰 应给 PLC 接 上专用地线 接地点应与动力设备 如电机 的接地点分开 若达不到这种要求 也必须做 到与其它设备公共接地 禁止与其它设备串连接地 接地点应尽可能靠近 PLC 6 冗余系统与热备用系统 如果控制系统发生故障 将会造成停产 原料大量浪费或设备损坏 给企业造成极大 的经济损失 但是仅靠提高控制系统硬件的可靠性来满足上述要求是远远不够的 因为 PLC 本身可靠性的提高是有一定的限度 使用冗余系统或热备用系统就能够比较有效地解 决上述问题 二 二 UPSUPS UPS 具有双变换在线式 零转换功能 市电正常时 单相 220V 或三相 380V 经过隔离 整流滤波后通过逆变器给负载供电 若交流电网输入异常或断电时 则由 电力系统后备的直流屏经逆止二极管逆变供电 当直流屏欠压或断电时 静态开关切换 到旁路供电 市电恢复正常时 自动切换到市电逆变供电 若逆变器过载或故障时 转 为旁路供电 同时发出警告信号 三三 液液位位计计 13 1 投入式液位计 投入式液位计的使用原理是 当液位变送器投入到被测液体中某一深度时 传感 器迎液面受到的压力公式为 式中 P为变送器迎液面所受压力 0 pHgp 为被测液体密度 g 为当地重力加速度 Po 为液面上大气压 H为变送器投入液体的 深度 同时 通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔 再将液面上的大气压 Po与传感器的负压腔相连 以抵消传感器背面的Po 使传感器测得压力为 gH 显然 通过测取压力 P 可以得到液位深度 a 调试方法 拧下保护盖 即可看到调零和满程电阻器 外接标准电源及电流表 0 2 极以上 即可调整 步骤如下 在变送器没有液体的情况下 调节零点电阻器 使之输出电流 4m 变送器加液到满量程 调节满程电阻器 使之输出电流 20m 反复以上步骤两三次 直到信号正常 调节完毕 拧紧保护盖 b 注意事项 接供电电源时应严格按照产品的接线说明进行连接 使用中发现异常 应关掉电源 停止使用 进行检查 或直接向产品技术部门联系 运输 储存时应恢复原包装 存放在阴凉 干燥 通风的库房内 2 超声波液位计 超声波液位计垂直安装在液体的表面 它向液面发出一个超声波脉冲 经过一段时间 超声波液位计的传感器接收到从液面反射回的信号 信号经过变送器电路的选择和处理 根据超声波液位计发出和接收超声波的时间差 计算出液面到传感器的距离 超声波属于机械波 这就决定了它的传播依赖于连续弹性介质的压力 温度 气流 湿度影响 介质压力 声波在真空中是无法传播的 但在微真空状态下可以传播 建议不 要在任何真空环境应用 因为可能造成超声波工作不正常或者误差变大 介质湿度 在干 燥或者饱和湿度的空气中 声速最大将会变化 2 水蒸气中空气含有多种气体影响超声 波发射速度 空间 在声波下面有障碍或者有管路 影响超声波发射 造成信号丢失 泡 沫 被测介质所产生的大量泡沫容易吸收声波或者干扰声波发射 气流 在风速小于 50Km h 时候 基本可以忽略 在风速大于 50Km h 时将对测量结果产生影响 14 四 压力变送器四 压力变送器 变送器在工艺管道上准确的安装位置与被测介质有关 为获得最佳的丈量效果 应留 意考虑下列情况 a 防止变送器与侵蚀性或过热的介质接触 b 防止渣滓在导管内沉积 c 丈量液体压力时 取压口应开在流程管道侧面 以避免沉淀积渣 d 丈量气体压力时 取 压口应开在流程管道顶端 并且变送器也应安装在流程管道上部 以便积累的液体轻易注 入流程管道中 e 导压管应安装在温度波动小的地方 f 丈量蒸汽或其它高温介质时 需接 加缓冲管 盘管 等冷凝器 不应使变送器的工作温度超过极限 g 冬季发生冰冻时 安 装在室外的变送器必须采取防冻措施 避免引压口内的液体因结冰体积膨胀 导至传感器 损坏 h 丈量液体压力时 变送器的安装位置应避免液体的冲击 水锤现象 以免传感器 过压损坏 i 接线时 将电缆穿过防水接头 附件 或绕性管并拧紧密封螺帽 以防雨水 等通过电缆渗漏进变送器壳体内 五 各类传感器五 各类传感器 水厂信息化中用到的传感器主要为流量传感器 浊度传感器 PH T 传感器 电导率传 感器 余氯传感器 它们将探测的信号 光 热 湿度 化学组成等 传递给其他装置 转换成模拟电信号 数字输出信号或频率信号等 传感器在安装时注意跟电缆隔离 保持 一定的电气距离 防干扰 若传感器信号线需要延长 则应采用特制的密封电缆接线盒 所有通向显示电路或从电路引出的导线 均应采用屏蔽电缆 传感器输出信号读出电路不 应和能产生强烈干扰的设备 如接触器等 及有可观热量产生的设备放在同一箱体中 用 以测量传感器输出信号的电子线路 应尽可能配置独立的供电变压器 而不要和接触器等 设备共用同一主电源 六 主机六 主机 主机的使用和维护应注意以下几点 1 经常对系统进行查毒 杀毒 用干净的系统启动盘来重新启动电脑 最新杀毒 软件杀毒 每月至少查杀两次 确保电脑在没有病毒的干净环境下工作 2 定时打开 控制面板 查看 系统 的 设备管理器 中有没有带黄色 或红色 的设备选项 如果发现有此种情况 说明电脑的硬件设备有冲突 久而久之 很容易使系统出现故障 应该及时删除该设备 然后进行 新硬件检测 重新安装该设备 的驱动程序或进行驱动程序的升级工作 以解决系统的冲突问题 3 定期利用操作系统的 附件 系统工具 磁盘清理程序 对磁盘进行清理 维 护和碎片整理 彻底删除一些无效文件 垃圾文件和临时文件 这样使得磁盘空间及时释 15 放 磁盘空间越大 系统操作性能越稳定 特别是 C 盘的空间尤为重要 4 保持电脑处在整洁 干燥 清洁的环境中 5 当电脑在使用中出现意外断电或死机及系统非正常退出时 应尽快对硬盘进行扫 描维护 及时修复文件或硬盘簇的错误 在这种情形下硬盘的某些文件或簇链接会丢失 给系统造成潜在的危险 如不及时扫描修复 会导致某些程序紊乱 有时甚至会影响系统 的稳定运行 七 显示器七 显示器 显示器的使用与维护注意事项 1 不要把显示器放在有磁场的地方 显象管中的荫罩板非常容易被干扰和磁化 许多家用电器包括空调 手机 各类充电 器等等都存在着强烈变化的磁场 2 让显示器处于干燥的环境 显示器内部存在高压 在过湿的环境下 显示器内部的电源变压器和其它线圈受潮后 易产生漏电而导致故障 3 定期进行清洁工作 在准备清洁工作时 切记先关闭显示器的电源 然后用软布蘸些清水 需要拧干 让 软布有些湿即可 然后向同一个方向进行擦拭 或者从显示器中心往外擦拭 如果有专用 的显示器屏幕清洗剂更好 按使用说明使用 注意千万不能用酒精一类的化学溶液擦拭 清除其内部的灰尘 必须请专业人员进行该操作 4 防止阳光直接照射显示器 直接的日光照射将造成显示器寿命大大缩短 5 让显示器处于通风的环境 显示器周围需要足够的通风空间 让其散发热量 使用过程中不要在显示器上搭盖物 品 6 防止灰尘进入显示器内部 由于显示器内部的高压高达 10kV 30kV 这么高的电压形成的电场会吸引空气中的灰 尘颗粒 它们长期积累在显示器的内部电路 元器件上 对显示器的危害是不可低估的 所以尽量将显示器放置在干净清洁的环境中 八 网络交换机八 网络交换机 网络交换机的使用和维护请遵从以下的注意事项 16 1 在清洁交换机前 应先将交换机电源插头拔出 不要用湿润的布料擦拭交换机 不可用液体清洗交换机 2 请不要将交换机放在水边或潮湿的地方 并防止水或湿气进入交换机机壳 3 请不要将交换机放在不稳定的箱子或桌子上 万一跌落 会对交换机造成严重 损害 4 应保持室内通风良好并保持交换机通气孔畅通 5 交换机要在正确的电压下才能正常工作 请确认工作电压同交换机所标示的电 压相符 6 为减少受电击的危险 在交换机工作时不要打开外壳 即使在不带电的情况下 也不要随意打开交换机机壳 九 路由器九 路由器 对于路由器的种种问题应当防范于未然 及时做好日常管理和维护工作 力求做到有 备无患 切实地做好路由器的管理与维护工作应从以下几个方面入手 1 做好标记 方便维护 由于局域网内计算机相对比较多 网线繁多 如果发生故障了也不知道是那条线搭哪 条线 所以对于连接计算机与路由器的网线要做好标记 在路由器端要标示连接哪台主机 在计算机端要标示是连接到路由器的哪个端口 以方便维护工作 2 为路由器提供一个良好工作环境 在路由器使用过程中应尽量为其提供一个符合厂商规定的环境指标的工作环境 以免 影响路由器的正常工作 甚至损坏路由器 一般需注意的是电源的电压 工作温度 存贮 温度 工作的相湿度 存贮的相对湿度等方面 尤其要注意防潮防发热 由于路由器是由 许多紧密的电子元件组成的 这些电子元件会因潮湿而引起电路短路 因此务必要将它放 置在干燥的地方 特别是在梅雨时节 更要注意保持路由器工作环境的干爽 另外 由于 路由器在运行过程中设备的芯片会散发出大量的热 如果不及时将其散发 则有可能导致 芯片的热度超出指标范围 而导致企业路由器工作异常 因此 最好将路由器放置在通风 干爽的位置 千万不要用装饰布之类盖住路由器 也不要在路由器周围堆放书籍 杂物之 类的 3 防电磁干扰 数据在传输过程中 会受到多方面因素的影响 电磁干扰就是其中主要的一个方面 例如音箱 无线电收发装置等设备若与路由器靠得太近的话 网络信号将可能会受到外界 17 辐射的影响 因而尽量把路由器放在一个独立的地方 离那些会产生电磁干扰的设备远一 些 4 在路由器通电过程中 不要随意插拔 当路由器加电以后 就尽量不要进行带电插拔的操作 因为这样的操作很容易造成电 路损坏 尽管有很多路由器的生产商已采取了一定的防护措施 但仍需分外注意 以免对 路由器造成不必要的损坏 5 做好防雷击措施 虽然很多的时候雷击所造成的感应电压并不能一次就把路由器彻底报销 但是即使当 时没有造成网络故障 但路由器若再经常受到过压冲击 就很容易引起路由器设备零件的 老化 大大地缩短了其使用寿命 对于旧的路由器来说就更加容易遭受破坏 所以要切实 做好防雷击措施 用户可以通过做好设备接地装置和安装有效的防雷保护系统这两种方法 来防雷击 十一 大屏显示系统十一 大屏显示系统 安装大屏显示器后要注意设备的保养以延长使用寿命 包括以下几点 1 设备清洁保养 屏幕墙箱体清洁维护保养 包括屏幕墙表面 箱体内部 投影机架等清洁维护保养 控制器专业清洁维护保养 包括控制器表面 散热系统 电源系统 输入输出端口 板卡等清洁 维护保养 接口电缆专业清洁维护保养 检查线缆接口 并做清洁处理 2 设备调试 达到最佳工作状态 检查大屏幕系统设备状态和运行情况 检查矩阵 控制计算机等外围设备状态和运行情况 检查光栅 颜色变化情况 视情况对投影机光栅进行调整 输入信号调整及显示模式调整 投影机设置参数的备份 大屏幕控制管理软件设置及备份 检查全屏颜色一致性 投影机基色整定 投影机色温 色平衡调整 十二 摄像头十二 摄像头 摄像机 视频监控系统用到的设备主要为智能快球摄像机和红外一体化摄像机 红外 一体化摄像机 是指半球型红外一体机 快速球型红外一体机 结合云台的红外一体化摄 18 像机和镜头内建的红外一体机 智能球型摄像机是现代电视监控发展的代表 它集彩色一 体化摄像机 云台 解码器 防护罩等多功能与一体 安装方便 使用简单但功能强大 广泛应用于开阔区域的监控 不同的场合都可以使用 视频保安系统常用的设备主要为室外智能快球摄像机和红外一体化摄像机等 安装红 外一体化摄像 要尽可能的避免直射光源 因为红外灯电源控制部分是根据红外灯板上的 光敏电阻来控制红外灯的工作电源的 智能球型摄像机采用 精密微分步进电机 实现智能球型摄像机的快速 准确的 定位 旋转 所有这一切都是通过CPU 发给的指令来实现的 然后将摄像机的图象 摄像机的功能写进高速球的 CPU 实现在控制云台的时候 将图象传输出来 并且能 将摄像机的很多功能 例如白平衡 快门 光圈 变焦 对焦等功能同时实现控制 智能球型摄像机的功能包括 预置点或预置位 自动巡航 自动扫描 模式或花样 扫描 自动运行 焦距控制 聚焦控制 光圈控制 自动翻转 焦距 速度自动匹配 使用智能球型摄像机要注意以下几点 a 安装时应小心 避免撞击 大力摇晃等状况 b 勿自行拆卸球型摄像机 c 不要阻塞外壳上的散热孔 d 室外球机的操作温度在 45 55 间 勿超出温度 湿度或电源等级使用 e 勿让摄像机暴露在雨水 湿气重的环境 也避免在潮湿的地方使用 f 勿使用强力或是研磨粉类的清洁剂来清洗摄像机 g 勿将摄像机直接朝向太阳或是过度明亮的发光物体 第四节第四节 系统软件的使用及维护系统软件的使用及维护 一 系统软件的使用一 系统软件的使用 系统软件的功能在本章第二节中有详细介绍 其使用方法根据各水厂的具体情况而不 同 一般按照系统开发单位编写的详细操作说明来使用 二 系统软件的维护二 系统软件的维护 系统软件维护是指在管理信息系统交付使用后 为了改正错误或满足新的需要而修改 系统的过程 管理信息系统是一个复杂的人机系统 系统内外环境 以及各种人为的 机 器的因素都不断地在变化着 为了使系统能够适应这种变化 充分发挥软件的作用 产生 19 良好的社会效益和经济效益 就要进行系统维护的工作 另外 大中型软件产品的开发周 期一般为一至三年 运行周期则可达五至十年 在这么长的时间内 除了要改正软件中残 留的错误外 还可能多次更新软件的版本 以适应改善运行环境和加强产品性能等需要 这些活动也属于维护工作的范畴 能不能做好这些工作 将直接影响软件的使用寿命 一个系统的质量高低和系统的分析 设计有很大关系 也和系统的维护有很大关系 在维护工作中常见的绝大多数