泵站计算机监控系统

1、泵站计算机监控系统随着计算机水平的不断提高，我国泵站工程中采用计算机进行保护与监控越来越普及，监控系统的开发与研究也进入了一个全新的阶段，同时也产生了行业先进的计算机监控系统。如东深供水改造工程，作为大型跨流域、多梯级调水工程，自动监控系统的规模庞大、结构复杂，既要满足供水安全的要求，又要实现无人值班、远方集中与自动抽水控制，从而达到减员增效和优化调度的目的，而全线输水设施主要采用隧洞、箱涵、渡槽等封闭式“刚性”管道连接，输水过程中无水库调节，因此要求监控系统进行全线实时调度控制，协调各梯级泵站运行，实现泵站间的运行安全闭锁，这也是确保调水工程安全、高效、经济运行的重要生产和管理手段。东深供水

2、改造工程计算机监控系统综合应用自动控制技术、计算机和IP技术及通信技术，构筑出大型跨流域梯级调水工程的分层分布式和开放式的监控系统，在系统中首次采用多星形100/1000M冗余以太网技术和600M多环综合通信网络技术，构成了复杂、多网、多链路的系统网络。同时，该计算机监控系统对不同的现场总线技术进行集成，实现了众多设备现场数据采集的全面数字化。在工业电视系统中，首次实现了对视频信号进行跨网络、无矩阵的切换与控制。该计算机监控系统开发了如下先进的泵站控制功能:采用复杂严密的软硬件逻辑控制措施，保障供水工程安全的泵站联合运行与安全闭锁功能；全线和各泵站的流量平衡控制功能;供水安全和流量平衡前提下的

3、全线APC（自动抽水控制）、单泵站APC和单泵组APC功能；泵组、泵站及全线优化调度功能；全线监视、控制功能及统计、报表与运行指导功能。自来水厂自动监控系统主要是对取水泵站、药物投加站、沉淀地、V型滤池、炭滤池、送水泵站、污水处理站等主要设备实现自动监控，系统设置多个分站，在中央控制室对所有设备集中监控，通过工业控制网络，采用无线或有线等多种通讯手段进行数据交换与共享现场工作间无人值守，实现全厂生产过程的自动化控制。目前我公司已完成多个水厂自动控制系统，其中包括宝安区要做好岗五指杷水厂、潮州赐茶水厂、汕头新津水厂等大型水厂。污水处理厂包括污水处理自控系统和中水回用自控系统，系统采用测控管理，通

4、过现场总线成上层计算机通讯。我公司已完成污水处理项目包括广州新白云国际机场污水处理厂自控系统，该工程是国家重点工程广州新机场迁建工程的一部分。主要工程：广东省公安厅消防总队训练基地自动控制系统天津天星纯水生产线控制系统广州新白云国际机场污水处理厂自控系统深圳市宝安区松岗五指杷水厂自控系统潮州赐茶水厂自控系统汕头新津水厂自控系统广州味精厂自动控制系统荆门石化厂丙烷压缩机冗余控制系统上海港务局港口垃圾焚烧自控系统嘉陵集团摩托车消声器电镀生产线控制系统阳江、肇庆、珠海电信动力环境集中监控系统京珠南隧道群控制系统广州地铁一号线SCADA系统改造工程给水和污水处理过程控制系统将有线网络通讯技术和先进的无

5、线网络通讯技术进行紧密结合，无线网络具有灵活性、可移动性和极强的可扩容性等特点，可用其传送远程泵站的图像数据和监控数据，解决了在山地、河流、港口等特殊地理位置和环境辅设有线网络传输介质的难题，同时也节省了工程投资，缩短了施工周期。水处理工程通讯系统主要由通讯系统、工业电视监控系统、计算机监控系统、远程泵站控制系统、排海泵站控制系统及污水处理厂控制系统等组成。通讯系统。选用完全符合工业级标准且具有真正冗余功能的光纤交换机，构成100Mbps光纤主干网，实现实时图像、监控数据和语言的三网合一，确保监控通讯系统的可靠性和实时性。工业电视监控系统。由国际上最先进的硬件设备和专用的监控软件组成，确保所有

6、图像在电视墙上显示的同时，能用计算机软件进行回放、录像和报警等操作。计算机监控系统。由计算机和监控软件等组成，使用基于客户机/服务器结构的开放的WindowsNT软件系统，通过以太网实现对远程设备的监控和管理。远程泵站控制系统、排海泵站控制系统及污水处理厂控制系统。由高性能PLC控制器、现场仪表及控制设备组成，完成泵站和污水处理厂的全自动控制，实现泵站的无人值守。典型工程嘉兴市污水处理工程（有监控图）嘉兴市污水处理工程由12座提升泵站、污水处理厂及排海工程组成，主要负责市区及所辖县市城镇的城市污水，兼顾部分分散的工业废水和乡镇生活污水的处理。污水处理采用新式氧化沟工艺，日处理量30万吨。主要包

7、括主中控室、工业电视监控系统、电话语音系统、通讯系统、分控室、PLC现场控制站、泵站、污水处理厂、排海泵站、防雷系统十大部分，设计选型先进，使用安全可靠。萧山南片供水工程3订3订工程规模为30万米3/日，属二类城市净水厂，主要包括加矾、加碱、加氯控制系统、反应池排泥控制系统、平流式沉淀池吸泥行车控制系统、V型滤池控制系统、送水泵房恒压供水系统、仪表系统、计算机网络管理系统、电视监视系统、通讯系统、电话语音系统、防雷避雷系统十一个子系统。该系统按一类水司的水质要求进行规划设计，采用先进可靠的进口设备，使用智能控制技术，具有对生产过程的实时、历史、报警、报表、监控等信息和数据的处理功能，实现管理信

8、息系统和生产过程监控系统的有机结合、信息共享。系统稳定可靠，确保供水质量。杭州滨江给排水工程杭州滨江给排水工程由19个主要控制站、污水预处理厂、污水泵房、污水厂、雨水泵房、水闸、水厂组成，属供水与水处理一体化工程。主要包括主干网络系统、远程监测点数据采集系统、中央监控管理调度系统及管理信息系统四大系统。选用先进而成熟的100M光纤环网技术组建给排水运行监控网络。借助网络通讯系统实现各测点远程数据采集，并对阀门等设备进行控制。运用计算机监控管理系统进行数据存储、管理、显示、监控、报警。设计新型可靠，实现了将比较分散独立的供水、污水处理、雨水三大系统集中统一管理。项目特点：采用数据采集监控系统，实

9、现对点数多且分散的管网测压点、水质检测点等进行实时数据采集和监控。采用GIS管网地理信息子系统，使供水、污水处理、雨水三部分系统不仅能够独立完成其功能，并且实现统一调度。融合TCP/IP技术、IP电话技术及传统电话语音技术构建先进、可靠、经济的电话语音系统。SIEMENSSIMATICS7300PLC在排水泵站自动化监控系统中的应用排水泵站（下简称泵站）作为市政建设和管理工程的主要设施，担负着城市排水防涝的重要任务。从目前国内大部分的泵站控制和管理来看还是处于相当落后的状况，与国外相比具有很大的差异。在电气控制上，自动化监控程度低，大部分的泵站仅有单级的常规控制。随着国民经济的飞速发展，对市政

10、建设和管理提出了更高的要求。所以必需对现有泵站控制和管理进行改造和完善。向无人化泵站监控管理发展，以达到减员增效和提高管理水平的目的。该项目是以上海市浦东新区塘桥泵站为实施对象，进行整个泵站的自动化监控和管理的改造。1泵站工况概述塘桥泵站位于上海市浦东新区塘桥路黄浦江边，该泵站主要用于附近地区的污水排放处理和防汛抗涝。服务面积240120m2，总排水量为13.8m3/s。1.1设备分布同大部分的泵站一样，其设备由进出水闸门：用来防止黄浦江江水倒灌和泵站维修。集水池：地下管道的污水汇。集在此集水池，集水池被不锈钢格栅分成内外区，污水由内区流经格栅除污后，到外区排入黄浦江中。集水池内外区边安装有超

11、声波液位仪用来检测内外区水位和水位差。除污机：泵站装有钢丝绳牵引式格栅除污机2台、除污机用于把附于格栅上的垃圾和污物从集水池中提出来处理。变压器房：为保证泵站的可靠工作,泵站建有两座800kVA电力变压器。电力变压器安装有温度监控器监测温度，当温度超限能自动启动风机降温和报警。水泵房：塘桥泵站安装了6台180kW的轴流水泵；在存水房装有水位检测器。控制柜房：房内装有进线柜2台；功率因素补偿柜4台；泵开关柜和联接柜1台。2控制要求以塘桥泵站为设施对象，进行整个泵站的自动化监控和管理的改造。改造泵站的水泵控制开关柜，使之具有就地和远程控制的功能。改造泵站的功率因素补偿柜，能实现就地自动补偿和远程电

12、网监控。改造泵站的变压器房对于变压器温度进行远程显示，高温报警等功能；建立泵站的控制室，对泵站实施三级控制，在控制室内设置自动化监控操作台和信号处理柜。采用SIEMENS的S7300系列PLC,对整个泵站实现自动化监控，水泵将根据泵的状态，水位，雨量，电网状况，闸门位置等工况自动投切。通过对水位差的检测，提示或自动投切除污机。采用高性能的10英寸真彩LCD触模式显示屏，对整个泵站进行动态监控管理，故障报警，工况记录和报表打印。预留通信接口，可通过电话线路或DDN网联网进行区域监控和数据传送。2硬件系统构成根据以上要求，我们开发研制了下述这套塘桥泵站自动化监控系统。系统的主要配置如下。1PLC配

13、置泵站自动化监控系统的PLC采用SIEMENS的S7300系列。根据系统要求，P1C总体配置如下：中央处理模块(CPU)：选用CPU314，内存RAM扩展到64K。数字量输入模块(D1):选用SM321、共8块(16点/块)。处理128点输入信号。数字量输出模块(DO)：选用SM322,4块为16点/块，4块为8点/块。处理96点输出信号。模拟量输人模块(A1):选用SM331，共3块(8点/块)。处理24点输入信号。通信模块：选用CP340，共2块，1块为RS232接口，1块为RS485接口。PIJC采用了四个框架，在RTU信号柜内有三个，其中一个为备用扩展框架；另一个在操作台内，通过IM3

14、61扩展连接，这样简化了接线，大大地提高可靠性。2触摸屏配置触模屏采用了日本DIOTAL公司的570HMI来实现上述要求。其是以RS232接口与PLC的CP340连接，采用SIEMENS的3964R的协议完成通信。3电网监控配置电网监控采用治国SOCOMEC公司的DIRISM型的电量监控器，可检测三相四线制的相电压,线电压，相电流，零线电流，有功无功功率，功率因素，频率及相应的最大值。监控器以RS485接口采用MODBUS协议与PlC的CP340连接，传送电网监控数据。因为泵站是采用双路电网进线，故应用了2套电量监控器，分别安装两侧进线柜上。其它装置的信号都是通过数字量或模拟量与PLC连接。3

15、软件监控实现塘桥泵站自动化监控系统的软件主要有两部分：PIC监控软件和触摸屏图控软件。PLC监控软件由几大模块组成。1系统检测和故障处理模块系统检测处理所有的输入信号，根据具体情况将作出不同响应。处理的信号有：6台泵电机的温度和振动；进出水闸门状态；存水房液位；防火防盗安全；2台电源变压器温度；雨量；4台功率因素补偿柜工况；电网工况（电压欠压和过压监控；三相电流过载监控；缺相监控；三相不平衡监控；功率过载监控；功率因素监控；电量累计）；污水池水位等。系统故障分类为三级：一级故障定义为最高级。当发生此类故障，将禁止所有控制输出。声光报警。记录打印，在显示屏上显示故障类型和解决方法。只有在排除故障

16、、按人工复位键后系统恢复正常工作。二级故障定义为次级。当发生此类故障时将禁止故障点的控制输出、系统作自动调正继续当前操作。三级故障定义为最低级。当发生此类故障时，仅声光预警，不中断当前操作。根据系统中产生的各种故障实施相关的故障声光报警和记录。此刻触模式显示屏进入故障报警画面，显示故障内容，性质，地点，时刻和解决方案，并打印。2除污机和排水泵的运行处理泵站有2台除污机，系统对除污机的工况进行监控。故障信号置位，置二级故障报警，由“系统故障处理”模块处理。根据信号状态点亮或熄灭有关指示灯，同时在触模式显示屏上显示。当除污机柜上的选择开关选择远控，操作台在泵自动运行前，先进行排污操作。采用水位差检

17、测，则根据水位差标志实施自动排污。在自动排污时、先在现场声光预警，再运行装置。泵启动柜有6台与操作台相联进行控制。当故障信号置位、置二级故障报警，由“系统故障处理”模块处理。根据信号状态点亮或熄灭有关指示灯。当泵开关柜上的选择开关选择远控，在操作台上可实施4种泵运行方式：手动方式、自动方式、预抽空方式、检修方式。在操作台上对每台泵都设置有各自的状态指示灯，手动操作按纽和选择开关。单台泵的选择开关有四档：停止、检修、手动和自动。当设置手动档时可实施手动或预抽空操作。在自动档时则允许该泵进入系统自动运行组态。在系统操作上设置有三档的选择开关：停止、自动和预抽空。“停止”禁止所有泵的运行；“自动”允

18、许单台泵选择开关设置在自动档的泵进入自动运行组态。“预抽空”允许单台泵选择开关设置在手动档的泵预抽空运行。泵的启动和停止要延时依次投入和退出。泵的基本联锁条件：A.级故障、电源故障禁止所有泵运行；B.泵电机故障、泵启动柜故障禁止对应泵运行；C.泵的不同运行要附合上述泵启动柜和操作台之间的正确设置；D.水位联锁。当满足上述不同联锁条件，泵可进人手动、检修、预抽空或自动运行。在泵自动运行时，要根据水位点和水位区来确定需运行的泵数；判断能投入自动组态的泵是否满足上述要求，如不满足，则故障报警；如可组态的泵多于所需投入运行的泵、则依据这些泵运行时间累计数小的泵投入运行。随着水位降低，逐步退出当前运行时间最长的泵。3数据处理和人机界面处理数据统计：泵启动柜交流接触器动作计数；泵运行时间累计；泵站排水量累计；降雨量累计；用电量累计。数据设置：水位值。水位差值和流量值设置；变压器的