泵站是水利工程的重要部分，對(duì)城鎮(zhèn)供水發(fā)揮著關(guān)鍵作用，本文以龍?zhí)侗谜緸槔�，研究了龍�(zhí)侗谜镜南到y(tǒng)構(gòu)成以及改造目標(biāo)。

　　《水利天地》水利工程師論文發(fā)表雜志，創(chuàng)刊于1984年，由黑龍江省水利廳主辦。科技水利刊物。以宣傳水利方針，交流改革經(jīng)驗(yàn)，普及水利知識(shí)，為農(nóng)村發(fā)展商品生產(chǎn)服務(wù)，為國民經(jīng)濟(jì)全局服務(wù)。

　　長(zhǎng)期以來，西江水一直是三鄉(xiāng)居民飲用水的主要來源。近年來，由于受氣候及城鄉(xiāng)建設(shè)等原因，西江上游來水持續(xù)減少，三鄉(xiāng)鎮(zhèn)取水口位于神灣西江邊，靠近出海口，加上抗咸工程不足，受咸潮的影響更是首當(dāng)其沖。因此，為了改善供水環(huán)境，保障供水質(zhì)量，龍?zhí)侗谜具h(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)可有效減少咸潮對(duì)三鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水的影響，具有較大的社會(huì)效益。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控，具有操作簡(jiǎn)便，可靠性高的特點(diǎn)，并增加視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，具有安全性和可視性，為水廠的無人值守打下了基礎(chǔ)。

　　1引言

　　1.1系統(tǒng)概述

　　龍?zhí)侗谜咀�落在龍�(zhí)端畮旄浇�，主要由高、低壓配電柜和三臺(tái)水泵電機(jī)組組成，規(guī)劃規(guī)模為10萬噸/日。咸潮期通過加壓泵站和DN1200管將龍?zhí)端畮焖�提升到南龍水廠抗咸，緩解三鄉(xiāng)鎮(zhèn)咸潮期的供水狀況。本工程是三鄉(xiāng)鎮(zhèn)一項(xiàng)應(yīng)急抗咸工程，屬于民生工程，具良好的社會(huì)效益。

　　1.2改造的必要性和目標(biāo)

　　為了緩解三鄉(xiāng)鎮(zhèn)咸潮期間帶來的影響，達(dá)到咸潮時(shí)抽取龍?zhí)端�抗咸，非咸潮時(shí)補(bǔ)充西江水。首先，建設(shè)泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，由水廠中控室上位機(jī)對(duì)龍?zhí)侗谜镜倪h(yuǎn)程監(jiān)控，達(dá)到無人值守目的。另外，增加龍?zhí)侗梅恳曨l系統(tǒng)，優(yōu)化水廠原有視頻系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)部和龍?zhí)侗谜镜谋O(jiān)視。最后，建立報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水廠中控室上位機(jī)對(duì)龍?zhí)侗谜具h(yuǎn)程撤防、布防。

　　2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2.1總體網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)采用光纖為網(wǎng)絡(luò)通訊媒體并構(gòu)成光纖網(wǎng)絡(luò)，通過光纖交換機(jī)直接與配有以太網(wǎng)通訊模塊的PLC進(jìn)行通訊。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則遵從“集中管理、分散控制、資源共享”的設(shè)計(jì)理念，由中央監(jiān)控系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制站共兩層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，各層間具有相對(duì)獨(dú)立性，層與層之間通過工業(yè)以太網(wǎng)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通信網(wǎng)絡(luò)采用光纖以太網(wǎng)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采用性能優(yōu)越的PLC執(zhí)行任務(wù)，同時(shí)采集相應(yīng)的信號(hào)和通信傳輸，構(gòu)建成一個(gè)安全、實(shí)用、高效、先進(jìn)的監(jiān)控管理系統(tǒng)。

　　在龍?zhí)侗谜竞退畯S之間鋪設(shè)一條6芯多模光纖，兩芯用做傳輸PLC控制信號(hào)，兩芯用來視頻傳輸，剩下的兩芯備用。

　　2.2自控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)說明

　　基于10MB/100MB的工業(yè)以太網(wǎng)，龍?zhí)侗谜静捎霉饫w以太網(wǎng)的模式與原有的控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和各PLC控制站之間的數(shù)據(jù)通訊，使龍?zhí)侗谜九c廠區(qū)自控系統(tǒng)無縫連接，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的連續(xù)性。

　　在龍?zhí)侗谜窘ㄒ粋�(gè)PLC站，保留水廠原有光纖控制環(huán)網(wǎng)(分別為中控室站、濾池PLC站、加藥加氯PLC站)，將新建的龍?zhí)侗谜綪LC控制站作為一個(gè)枝點(diǎn)添加到原有控制網(wǎng)中(通過中控室交換機(jī)RJ網(wǎng)絡(luò)接口接入，不環(huán)網(wǎng))。

　　2.3視頻系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)說明

　　廠區(qū)內(nèi)原有視頻系統(tǒng)落后，視頻處理效果不太理想。故改用質(zhì)量較好的海康威視產(chǎn)品。采用“模擬攝像機(jī)+硬盤刻錄機(jī)+顯示器”的方式，把原有攝像頭模擬信號(hào)接入到海康威視硬盤刻錄機(jī)中。而龍?zhí)侗谜緞t采用“模擬攝像機(jī)+硬盤刻錄機(jī)+交換機(jī)+電腦”的方式，即在龍?zhí)侗谜九渲媚�擬攝像機(jī)，在本地硬盤刻錄機(jī)存儲(chǔ)并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過以太網(wǎng)光纖交換機(jī)傳回到視頻電腦，在中控室進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

　　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

　　3關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)造特點(diǎn)

　　3.1自動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　該站點(diǎn)負(fù)責(zé)龍?zhí)侗谜粳F(xiàn)場(chǎng)3臺(tái)水泵、6個(gè)電動(dòng)閥門的控制，其中包含水泵、閥門的單獨(dú)控制，及水泵和相應(yīng)出水閥聯(lián)動(dòng)控制功能，同時(shí)通過MODBUS方式檢測(cè)高、低壓控制柜的電流、電壓狀況。

　　(1)PLC選型：選擇西門子S7-300系列PLC，與廠區(qū)PLC相同品牌，不僅可以與廠區(qū)西門子WINCC上位機(jī)軟件進(jìn)行無縫連接，也方便泵站日后的擴(kuò)展及維護(hù)管理。

　　(2)配置DI模塊讀取開關(guān)量設(shè)備狀態(tài);配置DO模塊傳送設(shè)備控制信號(hào);配置AI模塊讀取壓力、開度等模擬信號(hào)，并留有20%的I/O富余量。

　　(3)MBGateWay是將MODBUS從站數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成PROFIBUSDP數(shù)據(jù)的設(shè)備，相當(dāng)于是DP從站與MODBUS主站，將MODBUS數(shù)據(jù)映射至PROFIBUS總線線，完成數(shù)據(jù)的透明傳輸。配置PROFIBUS轉(zhuǎn)MODBUS網(wǎng)關(guān)協(xié)議總線橋TG7530，組成MODBUS主從站通訊，讀取各個(gè)泵組電力、溫度等參數(shù)，同時(shí)在水廠將流量計(jì)作為從站，通過MODBUS方式接入到PLC中，實(shí)現(xiàn)通信。

　　(4)電動(dòng)閥門的控制

　　利用水廠加藥加氯PLC站的DI/DO富余量，將兩個(gè)閥門的開關(guān)量接入，無需另外配置CPU。

　　(5)在水廠原有WINCC上位機(jī)控制系統(tǒng)上增加泵站監(jiān)控畫面。

　　1)實(shí)時(shí)顯示泵站水泵、閥門的開關(guān)狀態(tài)，及壓力、電流、電壓、流量、液位、溫度。

　　2)實(shí)現(xiàn)水泵、閥門的單獨(dú)控制，及水泵和相應(yīng)出水閥聯(lián)動(dòng)控制功能。

　　3)添加報(bào)表、及曲線分析功能，完善后臺(tái)數(shù)據(jù)處理。

　　4)故障報(bào)警、超壓報(bào)警、超溫報(bào)警等提示功能。

　　3.2視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　(1)在泵站現(xiàn)場(chǎng)配置5個(gè)攝像頭，分別對(duì)高、低壓配電房、泵房、門口等重要場(chǎng)所進(jìn)行監(jiān)控，將視頻信號(hào)接入本地的海康威視硬盤錄像機(jī)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)通過光纖傳回水廠中控室視頻電腦，然后操作人員可以通過電腦進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，如云臺(tái)控制、圖像錄像、夜視功能等。

　　(2)在泵站高、低壓配電房、泵房門口等出入口放置紅外探測(cè)器，在有人闖入時(shí)報(bào)警。當(dāng)觸發(fā)報(bào)警時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)有聲音報(bào)警，并傳回中控室提醒工作人員。另外，可在水廠中控室電腦進(jìn)行移動(dòng)偵測(cè)、遮擋報(bào)警、報(bào)警撤防、布防等。

　　4結(jié)束語

　　本系統(tǒng)投入使用后，調(diào)度和運(yùn)行人員通過對(duì)上位機(jī)的操作能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地監(jiān)控各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)，并以遠(yuǎn)程遙控的方式進(jìn)行相應(yīng)的操作，配合視頻系統(tǒng)的使用，能更加安全、有效的實(shí)施泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障、達(dá)到無人值守的目的，節(jié)約了人力成本。另外，通過各種泵組的組合，能有效的解決了水量調(diào)度問題，有效改善了三鄉(xiāng)咸潮期供水狀況，及時(shí)解決咸潮帶來的影響，同時(shí)利于設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，提高工作效率，保證供水質(zhì)量，既科學(xué)又合理。可見，泵站自控及視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)具有良好地社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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