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根據天津市武清區市政排水所的規模及工藝要求，結合多年來(lái)我司在市政雨水泵站行業(yè)及多個(gè)泵站建設的成熟技術(shù)和豐富經(jīng)驗，康卓科技設計使用HMI+PC系統為本次項目的自動(dòng)化系統構成，再通過(guò)和其他各種外設的連接，從而實(shí)現對整體排水工藝的全過(guò)程自動(dòng)化控制系統，并按照預定的程序對現場(chǎng)設備實(shí)現全方位的控制以及信號的采集和傳輸。企業(yè)出于減員增效的目的，泵站的設計目標是無(wú)人（或少人）值守。因此泵站必須有一套強大而穩定的自動(dòng)化監控系統，使得較少的人力投入就可以完成整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的監控，確保泵站設備運行的安全、保證原水供應的不間斷。

 

 

　　由于泵站的設計定位是無(wú)人（少人）值守，所以泵站的自動(dòng)化監控系統必須具有以下的幾點(diǎn)特性： 

1、高穩定性和易維護性

　　泵站是全年365天24小時(shí)不間斷工作的泵站，所以自動(dòng)化監控系統必須具有極高的穩定性，才能給予生產(chǎn)活動(dòng)有力保障。同時(shí)出于企業(yè)效益的考慮，系統還須具有維護簡(jiǎn)便和維護周期長(cháng)的特性，這樣可以減少后期人力成本的投入。

2、高度的自動(dòng)化程度

　　由于泵站不配或只配少量的工作人員，要完成泵站內數量、種類(lèi)眾多的生產(chǎn)設備操作幾乎不可能。這時(shí)如果依靠自動(dòng)化控制系統就可以實(shí)現簡(jiǎn)便快捷的設備操作，甚至可以實(shí)現遠程的設備操控。

3、完善的報警機制

　　自動(dòng)化監控系統必須具有完善的報警機制，可以讓工作人員先進(jìn)時(shí)間獲悉問(wèn)題并按照相應的預定流程去解決問(wèn)題。

4、數據的可靠傳輸

　　泵站的安全運行至關(guān)重要，實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數據監測是保障安全運行的有效手段。將數據及時(shí)準確傳輸至上級管理單位以及原水調度中心，可以保證原水管網(wǎng)整體調度的安全性。同時(shí)也等于多了兩雙眼睛同時(shí)在關(guān)注武清泵站的生產(chǎn)活動(dòng)，大大提高了及時(shí)發(fā)現問(wèn)題的概率。

　　武清泵站自動(dòng)化監控系統的設計與建設完全滿(mǎn)足了以上幾點(diǎn)需求：

4.1泵站自動(dòng)化監控系統的架構

　　自動(dòng)化監控系統中的下位機選用了AB品牌的ControlLogix系列PLC，采用了雙CPU雙網(wǎng)絡(luò )冗余架構。采集設備信號的I/O機架通過(guò)冗余的controlnet網(wǎng)絡(luò )與冗余的主、副CPU機架相連接，而主、副CPU機架分別通過(guò)以太網(wǎng)連接網(wǎng)絡(luò )交換機。當主CPU出現故障時(shí)，副CPU通過(guò)連接兩機架之間的通訊光跳線(xiàn)獲得訊息，立即接替主CPU的工作職責。故障的CPU排除問(wèn)題后，自動(dòng)變?yōu)楦盋PU工作。這種架構實(shí)現了真正意義上的控制器無(wú)擾動(dòng)切換，具有很高的可靠性。

　　controlLogix系列的PLC采用了模塊化的設計，友善的編程環(huán)境，易于學(xué)習、使用，使得維護工作的難度大大的降低。

　　自動(dòng)化監控系統的上位機選用了安裝Intouch軟件的PC。上位機有兩臺PC，1臺作為工程師站、1臺作為操作員站。工程師站安裝Intouch的開(kāi)發(fā)版本，可以進(jìn)行人機交互界面的開(kāi)發(fā)與修改并具有程序的運行功能。操作員站安裝Intouch的運行版本，只具有程序運行功能。兩臺上位機互為冗余，獨立運行，各自通過(guò)網(wǎng)絡(luò )交換機向下位機ControlLogix PLC讀取數據。兩臺上位機的同時(shí)使用大大提高了系統的穩定性。

 

 

4.2泵站監控系統的功能

　　武清泵站自動(dòng)化監控系統的兩大功能：設備的控制與數據的處理。

　　4.2.1設備的控制

　　泵站主要設備如下：10kV變配電設備，400V變配電設備，水泵變頻器，水泵軟啟動(dòng)，出口液控閥等。

　　設備的控制分為兩層：就地層與遠控層。就地層就是在設備本身的控制面版上進(jìn)行操作，具有較高的優(yōu)先級別。遠控層就是在計算機上實(shí)現設備的控制。就地與遠控的選擇切換通過(guò)設備上的選擇按鈕來(lái)實(shí)現。

　　武清泵站是按無(wú)人（少人）值守標準設計的泵站，泵組的開(kāi)停可以在計算機端通過(guò)輕點(diǎn)鼠標而實(shí)現一步化的操作。原先需要在400V變配電設備、變頻器、出口液控閥等三處地方安排三個(gè)工作人員來(lái)完成的開(kāi)停泵操作，現在只需一個(gè)工作人員坐在電腦前就可以完成。工作人員通過(guò)計算機操作，將控制指令發(fā)往PLC，PLC按照預定的操作流程去控制相應設備，設備之間按照一定的順序聯(lián)動(dòng)運行，此種操作方式無(wú)論在效率和準確性上都大大超越了人工就地控制的方式。而且根據不同的權限授予，工作人員除了可以在泵站內的操作站，還可以在上級管理單位的操作站上對泵站內設備進(jìn)行控制，從而實(shí)現泵站真正的無(wú)人值守。

　　4.2.2數據的采集與處理

　　武清泵站監控系統的數據眾多，主要分為以下幾類(lèi)：

　　（1）生產(chǎn)工藝數據包括壓力、流量、水質(zhì)等。

　　（2）電氣數據包括電壓、電流、功率、開(kāi)關(guān)位置等。

　　（3）設備運行狀態(tài)數據包括變頻器開(kāi)停故障狀態(tài)，閥門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)，水泵轉速與水泵故障等。

　　（4）設備健康狀態(tài)數據包括水泵、電機的溫度與振動(dòng)數據等。

　　由于數據量大，少量的工作人員無(wú)法同時(shí)兼顧這些數據，監控系統必須具有完善的報警機制，將關(guān)鍵信息先進(jìn)時(shí)間呈現給工作人員。系統必須對采集到的數據進(jìn)行判斷處理，除了數據本身還應該將可能的故障提示給工作人員。比如系統對泵站的出口壓力進(jìn)行數值的判斷，根據預設定值，進(jìn)行壓力過(guò)低或過(guò)高的警報提示。又如系統對泵站的振動(dòng)頻譜進(jìn)行分析判斷，根據相關(guān)的國標，提示水泵可能存在的故障，或提醒工作人員設備老化的趨勢。

 

　　

5、總結

　　武清泵站的自動(dòng)化監控系統具有很高的可靠性與穩定性，同時(shí)又能幫助本地或遠程的工作人員迅速準確的掌握泵站的各類(lèi)突發(fā)情況，而系統維護又非常簡(jiǎn)便。以自動(dòng)化監控系統作為基礎，配以視頻監控系統、電子圍欄系統、智能巡更系統、門(mén)禁系統、外來(lái)人員管理系統、燈光語(yǔ)音警示系統等輔助系統，武清泵站現在已經(jīng)穩定的實(shí)現少人值守運作，并有能力實(shí)現無(wú)人值守的運作方式。

　　武清泵站的實(shí)際例子可以證明，完善的自動(dòng)化監控系統可以使得企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)變得輕松又安全，不僅兼顧了企業(yè)的減員增效目的。而且滿(mǎn)足了企業(yè)安全生產(chǎn)的要求。

 

在當前如火如荼的智慧城市建設中，智慧水務(wù)是其中重要的組成部分。多年來(lái)，南京康卓環(huán)境科技有限公司一直致力于利用信息技術(shù)實(shí)現對水資源的高效利用，同時(shí)結合公司在電氣自動(dòng)化、安防監控系統等領(lǐng)域豐富的經(jīng)驗，康卓科技解決了城市供水、排水、污水處理、水廠(chǎng)監測等環(huán)節的產(chǎn)品，逐步形成一套擁有自主核心技術(shù)的智慧水務(wù)整體解決方案，幫助水務(wù)企業(yè)打破企業(yè)內部乃至行業(yè)上下游的“信息孤島”難題，實(shí)現對生產(chǎn)、監管、運營(yíng)、服務(wù)等業(yè)務(wù)環(huán)節的高效管理，從而為智慧城市建設增添助力。