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    水利局梯級供水系統

    發布時間:2015-08-22 點擊次數:1560次

    一.項目背景


       目前,梯級泵站供水系統控制主要是靠人工管理。在供水系統中,各水源、泵站與控制室之間,距離相對較遠,每個水源泵站都需人工看管,人工進行水泵開關、監控蓄水池水位,記錄工作參數等。這種管理不僅工作效率低下,還會浪費人力和財力。本套設計方案將實現控制中心遠程采集泵站現場數據,并通過控制水泵開關,優化控制級之間的分水任務。

    二.改造意義


    1.節省人力資源

       本套控制系統可在控制室遠程控制各深井泵、電動閥等設備開關,同時可監控設備當前信息,不再需人工到現場對設備進行控制或監控水位等,有效地節省人力資源,降低人力成本。

    2.提高工作效率

       本套控制系統控制中心通過以太網與各泵站進行數據交換,傳輸數據速度快,信息準確,相比較人工到現場進行數據統計而言,本套控制系統有效地提高了工作效率。

    3.便于統計數據

       控制系統可根據客戶要求存儲管道壓力、水流量、水池水位等運行數據和報警信息,同時可以隨時查詢,打印輸出,便于工作人員對設備數據進行管理、統計。

    三.總體設計思路


       本套控制系統將會對8臺深井泵、電動閥及3組梯級泵等設備進行控制,并采集泵站的出水壓力、出水流量及蓄水池的液位等信息。為了更好地控制上述設備、采集各數據信息,本方案擬將在各深井泵站及梯級水泵設立泵站就地操作箱,在控制機房設立控制中心。泵站就地操作箱可獨立于PLC控制系統實現純手動狀態下對各泵站啟、??刂???刂浦行目赏ㄟ^以太網絡與各泵站進行數據交換,以實現管道壓力、水流量的數據傳送及閥門開關的自動控制。

    系統原理圖


    四.具體設計思路


       1.在控制中心設立監控系統,使用工控機運行組態軟件。軟件界面顯示深井泵、梯級泵、電動閥等設備信息,同時可顯示管道壓力、水流量、水池液位等數據信息。工作人員可通過組態軟件對設備進行遠程控制,并且可以實時查看各設備狀態及數據信息。組態軟件中數據庫可根據客戶需要存儲運行數據和報警信息,同時可以隨時查詢,打印輸出。

       2.監控中心軟件同時提供WEB頁面分發功能,當管理人員不在控制中心時,也可通過互聯網,使用賬號和密碼登陸到監控系統查看整個系統的運行狀況,但WEB頁面分發不支持控制功能。

       3.本套方案擬將在各個深水泵、梯級泵井房處設控制箱,箱內設置網絡數據傳輸和控制系統。箱內控制系統與中心控制系統處于并聯狀態,兩者可通過轉換開關進行轉換。轉換開關切換到就地控制狀態時,工作人員可通過控制箱上按鈕,對當前的水泵進行單獨控制;切換開關切換到遠程控制狀態時,工作人員可通過控制中心的組態軟件對設備進行控制。設備的狀態信息和流量、壓力數據不受控制狀態的影響,不論設備處于何種狀態,數據信息都可通過網絡數據傳輸系統傳輸到中心控制系統。

    4.泵站控制箱內的PLC通過各種傳感器和計量儀表采集泵站現場數據,通過485通訊服務器、光纖以太網將數據傳輸到控制中心;同時,PLC接受控制中心下傳的命令,根據采集的數據控制變頻器水泵運行。

    如下圖所示:


    五.泵站控制箱的功能


    ①采集功能

       每個泵站控制箱內都裝有PLC,PLC可通過流量計采集出水流量、通過液位計采集水池液位,通過變頻器采集水泵的運行狀態,同時可直接采集電動閥門的運行狀態。

    ②顯示功能

       PLC將所采集到的數據通過485串行通訊服務器,以太網上傳至控制中心,控制中心上位機的組態軟件可顯示各泵站水泵的運行狀態、出水壓力、水池液位等。當泵站設備出現故障時,PLC可及時將報警信息上傳到控制中心,中心上位機顯示報警畫面。

    ③遠程控制及維護功能

       結合上位機顯示當前信息和設備狀態,通過上位機借助以太網與泵站PLC通信,可實現遠程控制水泵啟停、調速,遠程控制電動閥門開關。泵站設備的工作參數支持遠程設置修改,方便客戶遠程維護終端設備。

    ④安防報警功能

       控制箱內設有安防報警系統,當有外人非法侵入時,安防報警系統一方面拉響警笛報警,同時通過以太網將報警信息傳輸到中心控制室,控制室組態軟件可用聲、光、電形式報警,以提醒工作人員注意。


    六.控制方式


        由于本套遠程控制系統針對地勢高低差較大、傳輸距離較長的梯級供水,在各泵站設立操作箱,在中心控制室設立中心控制系統。為了便于就地控制和遠程控制的切換,方便工作人員操作,本套系統的控制方式分為就地控制和遠程控制,遠程控制下可分為自動控制和手動控制。

    1.就地控制

       就地控制的設立是為了避免當PLC控制系統出現故障時,系統處于癱瘓狀態。本套系統擬將在控制箱上設置切換開關,切換開關打到就地控制時,工作人員需在泵站井房的操作箱上對該泵站設備進行控制。

    2.遠程控制

       中心監控系統需要遠程控制各個泵站時,需將操作箱上的切換開關切換到遠程控制狀態。

    ①手動控制

       當前控制狀態為遠程控制時,工作人員可在組態界面上切換當前的控制方式。當前控制方式為手動控制時,工作人員可在組態界面上點擊需要控制的設備,界面彈出啟停按鈕,點擊按鈕可遠程控制設備。

    ②自動控制

       當前控制狀態為遠程控制時,工作人員可在組態界面上切換當前的控制方式。當前控制方式為自動控制時,控制系統根據已設置的工作參數,參考蓄水池水位的高低,自動調節電動閥門的開度,自動控制一級泵站的8臺水泵的啟停,可根據二級與三級泵站水泵的工作時長,自動切換水泵啟停,根據當前出水壓力,自動調節水泵變頻運行,保持水池液位在合適高度,保持管道壓力與出水流量平衡,保證供水系統正常運行。自動控制下,系統上電后,待傳感器工作穩定,PLC控制一級泵站水泵啟動,該泵站站前蓄水池開始蓄水,水池液位達到一定高度后,二級泵站水泵啟動,以此類推,直到最后一級泵站,這時泵站監控系統進入正常狀態。


    七.畫面顯示


       本套設計系統設計三個控制畫面。一個畫面主要實現控制中心對各級泵站和整個泵站的系統管理。如:實時顯示各泵站的工作狀態;顯示一定時期內各級泵站的運行參數;顯示控制中心與各級泵站的通訊狀態;根據要求,制作打印各種報表等。另一個畫面實現控制中心對各級泵站和整個泵站的系統控制,用畫面直觀形象的顯示各級泵站的現場情況,可以點擊水泵圖標開關任何一個水泵。第三個畫面是通訊系統的監控界面,可以監控系統中任意點對點通訊信道的工作狀態。


    八.數據傳輸功能簡介


       為了便于管理和統計數據,將各泵站流量計、液位計、壓力表等的數據納入中心控制室進行管理和統計。各泵站和中心控制室采用有線的485網絡進行數據通信,將泵站的模擬信號連接到具有MOUDBUS通訊功能的數據采集模塊上。數據采集模塊將4-20mA的電流信號轉化為數字信號,然后經由485網絡傳輸到中心控制室,并在屏幕上顯示出來。


    九.系統的技術要求及目標


      1.本套系統應具有標準、規范的電氣圖紙,建立統一規范的數據傳輸標準,遵循業界通用的電氣連接方式。

       2.組態軟件應具備開放、穩定、兼容性強、利于二次開發等特點,要求采用行業通用、知名企業產品。

       3.以太網作為通訊媒介,需具備數據傳輸速度快、反應靈敏等特點。

       4.系統具有動態實時顯示、故障診斷、中文報警顯示和安全保護功能。

       5.PLC電源應增加隔離、濾波措施,傳感器電源采用高可靠性、工業級的模塊電源。

       6.系統各輔助功能合理,操作方便。

       7.系統監控畫面簡潔明確,便于操作

       8.設備布線合理,元件擺放便于維修,電氣控制可靠。


    十.技術支持及售后服務


    1.我公司對產品提供一年的質保服務。用戶在系統使用過程中遇到問題,均可給我公司售后服務人員打電話,如果通過電話不能解決問題,售后服務人員會及時趕赴故障現場并提供維護服務。

    2.對于系統軟件設計方面出現的漏洞和缺陷,我方將提供免費修改和升級;若用戶需要增加系統功能,或需求發生重大變更,所帶來的軟件大幅度修改時,我方需要與用戶另行簽訂補充合同。

    3. 一年質保期滿后,本公司將繼續負責對系統軟、硬件的運行、管理以及維護進行技術指導,并通過電話、E-mail和現場服務等方式進行咨詢服務以及提供重大問題的應急處理保障等。

    4. 在用戶有重要活動時,如領導考察、兄弟單位技術交流等,我方提供必要的技術支持和技術服務。

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