隨著我國科技水平和綜合國力的大力提高，環(huán)境保護(hù)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中體現(xiàn)出其越來越重要的地位，我國對(duì)污水治理工程建設(shè)上也加大了投資力度，泵站作為污水治理中不可缺少的一個(gè)重要部分，泵站的自動(dòng)化改造的重要性就顯得尤為突出。浙江蕭山排水泵站地處浙江蕭山區(qū)，共有40多個(gè)泵站，排水量為20萬噸，將污水從一級(jí)泵站加壓到二級(jí)泵站，二級(jí)泵站再加壓打到三級(jí)泵站……實(shí)現(xiàn)多級(jí)泵站連排方式，其對(duì)蕭山的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著很重要的作用。

    為了更好地對(duì)浙江蕭山排水泵站的站內(nèi)進(jìn)行合理有效維護(hù)，同時(shí)可以更好地提高泵站的效率，減少站內(nèi)工作人員的工作強(qiáng)度，其計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在通過征求專家的廣泛意見以及根據(jù)其自身的特征，經(jīng)過一系列的充分的討論及調(diào)試工作，目前已經(jīng)進(jìn)入正式運(yùn)行階段。運(yùn)行半年來，其安全可靠性得到了近一步驗(yàn)證。

1、系統(tǒng)目的：
    通過對(duì)泵站的有序控制，將泵站運(yùn)行的設(shè)備、電力、水位等實(shí)時(shí)信息采集到中控室，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控；并在局域網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行瀏覽，使得管理人員對(duì)泵站操作情況做到有的放矢。

監(jiān)控的參數(shù)有：
電力參數(shù)：AB相電壓、BC相電壓、功率因數(shù)、泵電流
泵參數(shù)：運(yùn)行狀態(tài)、過載狀態(tài)。泵的啟動(dòng)、停止等
水情況：水位、流量、累計(jì)流量等
視頻：攝像設(shè)備監(jiān)控泵站水位和設(shè)施的安全防盜。

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：
    由于泵站監(jiān)控設(shè)備有些已有，所以在充分利用現(xiàn)有設(shè)備前提下，進(jìn)行控制改造，實(shí)現(xiàn)水泵的控制（原有只是數(shù)據(jù)采集無控制），達(dá)到節(jié)約目的。

    系統(tǒng)采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分別實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的采集和控制以及顯示記錄等功能。

    采用此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)辦公網(wǎng)與生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)的隔離，避免病毒從辦公網(wǎng)傳到生產(chǎn)網(wǎng)中來，并可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，辦公管理人員可以通過IE瀏覽器直接訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

    一、模擬屏監(jiān)測系統(tǒng)：可以通過數(shù)碼管直觀顯示站內(nèi)的主要工作狀態(tài)和各機(jī)組的重要參數(shù)顯示。

    二、PLC監(jiān)控系統(tǒng)：使用三菱公司FX2N系列PLC，實(shí)現(xiàn)對(duì)各泵站站內(nèi)機(jī)組的各部分的參數(shù)的采集控制功能，自身可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)運(yùn)行和控制目的。

    三、圖象監(jiān)視系統(tǒng)：其為獨(dú)立的視屏監(jiān)視系統(tǒng)，可以對(duì)站內(nèi)各主要場所進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，對(duì)站內(nèi)安全管理起到了重要作用。

    四、中心控制室監(jiān)控系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程顯示和控制。

    五、DLP監(jiān)控系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)視頻圖像和監(jiān)控系統(tǒng)的大屏幕顯示。

    六、局域網(wǎng)辦公瀏覽系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽系統(tǒng)。

    站內(nèi)的幾個(gè)主要組成部分通過網(wǎng)絡(luò)連接和串口通訊方式實(shí)現(xiàn)了各個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)組合，并將各單元數(shù)據(jù)信息集中反映到中控室的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的工控機(jī)之中，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)站內(nèi)各個(gè)系統(tǒng)參數(shù)的監(jiān)測和監(jiān)控功能，真正使值班運(yùn)行人員達(dá)到了一目了然的效果，很好地滿足了實(shí)際應(yīng)用的需要。[nextpage]

    同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過網(wǎng)絡(luò)通訊方式，設(shè)立了一個(gè)WEB服務(wù)器和一個(gè)視頻服務(wù)器，辦公網(wǎng)內(nèi)管理人員可以通過任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)觀察到當(dāng)前狀況并能查詢歷史數(shù)據(jù)和了解各操作中的主要工作過程，可以達(dá)到對(duì)站內(nèi)的抽水任務(wù)的及時(shí)合理調(diào)度。

    另外浙江蕭山排水泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和實(shí)施工程中充分考慮到各站需要，實(shí)現(xiàn)三級(jí)操作保護(hù)的功能，從而可以保證站內(nèi)的異常處理和操作維護(hù)，同時(shí)有利于實(shí)現(xiàn)運(yùn)行人員逐步適應(yīng)新一代的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

3、軟件的使用
    浙江蕭山排水泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件遵循TCP/IP，SQL，ODBC，IEC-1131-3等國際標(biāo)準(zhǔn)。主要應(yīng)用軟件包括：VB6.0，和利時(shí)SmartPro監(jiān)控系統(tǒng)軟件,和利時(shí)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布RMISWeb2.0系統(tǒng)以及MELSECApplication系統(tǒng)（三菱PLC應(yīng)用軟件).

4、系統(tǒng)功能
4．1數(shù)據(jù)的采集
    通過泵站各個(gè)現(xiàn)場采集單元和智能裝置，依據(jù)各個(gè)不同的通訊規(guī)約，通過網(wǎng)絡(luò)和RS232通訊線將站內(nèi)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地反映到計(jì)算機(jī)監(jiān)控界面，再通過計(jì)算機(jī)在將各主要的電氣量和站內(nèi)狀態(tài)直觀地反映到模擬屏上。

4．2人機(jī)界面
    通過各主要畫面的切換可以在計(jì)算機(jī)上很直觀的反映站內(nèi)的工作情況，其畫面可以鏈接各種動(dòng)態(tài)畫面，具有很強(qiáng)的可觀效果。

4．3統(tǒng)計(jì)和計(jì)算功能
    浙江蕭山排水泵站專門負(fù)責(zé)蕭山城區(qū)的排水，對(duì)于排水量需要一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，SmartPro系統(tǒng)通過本身具有的報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能記錄每天每月每年的機(jī)組運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)通過軟件編程計(jì)算出日月年的累計(jì)排水量，并計(jì)算出站內(nèi)的抽水效率，為站內(nèi)的工作人員提供一個(gè)很有價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。

4．4控制功能
    浙江蕭山排水泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以在微機(jī)上實(shí)現(xiàn)機(jī)組的開停機(jī)的自動(dòng)控制，以及現(xiàn)地PLC控制單元的自動(dòng)保護(hù)控制，主工控機(jī)將站內(nèi)的各控制單元有機(jī)的結(jié)合，極大減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4．5水位控制調(diào)節(jié)
    浙江蕭山排水泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以通過與PLC的通訊連接，根據(jù)設(shè)定的水位參數(shù)閉環(huán)調(diào)節(jié)各水泵的啟停操作，可以很方便直觀地滿足運(yùn)行人員的需要。

5、主要問題分析和解決方案
    浙江蕭山排水泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在工程實(shí)施和維護(hù)過程中，主要碰到了幾個(gè)實(shí)際的問題。

    首先在網(wǎng)絡(luò)選型上，采用較穩(wěn)定、帶寬較大的電信光纜。因?yàn)槭捝脚潘谜镜谋谜緮?shù)據(jù)要求實(shí)時(shí)采集和控制，選用較穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)是必需的。選用GPRS、CDMA等無線網(wǎng)絡(luò)雖然能夠保證數(shù)據(jù)的傳輸正確性，但這種對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的項(xiàng)目會(huì)產(chǎn)生很大費(fèi)用，不宜此項(xiàng)目。無線數(shù)傳電臺(tái)網(wǎng)絡(luò)丟數(shù)據(jù)較嚴(yán)重，因采用高空架設(shè)天線，容易遭受雷擊的可能性增大，也不宜采用此方式。選用電信光纜可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性和實(shí)時(shí)性的需求。并且視頻信號(hào)的帶寬也可保證。[nextpage]

    控制策略上，可以實(shí)現(xiàn)以下幾種控制方案：遠(yuǎn)程自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程手動(dòng)控制、本地自動(dòng)控制、本地手動(dòng)控制。遠(yuǎn)程手/自動(dòng)控制在SmartPro系統(tǒng)上完成，通過點(diǎn)擊計(jì)算機(jī)上按鈕實(shí)現(xiàn)；本地手/自動(dòng)控制通過切換泵控制柜上的切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)上位計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，泵通過PLC控制柜中的PLC仍能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)。啟動(dòng)液位、停止液位、電流低報(bào)警值、電流高報(bào)警值等通過上位機(jī)的設(shè)置可以修改且具有停電保持功能。各泵根據(jù)測量的液位實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停，節(jié)約電力能源。

最大限度延長泵的壽命、保護(hù)設(shè)備方面，實(shí)現(xiàn)多方報(bào)警保護(hù)功能：
當(dāng)電流過高，負(fù)載過大時(shí)，產(chǎn)生過載報(bào)警，并自動(dòng)發(fā)出泵停止命令。
當(dāng)電流過低，葉輪脫落時(shí)，產(chǎn)生低電流報(bào)警，并自動(dòng)發(fā)出泵停止命令。
當(dāng)液位高度大于設(shè)定啟動(dòng)液位時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)泵，并有報(bào)警輸出。
當(dāng)液位高度小于設(shè)定停止液位時(shí)，自動(dòng)停止泵，并有報(bào)警輸出。
當(dāng)控制失靈，發(fā)出啟停信號(hào)后泵不能按要求動(dòng)作時(shí)，產(chǎn)生啟動(dòng)、停止報(bào)警。

    現(xiàn)有泵都是降壓啟動(dòng)，泵的啟動(dòng)狀態(tài)切換到運(yùn)行狀態(tài)有一十幾秒間隔時(shí)間，啟動(dòng)泵命令發(fā)出后，經(jīng)過十幾秒檢測運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，若導(dǎo)通說明操作正常，若沒有導(dǎo)通說明動(dòng)作未實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)生啟動(dòng)未成功報(bào)警，并發(fā)出泵停命令，防止發(fā)生電流過大燒壞設(shè)備。

    當(dāng)泵自動(dòng)控制不成功時(shí)，還有浮球判斷，自動(dòng)停止開啟泵。還可通過轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到手動(dòng)狀態(tài)，手動(dòng)啟停泵。這樣做到了三重保護(hù)，多極控制。

    原來設(shè)計(jì)時(shí)，還有據(jù)泵的運(yùn)行時(shí)間實(shí)現(xiàn)啟停泵順序的切換；因現(xiàn)場沒有顯示單元，不能準(zhǔn)確判斷出泵的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，增加顯示單元費(fèi)用較高。所以輪流備用功能對(duì)此現(xiàn)場不合適。

6、結(jié)束語
    在泵站的自動(dòng)化系統(tǒng)改造中，由于舊有泵站普遍存在設(shè)備老化的現(xiàn)象，而且其控制原理根據(jù)不同的水泵類型有很大的差異，如何合理地利用泵站現(xiàn)有資源，更加經(jīng)濟(jì)有效地實(shí)現(xiàn)泵站自動(dòng)化系統(tǒng)變的尤為重要。相信經(jīng)過一段時(shí)間摸索和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)交流，泵站自動(dòng)化系統(tǒng)的改造將發(fā)揮其更加積極的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效率。