污水泵站無(wú)人值守的實(shí)現

石油化工自動(dòng)化.2005, 3:36控制系統AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY污水泵站無(wú)人值守的實(shí)現吳天一1 ,王思杰”，劉健',于 松慧3(1.青島海灣化工設計研究院,山東青島2660432. 青島堿業(yè)股份有限公司,山東青島266043;3.濟南柴油機股份有限公司熱處理分廠(chǎng),山東濟南250063)摘要:利用遠程邇信構成分級計算機監控系統(SCADA),實(shí)現污水泵站無(wú)人值守和遠程控制中心的集中監控與調度。針對污水系站的特點(diǎn)和要求,對系統結構、通訊方式、硬件配置和監控組態(tài)軟件進(jìn)行了設計。關(guān)鍵詞:計算機監控系統;污水泵站;電話(huà)撥號;無(wú)人值守;監控中圖分類(lèi)號:TP273文獻標識碼:B .文章編號:1007 7324(2003-0036-03污水泵站計算機監控(SCADA)系統是指通過(guò)入各個(gè)污水泵站集水池，污水泵站經(jīng)簡(jiǎn)單處理,通采用儀表控制裝置和計算機等設備對污水泵站進(jìn)過(guò)皮帶、格柵,過(guò)濾掉顆粒大的懸浮物;集水池達到行自動(dòng)檢測、監測、控制和管理以保證污水處理系一定液位時(shí),通過(guò)污水泵輸送到就近的污水廠(chǎng)。污統安全、經(jīng)濟、有效地運行。同時(shí)對污水泵站工藝水泵站工藝流程如圖1所示。進(jìn)行自動(dòng)化監測和適時(shí)控制。SCADA 技術(shù)又稱(chēng)2.2泵站發(fā)射到調度中心的 內容為計算機四遙(遙測、遙控、遙信、遙調)技術(shù),在給泵站1 h撥號發(fā)射一-次;泵站有報警信號立即排水、污水泵站、換熱站等行業(yè)得到廣泛的應用。撥號,把如下內容發(fā)射到調度中心。1# 泵運行狀青島排水管理處及各污水泵站SCADA系統態(tài);2#泵運行狀態(tài);1#泵故障狀態(tài);2#泵故障狀可劃分為4個(gè)組成部分:污水收集管網(wǎng)、污水泵站、態(tài);電動(dòng)閥門(mén)開(kāi)狀態(tài)(共4個(gè));電動(dòng)閥門(mén)關(guān)狀態(tài)(共水質(zhì)檢測站和城市污水處理廠(chǎng)。青島市市區內有3個(gè));柵前液位;柵后液位;格柵運行狀態(tài);格柵故20多個(gè)污水泵站,地點(diǎn)分散。改造前，每個(gè)泵站均障狀態(tài);皮帶運行狀態(tài);皮帶故障狀態(tài);柵前液位-有2人值班運行,改造后實(shí)現無(wú)人值守。柵后液位差高報警;1#泵電流;2#泵電流。SCADA系統的主要結構包括遠程控制站2.3 污水泵站內聯(lián)鎖內容(用PLC完成)(RTU)、通信網(wǎng)絡(luò )及中心主站三部分。1)柵前液位高1值(LIAS1m)聯(lián)鎖開(kāi)皮帶、格1污水泵站 SCADA系統的特點(diǎn)與要求1.1 污水泵站工程特點(diǎn)2)柵前液位低1值(LIASIu)聯(lián)鎖停皮帶、格1)污水泵站SCADA系統的RTU地理位置柵;分布范圍分散,不便于集中控制。3)先開(kāi)皮帶、后開(kāi)格柵;先停格柵、后停皮帶;2)隨著(zhù)城市規模的不斷發(fā)展,整個(gè)系統不斷擴4)柵前液位高4值(LIAS1m)聯(lián)鎖關(guān)進(jìn)水啟大,要求系統具有易擴展性。閉機1;3)該站SCADA系統具有實(shí)時(shí)性,對信號應保5)柵后液位高1值(LIAS2m )聯(lián)鎖同時(shí)開(kāi)泵出證及時(shí)傳輸,對無(wú)人值守的遠程站實(shí)現在線(xiàn)遙控?？诳傠妱?dòng)閥和1#泵;延時(shí)10 s,開(kāi)1#泵后電動(dòng)閥;1.2 SCADA系統總體的要求6)柵后液位低1值(LIAS2u)聯(lián)鎖同時(shí)關(guān)1#1)該系統應盡可能保證設備的先進(jìn)性,適應計泵、2#泵、泵出口總電動(dòng)閥并關(guān)1#泵后電動(dòng)閥;算機控制技術(shù)的飛速發(fā)展。7)柵后液位高2值(LIAS2n2)聯(lián)鎖同時(shí)開(kāi)2#2)監控組態(tài)軟件具有友好的用戶(hù)圖形界面,以泵;延時(shí)10s,開(kāi)2#泵后電動(dòng)閥;便于用戶(hù)的操作。3)該系統應具有高可靠性,滿(mǎn)足系統的實(shí)時(shí)監中國煤化工:200502-10視和在線(xiàn)遙控功能。;YHC N M H G業(yè)于青島化工學(xué)院生產(chǎn)2污水泵站工藝流程過(guò)程自動(dòng)化專(zhuān)業(yè).學(xué)士學(xué)位,現在青島海灣化工設計研究院自控室2.1污水泵站工 藝流程從事自控工程設計工作,任主任工程師,已發(fā)表論文30余篇,聯(lián)系城市生活污水通過(guò)市政收集管網(wǎng)經(jīng)啟閉機流電話(huà):0532 -3601730.第3期吳天一等。污水泵站無(wú)人值守的實(shí)現378)柵后液位高3值(LIAS2m)聯(lián)鎖關(guān)進(jìn)水啟9)柵前液位、柵后液位差高,同時(shí)報警,報警信閉機并報警,報警信號送調度中心;號送調度中心;國D格楫電動(dòng)y田!電動(dòng)蝶閥流量計、蠊閥島處理廠(chǎng)南圖格柵前7格柵后蝶閩個(gè)嬰皮帶四D 1#至電動(dòng)蠊閥集水池>蝶閥圖1污水泵站工藝流程圖.10)送風(fēng)機1,送風(fēng)機2,引風(fēng)機1,引風(fēng)機2,開(kāi)3.3通信方式15 min,停2 h;送風(fēng)機、引風(fēng)機做為通風(fēng)用,置換污電話(huà)網(wǎng)通信方式在實(shí)現各個(gè)污水泵站到排水水泵站的空氣;管理處調度中心的數據傳輸有著(zhù)獨特的優(yōu)點(diǎn)。11)1#泵故障,柵后液位高1值(LIAS2H)聯(lián)1)通信不受空間限制。以往的數據采集大多鎖同時(shí)開(kāi)泵出口總電動(dòng)閥和2#泵;延時(shí)10 s,開(kāi)是靠專(zhuān)門(mén)敷設的通信電纜,但若距離很遠而數據采2#泵后電動(dòng)閥;柵后液位低1值(LIAS2u)聯(lián)鎖同集的實(shí)時(shí)性又要求不高,單獨敷設-路電纜線(xiàn)沒(méi)有時(shí)關(guān)2#泵泵出口總電動(dòng)閥并關(guān)2#泵后電動(dòng)閥。必要。在有些情況下,即使資金允許想敷設一路專(zhuān)3系統設計用通信線(xiàn)也難以實(shí)現。3.1 網(wǎng)絡(luò )結構2)不受空間限制，只要公共電話(huà)網(wǎng)到達之處，該系統完成排水管理處調度中心與20多個(gè)污都能應用。水泵站的通訊,其網(wǎng)絡(luò )結構是典型的一點(diǎn)對多點(diǎn)的3)通信質(zhì)量高,具有有線(xiàn)通信的各種優(yōu)點(diǎn),不結構,并且數量多、地理位置分散,通過(guò)電話(huà)撥號的易受到外界干擾。通訊方式實(shí)現一.點(diǎn)對多點(diǎn)組網(wǎng)。一點(diǎn)對多點(diǎn)的通4)一次性投資小,施工快捷,維護簡(jiǎn)單。訊方式是指以1臺計算機作為主站、多個(gè)通訊終端3.4 硬件配置作為從站,來(lái)實(shí)現主站與從站之間通訊的一種方3.4.1各污水泵站 RTU站配置式,把排水管理處調度中心作為主站,各個(gè)污水泵.各個(gè)污水泵站既要進(jìn)行本地控制同時(shí)還要具站作為從站。有數據傳送的功能。每個(gè)污水泵站的配置:控制器3.2 數據傳輸方式的比較.采用西門(mén)子公司的S7-CPU314 PLC。通訊模塊采常用的數據傳輸方式:專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )(銅纜、光纖、用同調制解調器(Modem)--體的TIM33作為通私有或租用的專(zhuān)線(xiàn))、無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò )(定向無(wú)線(xiàn)電、非.訊處理器安裝在S7-314模板插槽上,同時(shí)RS-232定向無(wú)線(xiàn)電、擴頻電臺)、模擬電話(huà)網(wǎng)、衛星等。串口與公用電話(huà)網(wǎng)相連。TIM33帶有存儲器,可專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò ):由于各個(gè)污水泵站位置分散,且距提供1M的存儲空間,用于當連接中斷或通信脫網(wǎng)離較遠,采用專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )，敷設電纜不易實(shí)現,造價(jià)時(shí)保存重要數據，當完成下一次連接時(shí)就可以進(jìn)行高。傳輸。污水泵站的各種檢測儀表、控制設備狀態(tài)信無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò ):明月峽路污水泵站、西陵峽路污號接人到PLC的I/O模塊。各污水泵站同時(shí)配備水泵站,由于有干擾,不宜采用無(wú)線(xiàn)傳送方式。觸摸屏TP270,可做為開(kāi)車(chē)過(guò)程中或檢修過(guò)程中.衛星通信系統:一次性投資大,且運行費用偏的人機中國煤化工3.4.2YHCNMHG因此采用一次性投資小,且運行費用偏低、可在調度中心值班室內,配置采用RAID技術(shù)的靠的模擬電話(huà)網(wǎng)的方式實(shí)現各個(gè)污水泵站到排水IBM服務(wù)器,RAID技術(shù)對存儲在硬盤(pán)上的數據進(jìn)管理處調試中心的數據傳輸。行冗余處理,可以避免硬盤(pán)故障帶來(lái)的數據丟失.38石油化工自動(dòng)化.2005年TIM33通信模塊與安裝在服務(wù)器上的MPI(多點(diǎn)可自動(dòng)檢測設備的故障信號,并可上報報警信息。接口)通訊卡相連,同時(shí)通過(guò)串口RS-232與公共.3)遠程設定。系統遠程設定各污水泵站的工電話(huà)網(wǎng)相連。作參數,如報警極限、聯(lián)鎖值.設備的運行時(shí)間等，組態(tài)軟件采用西門(mén)子公司的WinCC軟件,實(shí)可以隨時(shí)改變各污水泵站的運行狀態(tài),進(jìn)行遙控干現遠程監視和控制數據存檔、報表功能、報警功能預。和打印功能。4)數據處理。系統存檔各污水泵站的設備工系統結構原理如圖2所示。作狀態(tài)信息和儀表采集的數據,并對信息和數據進(jìn)行統計處理歸檔,以報表的形式輸出。計算機]同-5)網(wǎng)絡(luò )連接。系統采用標準的網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議，可方便地集成到其他計算機信息管理系統中。PLCModem5結束語(yǔ).該工程針對污水泵站的特點(diǎn),利用遠程通信構PLC HCRD成分級計算機控制系統,實(shí)現污水泵站無(wú)人值守，一1提高了污水泵站使用效果,降低了運行費用,設計調度中心先進(jìn)、運行可靠,適合于現代污水泵站的發(fā)展趨勢，已成功地應用于城市污水泵站,取得了良好的社會(huì )圖2SCADA系統結構原理圖和經(jīng)濟效益。3.5.上位機軟件由于采用計算機技術(shù),各污水泵站運行的相關(guān)組態(tài)軟件采用西門(mén)子公司的WinCC,它是基參數的監控、管理水平提高,改善了過(guò)去人工記錄于Windows/2000平臺的組態(tài)軟件,調度中心上位的弊端,使污水泵站運行、控制與管理更加真實(shí)、準機采用WinCC組態(tài)軟件,從遠程站的PLC中采集確。數據,實(shí)時(shí)反映各個(gè)污水泵站的運行狀態(tài)。上位機該系統的投運,給了筆者很多的提示,應大膽界面主要顯示部分包括污水泵站控制流程、運行狀應用先進(jìn)控制技術(shù),進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本,間接提態(tài)、報警和歷史數據的查詢(xún)、統計報表、趨勢圖等。高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。同時(shí)該系統的應用改造為帶控制點(diǎn)工藝流程圖反映整個(gè)系統各個(gè)污水泵站今后其他領(lǐng)域的控制技術(shù)改造,積累了很好的經(jīng)的運行狀態(tài),并且以動(dòng)態(tài)的圖形、數據和現場(chǎng)保持驗。一致,運行狀態(tài)表反映了設備的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、現場(chǎng)儀參考文獻:表的數據(流量、水位)。1平鳳梅. PLC在天然氣自控系統中的應用，石油化工自動(dòng)化，4系統功能2003,(1):50~61劉齊忠,康焱風(fēng),張華平 .PLC 及其與計算機的通訊。石油化工整個(gè)監控系統具有以下功能。自動(dòng)化,2003,(6):41 ~431)遙測遙控。遠程采集各站設備的狀態(tài)和儀3李軍華,徐守奎。計量?jì)x表的數據采集。石油化工自動(dòng)化，表的數據,在排水管理處調度中心，上位機集中顯2003.(6);47~49示;遠程控制各污水泵站控制程序的啟動(dòng)、設備的孫旨義。新一代過(guò)程控制系統PCS7及其應用.石油化工自動(dòng)運行、停止;控制可人為干預，也可根據程序設定自化2004,(4):35~375袁府,牛鐵鋒. SNAP SCeda控制系統在原油輸送管線(xiàn)上的應動(dòng)進(jìn)行。用.石油化工自動(dòng)化,2004,(4):38~412)突發(fā)報警。各污水泵站具有獨立控制能力，中國煤化工MYHCNMHG