1.項目簡介

泵站作為市政建設和管理工程的主要設（shè）施，擔負著城市排水防澇的重要（yào）任務。泵站控製係統的自動化監控和管理具有重（chóng）要意義（yì），能達到減員增效和（hé）提高管理水平的目的，易控應用於某（mǒu）泵站自動化監控係統實（shí）現了對雨水（shuǐ）泵（bèng）房和汙水泵房的自動化監測和控製。

泵站建立（lì）獨立的功能（néng）完善的就地自動化控製係統，建立集中監測和控製室，實現泵站的自動化運（yùn）行控製。泵站（zhàn）內各種設備的（de）運行均由泵站就地控製係統直（zhí）接控（kòng）製，泵站（zhàn）就（jiù）地控製係統是根據液位（wèi）等泵（bèng）站運行工況來進行控製的。泵站接（jiē）收汙水治理工程中（zhōng）央監控係統下載的全局性（xìng）運行數據（jù）和調控指（zhǐ）令，作為泵站自動控製的條（tiáo）件參數，以配合實現汙水治理（lǐ）工程中央監控係統規定的基於流量的控製。

2.係統構成

泵站係統采用分層控（kòng）製（zhì）結構，係統分為三層：

信息（xī）層：監控計算機
控製層：PLC與遠程IO子站
設備層：閥門、水（shuǐ）泵、流量計（jì）、水位（wèi）計等現場設備

信息層位於中央（yāng）控製室，利用易控(INSPEC)組態軟件設計完成整個監控（kòng）係統的圖形界麵，以及監控數據（jù）報表等（děng）。可對全泵站生產數據進行收（shōu）集以及集中控製，設有上位機2台（工程師站、操作員站各（gè）一台）以及相關打印機與不間斷電源UPS，上（shàng）位機通過以太網（wǎng）與PLC分站（zhàn）連接；設有模擬屏，顯示全泵站的電力監控情況。

控（kòng）製層負責對（duì）現場儀表數據的采集，以及對現場設備進行監控。PLC主站通過以太（tài）網與上位機進行連接，通過（guò）DeviceNet與遠程IO子站進行連接。

設備層由現場（chǎng）儀表、電機、閥門及其他（tā）執行設備等（děng）組成。這些（xiē）儀（yí）表設備通（tōng）過24VDC開（kāi）關量信號及4－20mA模擬信號與PLC遠程IO站連接，把（bǎ）工藝參（cān）數、運行狀態送到PLC，而PLC則實現對設備的控製。

上（shàng）位監控係統完成全站的（de）自動化運行及其管理。下位（wèi）PLC采用（yòng）GE公司的90-30係列PLC、遠程I/O子站（zhàn）采用Beckhoff公司的BK5220係列I/O模塊。下位PLC共有3台，分別（bié）負責水位（wèi）測量、電力監控、水泵（bèng）啟（qǐ）停等工（gōng）作。下位PLC通過以太網（wǎng）模塊接入Hub與上位機進行通訊，下位PLC與遠程IO子站通過Device net網絡進行通訊（xùn）。PLC1共有6個遠程IO子（zǐ）站，PLC3共有11個遠程IO子站，PLC2沒有帶子站（zhàn）。泵站係統結構圖如下：
 
泵站係統結構示意圖

由於季節性變化，所有（yǒu）泵站（zhàn）在不（bú）同季節（jiē）將采取不（bú）同（tóng）的（de）運（yùn）行模式，該泵站全年運行模式如下：

模式一：旱季無雨時（shí）或初雨且（qiě）尚未超過截流水量時，僅有截流汙水泵交替運行或滿負荷（hé）運行。
模式二：初雨且已超過截（jié）流水量時，截流汙水泵滿負（fù）荷運行，雨水調節池啟用。
模式三：降雨繼續，雨水調節池已儲滿時，截流汙（wū）水泵滿負荷運行，雨水泵開（kāi）始防汛排澇運行。
模式四：降雨結束，雨水泵停運，調節池開始放空時，僅有截流汙水泵交替運行。
模式五：旱季無雨，雨水泵（bèng）試車時，截流汙水泵暫時停止運行。
模式六（liù）：泵站大修。

3.係統特點

 係統運行可靠（kào）。提（tí）供雨汙水外（wài）排工程的運（yùn）行（háng）監視，提供工程範圍內主要設備的運行監視，提供故障報警和事故狀態下應急處理的方案（àn）及手段。

 係統運行經濟。充（chōng）分發揮泵組的提升能力和管網係統對雨汙水的運載能力，動用少的機電（diàn）設備，小的（de）能耗（hào），達到大的排（pái）放能力。

 實現對包括泵站等設施內的全部儀表和機電設備的監控。汙水泵房的控製分三層實現，即中（zhōng）央控製、就地控製和基本控製，雨水泵房不設中央控製，僅有就地控（kòng）製和基本控製。

 完善的數據（jù）采集，對全廠主要設備的運行狀態和運行參數自動定時的進行采集（jí），並存於實時數據庫，供計算機係統（tǒng）實現畫麵顯示、製表打印及完成各種（zhǒng）計算、控製等功能時使（shǐ）用。

 安全運行監視：中控室值班運行（háng）人員借助監控係統人機（jī）界（jiè）麵，監視泵站的生（shēng）產過程和運行情況，各點參數及其變化趨勢和設備狀態，在運行狀態發生變更時（shí）能及時進行分析和處理。

 實現自動控製，減輕泵站運行人（rén）員的勞動強度，提高安全運行水平。

4.係統方案

汙水泵房和雨水泵房的控製相對獨立，分別設置各自的（de）基於可編（biān）程序邏輯控製器（PLC）所（suǒ）構成的汙水泵房控製子係統和雨水泵房控（kòng）製子係統。變電所設置獨立的自動（dòng）化（huà）控製（zhì）係統，並和集控室的計（jì）算機係統連接。在集控室設置兩台監控計算機（jī）（一用一備）用以管理、協調各子係統的工作，其顯示屏和鍵盤構成泵站就地控製係統的操作界麵。汙水泵房和雨水泵房（fáng）的（de）PLC分別負責與汙水治理工程中央監控主站及市區排水信息係統的通信。

監控計算機、汙水泵房控製PLC、雨水泵房控（kòng）製PLC、變電所自動化係統的數據（jù）集總器等設備采用工（gōng）業以太網（Ethernet）相互連接。PLC與水泵、閘門（mén）等（děng）機械設備（bèi）的控製箱之間采用DeviceNet總（zǒng）線相互連接。儀（yí）表的模擬量和脈衝量信號則通過遠端I/O模塊轉接入DeviceNet。

泵站與汙水治理工程中（zhōng）央監控主站的通信使（shǐ）用兩個信道：常用信道采用市數字（zì）數據（jù）網 (DDN)；備用信道為無線通信信道，經（jīng）SA泵站轉接至位於M2泵站的汙水治理工程中央（yāng）監控主站。通信規（guī）約采用IEC60870.5-101，非平衡傳輸模式，實現（xiàn）輪詢方式下的逢變則報。

泵站（zhàn）與市區（qū）排水信息係統（tǒng）的常用通信（xìn）方式為無線通信方式，備用為（wéi）撥號電話線路。

汙水泵房的控製分三層實現，即中央控製、就地控製和基本控（kòng）製。

雨水泵房不設中（zhōng）央控（kòng）製，僅有就地控製和基本控製。

中（zhōng）央控製層：中央控製層提供係統的宏觀調（diào）度，維持係統的（de）整體協（xié）調。本工程汙水泵房的（遠程）中央控製室是位於M2泵站（zhàn）的中（zhōng）央（yāng）監控主站（zhàn）。中央控製室能夠對該泵站進行（háng）遠（yuǎn）程的數據采集和運行參數設定，但不直接控製該泵站的設備。

就地控製（zhì）層：就地控製的優先級高（gāo）於中央控製，利用PLC的邏（luó）輯控製（zhì）功能，提供設備的自動控製及關聯（lián）設備的聯動、連鎖控製。本工程的就地控（kòng）製操作界麵是集（jí）中控製室的監控計（jì）算機屏幕，PLC能（néng）根據監控計算機發出的（de）指令及預先製定的規則和調節方法自動控製現場設備（bèi）。

基本控製層：基本（běn）控製具有高（gāo）的控（kòng）製優先級，當（dāng）設備操作箱的控（kòng）製（zhì）方式（shì）手柄處於“手動操作”時，監控計算機（jī）和PLC發出的控製命令被屏蔽（bì），現場設備可以在配電屏或控製櫃上實現手動操作與檢查。這些配電屏或控製櫃需（xū）提供基本的控製連（lián）鎖（suǒ）或（huò）聯動。

5.軟（ruǎn）件應用

泵站自動化監控係統的上位監控由易（yì）控(INSPEC)組態軟件（jiàn）開發實現，建立獨（dú）立的、功能完（wán）善的雨水泵房和汙水（shuǐ）泵房統一控製係統，具備（bèi）集中監測、控製室，實現泵站的自（zì）動（dòng）化運行控製功能，其中（zhōng）監控係統的主要功能（néng）包括實時檢測各項數據，定時打印數據報（bào）表，查詢曆史數據、報警信息、顯示流量曲線（xiàn）等。

係統圖形顯示界麵

泵站監控係統的地顯示界麵按功能分為主控平台，電站檢測，報警查詢，報表瀏覽，係統維護，係統運（yùn）行時，首先進入（rù）主控平台界麵，該界麵可以顯示整個泵站所有（yǒu）設備的信息，點擊（jī）每個設備可以查看設備的詳細信息，電站檢測界麵可以顯示係統電氣連接網絡圖，報警（jǐng）查詢和報表瀏覽界麵可以查看報警情況和曆史數據實時數據的（de）瀏覽曲線圖。以下是泵站監控畫麵圖：
 
泵站（zhàn）監控畫麵示意圖

在主控平台中包含泵（bèng）站的所有汙水（shuǐ）泵（bèng）、雨水泵及格（gé）柵等的各類參數信（xìn）息以及對各個（gè）泵、閘門及格柵等的操作。

1、泵的啟停及主要參數： “機泵監測”窗口集中顯示了該泵的當前運行狀態、累積運行時間與（yǔ）次數、電流值、頻率值、轉（zhuǎn）速值、累積流量等參數信息；還能對該泵進行遠程啟停（tíng）控製。
2、閘門的啟停及主要參數： “閘門監（jiān）測（cè）”窗（chuāng）口（kǒu）集中顯示了該閘門的當前狀態、累積運行時（shí）間與次數（shù）等參數信息；還能對該閘門進行遠程開關閘控製。
3、格柵的（de）主要參數： “格柵監測”窗口集中顯示了格柵的當前狀態等（děng）參數信（xìn）息（xī）。
4、 “雨水排放操（cāo）作”及“汙水排放操作”窗口中（zhōng）包含了各種對雨（yǔ）水或汙水排放的（de）操（cāo）作模（mó）式（shì）。

下圖為（wéi）泵（bèng）站監測界麵
 
電站監測界麵示意圖（tú）

數據采集

本係統對過程數據（jù）自動進（jìn）行巡回采集和存儲，數據采樣周期小於100ms，其中機組重要參（cān）數按性質分為兩大類。

(1)開關類參數:這類參（cān）數來源是PLC，如：機組控製開（kāi）機、停機，閘門開關等；
(2)流量類參數：測量汙水和雨（yǔ）水流量，它們來自液位儀，流量（liàng）計，雨量計（jì）。如：機組各項繞組溫度及軸承溫度等。上位機對於不（bú）同設備分別進行數據采集，對於PLC設備，使用時隻需添加設備並進行一些參數設置，便可實現（xiàn）信息傳送;。根據用戶要求（qiú）進行不同的數據處理，動態顯（xiǎn）示或（huò）者保存到數據庫（kù）中。

報表

報表是（shì）泵（bèng）站管理的一項重要功能，係統要求上位機定時或召喚自動出報表，設計的報表包括：泵站（zhàn）所有機組的運行日誌；汙水和雨水流量統計報表(分為年、月、日統（tǒng）計報表（biǎo）)；故障報警（jǐng）報表等。

6.結束語

該係統具（jù）有完善的（de）泵站監測和控製功能，滿足安全（quán）監視、控製調節及生產管理等多方麵的要求，現場運行穩定可（kě）靠、經濟節能，大大減輕了（le）泵站運行人員的勞動（dòng）強度。通過易控(INSPEC)組態的人機界麵具有強大的自動控製和數據（jù）管理功能，而且整個（gè）監控（kòng）係統運行穩定可靠，為用戶的泵站泵（bèng）站監（jiān）控自動化提供了（le）理想的信息化解決方案。

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