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泵站自动化监控系统解决方案

时间:2019-09-28 08:55来源:www.kang-zhuo.com 作者:康卓科技 点击:
根据天津市武清区市政排水所的规模及工艺要求,结合多年来我司在市政雨水泵站行业及多个泵站建设的成熟技术和丰富经验,康卓科技设计使用HMI+PC系统为本次项目的自动化系统构成,再通过和其他各种外设的连接,从而实现对整体排水工艺的全过程自动化控制系统,并按照预定的程序对现场设备实现全方位的控制以及信号的采集和传输。企业出于减员增效的目的,泵站的设计目标是无人(或少人)值守。因此泵站必须有一套强大而稳定的自动化监控系统,使得较少的人力投入就可以完成整个生产过程的监控,确保泵站设备运行的安全、保证原水供应的不间断。
 
 
  由于泵站的设计定位是无人(少人)值守,所以泵站的自动化监控系统必须具有以下的几点特性: 
1、高稳定性和易维护性
  泵站是全年365天24小时不间断工作的泵站,所以自动化监控系统必须具有极高的稳定性,才能给予生产活动有力保障。同时出于企业效益的考虑,系统还须具有维护简便和维护周期长的特性,这样可以减少后期人力成本的投入。
2、高度的自动化程度
  由于泵站不配或只配少量的工作人员,要完成泵站内数量、种类众多的生产设备操作几乎不可能。这时如果依靠自动化控制系统就可以实现简便快捷的设备操作,甚至可以实现远程的设备操控。
3、完善的报警机制
  自动化监控系统必须具有完善的报警机制,可以让工作人员第一时间获悉问题并按照相应的预定流程去解决问题。
4、数据的可靠传输
  泵站的安全运行至关重要,实时的生产数据监测是保障安全运行的有效手段。将数据及时准确传输至上级管理单位以及原水调度中心,可以保证原水管网整体调度的安全性。同时也等于多了两双眼睛同时在关注武清泵站的生产活动,大大提高了及时发现问题的概率。
  武清泵站自动化监控系统的设计与建设完全满足了以上几点需求:
4.1泵站自动化监控系统的架构
  自动化监控系统中的下位机选用了AB品牌的ControlLogix系列PLC,采用了双CPU双网络冗余架构。采集设备信号的I/O机架通过冗余的controlnet网络与冗余的主、副CPU机架相连接,而主、副CPU机架分别通过以太网连接网络交换机。当主CPU出现故障时,副CPU通过连接两机架之间的通讯光跳线获得讯息,立即接替主CPU的工作职责。故障的CPU排除问题后,自动变为副CPU工作。这种架构实现了真正意义上的控制器无扰动切换,具有很高的可靠性。
  controlLogix系列的PLC采用了模块化的设计,友善的编程环境,易于学习、使用,使得维护工作的难度大大的降低。
  自动化监控系统的上位机选用了安装Intouch软件的PC。上位机有两台PC,1台作为工程师站、1台作为操作员站。工程师站安装Intouch的开发版本,可以进行人机交互界面的开发与修改并具有程序的运行功能。操作员站安装Intouch的运行版本,只具有程序运行功能。两台上位机互为冗余,独立运行,各自通过网络交换机向下位机ControlLogix PLC读取数据。两台上位机的同时使用大大提高了系统的稳定性。
 
 
4.2泵站监控系统的功能
  武清泵站自动化监控系统的两大功能:设备的控制与数据的处理。
  4.2.1设备的控制
  泵站主要设备如下:10kV变配电设备,400V变配电设备,水泵变频器,水泵软启动,出口液控阀等。
  设备的控制分为两层:就地层与远控层。就地层就是在设备本身的控制面版上进行操作,具有较高的优先级别。远控层就是在计算机上实现设备的控制。就地与远控的选择切换通过设备上的选择按钮来实现。
  武清泵站是按无人(少人)值守标准设计的泵站,泵组的开停可以在计算机端通过轻点鼠标而实现一步化的操作。原先需要在400V变配电设备、变频器、出口液控阀等三处地方安排三个工作人员来完成的开停泵操作,现在只需一个工作人员坐在电脑前就可以完成。工作人员通过计算机操作,将控制指令发往PLC,PLC按照预定的操作流程去控制相应设备,设备之间按照一定的顺序联动运行,此种操作方式无论在效率和准确性上都大大超越了人工就地控制的方式。而且根据不同的权限授予,工作人员除了可以在泵站内的操作站,还可以在上级管理单位的操作站上对泵站内设备进行控制,从而实现泵站真正的无人值守。
  4.2.2数据的采集与处理
  武清泵站监控系统的数据众多,主要分为以下几类:
  (1)生产工艺数据包括压力、流量、水质等。
  (2)电气数据包括电压、电流、功率、开关位置等。
  (3)设备运行状态数据包括变频器开停故障状态,阀门开闭状态,水泵转速与水泵故障等。
  (4)设备健康状态数据包括水泵、电机的温度与振动数据等。
  由于数据量大,少量的工作人员无法同时兼顾这些数据,监控系统必须具有完善的报警机制,将关键信息第一时间呈现给工作人员。系统必须对采集到的数据进行判断处理,除了数据本身还应该将可能的故障提示给工作人员。比如系统对泵站的出口压力进行数值的判断,根据预设定值,进行压力过低或过高的警报提示。又如系统对泵站的振动频谱进行分析判断,根据相关的国标,提示水泵可能存在的故障,或提醒工作人员设备老化的趋势。
 
  
5、总结
  武清泵站的自动化监控系统具有很高的可靠性与稳定性,同时又能帮助本地或远程的工作人员迅速准确的掌握泵站的各类突发情况,而系统维护又非常简便。以自动化监控系统作为基础,配以视频监控系统、电子围栏系统、智能巡更系统、门禁系统、外来人员管理系统、灯光语音警示系统等辅助系统,武清泵站现在已经稳定的实现少人值守运作,并有能力实现无人值守的运作方式。
  武清泵站的实际例子可以证明,完善的自动化监控系统可以使得企业的生产活动变得轻松又安全,不仅兼顾了企业的减员增效目的。而且满足了企业安全生产的要求。
 
在当前如火如荼的智慧城市建设中,智慧水务是其中重要的组成部分。多年来,南京康卓环境科技有限公司一直致力于利用信息技术实现对水资源的高效利用,同时结合公司在电气自动化、安防监控系统等领域丰富的经验,康卓科技解决了城市供水、排水、污水处理、水厂监测等环节的产品,逐步形成一套拥有自主核心技术的智慧水务整体解决方案,帮助水务企业打破企业内部乃至行业上下游的“信息孤岛”难题,实现对生产、监管、运营、服务等业务环节的高效管理,从而为智慧城市建设增添助力。
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