浅谈铁岭市城区小型排水泵站无人值守自动控制系统

15科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald技术创新2011NO.23ScienceandTechnologyInnovationHerald科技创新导报1基本状况铁岭市市区占地面积30km2,城区人口40余万人,分布在城区泵站共有14座,其中小型泵站即装机容量在100kW以下有10座,每个泵站都需配备4人正常值班,另外还需配备维修人员。基于上述情况为节省更多的人力资源,我们拟采用排水泵站无人值守自动控制系统。排水泵站作为市政建设和管理工程的主要设施,担负着城市排水防涝的重要任务。泵站控制系统的自动化监控和管理具有重要意义,能达到减员增效和提高管理水平的目的,易控应用于排水泵站自动化监控系统实现了对雨水泵房和污水泵房的自动化监测和控制。泵站建立独立的功能完善的就地自动化控制系统,建立集中监测和控制室,实现泵站的自动化运行控制。泵站内各种设备的运行均由泵站就地控制系统直接控制,泵站就地控制系统是根据液位等泵站运行工作状况来进行控制的。装机容量100kW以下的排水泵站,使用人工值守运行,运行人工费用占运行成本较大比例。为了降低小型泵站运行费用,提高小型泵站的自动化程度,根据小型泵站的运行工艺特点,采用可编程序控制器进行控制,通过设定运行程序对整座泵站进行运行和监控,实现无人值守。通过无线传输设备联网,可以实现数十公里范围内多泵站无人值守泵站群控运行,大大降低小型排水泵站运行人工费用,让有限的运行费用更多的用于泵站设备改造、维修和维护,更有效提高泵站设备完好率和可用保证率。2控制系统组成系统主要由:PLC主控模块,电源模块,触摸显示屏,开关量、模拟量输入、输出模块,现场仪表以及其他辅助设备组成。①PLC主控模块:负责发出和接收各种运行程序指令,是整个控制系统的中枢部分,要求具有高可靠性和稳定性。②电源模块:稳定可靠的电源供应是整个系统安全、可靠运行的重要条件,要求电源模块稳定、可靠,留有一定的功率余量。③触摸显示屏:触摸显示屏是整个系统中人机对话的界面设备,要求耐用、美观,能清晰显示各种运行、设定等信息,显示全泵站的电力监控情况。④开关量、模拟量输入、输出模块:该部分是PLC装置正确接收信息和发出指令的关键设备,要求有高可靠性、稳定性,能实现某些电、磁的隔离功能。⑤现场仪表:这些仪表设备通过24VDC开关量信号及4－20mA模拟信号与PLC远程IO站连接,把工艺参数、运行状态送到PLC,而PLC则实现对设备的控制。PLC系统通过接收现场仪表设备发出的信号判断被控制设备的运行状态,以及是否适于设备运行的运行环境条件,因此要求现场仪表设备具有高可靠性和稳定性、精确性。3控制系统方案污水泵房和雨水泵房的控制相对独立,分别设置各自的基于可编程序逻辑控制器(PLC)所构成的污水泵房控制子系统和雨水泵房控制子系统。变电所设置独立的自动化控制系统,并和集控室的计算机系统连接。在集控室设置两台监控计算机(一用一备)用以管理、协调各子系统的工作,其显示屏和键盘构成泵站就地控制系统的操作界面。污水泵房和雨水泵房的PLC分别负责与污水治理工程中央监控主站及市区排水信息系统的通信。污水泵房的控制分三层实现,即中央控制、就地控制和基本控制。雨水泵房不设中央控制,仅有就地控制和基本控制。中央控制层:中央控制层提供系统的宏观调度,维持系统的整体协调。本工程污水泵房的(远程)中央控制室是位于M2泵站的中央监控主站。中央控制室能够对该泵站进行远程的数据采集和运行参数设定,但不直接控制该泵站的设备。就地控制层:就地控制的优先级高于中央控制,利用PLC的逻辑控制功能,提供设备的自动控制及关联设备的联动、连锁控制。本工程的就地控制操作界面是集中控制室的监控计算机屏幕,PLC能根据监控计算机发出的指令及预先制定的规则和调节方法自动控制现场设备。基本控制层:基本控制具有最高的控制优先级,当设备操作箱的控制方式手柄处于“手动操作”时,监控计算机和PLC发出的控制命令被屏蔽,现场设备可以在配电屏或控制柜上实现手动操作与检查。这些配电屏或控制柜需提供基本的控制连锁或联动。4控制系统特点(1)PLC控制程序采用模块化结构,系统可按程序模块分段调试,分段运行。该程序结构具有清晰、简捷、易懂,便于模拟调试,运行速度快等特点。(2)系统根据水位和压力控制原则,自动实现水泵的轮换工作,延长了水泵的使用寿命。(3)系统可根据投入运行泵组的位置,自动选择启动就近的真空泵,若在程序设定的时间内达不到真空度,便自动启动备用真空泵。(4)系统根据电网负荷和供电部门所规定的平段、谷段、峰段供电电价时间段,以“避峰填谷”原则确定开、停水泵时间,从而合理地利用电网信息,提高矿井的电网运行质量。(5)PLC自动检测水位信号,计算单位时间内不同水位段水位的上升速率,从