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1、自动化应用0 引言自从 PLC 运用 于 自来水 、污水厂以来 ，无人值守设计理念就一直是自控设计人员的设计宗旨 。 随着近几年视频监控系统 、门禁 、周界防范系统 、有线网络发展 ，电气产品的日益完善 ，真正意义上的无人值守已经不存在问题 。 但有些地方的运行情况并不能完全达到设计要求 ，其中原因有很多 。 一个运行成功的范例 ，需要多方面都做到位 ，至少从设计开始 ，到设备采购 、软件编制 、维护管理等都要满足无人值守功能 ，这个工程才能真正地做到无人值守 。1 设计泵站无人值守就是通过 PLC、安防 监 控等系统实现远程对泵站无人或少人值守系统的综合监控 、集中管理 ，从而降低人员及管理
2、成本 。 实现无人值守泵站设计 ，首先需要自控设计人员将所需要控制 、检测 、监控的设备信号以及开关量 、模拟量信号采集到自控系统 。 在整个系统中 ，运行它的每个节点都应该是可以自动控制的电动设备 ，需要操作的设备一定要选用电动 ，不能选用手动 ，其中一个节点不能自控 ，整个系统就无法实现联动自控 ，也就无法真正做到无人值守 。1.1 控 制 系 统1.1.1 配电 系 统对于 高 、低压供配电系统 ，包 括直流屏 、高 、低压补偿柜 、变压器 ，选择智能型的产品 ，所需电量参数及运行信号都可以通过 RS-485 总线或以太网接口送 至PLC，基本运行数据及事故信号上传非常方便 。高压 系统
3、采用智能微机电力监控仪 ，集 电气参数检测 、保护 、通信和控制于一体 ，可实现智能型继电保护 、定时或实时采集并向主机传输数据 、自动事故跳闸 、防跳 、闭锁和接受主机控制信号等功能 。 低压系统智能电量仪表可定时或实时采集并向主机传输数据 （电压 、电流 、有功功率 、无功功率 、功率因数 、有功电能 、无功电能等 ）。对需要远程操作的低压断路器 ，系统将其开 /关信号 、状 态 信号的开关量送至 PLC 系统 。 变 压 器采用智能型干式变压器 。1.1.2 泵阀 控 制对于 水 泵阀门 ，在 PLC 监控系统设计中采用两种控 制 方 式 ：现场 PLC 键控 和 PLC 自动 控 制
4、；就地机旁箱手动控制 。两种控制方式可在控制站操作显示终端上转换 ,以满足实际工作中调试 、 检修和自动正常 运行 的需要 。泵站自动控制一般包括抽真空系统 、泵阀联动系统 、水冷系统 、排水系统等 ，有时会有补加氯系统 ，根据水位 、压力 、流量变化情况 ，传送延时停机或增泵控制设置信号 。需要采集的信号包括 ：真空泵 、抽真空阀门 、水泵真空检测开关 ；冷却水阀及检测开关 ；水泵轴承温度检测 、电机轴承温度检测 、电机绕组温度检测 ；水泵和阀门开 、关 、停及事故信号 ，以及阀门开度显示 ；液位 、进出水压力 、出水流量 ，机组电流 、电压 、功率 ，进线电压 、电流等 ；排水泵的开 、停
5、及事故信号 ，集水坑液位信号 。 根据需要 ，可增加机泵振动及噪声检测实现泵站无人值守的几个重要环节陈海 波（中国市政工程中南设计院 研究总院有限公司 ，重 庆 4 0 1 121 ）摘 要 ：从 设 计的角度 ，介绍无人值守泵站的重要环节 。关键词 ：自动控制 ；无人值守 ；信号采集 ；智能化Several Important Link of Implementation of Unattended Pump StationCH E N Hai-bo(Central and Southern China Municipal Engineering Design Institute Limit
6、ed, Chongqing 401121, China)Abstract: From the angle of design, the important link of unattended pump station is introduced.Keywords: automatic control; unattended; signal collection; intelligence作者 简 介 ：陈海波 （19 6 4- ），高 级 工程师 ，研究方向为自来水厂 、污水厂电气自控 。收稿日期 ：20 1 4-06-10HMI 及 P LC 控制系统622014自动化应用 9 期装置 。
7、 每台机泵装设流 量 计 ，数据传至 PLC，方便 了解单台机组实时运行效率 。 加氯量调节可由 现场控制器实现 ，PLC 可通过改变输出 流 量值来调节加氯量 。1.1.3 仪表 检 测（1）工艺检 测仪表 。 按照工艺流程的要求 ，设置在线检测仪表 。 污水泵站检测仪表主要有 ：超声波液位差计 、超声波液位计 、电磁流量计 、pH 计 SS 浊度 计 ，以 及温度 、阀门开度 、有毒气体检测装置等 。 清水泵站检测仪表主要有 ：超声波液位计 、电磁流量计 、pH 计SS 浊度 计 ，以 及余氯 、压力 、温度 、阀门开度等检测仪表 。（2）电量 仪 表 。 对于电量测量 ，设计采用综合智能
8、电力监测仪和普通电量变送器相结合的形式 。 对于电源进线等多电量采集 ， 采用综合智能电力监测仪 ，对其他单一电量 ，采用普通电量变送器 。 综合电力监测仪表带有标准 RS-485 接口或以太网接 口 ， 并 支持多种品牌 PLC 通信 协 议 ， 方便与站内 PLC 自控 系 统连接 。1.2 安防和 消防设计1.2.1 安防 设 计（1） 采用电子围栏周界系统监测周界入侵行为 ，高清摄像头配合监视 ，站 内设置视频硬盘录像 机记录视频 ；采用高音报警器配合周界系统 ，发出声音警示 ，阻止入侵行为继续发生 。 视频信号上传至远端控制室 。（2） 在建筑设计中考虑将配电间泵房与休息间 、保卫
9、间 分区隔离 ；尽可能采用面积不大的高窗 ；重要生产车间及配电间 、大门安装门禁 。（3）清 水 池及泵前池采用密封式设计 ，防 投毒 ；设置泵房溢流措施 ；配电间大门及电缆进线孔 、风机等处要做防小动物处理 。1.2.2 消防 设 计（1）配电间安装烟感 、温 感 探 头 ，烟感 、温感报警器外接高音报警器 ，当感应值高于高报警限时 ，发出声音提示 。（2）在 电 机上或重要发热设备上安装温度巡检报警 仪 。（3）配电 设备及电机设备等重要设备安装视频监视 ；高 压配电间 、变压器 、低压配电及 PLC 系统 等 房间 ，采用防火门隔离 。 有条件的情况下 ，对各电气所处机柜位置加装自动惰性
10、气体灭火系统 ，可及时保全设备 。（4） 高压开关柜安装无线测温或弧光报警装置 ；低压开关柜安装剩余电流装置 。1.3 软件 编 制和通信硬件 配 备齐全 ， 软件的编制也是至关重要的一环 。 一个智能化程度高的软件能根据大量的数据分析做出判断 ，正确地指挥设备的正常运行 ，不会依靠单组数据做出错误的判断或报警 。软件首先要设置管理级别和管理方式 ，不同级别的操作设置不同权限 ，管理方式采用密码或者其他方式 。 在设置设备远程分断控制时 ，需两次确认执行 ，以避免误操作 。 设置报警应区分级别 。 当泵出现故障后 ，需在 “手动 ”状态下清除故障后 （排除硬件故障并在PLC 控制柜 按 “复位
11、 ”按钮 ），再重新转至 “自动 ”状态 ，该泵才可进入准备状态 。 有些相关参数可以现场修改 、设定 。泵站至上一级控制室的通信主要采用有线网络和无线网络 ，无线网络作为应急备用 。 敷设专用有线网络 ， 主干传输网采用千兆单模光纤以太网 ， 支持IEEE802.3 规约 和 标 准 的 TCP/IP 协 议 ； 具 备 划 分VLAN（虚拟 局 域网 ）功能 ，将不同的应用进行隔离 ；拥有流量控制等功能 ， 确保工业数据的实时性和安全性 。外围通信中断的情况下 ， 本地控制站应具备 24h操作日志和重要监控信息趋势记录 。 无 线 通信系统应在数据通道出现故障时 ， 对指定号码拨号或发送短
12、信 ，提示维护人员现场处理 。2 设备采 购泵站能否实现无 人 值守 ，取决于终端设备的传感器反馈的信号和基本数据是否正确 ，因此前段输出信号的设备质量及运行的稳定性非常重要 。 设备采购这一环节直接关系到能否真正实现无人值守 。 为了避免设备基本数据不准确性 ，一定要购买性价比高 、质量过硬的产品 ，尽量降低人为干预的几率 ，降低事故发生率 。3 维护管 理很多设备需要定期维护 、校正 ，因此运行部门必须 制 定和完善设备维护计划 ，并进行规范化 、制度化管理 ，以使设备始终能够保持最佳状态 。4 结语从最 初 的设计 ，到后期的设备采购 ，以及运行维护管理 ，每一步都是保障无人值守泵站正常运行的重要环节 。HMI 及 P LC 控制系统63
