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1、清水泵房远程监测、自动控制创新技术一、概述控制工作流程： 水厂的水池水位由水位传感器检测， 模拟数据经PLC的A/D转换成数字量，传输到计算机，经过组态软件处理， 通过网络传输到清水桥泵房的工控计算机， 再经过组态软件的还原处理，把数据传输给PLC,由它根据程序来控制变频器，从而实现控制水泵电机的启停和变频调速， 与此组成一个完整的闭环调节系统。 另外还把清水泵房的水泵机组运行参数传输到水厂工控计算机上，实现远程监视。整个供水网络运行系统在计算机屏幕上直观、 动态地模拟显示出来。 人机界面友好， 操作方便， 实现自动化稳定可靠地运行。二、现状情况分析清水桥泵房是我们水厂的原水加压站， 其水泵运
2、行控制方式为由水厂值班人员根据进水流量水池水位， 以及对外供水流量等综合情况， 根据个人经验， 通知清水桥泵房的值班人员控制水泵速度， 以达到水厂的水流供需平衡。 这种控制方式存在一定的问题。水厂值班人员无法直观地对清水泵房水泵运行情况进行了解，与最快捷有效地进行调节。水厂用户用水量时刻在变化，这导致了水厂值班人员要不定时地对清水泵房水泵进行控制。 而操作指令从水厂值班人员打电话到清水泵房值班人员接受并操作后， 水流要经过十多公里的管道和大约半个小时的时间差才能到达水厂。在这段时间内，有可能造成蓄水池溢出，浪费水源，或原水供应不足等问题。 这种运行方式无法及时对供水情况作出快速反应，水泵的增减
3、都依赖人工进行操作。为了保证供水，水泵机组常处于满负荷运行，不但效率低、能耗大，而且在用水量较少时段，管网长期处于超压运行状态。三、此项目的创新意义和目标上述分析， 传统的供水方式不同程度地存在浪费水力、 电力资源。效率低、可靠性差、原始的人工操作，没有自动化控制，严重影响供水质量。 现代社会能源日益紧缺， 并且我们国家是一个水资源和电能源短缺的国家。 水、 电的节约对于提高企业效率，降低能耗， 节约成本等方面具有重要的意义。 目前的供水方式要朝向高效节能， 自动可靠的方向发展。 变频调速技术以其显著的节能效果和稳定可靠的控制方式， 在各工控领域广泛应用。 其优越性表现在：1、是节能显著。2、
4、在开、停电机时能减少电流对电网的冲击。3、是能减少水泵电机自身的机械冲击损耗。也就是减少水锤效应。 所以我们队提出此项课题， 应用目前先进的组态软件和计算机、通讯技术、PLG变频器等工控设备来技术改造，实现远程自动化控制供水系统。四、所需电控技术简介1、组态软件，俗称的人机界面、监视控制、数据采集软件等， 是数据采集与过程控制的专用软件， 在自动化控制系统属于 控制层一级的软件平台，支持各种工控设备和常见的通讯协议。它基于计算机控制技术发展结果，可视性和图形化管理功能强，可直观地模拟现场生产设备和运行状态。为生产管理提供方便。特点是强大的界面显示组态功能， 良好的开放性， 丰富的功能模块，实时
5、数据库，可编程的命令语言。选国产组态软件亚控科技组态王 ，价格合理，性能优良。2、可编程序控制器（PLC） ，是一种数字运算操作的电子系统， 专为在工业环境下的应用而设计。 它采用了可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算， 顺序控制， 定时计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式的输入/ 输出控制各种类型的机械或生产过程。 可编程序控制器及其有关外围设备都按易于工业系统联成一个整体，按易于扩充其功能的原则设计。特点是1、抗干扰能力强，可靠性高。 2、适应性强，应用灵活。3、编程及设计、安装、调试方便。4、维修方便，维修工作量小，功能完善。5、体积小，重量轻，功耗低。选用目前较
6、为主流的西门子S7-200 。3、变频器，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压和频率可变的交流电的装置， 它是由单片机控制， 将工频交流电变为频率和电压可调的三相交流电。 近年来， 大功率电力晶体管和计算机控制技术的发展，极大地促进了交流变频调速技术的发展， 目前在工业自动化领域和节能方面已广泛使用。 它的用途是调速、节能，提高自动化控制水平。使用变频器的电动机大大降低了启动电流，启动和停机过程平稳，减少了对设备的冲击，延长了电动机及生产设备的使用寿命。 选用水泵风机专用日立变频器 L300。五、供水系统设备组成简介1、水泵是输送液体或使液体增压的机械。它将电动机的机械能传送给液体， 使液体
7、流动或压力增加， 水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等。我们选用的是单级双吸离心泵，是利用叶轮的高速旋转所产生的离心力作用，将水从低处扬到高处或远处。2、 电动机是一种旋转式电动机器， 它将电能转变为机械能，在本系统中是带动水泵的轴转动，输出机械能， 。我们选用三相交流异步电动机，功率与水泵功率配套75KW。3、电动闸阀，用电动执行器控制阀门，从而实现阀门的开和关，其可分为上下两部分，上半部分为电动执行器，下半部分为阀门。 使用电能作为动力来接通电动执行结构驱动阀门， 实现阀门的开关调节动作， 从而达到对管道内介质的开关或是调节目的。1#机组由于是老的机组，使用的是手动
8、闸阀， 不能电动控制，所以也要改造，为节省费用，阀体不改只增加电动装置，如图4、止回阀，启闭件靠介质流动和力量自行开启或关闭，以防止介质倒流的阀门叫止回阀。 止回阀属于自动阀类， 主要用于介质单向流动的管道上， 只允许介质向一个方向流动， 以防止发生事故。5、远传压力表，电阻远传压力表内部设置一滑线电阻式发送器， 故可把被测值以电量传至远离测量的二次仪表上， 以实现集中检测和远距离控制。此外，本压力表并能就地指示压力，以便于现场工作检查。6、远传水表。把水的流量实时地传输给控制后台，以便值班人员监控和查询。选用宁波水表股份公司生产的DN250远传水表。7、底阀DN250铸铁法兰底阀。8、分体式
9、超声波液位仪，是由微处理器控制的数字物位仪表。在测量中脉冲超声波由传感器（换能器）发出，声波经物体表面反射后被同一传感器接收， 转换成电信号。 并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测物体的距离。 由于采用非接触的测量， 被测介质几乎不受限制。 比投入式寿命长且可靠。六、控制方框图控制结构图监测结构图七、系统原理图分析1、系统主电路2、自动控制系统图3、控制和数据采集系统（此处插入CADffl纸、资料）经过我们水电队各班组的共同努力， 完成了本创新项目， 使 用效果达到了预期的目标。 水厂的值班人员可以在电脑上输入参数， 通过网络传输到清水泵房的控制电脑， 再于控制电脑来控制PLC的动作，使变频器的频率变换成所需频率，从而控制水泵机组的水流量。并且返回电流、频率、水压等重要监测参数，为设备的正常运行提供依据。通过本次的创新活动， 大大提升了我们水电队的自动化供水技术，各班组的技术能力也得到了相应的提高，为今后的维护、保养、修理等工作打下了坚实的基础。
