有关加压泵站监控系统改造浅论

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  摘要:为了更好的保证用水安全,为我国社会主义生产提供必要的供水支持,加压泵站完善控制功能,加强监控管理水平,是我们必须给予重点关注的问题。通过对硬件的整合以及与之对应的软件编程,改变传统意义上的分散式水泵、阀门、通信控制系统集中控制和有效联动操作,能够有效的提升加压泵站的整体工作效率水平。在本文的研究中,重点分析了加压泵站监控系统的改造问题。应该看到,将过去的无线电监控手段改为光缆信息传输为监控手段,不仅能够极大的改善控制信息的安全性,同样也能够有效的防止雷击问题。改造后的控制系统整体控制性更强,故障排查简单,页面操作相对简单并且具有较好的开放性特征,能够为工作人员的科学调度提供更为高效的支持。
  关键词:监控系统;加压泵站;通信;Intouch ; PLC
  中图分类号: X924.3 文献标识码: A 文章编号:
  
  在我国国内的大部分沿海城市,咸潮的影响是非常普遍的,部分年份会由于东南季风的影响而形成大规模的低压供水,严重的影响了当地居民的正常生活和工作。而加压泵站的存在,能够有效的对供水管道内的压力情况进行调节,对咸潮发生过程中所带来的负面影响有着非常重要的现实意义。针对上述问题,本文重点研究了无人值守加压泵站控制功能的完善和数据传输的时效性问题进行了研究,并以PLC及通信技术在加压泵站中的应用为主要研究方向,探讨了以远程数据控制的方式实现无人值守加压泵站的可能性。
  1原泵站控制系统概述
  1. 1控制系统的网络结构
  当前技术手段下的泵站控制系统功能的实现,主要是通过控制站、电动阀控制站及RTU无线通讯站三部分组成。水泵及电动阀的控制信号通过无线电台方式传回公司中调室,然后由无线电台数据接收中心站负责接收,采用wiz-con软件处理,从而实现远程监控的[1]。
  1.2存在的主要问题
  ①无线电台通信方式导致易遭受雷电袭击。应该看到,大部分系统已经投入使用超过五年时间,在实际使用过程中泵站控制设备经常遭到雷击而受损。根据相关部门提供的统计数据显示,每年直接造成的经济损失超过235亿元,并且在调度期间由于调度人员无法有效的对泵站的实际运行情况进行监控和管理,因此也无法进行常规的调度工作,对于人民群众的日常生活用水需求的满足造成了一定程度的负面成影响。
  ②泵房各个系统之间分布过于分散,彼此之间的连接效率低下。几个控制站之间并没有明显的归属,这种情况下技术人员不仅仅要掌握常规的AB编程软件,同样需要对相关的变成软件有所了解才能够真正意义上的完成整个控制操作工作,除此之外硬件的连接也同样具有较强的复杂性特征,故障的排查和处理相对困难。
  ③城市高层建筑严重的影响了传统的无线通信方式,同时无线通信方式还很容易引发雷击而造成设备损毁。随着科学技术的发展和进步,GPRS技术已经成熟,基本上已经完全取代了传统意义上的无线通信方式。
  ④原泵站存在点数增加困难、维护成本高、技术落后等问题,而系统改造不仅仅能够有效的提升故障处理效率水平,更是能够为整体的设备维护成本的降低提供一种全新的可能,因此系统更新换代已经势在必行。
  2 改造方案
  对原有加压泵站的控制系统进行整合和升级换代,主要包括对原有控制器的拆除。用西门子 PLC直接控制电动阀门信号,并通过西门子PLC来完成对多个加压站的统一控制;通过以太网在这一过程中的引用来取代原有的无线电台信息传输方式。
  2. 1通信方式的选择
  (1)GPRS
  在实际的应用过程中,对于单个泵站简单的控制信号传输来说,GPRS作为主要的通信方式所产生的通信费用相对较少,但是在短信高峰期时间段,非常容易由于短信堵塞而出现信号滞后的问题,尤其是在春节期间,这种问题将会非常严重,考虑到泵站视频数据传输过程中需要较大的流量支持,因此该方式无法满足实际使用需求。
  (2)光纤以.太网
  相对于传统的电信通信方式来说,光纤通信显然有着更为明显的优势,无论是在损耗方面还是在传输效率方面,都有着较大的性能优势,不仅能够在短时间内快速的传输大量信息信号,同样还可以有效的规避雷击问题,对于后续的系统维护同样有一定的加成作用[2]。
  从多个角度、综合考校,笔者认为在加压泵站的数据传输过程中,主要应采取光纤以太网模式为宜。
  2. 2监控软件的选择
  (1)接人原无线电台调度系统
  是wizcon软件作为该系统平台搭建的主要软件,本身包含了网络接收模块,软件升级不仅需要大量的人工操作同样还需要庞大的费用,在二次平台开发过程中操作困难。因此,以此为平台进行系统开发显然是不合适的[3]。
  (2)用In touch软件接收
  In touch软件技术在当前社会各行各业中都有着广泛的应用空间,尤其是在化工和半导体制造领域的应用,更是取得了非常出色的效果。由于该技术已经基本成熟,功能相对强大、技术资料完备、页面丰富,因此在工控行业中得到了广泛的认可。一方面,该软件在过去的使用过程中已经形成了稳定的维护和升级流程,因此操作人员能够更为熟练的对该软件支持下的系统进行添加、修改操作;而另一方面,该软件在全国范围内的供水公司中的应用,更是为其大范围的统一提供了必要的支持。应该看到,基于Intouch设计的监控系统软件在开发周期、通用性以及可扩展性方面都有着非常明显的优势,改造后能够为系统整体性能水平的快速提升奠定坚实的软件基础。
  2. 3 通信的实现
  对系统中本身附带的CPU 及 I/O 模块剩余点数进行更为有效的利用和分配,,在现有 micrologix1500PLC 基础上添加 RS232 转以太网通信模块 1761—NET—ENI,然后用交换机来完成对信号的传导,通过调度室中的rslinx软件接收通信数据,并采用上文中所论述的OPC形式连入FSGateway,然后接入Intouch 软件,这样本文所研究的系统的构建就基本完成了[4]。
  如果在本系统中,仅有一座泵站,那么采用RSLINX OPC形式接入到 Intouch 软件即可完成对整个系统功能的构建,但是为了保证系统在后续的更新和维护中更为简单易用,因此还是需要按照设定标准将RSLINX OPC 连入 FSGateway,然后根据具体的设计要求再通过访问名连接到 Intouch 系统;而如果在系统中存在多座泵站的时候,那么用OPC 或其他形式简单接入FS-Gateway,系统功能即可实现。
  2. 4 系统功能
  ( 1) 泵站控制功能
  ①在1 #—6#水泵机组远程开停控制: 根据实际应用要求,对泵机的启动和停止进行远程遥控,从而调节供水网中的水压情况,为居民的正常供水提供支持。
  ② 根据水位的实际情况调整管网内的水压情况。
  ③对泵组阀门、泵机开关进行实施监控和全天候管理。
  ( 2) 监控界面功能
  在本文所研究的系统中,以Intouch 软件为基础搭建了系统平台,在界面功能上,根据调度的实际需求情况,加装了加压泵站监控系统,该系统能够更为直观的提供泵机的运行数据,具有实时监控、及时报警和历史曲线查询功能,同时也按照操作的一般规范,增加了确认窗口,有效的降低了由于人员误操作而带来的事故的概率平。
  2. 5 系统的不足之处
  ( 1) 存在的问题
  ① 所应用的1761—NET—ENI继承了传统无线电台作为主要通信方式的特点,而现在采用 RS232 转以太网方式,在数据的传输过程中难以保证整体的传输效率,最高才为38.4 kB/s,如果在今后增加视频监控模块,那么所产生的大量视频数据的传输必然受到较大的限制,甚至无法完成改造。
  ② 网络传输问题: 系统对于网络的依赖性过强,如果在系统中的任何一个通信节点受到外力作用,将会导致整个系统的瘫痪,影响正常的供水。
  ( 2) 需要完善的方面
  ① 对水质进行更为严格的监督和检验,从而保证水质符合引用标准。
  ② 根据实际的运行要求,增添相应的计量设备,为输水管网中的水压情况的统计和分析提供更为客观的数据支持。
  ③ 完善报警提示及故障处理。
  ④ 增加数据挖掘計算功能,对隐藏在数据背后的真实请款做出更为深入的探索,从而为领导人员的决策行为提供必要的数据支持。
  3 结论
  针对我国当前阶段供水事业发展的实际特征和人民群众的客观需求,对加压泵站监控系统进行改进和更新,充分的利用了原有的系统资源,经济效益良好。研究中所采用的PLC 控制程序、上位机组态开发完全是按照该行业生产特征进行的针对性开发,不仅仅能够极大的降低相关操作人员学习、熟练的时间,更是具有较强的易操作新能特征,同时由于采用了以太网光纤作为主要的传输手段,因此能够更为有效的规避雷击带来的设备损毁问题,具有良好的社会经济因素的同时,也能够更好的保证我国人民群众正常用水需求的满足。该改造在硬件和软件方面都选择了更为具有通用性的硬件设备和软件,无论是后期维护还是更新换代,都有着为明显的优势。
  实际上,该系统投入应用,不仅仅能够为操作人员提供更为直观的数据支持,同样还能够更好的保存历史手,为后续的研究和开发提供强有力的数据支持,为后续的泵站集中管理工作的展开,也奠定了坚实的基础
  
  参考文献:
  [1] 卢昌涛. 泵房远程自动控制方案[J]. 中国高新技术企业,2010( 6) : 29 -30.
  [2] 李齐良,唐向宏,钱正洪. 光纤通信中的光波技术[M]. 北京: 科学出版社,2011.
  [3] 刘晓玲. PLC 控制与组态技术应用[M]. 北京: 电子工业出版社,2011.
  [4] 顾德英,罗长杰. 现代电气控制技术[M]. 北京: 北京邮电大学出版社,2006.
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