污水泵站无人值守的实现

工自动化,2005,3:36控制系统AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY污水泵站无人值守的实现吴天一1,王思杰2,刘健2,于松慧(1.青岛海湾化工设计研究院山东青岛26043;2.青岛碱业股份有限公司山东青岛2660433.济南柴油机股份有限公司热处理分厂,山东济南250063)摘要:利用远程通信构成分级计算机监控系统( SCADA),实现污水泵站无人值守和远程控制中心的集中监控与调度,针对污水泵站的特点和要求,对系统结构、通讯方式硬件配置和监控组态软件进行了设计关键词:计算机监控系统;污水泵站;电话拨号;无人值守;监控中图分类号:TP273文献标识码:B文章编号:1007-7324(2005)030036-03污水泵站计算机监控( SCADA)系统是指通过入各个污水泵站集水池,污水泵站经简单处理,通采用仪表、控制装置和计算机等设备对污水泵站进过皮带格栅过滤掉颗粒大的悬浮物;集水池达到行自动检测、监测、控制和管理以保证污水处理系定液位时,通过污水泵输送到就近的污水厂。污统安全经济、有效地运行。同时对污水泵站工艺水泵站工艺流程如图1所示。进行自动化监测和适时控制。 SCADA技术又称2.2泵站发射到调度中心的内容为计算机四遥(遥测、遥控、遥信、遥调)技术,在给泵站1h拨号发射一次;泵站有报警信号立即排水、污水泵站、换热站等行业得到广泛的应用拨号,把如下内容发射到调度中心。1“泵运行状青岛排水管理处及各污水泵站 SCADA系统态;2泵运行状态;1#泵故障状态;2·泵故障状可划分为4个组成部分:污水收集管网、污水泵站、态;电动阀门开状态(共4个);电动阀门关状态(共水质检测站和城市污水处理厂。青岛市市区内有3个);栅前液位;栅后液位;格栅运行状态;格栅故20多个污水泵站,地点分散。改造前,每个泵站均障状态;皮带运行状态;皮带故障状态;栅前液位有2人值班运行,改造后实现无人值守。栅后液位差高报警;1*泵电流;2泵电流。SCADA系统的主要结构包括远程控制站2.3污水泵站内联锁内容(用PLC完成)(RTU)、通信网络及中心主站三部分1)栅前液位高1值(LIAS1H)联锁开皮带、格1污水泵站 SCADA系统的特点与要求栅1.1污水泵站工程特点2)栅前液位低1值( LIASILI)联锁停皮带、格1)污水泵站 SCADA系统的RTU地理位置栅;分布范围分散,不便于集中控制。3)先开皮带、后开格栅;先停格栅、后停皮带;2)随着城市规模的不断发展,整个系统不断扩4)栅前液位高4值(LIAS1H)联锁关进水启大,要求系统具有易扩展性。闭机13)该站 SCADA系统具有实时性,对信号应保5)栅后液位高1值(LIAS2H)联锁同时开泵出证及时传输,对无人值守的远程站实现在线遥控。口总电动阀和1“泵;延时10s,开1泵后电动阀;1.2 SCADA系统总体的要求6)栅后液位低1值(LIAS2u1)联锁同时关11)该系统应尽可能保证设备的先进性,适应计泵、2泵、泵出口总电动阀并关1“泵后电动阀;算机控制技术的飞速发展。7)栅后液位高2值(LIAS2m)联锁同时开22)监控组态软件具有友好的用户图形界面,以泵;延时10s,开2"泵后电动阀;便于用户的操作。3)该系统应具有高可靠性,满足系统的实时监收稿日期:2004-1109;修改稿收到日期:20050210视和在线遥控功能作者简介:吴天一(1965-),1988年毕业于青岛化工学院生产2污水泵站工艺流程过程自动化专业,学士学位,现在青岛海湾化工设计研究院自控室2.1污水泵站工艺流程从事自控工程设计工作,任主任工程师已发表论文30余篇联系城市生活污水通过市政收集管网经启闭机流电话:05323601730第3期吴天一等,污水泵站无人值守的实现8)栅后液位高3值(LIAS2H)联锁关进水启9)栅前液位、栅后液位差高,同时报警,报警信闭机并报警,报警信号送调度中心;号送调度中心;流量计、|电动去污水电动蝶阀理厂格搔前/格皮带Q@谭泵电动螓阀集水池2*泵图1污水泵站工艺流程图10)送风机1,送风机2,引风机1,引风机2,开3.3通信方式15min,停2h;送风机、引风机做为通风用,置换污电话网通信方式在实现各个污水泵站到排水水泵站的空气;管理处调度中心的数据传输有着独特的优点。11)1泵故障,栅后液位高1值(LIAS2H)联1)通信不受空间限制。以往的数据采集大多锁同时开泵出口总电动阀和2·泵;延时10s,开是靠专门敷设的通信电缆但若距离很远而数据采2*泵后电动阀;栅后液位低1值(LIAS21)联锁同集的实时性又要求不高,单独敷设一路电缆线没有时关2“泵、泵出口总电动阀并关2“泵后电动阀。必要。在有些情况下,即使资金允许想敷设一路专3系统设计用通信线也难以实现。3.1网络结构2)不受空间限制,只要公共电话网到达之处,该系统完成排水管理处调度中心与20多个污都能应用水泵站的通讯,其网络结构是典型的一点对多点的3)通信质量高,具有有线通信的各种优点,不结构,并且数量多地理位置分散,通过电话拨号的易受到外界干扰通讯方式实现一点对多点组网。一点对多点的通4)一次性投资小,施工快捷,维护简单讯方式是指以1台计算机作为主站、多个通讯终端3.4硬件配置作为从站,来实现主站与从站之间通讯的一种方34.1各污水泵站RTU站配置式,把排水管理处调度中心作为主站各个污水泵各个污水泵站既要进行本地控制同时还要具站作为从站。有数据传送的功能。每个污水泵站的配置:控制器3.2数据传输方式的比较釆用西门子公司的S7-CPU314PLC。通讯模块采常用的数据传输方式:专用网络(铜缆、光纤、用同调制解调器( Modem)-体的TM33作为通私有或租用的专线)、无线电网络(定向无线电、非讯处理器安装在S7-314模板插槽上,同时RS232定向无线电、扩频电台)、模拟电话网、卫星等。串口与公用电话网相连。TIM33带有存储器,可专用网络:由于各个污水泵站位置分散,且距提供M的存储空间,用于当连接中断或通信脱网离较远,采用专用网络,敷设电缆不易实现,造价时保存重要数据,当完成下一次连接时就可以进行高传输。污水泵站的各种检测仪表、控制设备状态信无线电网络:明月峡路污水泵站、西陵峡路污号接入到PLC的1/O模块。各污水泵站同时配备水泵站,由于有干扰,不宜采用无线传送方式触摸屏TP270,可做为开车过程中或检修过程中卫星通信系统:一次性投资大,且运行费用偏的人机接口3.4.2调度中心主站配置因此采用一次性投资小,且运行费用偏低、可在调度中心值班室内,配置采用RAID技术的靠的模拟电话网的方式实现各个污水泵站到排水IBM服务器,RAID技术对存储在硬盘上的数据进石油化工自动化2005年TIM33通信模块与安装在服务器上的MPI(多点可自动检测设备的故障信号,并可上报报警信息接口)通讯卡相连,同时通过串口RS232与公共3)远程设定。系统远程设定各污水泵站的工电话网相连。作参数,如报警极限、联锁值、设备的运行时间等组态软件采用西门子公司的 WinCC软件,实可以随时改变各污水泵站的运行状态,进行遥控干现远程监视和控制、数据存档、报表功能、报警功能预。和打印功能4)数据处理。系统存档各污水泵站的设备工系统结构原理如图2所示。作状态信息和仪表采集的数据,并对信息和数据进行统计处理归档,以报表的形式输计算机5)网络连接。系统采用标准的网络通信协议,可方便地集成到其他计算机信息管理系统中5结束语PLC该工程针对污水泵站的特点,利用远程通信构成分级计算机控制系统,实现污水泵站无人值守,提高了污水泵站使用效果降低了运行费用,设计污水泵站先进、运行可靠,适合于现代污水泵站的发展趋势已成功地应用于城市污水泵站取得了良好的社会图2 SCADA系统结构原理图和经济效益。3.5上位机软件由于采用计算机技术,各污水泵站运行的相关组态软件采用西门子公司的wnCC,它是基参数的监控、管理水平提高,改善了过去人工记录于 Windows/,2000平台的组态软件,调度中心上位的弊端使污水泵站运行、控制与管理更加真实准机采用 WinCo组态软件,从远程站的PLC中采集确。数据,实时反映各个污水泵站的运行状态。上位机该系统的投运,给了笔者很多的提示,应大胆界面主要显示部分包括污水泵站控制流程、运行状应用先进控制技术,进一步降低生产成本,间接提态、报警和历史数据的查询、统计报表、趋势图等。高了企业的经济效益。同时该系统的应用改造为带控制点工艺流程图反映整个系统各个污水泵站今后其他领域的控制技术改造,积累了很好的经的运行状态,并且以动态的图形、数据和现场保持验。一致,运行状态表反映了设备的开关状态、现场仪参考文献:表的数据(流量、水位)。1平风梅,PLC在天然气自控系统中的应用,石油化工自动化系统功能003,(1):50~61整个监控系统具有以下功能。2刘齐忠,康焱风,张华平,PLC及其与计算机的通讯.石油化工自动化,2003,(6):41~431)遥测遥控。远程采集各站设备的状态和仪3李军华,徐守,计量仪表的数据采集,石油化工自动化,表的数据,在排水管理处调度中心上位机集中显003,(6):47~49示;远程控制各污水泵站控制程序的启动、设备的4孙旨义,新一代过程控制系统PCS7及其应用,石油化工自动运行、停止;控制可人为干预,也可根据程序设定自化,2004(4):35~37动进行。5袁蔚,牛铁锋. SNAP Scada控制系统在原油输送管线上的应用.石油化工自动化,2004,(4):38~412)突发报警。各污水泵站具有独立控制能力,