加压泵站监控系统改造

第6卷第4期供水技术Vol 6 No 42012年8月WATER TECHNOⅠOGYAug.2012技术总结%咚巡a加压泵站监控系统改造李明珠(中山市供水有限公司,广东中山528400摘要:为满足生产调度的需要及保诬供水安全,加压泵站完善的控制功能及通畅、可靠的数据传输是首要解决的冋题。通过硬件整合及软件编程,将原本分散的水泵、阀门、通信控制系统集中控制,实现联动操作。从无线电台通信到光纤通信方式的转变不仅保证了数据传输的实时性和有效性,而且避免了设备被雷击的风险。改造后的控制系统可以实现集中控制,容易排除故障,操作界面简单且开放性妤,可为工作人员实现科学调度提供更加有效的管理平台。关键词:监控系统;加压泵站;通信; Intouch;PC中图分类号:TP273文献标志码:B文章编号:1673-9353(2012)04-0039-04doi:10.3969/jisn.1673-9353.2012.04.010Reconstruction of the booster pump station monitoring systemLi mingzhuZhongshan Water Supply Co, Ltd, Zhongshan 528400, China)Abstract: In order to meet the need of production dispatching and ensure safety of water supplythe perfect control function, smooth and reliable data transmission of the booster pump station were theprimary issues to solve. The pumps, valves and communications control system were controlled to realizecombined operation through hardware integration and software programming. The transition from radiocommunications to fiber communications not only ensured the real-time and effective data transmission, butalso avoided the risk of being struck by lightning. Centralized control could be realized in the system afterreconstruction, trouble was easy to eliminate, the interface of operation was simple and openness was goodcouprovide more effective management platform for the staff to realize scienlilie dispatchingy wordmonitoring system; booster pump station; communications; Intouch; PLC中山是一个沿海城市,经常受到咸潮的侵袭,严原泵站控制系统概述重时会造成大面积低压供水影响居民的正常生活。1.1控制系统的网络结构加压泉站可以调节管网压力,尤其在咸潮期间对供泵站控制系统主要由泵房控制站、电动阀控制水调度发挥着举足轻重的作用。针对上述问题,对站及RTU无线通讯站三部分组成。水泵及电动阀无人值守加压泵站控制功能的完善性及数据传输的的控制信号通过无线电台方式传回公司中调室,然及时有效性应提出更高的要求。PLC及通信技术的后由无线电台数据接收中心站负责接收,采用wz进步使加压泵站的控制方式从传统的专人值班到无comn软件处理,从而实现远程监控。改造前控制系人值守的转变成为可能。通过泵站控制系统,采集统的网络结构如图1所示。泵房的开停、阀门控制及数据报警等现场信号,可以1.2存在的主要问题实现对泵房的远程控制①加压泵站处在雷电多发区,由于无线电台39第6卷第4期供水技术2012年8月通信方式本身的缺陷,泵站控制设备经常遭雷击损高峰期(如春节)会存在信息传输滞后的隐患。考坏。目前,该系统已投入运行7年左右,此期间系统虑到日后泵站视频数据传输的需求,该方式无法满遭雷击损坏情况为:无线电CPU7次,ABPC1次,足要求。水位计1次,电动阀1次,总公司数据接收中心2(2)光纤以太网次,每年直接经济损失约2万元。故障期间,调度人与传统的电通信相比,光纤通信是以高频率员无法观测泵站运行状态,严重影响了调度工作,对(104Hz数量级)光波作为载波,具有损耗低、传输频管网甚至居民生活造成影响带宽、容量大、体积小、抗电磁干扰等特点,故应用广机组---信号线泛且发展非常迅速2。光纤传输方式可以降低设泵房AB机组2备被雷击的风险,同时还可降低编程难度,有利于系PLC挖制站无线电台r{水位计统维护。1无线电台数据接收站ALCOR软件从传输数据量、网络带宽要求及开发难度综合无线电考虑,该加压泵站的数据传输采用光纤以太网方式。公司办公室RTU站2.2监控软件的选择电动阀LPC挖制站上m卖电动阀(1)接入原无线电台调度系统由于该系统采用的是 wlzcon软件,无有线网络图1改造前控制系统的网络结构接收模块,而且软件升级费用高。同时,该系统资料Fig. I Network structure of control system残缺,且二次开发平台不友好,故很难在此平台上做before reconstruction开发。②泵房PC控制站、电动阀控制站及RTU(2)用 Intouch软件接收无线通讯站之间均存在一定距离,分布零散,且连接Intouch广泛应用于食品加工、半导体、石油与松散。几个控制站自成系统,这就要求技术人员不天然气汽车、化工、制药、纸浆和造纸、交通等行业,仅要熟悉AB編程软件,还要掌握相关編程软件。由于其具有强大的功能、齐全的技术资料、丰富的图此外,硬件连接复杂,故障排除困难。形用户界面灵活的脚本支持及开放、易用的开发环③随着城市高层建筑的增加原无线电台的境及OPC通信支持,因而备受工控人士的青睐。通信方式将变得不可靠,而且还会引发雷击造成设方面,公技术人员对该软件比较熟悉,可以对系备损坏(无线CPU平均每年被雷击Ⅰ次)。随着科统进行添加、修改等工作,有助于以后的技术维护工学技术的发展,该技术已经逐渐被GPRS及以太网作;另一方面,中山市其他供水分(子)公司大多采络替代用 Intouch软件,方便公司之间的技术交流和系统整④原站存在点数增加困难维护成本高、技合。基于 touch设计的监控系统软件具有开发周术落后等问题,已不适应发展需求。昂贵的设备维期短通用性强、扩充性好及可靠性高等特点,故选修费用、受限的技术支持及落后的通信方式,使得该用Imuh作为该控制系统的监控软件。改造后控泵站控制系统的改造势在必行。制系统的网络结构如图2所示。2改造方案信号线泵房AB光纤对泵站控制系统进行整合改造,拆除原PC控组PC控制站组2制器,将电动阀门的信号直接铺线到 AB PLO,由AB二=二-机组13」公司办公室Intouch软件PC统一实现控制功能;用以太网或GPRS代替原r國水位计无线电台通讯方式。2.1通信方式的选择(1)GPRS负电动阀对于单个泵站简单的控制信号传输来说,GPRS信光纤是最经济的通信方式,每月只需几十元通信费。图2改造后控制系统的网络结构GPRS方式适用于传输数据量少的情况,但在短信Fg2 Network structure of control system after reconstruction402012年8月李明珠:加压泵站监控系统改造第6卷第4期2.3通信的实现如图6所示。充分利用原有CPU及/O模块剩余点数,在现标记名字典有 micrologix1500PC基础上添加RS232转以太网O主要⊙渊细O报警O详和报警新速医复保存的1[4选操6(2))(取]天间通信模块1761-NET-EN,然后接入交换机,通过标记名wCw英①上一0实电信光纤传回公司调度室,利用 rslinx软件接收通姐5yem只读1读写0注释信数据,以OPC的形式连入 FSGateway,然后接入记录数据)口记录事件匪口保儡值口保留参数M初值0最小工程单位:最大工程单位5Intouch软件,完成整个系统的数据通信(。新监控死区0最小原始数据最大原始数据5系统网络通信结构如图3所示。工程单位正⊙线性O平方根⑤访问名RS232转以太网电信光纤 rslinx opc到 FSGateway项目阳wF83口将标记名用作项目名原泵站PC}-交换机交换机[hnoh监控图6V0标签定义图3新系统数据通信Fig 6 I0 label definitionFig 3 Data communications of the new system若只有1座泵站,则可以直接以 RSLINX OPC2.4系统功能(1)泵站控制功能形式接入到 Intouch软件,但考虑到系统的扩展性,①1“~3“水泵机组远程开停控制:泵阀联动先将 RSLINX OPC连入 FSGateway,如图4所示;再自动控制,即根据工艺需要,采用开泵时先开泵后自通过访问名连接到 Intouch系统,如图5所示。当有动开阀,停泵时先停阀再停泵的启停方式。多座泵站扩展时,以OPC或其他形式简单接入FS②进水阀远程开/停控制及水池高水位自动Gateway即可。停进水阀控制。文件①)作()查看00帮助Q0中中X③园③对配电系统及泵组阀门、开关、水位等状态Node Type: OPC进行实时监控。(2)监控界面功能在 Intouch软件平台上,根据调度需求,自行开发了加压泵站监控系统,该系统具有泵机组的实时30000监控画面、及时的报警提示和直观的历史曲线查询图4 FSGateway连 RSLINX OPC设置等功能。在进行开停机操作时,添加了确认窗口,避Fig 4 Setup of FSGateway and RSLINX OPC linkage免操作人员误操作。监控系统主画面如图7所示。修改访问名泵站监控系统2012年;月3日访问名GwC确定节点名取消应用程序名故障转移GATeway回D3机组电液:125A2非机电流,1主题名①黑GwCOpc GwCGroup堪水民1机组电流:02021要使用的协议巴ODDEO SuiteLink○消息交换要对服务器提示时M一提示所有项◎只提示激活项□开高位水池还行面线口启用辅助数源图5访问名设置图7监控系统主画面Fig. 5 Accessing name setupFig. 7 Main picture of monitoring system创建 Intouch标签时,选择0类型,并通过访(3)数据存储的处理问名使其与实际PLC变量关联起来。D0标签定义主要分为数据历史表(每15min存1条记录第6卷第4期供水技术2012年8月用作报表査询)、数据实时表(每10s更新数据,用到最小经济投入。PLC控制程序、上位机组态开发作网页更新)、开停机表(当有开停机操作时记录该都是按照水厂工艺的实际要求和操作习惯进行编写信息,包括机组号、操作时间、操作人等信息)和报开发,具有操作简单、实用等特点。改造后,加压泵警数据库(存储报警历史信息)站与公司的联系更加紧密,监控系统未出现信号中(4)防雷措施断及设备遭雷击现象,取得了明显的效果。无线电原系统大部分设备损坏都是由于无线电台传输台到光纤传输方式的转变为泵站远程监控提供了更模式感应雷电,而光纤网络传输的是光信号,不存在邡可靠的通道,可以保证咸潮期间泵站的供水安全导电问题,故可以从根本上避免雷电感应。对接入性。该改造项目在硬件设备方面尽量选择通用性设电源进行电源防雷器隔离,在模拟量信号采用模拟备,以便于采购管理;在软件方面选用公司技术人员号防雷器隔离,在相对较远的进水阀信号两端均熟悉的软件,可为日后系统的维护及扩展提供便利采用中间继电器隔离,并采用屏蔽线及镀锌管套装条件。接地保护,以进一步保护设备,使被雷击的机率降郅加压泵站监控系统不仅可以为工作人员提供实最低。时的泵机组运行状态及水质状况,还可以保存历史2.5系统存在的问题及需要完善的方面数据(如电力等关键参数),可为控制中心及有关部(1)存在的问题勹J的分析和决策、泵站的能耗分析、调度方案的选择①系统中采用的通信模块1761-NT-EN提供重要依据。借助计算机监控技术实现对泵站的是采用RS232转以太网方式,传输数据小,通讯速远程监控,不仅为泵站的安全运行提供了强有力的率最大为38.4kB/s,若数据量较大时即可造成传输保障,还为泵站的集中管理与经济调度奠定了基础。瓶颈,尤其是日后大量视频数据的添加,可能会影响控制系统的传输。参考文献②网络传输问题:系统依赖于网络系统,若任[1]卢昌涛.泵房远程自动控制方案[J].中国高新技术何一个节点出现网络故障,将会导致系统全部瘫痪。企业,2010(6):;29-30(2)需要完善的方面12」李齐良,唐向宏,钱正洪.光纤通信中的光波技术①需要配备更多的水质仪表,以保证水质更M].北京:科学出版社,2011加安全可靠。[3]刘晓玲.PIC控制与组态技术应用[M].北京:电子②添加计量设备,如出站流量计、泵前及泵后工业出版社,2011.压力计等。4]顾德英,罗长杰.现代电气控制技术[M].北京:北③完善报警提示及故障处理。京邮电大学出版社,2006④完善数据处理及更深层次的数据挖掘。3结论E-maillimingzhul10abc@163.com加压泵站监控系统改造充分利用原有资源,做收稿日期:2012-06-18