非洲某饮用水处理厂泵站和水池远程自动控制系统的应用

2015-04-17谭志成佛山顺德区科力给排水工程发展有限公司广东佛山528300

山东工业技术 2015年2期

关键词：自动控制系统

谭志成（佛山顺德区科力给排水工程发展有限公司,广东　佛山　528300）

谭志成
（佛山顺德区科力给排水工程发展有限公司,广东佛山528300）

摘要：本文根据自身的工作经验，介绍了非洲某水厂泵站和水池远程自动控制系统的技术特点及应用情况，以期达到技术借鉴目的。关键词：水处理厂；自动控制系统；RTU计算机系统

1　系统概况

本自动控制系统为非洲刚果某水厂二期新建管网工程所涉及的泵站及水池的远程控制系统。主要的泵站及水池包括有：吉利水厂二期清水泵房(属得利满合同范围)，ITATOLO泵站、SADELMI泵站、NGAMAKOSSO泵站、MAYANGA泵站、吉利水厂二期清水池、ITATOLO水池、SOPROGI水池等。

2　系统技术要求及特点

2.1功能要求

（1）可靠性和稳定性。选用具有工业高抗干扰性能的软/硬件设备，运行可靠性高、稳定性强、安全，是系统设计的先决条件；

（2）性能价格比。以最低投资，获取最高性能；

（3）扩展性。考虑系统的升级和技术改造的实现留有可扩展空间；

（4）通用性。从选用的软/硬件、元件到自动控制系统功能和外形结构、安装要求等均要通用性强；

（5）满足并优化厂生产工艺和管理。

2.2技术特点

（1）泵站仪表控制。在水池设有超声波液位计、浮球液位开关。超声波液位计水位4-20mA模拟信号通过控制电缆传入RTU计算机系统。低水位停泵，高水位开泵。液位开关的继电器接点接入水泵控制回路，当计算机系统故障或超声波液位计故障时，水池低水位时停泵，防止水泵空转损坏设备。水泵出水管设有压力变送器。检测管道压力，并参与设备控制。水泵启动时，出水管阀门处于关闭状态，当管道压力达到阀门启动条件时，阀门打开。

（2）水厂、泵站及水池RTU系统。各个泵站控制室、独立水池设远程RTU系统。独立水池RTU系统负责对水池的液位数据进行采集，并通过无线数传电台或通讯光缆，把数据实时远传至一期水厂清水池PLC站。

各个泵站RTU系统负责对泵站设备的运行情况、水池液位、管道压力等数据进行采集和检测，然后经过数据分析，通过PLC对水泵运行进行控制。泵站的数据及设备运行情况可通过无线数传电台，把数据实时远传至一期水厂清水池PLC站。

一期水厂清水池PLC站通过远程数据传输技术对泵站及独立水池的各种工艺参数、设备工作状态进行采集。为了与二期水厂PLC系统兼容，泵站工程的RTU系统及一期水厂的PLC站要求支持Modbus-TCP/IP通讯协议，软件与施奈德Unity系统有良好的兼容性。通过中控室的监控机对厂外泵站、水池和一期水厂的数据进行数字显示、状态显示、各种图形画面显示、事故报警，对泵站和一期水厂的设备运行状态及工艺参数进行设定或控制。

（3）数据传输方式。根据水厂所在地的情况，且综合各种因素，设计采用无线数传电台进行数据传输。无线数传设备采用数字信号处理(DSP)技术,具备信道编码,前向纠错,相干解调等功能，具有较强的抗干扰性和可靠性。可通过软件设置工作频率、功率等参数,无需特别编程设置,任何常见异步通信协议都可以使用，保证了设备与RTU的兼容性。

3　各个泵站及水池的系统的实际应用

3.1清水泵房和清水池的自控

水池设超声波液位计1台，浮球液位开关1台。通过控制电缆与水厂PLC站系统连接。当水池内液位达到最高设计水位HH时，液位计通过数据线将信号传入PLC，PLC系统将进行高液位报警。当水池内液位降至最低设计水位LL时，液位计通过数据线将信号传入PLC，PLC系统将进行低液位报警。同时运行中的水泵停泵，无法启动任何水泵。当水池内液位低于启泵水位HI时，PLC系统根据超声波液位计数据判定，禁止启动加压水泵。当水池内液位到达最高或最低液位时，浮球液位开关继电器接点动作，当液位计故障时，浮球液位开关可代替液位计发出高低水位报警信号。

3.2ITATOLO水池的自控

水池设超声波液位计1台，浮球液位开关1台。通过数据线与ITATOLO泵站RTU系统连接。当ITATOLO水池内液位达到最高设计水位HH时，液位计通过数据线将信号传入Itatolo泵站的RTU系统，RTU系统将进行高液位报警。同时运行中的二期清水泵房加压水泵停泵，无法启动任何水泵。当ITATOLO水池内液位降至最低设计水位LL时，液位计通过数据线将信号传入Itatolo泵站的RTU系统，RTU系统将进行低液位报警。同时运行中的ITATOLO泵站加压水泵停泵，无法启动任何水泵。当水池内液位低于启泵水位HI时，RTU系统根据超声波液位计数据判定，禁止启动ITATOLO加压水泵。当ITATOLO水池内液位到达最高或最低液位时，浮球液位开关继电器接点动作，当液位计故障时，浮球液位开关可代替液位计发出高低水位报警信号。

3.3ITATOLO泵站自控

泵站设RTU系统1套，负责对泵站设备的运行情况、水池液位、管道压力等数据进行采集和检测，然后经过数据分析，通过PLC对水泵运行进行控制。泵站的数据及设备运行情况可通过无线数传电台，把数据实时远传至水厂中控室。PLC对水泵运行状况进行检测，当其中一台运行中的水泵故障，立即发出报警，同时将其停止，并自动切换到备用的水泵进行工作。PLC中对每一台水泵的工作时间进行累计，在需要启动水泵时，优先启动累计工作时间较短的水泵。

3.4SOPROGI水池自控

水池设超声波液位计1台，浮球液位开关1台。远程RTU系统一套。通过无线数传电台与水厂RTU系统连接。并由水厂RTU将数据反馈给ITATOLO泵站RTU系统。当SOPROGI水池内液位达到最高设计水位HH时，液位计通过数据线将信号传入水池RTU系统，水池RTU通过无线数传电台将数据传至水厂RTU，水厂及ITATOLO泵站RTU系统将进行高液位报警，同时运行中的ITATOLO泵站加压水泵停泵，禁止启动任何加压水泵。当SOPROGI水池内液位降至最低设计水位LL时，水厂及ITATOLO泵站RTU系统将进行低液位报警，ITATOLO泵站加压水泵开始运行。当SOPROGI水池内液位到达最高或最低液位时，浮球液位开关继电器接点动作，当液位计故障时，浮球液位开关可代替液位计发出高低水位报警信号。