龙潭加压泵站控制系统的设计

李明珠

【摘 要】本文设计的龙潭加压泵站控制系统主要包括泵站设备的监控及视频报警监控两部分，使得在原水厂中控室不仅能远程监控加压泵站的水泵、阀门、水位、压力等数据，还可以通过视频监控到现场的安防状态。不但减少了人工成本，并且实现了集中管理。为咸潮时期的调度供水提供了科学的技术手段，保障供水，缓解供水状况。

【关键词】泵站 远程监控 集中管理

中山市三乡镇毗邻沿海，经常受到咸潮的侵袭，严重影响人民的生产生活。本工程是中山市三乡镇一项应急抗咸工程，属于民生工程。龙潭加压泵站坐落在龙潭水库附近，主要由高、低压配电柜和三台水泵电机组组成，规划规模为：10万吨/日。咸潮期通过加压泵站和DN1200管将龙潭水库水提升到南龙水厂抗咸，缓解三乡镇咸潮期的供水状况。本系统主要是实现龙潭泵站的远程自动控制和视频报警监控。

1实现的功能目标

实现泵站远程监控，达到无人值守目的。

（1）建设泵站自动控制系统，实现南龙水厂中控室对龙潭泵站的远程监控。

（2）增加龙潭泵房视频系统，优化南龙水厂原有视频系统，并实现南龙水厂中控室对厂区内部和龙潭泵站的监视。

（3）建设报警系统，实现南龙水厂中控室对龙潭泵站远程撤防、布防。

2方案

2.1 网络设计

在龙潭泵房和南龙水厂之间铺设一条6芯多模光纤，两芯用来传输PLC控制信号，两芯用来视频传输（即将控制网和视频网分开传输），剩下的两芯备用。

（1）自控网络设计。保留南龙水厂原有光纤控制环网（分别为中控室站、滤池PLC站、加药加氯PLC站），在龙潭泵房设置一个PLC控制站，将新建的龙潭泵房PLC控制站作为一个支点添加到原有控制网中。

（2）视频网络设计。南龙水厂厂区原采用“模拟摄像机+硬盘刻录机+显示器”的方式，由于南龙厂区内原有视频系统比较旧，硬件升级潜力小，而且经常受到雷击损坏，视频处理效果不太理想。故建议更换旧的视频处理设备，改为质量比较好的海康威视产品。把原有摄像头模拟信号接入到新的海康威视硬盘刻录机中。新建的龙潭泵站视频系统则采用“模拟摄像机+硬盘刻录机+交换机+电脑（含视频管理软件）”方式，即在龙潭泵房配置模拟摄像机，在本地的硬盘刻录机存储并转换为数字信号，通过交换机传回到中控室视频电脑，在中控室远程操作泵站摄像机。实现了对原水厂和新泵站视频的统一管理。

总体的系统网络框图见如下图1。

图1 系统网络框图

2.2 泵站自动控制设计

2.2.1 龙潭PLC站

该站点负责龙潭泵站现场3台水泵、5个电动阀门的控制（包含水泵、阀门的单独控制，及水泵和相应出水阀联动控制功能），及检测高、低压控制柜的电流、电压状况。

（1）PLC选型：选择西门子300系列PLC，与南龙水厂厂区PLC同品牌，不仅可以实现与南龙水厂西门子WINCC上位机软件进行无缝连接，也方便泵站日后的扩展及维护管理。

（2）配置DI 模块读取开关量设备状态；配置DO模块传送设备控制信号；配置AI模块读取压力、开度等模拟信号，并留有20%的I/O富余量。

软件控制流程为：PLC暖启动（复位）--->打开数据块YiBiao.DB--->电量输入处理--->温度输入处理--->其他模拟量输入处理--->A＼B＼C电动阀控制功能---> 1#＼2#＼3#泵阀控制功能--->命令复位及故障处理功能--->打开数据块YiBiao.DB--->如此循环。。。

2.2.2 其他两个电动阀的控制

利用南龙水厂加药加氯车间原有PLC的DI/DO富余量，将两个阀门的开关量接入，无需另外配置CPU。

2.2.3 电磁流量计监控

在旧的加药加氯300PLC，配置一个prufibus转modbus模块，将流量计信号通过modbus方式接入到PLC中。

2.2.3 上位机组态

在南龙水厂原有WINCC上位机控制系统上添加泵站监控画面。

（1）实时显示泵站水泵、阀门的开关状态，及压力、电流、电压、流量、液位、温度等数据。（2）添加报表、及曲线分析功能，完善后台数据处理。（3）有故障报警、高液位报警、超压报警等提示功能。

2.3 视频报警系统设计

在泵站现场配置5个摄像头，分别对高、低压配电房、泵房、门口等重要场所进行监控，视频信号通过本地硬盘录像机（含硬盘）转换为数字信号传回南龙水厂中控室视频电脑，然后进行远程管理。

（1）流畅画面传输；（2）近一个月的画面存储；（3）具夜视功能；（4）报警与视频联动，当有人闯入时自动弹出相应视频界面，并报警。中控室人员可实现远程报警撤防、布防。

3 结语

该控制系统建成后，不需再安排工作人员现场值守，减少了人力成本；而且通过与原有南龙水厂控制系统的整合，实现了集中管理，统一调度。视频报警系统的使用，实现了安防监控，进一步保障安全供水。系统的投入使用，最大限度地缓解了咸潮时期的应急供水，为三乡镇及周边人民提供了优质水、放心水，具有非常好的社会效益。