简述污水泵站和雨水泵站的自动化监控系统

2021-12-29孙中建

科学与信息化 2021年9期

孙中建

江苏中兴水务有限公司江苏泰州 225400

在构建生态型社会理念的指导下，人们的环保意识和生态意识不断增强，对城市环境也更加关注，污水和雨水是破坏城市环境的重要因素，如果污水随意排放，会污染附近的水域，为居民健康埋下隐患，而雨水没有及时处理，则容易造成城市内涝，不利于交通运输和居民出行。污水泵站和雨水泵站是排水的关键途径，其运行效率与城市生态环境和正常运行密切相关，对其开展自动化监控，可以显著提升处理效率，有助于现代城市的可持续发展。

1 雨水泵站和污水泵站的运行原理

在城市排水中，一般来说污水和雨水不分管网，设立合流泵站。因为近年来的暴雨等极端天气增多，城市人口膨胀，为避免大水漫城，缓解市政污水处理的压力，大部分城市开始实现雨污分流，设立雨水泵站和污水泵站[1]。

（1）雨水泵站。雨水泵站一般设置于雨水管道系统中或城市低洼地带，只有在大雨的时候才开启，它注重的是排除城市的积水。雨水泵站的雨水通过进水口经过进水闸和格栅机进入集水池中，排水泵根据集水池水位的位置科学调控启动的数量，确保城市水位处于合理状态下。格栅输送机对雨水进行过滤和处理，将雨水中的垃圾及时的捞出。

（2）污水泵站。污水泵站的主要职能为将污水输送到处理厂，主要设备包括启闭机、潜水泵、电动闸门以及格栅机。上级泵站将污水输送到集水池中，开启启闭机污水则能够进入到集水池中。格栅机将污水中的杂物过滤清除，避免杂物堵住出水口。污水泵主要起提升作用，把污水提起来，抽向污水厂，然后对污水进行处理，达标排放。

2 自动化监控系统的要求和标准

当前在构建自动化监控系统中，主要采用PLC系统，利用数字模拟量输入模块采集水泵运行数据，例如水泵运行停止状态或者闸门开启和关闭状态、进水井液位和流量数据。PLC系统的主要控制内容为：第一，实现格栅机自动除污功能，将附着在格栅机上的杂污清除或者处理干净；第二，在PLC系统的控制下，在启动停止水泵前自动开启关闭闸门；第三，通常情况下水泵设有手动和自动模式；第四，通过对水位进行检测，根据运行状态、启停水位设置值自动循环控制系统；第五，利用组态软件能够完成工况记录、监控管理、报表打印以及故障报警等工作[2]。

3 自动化监控系统软件设计

在整个自动化监控系统中，软件设计属于核心部位，通过科学的软件设计能够对电机运行情况实现动态监控，如果发现故障及时预警。自动控制格栅机，清除从污水或者雨水中过滤出的泥沙和漂浮物，保证集水池干净无杂物，因此，在软件设计中，要注重数据采集、上位机通信、指令下达，以及控制算法简单等，确保控制系统的稳定可靠。

软件设计主要是由以下几个部分构成：第一，检测程序部分，通过系统检测和处理完成信号输入，并且根据数据分析结果做出反应、下达指令，信号处理主要包括电网工况、功率补偿、集水池液位、进水闸状态、以及格栅前后液位差等；第二，格栅机控制程序部分，格栅机也是整个泵站系统的关键设备，在正常运行下，格栅机根据前后液位差进行自动控制运行，同时也可以根据运行停止时间间隔设置参数自动控制运行，具体选择哪种根据现场垃圾的状况由运行人员判断；第三，水泵处理程序部分，根据水泵的现场状态，并且将相应的信息传输到监控系统中，操作平台中有检修、手动以及自动三种模式，并且有对应的按钮，按下检修模式按钮后，水泵则停止运行，由检修人员进行故障排查。按下手动按钮后，可手动操作。按下自动按钮后，水泵系统自动进入运行状态。水泵自动运行根据液位设置自动投入水泵的运行数量，同时对水泵根据顺序或累计运行时间进行轮换运行，确保水泵能均匀运行。

4 自动化监控系统数据处理

自动化监控系统在运行中会产生大量数据，对数据处理功能具有一定的要求，数据处理包括打印处理、数据设置以及数据统计三部分。首先，打印数据，包括打印系统运行参数、打印设备运行状态、打印数据定时统计、打印水泵工作报表、打印水泵故障、打印水泵运行情况；其次，数据设置，主要包括液位差值、污水量、电力参数以及液位值；最后，数据统计，主要包括累计用电量、累积雨水量、运行时间以及污水量等[3]。