非洲某飲用水處理廠泵站和水池遠程自動控制系統的應用

譚志成（佛山順德區科力給排水工程發展有限公司,廣東　佛山　528300）

非洲某飲用水處理廠泵站和水池遠程自動控制系統的應用

譚志成
（佛山順德區科力給排水工程發展有限公司,廣東佛山528300）

摘要：本文根據自身的工作經驗，介紹了非洲某水廠泵站和水池遠程自動控制系統的技術特點及應用情況，以期達到技術借鑒目的。關鍵詞：水處理廠；自動控制系統；RTU計算機系統

1　系統概況

本自動控制系統為非洲剛果某水廠二期新建管網工程所涉及的泵站及水池的遠程控制系統。主要的泵站及水池包括有：吉利水廠二期清水泵房(屬得利滿合同范圍)，ITATOLO泵站、SADELMI泵站、NGAMAKOSSO泵站、MAYANGA泵站、吉利水廠二期清水池、ITATOLO水池、SOPROGI水池等。

2　系統技術要求及特點

2.1功能要求

（1）可靠性和穩定性。選用具有工業高抗干擾性能的軟/硬件設備，運行可靠性高、穩定性強、安全，是系統設計的先決條件；

（2）性能價格比。以最低投資，獲取最高性能；

（3）擴展性。考慮系統的升級和技術改造的實現留有可擴展空間；

（4）通用性。從選用的軟/硬件、元件到自動控制系統功能和外形結構、安裝要求等均要通用性強；

（5）滿足并優化廠生產工藝和管理。

2.2技術特點

（1）泵站儀表控制。在水池設有超聲波液位計、浮球液位開關。超聲波液位計水位4-20mA模擬信號通過控制電纜傳入RTU計算機系統。低水位停泵，高水位開泵。液位開關的繼電器接點接入水泵控制回路，當計算機系統故障或超聲波液位計故障時，水池低水位時停泵，防止水泵空轉損壞設備。水泵出水管設有壓力變送器。檢測管道壓力，并參與設備控制。水泵啟動時，出水管閥門處于關閉狀態，當管道壓力達到閥門啟動條件時，閥門打開。

（2）水廠、泵站及水池RTU系統。各個泵站控制室、獨立水池設遠程RTU系統。獨立水池RTU系統負責對水池的液位數據進行采集，并通過無線數傳電臺或通訊光纜，把數據實時遠傳至一期水廠清水池PLC站。

各個泵站RTU系統負責對泵站設備的運行情況、水池液位、管道壓力等數據進行采集和檢測，然后經過數據分析，通過PLC對水泵運行進行控制。泵站的數據及設備運行情況可通過無線數傳電臺，把數據實時遠傳至一期水廠清水池PLC站。

一期水廠清水池PLC站通過遠程數據傳輸技術對泵站及獨立水池的各種工藝參數、設備工作狀態進行采集。為了與二期水廠PLC系統兼容，泵站工程的RTU系統及一期水廠的PLC站要求支持Modbus-TCP/IP通訊協議，軟件與施奈德Unity系統有良好的兼容性。通過中控室的監控機對廠外泵站、水池和一期水廠的數據進行數字顯示、狀態顯示、各種圖形畫面顯示、事故報警，對泵站和一期水廠的設備運行狀態及工藝參數進行設定或控制。

（3）數據傳輸方式。根據水廠所在地的情況，且綜合各種因素，設計采用無線數傳電臺進行數據傳輸。無線數傳設備采用數字信號處理(DSP)技術,具備信道編碼,前向糾錯,相干解調等功能，具有較強的抗干擾性和可靠性。可通過軟件設置工作頻率、功率等參數,無需特別編程設置,任何常見異步通信協議都可以使用，保證了設備與RTU的兼容性。

3　各個泵站及水池的系統的實際應用

3.1清水泵房和清水池的自控

水池設超聲波液位計1臺，浮球液位開關1臺。通過控制電纜與水廠PLC站系統連接。當水池內液位達到最高設計水位HH時，液位計通過數據線將信號傳入PLC，PLC系統將進行高液位報警。當水池內液位降至最低設計水位LL時，液位計通過數據線將信號傳入PLC，PLC系統將進行低液位報警。同時運行中的水泵停泵，無法啟動任何水泵。當水池內液位低于啟泵水位HI時，PLC系統根據超聲波液位計數據判定，禁止啟動加壓水泵。當水池內液位到達最高或最低液位時，浮球液位開關繼電器接點動作，當液位計故障時，浮球液位開關可代替液位計發出高低水位報警信號。

3.2ITATOLO水池的自控

水池設超聲波液位計1臺，浮球液位開關1臺。通過數據線與ITATOLO泵站RTU系統連接。當ITATOLO水池內液位達到最高設計水位HH時，液位計通過數據線將信號傳入Itatolo泵站的RTU系統，RTU系統將進行高液位報警。同時運行中的二期清水泵房加壓水泵停泵，無法啟動任何水泵。當ITATOLO水池內液位降至最低設計水位LL時，液位計通過數據線將信號傳入Itatolo泵站的RTU系統，RTU系統將進行低液位報警。同時運行中的ITATOLO泵站加壓水泵停泵，無法啟動任何水泵。當水池內液位低于啟泵水位HI時，RTU系統根據超聲波液位計數據判定，禁止啟動ITATOLO加壓水泵。當ITATOLO水池內液位到達最高或最低液位時，浮球液位開關繼電器接點動作，當液位計故障時，浮球液位開關可代替液位計發出高低水位報警信號。

3.3ITATOLO泵站自控

泵站設RTU系統1套，負責對泵站設備的運行情況、水池液位、管道壓力等數據進行采集和檢測，然后經過數據分析，通過PLC對水泵運行進行控制。泵站的數據及設備運行情況可通過無線數傳電臺，把數據實時遠傳至水廠中控室。PLC對水泵運行狀況進行檢測，當其中一臺運行中的水泵故障，立即發出報警，同時將其停止，并自動切換到備用的水泵進行工作。PLC中對每一臺水泵的工作時間進行累計，在需要啟動水泵時，優先啟動累計工作時間較短的水泵。

3.4SOPROGI水池自控

水池設超聲波液位計1臺，浮球液位開關1臺。遠程RTU系統一套。通過無線數傳電臺與水廠RTU系統連接。并由水廠RTU將數據反饋給ITATOLO泵站RTU系統。當SOPROGI水池內液位達到最高設計水位HH時，液位計通過數據線將信號傳入水池RTU系統，水池RTU通過無線數傳電臺將數據傳至水廠RTU，水廠及ITATOLO泵站RTU系統將進行高液位報警，同時運行中的ITATOLO泵站加壓水泵停泵，禁止啟動任何加壓水泵。當SOPROGI水池內液位降至最低設計水位LL時，水廠及ITATOLO泵站RTU系統將進行低液位報警，ITATOLO泵站加壓水泵開始運行。當SOPROGI水池內液位到達最高或最低液位時，浮球液位開關繼電器接點動作，當液位計故障時，浮球液位開關可代替液位計發出高低水位報警信號。

4　結束語

該控制系統的采用，不僅大大提高了水處理的質量，使排放有害物的量大大減少，而且創造了良好的社會效益；并使操作人員的工作量大大減少，勞動強度亦隨之大為降低。