龍潭加壓泵站控制系統的設計

李明珠

【摘 要】本文設計的龍潭加壓泵站控制系統主要包括泵站設備的監控及視頻報警監控兩部分，使得在原水廠中控室不僅能遠程監控加壓泵站的水泵、閥門、水位、壓力等數據，還可以通過視頻監控到現場的安防狀態。不但減少了人工成本，并且實現了集中管理。為咸潮時期的調度供水提供了科學的技術手段，保障供水，緩解供水狀況。

【關鍵詞】泵站 遠程監控 集中管理

中山市三鄉鎮毗鄰沿海，經常受到咸潮的侵襲，嚴重影響人民的生產生活。本工程是中山市三鄉鎮一項應急抗咸工程，屬于民生工程。龍潭加壓泵站坐落在龍潭水庫附近，主要由高、低壓配電柜和三臺水泵電機組組成，規劃規模為：10萬噸/日。咸潮期通過加壓泵站和DN1200管將龍潭水庫水提升到南龍水廠抗咸，緩解三鄉鎮咸潮期的供水狀況。本系統主要是實現龍潭泵站的遠程自動控制和視頻報警監控。

1實現的功能目標

實現泵站遠程監控，達到無人值守目的。

（1）建設泵站自動控制系統，實現南龍水廠中控室對龍潭泵站的遠程監控。

（2）增加龍潭泵房視頻系統，優化南龍水廠原有視頻系統，并實現南龍水廠中控室對廠區內部和龍潭泵站的監視。

（3）建設報警系統，實現南龍水廠中控室對龍潭泵站遠程撤防、布防。

2方案

2.1 網絡設計

在龍潭泵房和南龍水廠之間鋪設一條6芯多模光纖，兩芯用來傳輸PLC控制信號，兩芯用來視頻傳輸（即將控制網和視頻網分開傳輸），剩下的兩芯備用。

（1）自控網絡設計。保留南龍水廠原有光纖控制環網（分別為中控室站、濾池PLC站、加藥加氯PLC站），在龍潭泵房設置一個PLC控制站，將新建的龍潭泵房PLC控制站作為一個支點添加到原有控制網中。

（2）視頻網絡設計。南龍水廠廠區原采用“模擬攝像機+硬盤刻錄機+顯示器”的方式，由于南龍廠區內原有視頻系統比較舊，硬件升級潛力小，而且經常受到雷擊損壞，視頻處理效果不太理想。故建議更換舊的視頻處理設備，改為質量比較好的海康威視產品。把原有攝像頭模擬信號接入到新的海康威視硬盤刻錄機中。新建的龍潭泵站視頻系統則采用“模擬攝像機+硬盤刻錄機+交換機+電腦（含視頻管理軟件）”方式，即在龍潭泵房配置模擬攝像機，在本地的硬盤刻錄機存儲并轉換為數字信號，通過交換機傳回到中控室視頻電腦，在中控室遠程操作泵站攝像機。實現了對原水廠和新泵站視頻的統一管理。

總體的系統網絡框圖見如下圖1。

圖1 系統網絡框圖

2.2 泵站自動控制設計

2.2.1 龍潭PLC站

該站點負責龍潭泵站現場3臺水泵、5個電動閥門的控制（包含水泵、閥門的單獨控制，及水泵和相應出水閥聯動控制功能），及檢測高、低壓控制柜的電流、電壓狀況。

（1）PLC選型：選擇西門子300系列PLC，與南龍水廠廠區PLC同品牌，不僅可以實現與南龍水廠西門子WINCC上位機軟件進行無縫連接，也方便泵站日后的擴展及維護管理。

（2）配置DI 模塊讀取開關量設備狀態；配置DO模塊傳送設備控制信號；配置AI模塊讀取壓力、開度等模擬信號，并留有20%的I/O富余量。

軟件控制流程為：PLC暖啟動（復位）--->打開數據塊YiBiao.DB--->電量輸入處理--->溫度輸入處理--->其他模擬量輸入處理--->A＼B＼C電動閥控制功能---> 1#＼2#＼3#泵閥控制功能--->命令復位及故障處理功能--->打開數據塊YiBiao.DB--->如此循環。。。

2.2.2 其他兩個電動閥的控制

利用南龍水廠加藥加氯車間原有PLC的DI/DO富余量，將兩個閥門的開關量接入，無需另外配置CPU。

2.2.3 電磁流量計監控

在舊的加藥加氯300PLC，配置一個prufibus轉modbus模塊，將流量計信號通過modbus方式接入到PLC中。

2.2.3 上位機組態

在南龍水廠原有WINCC上位機控制系統上添加泵站監控畫面。

（1）實時顯示泵站水泵、閥門的開關狀態，及壓力、電流、電壓、流量、液位、溫度等數據。（2）添加報表、及曲線分析功能，完善后臺數據處理。（3）有故障報警、高液位報警、超壓報警等提示功能。

2.3 視頻報警系統設計

在泵站現場配置5個攝像頭，分別對高、低壓配電房、泵房、門口等重要場所進行監控，視頻信號通過本地硬盤錄像機（含硬盤）轉換為數字信號傳回南龍水廠中控室視頻電腦，然后進行遠程管理。

（1）流暢畫面傳輸；（2）近一個月的畫面存儲；（3）具夜視功能；（4）報警與視頻聯動，當有人闖入時自動彈出相應視頻界面，并報警。中控室人員可實現遠程報警撤防、布防。

3 結語

該控制系統建成后，不需再安排工作人員現場值守，減少了人力成本；而且通過與原有南龍水廠控制系統的整合，實現了集中管理，統一調度。視頻報警系統的使用，實現了安防監控，進一步保障安全供水。系統的投入使用，最大限度地緩解了咸潮時期的應急供水，為三鄉鎮及周邊人民提供了優質水、放心水，具有非常好的社會效益。