工自動化,2005,3:36控制系統(tǒng)AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY污水泵站無人值守的實現(xiàn)吳天一1,王思杰2,劉健2,于松慧(1.青島海灣化工設計研究院山東青島26043;2.青島堿業(yè)股份有限公司山東青島2660433.濟南柴油機股份有限公司熱處理分廠,山東濟南250063)摘要:利用遠程通信構成分級計算機監(jiān)控系統(tǒng)( SCADA),實現(xiàn)污水泵站無人值守和遠程控制中心的集中監(jiān)控與調(diào)度,針對污水泵站的特點和要求,對系統(tǒng)結構、通訊方式硬件配置和監(jiān)控組態(tài)軟件進行了設計關鍵詞:計算機監(jiān)控系統(tǒng);污水泵站;電話撥號;無人值守;監(jiān)控中圖分類號:TP273文獻標識碼:B文章編號:1007-7324(2005)030036-03污水泵站計算機監(jiān)控( SCADA)系統(tǒng)是指通過入各個污水泵站集水池,污水泵站經(jīng)簡單處理,通采用儀表、控制裝置和計算機等設備對污水泵站進過皮帶格柵過濾掉顆粒大的懸浮物;集水池達到行自動檢測、監(jiān)測、控制和管理以保證污水處理系定液位時,通過污水泵輸送到就近的污水廠。污統(tǒng)安全經(jīng)濟、有效地運行。同時對污水泵站工藝水泵站工藝流程如圖1所示。進行自動化監(jiān)測和適時控制。 SCADA技術又稱2.2泵站發(fā)射到調(diào)度中心的內(nèi)容為計算機四遙(遙測、遙控、遙信、遙調(diào))技術,在給泵站1h撥號發(fā)射一次;泵站有報警信號立即排水、污水泵站、換熱站等行業(yè)得到廣泛的應用撥號,把如下內(nèi)容發(fā)射到調(diào)度中心。1“泵運行狀青島排水管理處及各污水泵站 SCADA系統(tǒng)態(tài);2泵運行狀態(tài);1#泵故障狀態(tài);2·泵故障狀可劃分為4個組成部分:污水收集管網(wǎng)、污水泵站、態(tài);電動閥門開狀態(tài)(共4個);電動閥門關狀態(tài)(共水質(zhì)檢測站和城市污水處理廠。青島市市區(qū)內(nèi)有3個);柵前液位;柵后液位;格柵運行狀態(tài);格柵故20多個污水泵站,地點分散。改造前,每個泵站均障狀態(tài);皮帶運行狀態(tài);皮帶故障狀態(tài);柵前液位有2人值班運行,改造后實現(xiàn)無人值守。柵后液位差高報警;1*泵電流;2泵電流。SCADA系統(tǒng)的主要結構包括遠程控制站2.3污水泵站內(nèi)聯(lián)鎖內(nèi)容(用PLC完成)(RTU)、通信網(wǎng)絡及中心主站三部分1)柵前液位高1值(LIAS1H)聯(lián)鎖開皮帶、格1污水泵站 SCADA系統(tǒng)的特點與要求柵1.1污水泵站工程特點2)柵前液位低1值( LIASILI)聯(lián)鎖停皮帶、格1)污水泵站 SCADA系統(tǒng)的RTU地理位置柵;分布范圍分散,不便于集中控制。3)先開皮帶、后開格柵;先停格柵、后停皮帶;2)隨著城市規(guī)模的不斷發(fā)展,整個系統(tǒng)不斷擴4)柵前液位高4值(LIAS1H)聯(lián)鎖關進水啟大,要求系統(tǒng)具有易擴展性。閉機13)該站 SCADA系統(tǒng)具有實時性,對信號應保5)柵后液位高1值(LIAS2H)聯(lián)鎖同時開泵出證及時傳輸,對無人值守的遠程站實現(xiàn)在線遙控。口總電動閥和1“泵;延時10s,開1泵后電動閥;1.2 SCADA系統(tǒng)總體的要求6)柵后液位低1值(LIAS2u1)聯(lián)鎖同時關11)該系統(tǒng)應盡可能保證設備的先進性,適應計泵、2泵、泵出口總電動閥并關1“泵后電動閥;算機控制技術的飛速發(fā)展。7)柵后液位高2值(LIAS2m)聯(lián)鎖同時開22)監(jiān)控組態(tài)軟件具有友好的用戶圖形界面,以泵;延時10s,開2"泵后電動閥;便于用戶的操作。3)該系統(tǒng)應具有高可靠性,滿足系統(tǒng)的實時監(jiān)收稿日期:2004-1109;修改稿收到日期:20050210視和在線遙控功能作者簡介:吳天一(1965-),1988年畢業(yè)于青島化工學院生產(chǎn)2污水泵站工藝流程過程自動化專業(yè),學士學位,現(xiàn)在青島海灣化工設計研究院自控室2.1污水泵站工藝流程從事自控工程設計工作,任主任工程師已發(fā)表論文30余篇聯(lián)系城市生活污水通過市政收集管網(wǎng)經(jīng)啟閉機流電話:05323601730第3期吳天一等,污水泵站無人值守的實現(xiàn)8)柵后液位高3值(LIAS2H)聯(lián)鎖關進水啟9)柵前液位、柵后液位差高,同時報警,報警信閉機并報警,報警信號送調(diào)度中心;號送調(diào)度中心;流量計、|電動去污水電動蝶閥理廠格搔前/格皮帶Q@譚泵電動螓閥集水池2*泵圖1污水泵站工藝流程圖10)送風機1,送風機2,引風機1,引風機2,開3.3通信方式15min,停2h;送風機、引風機做為通風用,置換污電話網(wǎng)通信方式在實現(xiàn)各個污水泵站到排水水泵站的空氣;管理處調(diào)度中心的數(shù)據(jù)傳輸有著獨特的優(yōu)點。11)1泵故障,柵后液位高1值(LIAS2H)聯(lián)1)通信不受空間限制。以往的數(shù)據(jù)采集大多鎖同時開泵出口總電動閥和2·泵;延時10s,開是靠專門敷設的通信電纜但若距離很遠而數(shù)據(jù)采2*泵后電動閥;柵后液位低1值(LIAS21)聯(lián)鎖同集的實時性又要求不高,單獨敷設一路電纜線沒有時關2“泵、泵出口總電動閥并關2“泵后電動閥。必要。在有些情況下,即使資金允許想敷設一路專3系統(tǒng)設計用通信線也難以實現(xiàn)。3.1網(wǎng)絡結構2)不受空間限制,只要公共電話網(wǎng)到達之處,該系統(tǒng)完成排水管理處調(diào)度中心與20多個污都能應用水泵站的通訊,其網(wǎng)絡結構是典型的一點對多點的3)通信質(zhì)量高,具有有線通信的各種優(yōu)點,不結構,并且數(shù)量多地理位置分散,通過電話撥號的易受到外界干擾通訊方式實現(xiàn)一點對多點組網(wǎng)。一點對多點的通4)一次性投資小,施工快捷,維護簡單訊方式是指以1臺計算機作為主站、多個通訊終端3.4硬件配置作為從站,來實現(xiàn)主站與從站之間通訊的一種方34.1各污水泵站RTU站配置式,把排水管理處調(diào)度中心作為主站各個污水泵各個污水泵站既要進行本地控制同時還要具站作為從站。有數(shù)據(jù)傳送的功能。每個污水泵站的配置:控制器3.2數(shù)據(jù)傳輸方式的比較釆用西門子公司的S7-CPU314PLC。通訊模塊采常用的數(shù)據(jù)傳輸方式:專用網(wǎng)絡(銅纜、光纖、用同調(diào)制解調(diào)器( Modem)-體的TM33作為通私有或租用的專線)、無線電網(wǎng)絡(定向無線電、非訊處理器安裝在S7-314模板插槽上,同時RS232定向無線電、擴頻電臺)、模擬電話網(wǎng)、衛(wèi)星等。串口與公用電話網(wǎng)相連。TIM33帶有存儲器,可專用網(wǎng)絡:由于各個污水泵站位置分散,且距提供M的存儲空間,用于當連接中斷或通信脫網(wǎng)離較遠,采用專用網(wǎng)絡,敷設電纜不易實現(xiàn),造價時保存重要數(shù)據(jù),當完成下一次連接時就可以進行高傳輸。污水泵站的各種檢測儀表、控制設備狀態(tài)信無線電網(wǎng)絡:明月峽路污水泵站、西陵峽路污號接入到PLC的1/O模塊。各污水泵站同時配備水泵站,由于有干擾,不宜采用無線傳送方式觸摸屏TP270,可做為開車過程中或檢修過程中衛(wèi)星通信系統(tǒng):一次性投資大,且運行費用偏的人機接口3.4.2調(diào)度中心主站配置因此采用一次性投資小,且運行費用偏低、可在調(diào)度中心值班室內(nèi),配置采用RAID技術的靠的模擬電話網(wǎng)的方式實現(xiàn)各個污水泵站到排水IBM服務器,RAID技術對存儲在硬盤上的數(shù)據(jù)進石油化工自動化2005年TIM33通信模塊與安裝在服務器上的MPI(多點可自動檢測設備的故障信號,并可上報報警信息接口)通訊卡相連,同時通過串口RS232與公共3)遠程設定。系統(tǒng)遠程設定各污水泵站的工電話網(wǎng)相連。作參數(shù),如報警極限、聯(lián)鎖值、設備的運行時間等組態(tài)軟件采用西門子公司的 WinCC軟件,實可以隨時改變各污水泵站的運行狀態(tài),進行遙控干現(xiàn)遠程監(jiān)視和控制、數(shù)據(jù)存檔、報表功能、報警功能預。和打印功能4)數(shù)據(jù)處理。系統(tǒng)存檔各污水泵站的設備工系統(tǒng)結構原理如圖2所示。作狀態(tài)信息和儀表采集的數(shù)據(jù),并對信息和數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理歸檔,以報表的形式輸計算機5)網(wǎng)絡連接。系統(tǒng)采用標準的網(wǎng)絡通信協(xié)議,可方便地集成到其他計算機信息管理系統(tǒng)中5結束語PLC該工程針對污水泵站的特點,利用遠程通信構成分級計算機控制系統(tǒng),實現(xiàn)污水泵站無人值守,提高了污水泵站使用效果降低了運行費用,設計污水泵站先進、運行可靠,適合于現(xiàn)代污水泵站的發(fā)展趨勢已成功地應用于城市污水泵站取得了良好的社會圖2 SCADA系統(tǒng)結構原理圖和經(jīng)濟效益。3.5上位機軟件由于采用計算機技術,各污水泵站運行的相關組態(tài)軟件采用西門子公司的wnCC,它是基參數(shù)的監(jiān)控、管理水平提高,改善了過去人工記錄于 Windows/,2000平臺的組態(tài)軟件,調(diào)度中心上位的弊端使污水泵站運行、控制與管理更加真實準機采用 WinCo組態(tài)軟件,從遠程站的PLC中采集確。數(shù)據(jù),實時反映各個污水泵站的運行狀態(tài)。上位機該系統(tǒng)的投運,給了筆者很多的提示,應大膽界面主要顯示部分包括污水泵站控制流程、運行狀應用先進控制技術,進一步降低生產(chǎn)成本,間接提態(tài)、報警和歷史數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計報表、趨勢圖等。高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。同時該系統(tǒng)的應用改造為帶控制點工藝流程圖反映整個系統(tǒng)各個污水泵站今后其他領域的控制技術改造,積累了很好的經(jīng)的運行狀態(tài),并且以動態(tài)的圖形、數(shù)據(jù)和現(xiàn)場保持驗。一致,運行狀態(tài)表反映了設備的開關狀態(tài)、現(xiàn)場儀參考文獻:表的數(shù)據(jù)(流量、水位)。1平風梅,PLC在天然氣自控系統(tǒng)中的應用,石油化工自動化系統(tǒng)功能003,(1):50~61整個監(jiān)控系統(tǒng)具有以下功能。2劉齊忠,康焱風,張華平,PLC及其與計算機的通訊.石油化工自動化,2003,(6):41~431)遙測遙控。遠程采集各站設備的狀態(tài)和儀3李軍華,徐守,計量儀表的數(shù)據(jù)采集,石油化工自動化,表的數(shù)據(jù),在排水管理處調(diào)度中心上位機集中顯003,(6):47~49示;遠程控制各污水泵站控制程序的啟動、設備的4孫旨義,新一代過程控制系統(tǒng)PCS7及其應用,石油化工自動運行、停止;控制可人為干預,也可根據(jù)程序設定自化,2004(4):35~37動進行。5袁蔚,牛鐵鋒. SNAP Scada控制系統(tǒng)在原油輸送管線上的應用.石油化工自動化,2004,(4):38~412)突發(fā)報警。各污水泵站具有獨立控制能力,