一．項(xiàng)目概況

我國(guó)的污水管網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)起步較晚，排污泵站的自動(dòng)化技術(shù)研究也落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)于這樣一個(gè)污染嚴(yán)重資源受限的發(fā)展中人口大國(guó)，發(fā)展?jié)M足排放要求、處理效果好、運(yùn)行費(fèi)用低和國(guó)產(chǎn)自動(dòng)化程度高、且自動(dòng)化水平較高的排污系統(tǒng)，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，也是對(duì)國(guó)家節(jié)能減排的貢獻(xiàn)。

慈溪市位于浙江省東部，寧波市境北部，杭州灣南岸，全市行政區(qū)域面積1361平方公里。轄區(qū)內(nèi)污水輸送管線分為東線、西線、中線及中心城區(qū)，近年來(lái)結(jié)合慈溪市排水公司“泵站點(diǎn)上保安保潔和自動(dòng)化控制、輸送線上巡檢維護(hù)和統(tǒng)一調(diào)度”的集約化泵站運(yùn)行管理模式，設(shè)計(jì)建立管轄市域內(nèi)所有排污泵站和污水處理廠的管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控排水泵站和污水處理廠的運(yùn)行工況，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建一套“管網(wǎng)智能調(diào)度”輔助決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化控制、遠(yuǎn)程的在線遙控、各級(jí)泵站的統(tǒng)一調(diào)度、輸送管網(wǎng)與污水處理廠的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的最大化。

項(xiàng)目應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、可編程控制器PLC、工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，結(jié)合污水管網(wǎng)現(xiàn)有特征，設(shè)計(jì)出運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)能夠自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制、具有自動(dòng)故障應(yīng)急處理能力并且具有網(wǎng)絡(luò)通信能力的高性能、高可靠性的污水管網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)。

二．項(xiàng)目設(shè)計(jì)

u   建立一個(gè)集監(jiān)控組態(tài)運(yùn)行、調(diào)度運(yùn)營(yíng)管理、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、歷史數(shù)據(jù)查詢以及系統(tǒng)維護(hù)一體化的系統(tǒng)。

u   采集慈溪市域所有污水泵站及污水廠的工藝參數(shù)、電氣參數(shù)、主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及重要環(huán)境指標(biāo)參數(shù)等。

u   實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)慈溪市域所有污水泵站的工藝過(guò)程及全部運(yùn)行設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)和控制。

u   以污水處理廠為基礎(chǔ)單位，可分區(qū)域顯示管網(wǎng)污水走勢(shì)圖，帶有動(dòng)態(tài)參數(shù)顯示，趨勢(shì)報(bào)表顯示，自動(dòng)生成各類報(bào)表。

u   對(duì)各泵站液位數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期存儲(chǔ)后進(jìn)行整理、分析，為調(diào)度決策系統(tǒng)提供參考依據(jù)；

u   報(bào)警系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各種故障在中控室進(jìn)行聲、光報(bào)警，并能將故障按預(yù)先設(shè)計(jì)好的分類進(jìn)行打印。

u   逐步實(shí)現(xiàn)污水泵站“現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值班或少人值班”的目標(biāo)，減輕操作人員的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度。

u   通過(guò)視頻、安防設(shè)備加裝，使泵站內(nèi)的工藝設(shè)備、人員安全得到最大保障。

三．系統(tǒng)架構(gòu)

管網(wǎng)調(diào)度中心設(shè)立在慈溪市排水公司管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)科，通過(guò)分別設(shè)立數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器用于對(duì)管轄市域內(nèi)所有排水泵站的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視、控制；站點(diǎn)分布在慈溪市整個(gè)市域范圍內(nèi)，站點(diǎn)硬件種類眾多分別有西門子S7-200、S7-300，和利時(shí)的LK-210、LK-207，北京安控等系列PLC。

四．系統(tǒng)功能

管網(wǎng)調(diào)度中心SCADA監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用北京三維力控公司的組態(tài)軟件eForceCon Server V2.0,分別安裝在兩臺(tái)操作員站監(jiān)控計(jì)算機(jī)，雙機(jī)冗余方式，向下通過(guò)1000M光纖工業(yè)以太網(wǎng)與各泵站PLC控制系統(tǒng)相連，在調(diào)度中心對(duì)各級(jí)泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并以文字或圖形方式展現(xiàn)；采集數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)服務(wù)器和建模運(yùn)算服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中；設(shè)備在“遠(yuǎn)程”模式下時(shí)，可以通過(guò)中控室操作員站遠(yuǎn)程控制泵站內(nèi)設(shè)備的啟停；被控對(duì)象的模擬量參數(shù)設(shè)置范圍限制，超出范圍時(shí)報(bào)警；對(duì)重要數(shù)據(jù)歸檔，保證操作的可靠性和安全性；組態(tài)報(bào)表打印，并按照排水公司運(yùn)行管理格式要求定制泵站的各類運(yùn)行報(bào)表。

4.1  提升泵站工藝過(guò)程監(jiān)視；如圖2所示為SCADA系統(tǒng)主監(jiān)視畫面，用于監(jiān)視污水提升泵站的整個(gè)工藝過(guò)程。在監(jiān)視畫面中可以查看泵站的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，如泵坑內(nèi)液位的變化、水泵的運(yùn)行電流、硫化氫和水泵運(yùn)行時(shí)間等；同時(shí)也可監(jiān)視泵站內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)行狀況及實(shí)時(shí)報(bào)警情況，如水泵的啟停、格柵的啟停、閘門的開關(guān)以及相應(yīng)設(shè)備故障的實(shí)時(shí)報(bào)警信息；

在主監(jiān)視畫面中還提供了通往各分設(shè)備畫面的連接，如果想要對(duì)某個(gè)設(shè)備進(jìn)行操作，可以通過(guò)切換按鈕到對(duì)應(yīng)設(shè)備的監(jiān)控畫面。   

4.2  泵站內(nèi)水泵的遠(yuǎn)程監(jiān)控；在主監(jiān)視畫面中通過(guò)關(guān)聯(lián)按鈕切換到水泵的遠(yuǎn)程控制窗口，如圖3所示為泵站內(nèi)水泵的控制畫面；在操作畫面中，可以選擇水泵的運(yùn)行方式為“中控”或“自動(dòng)”；

當(dāng)選擇“中控”控制時(shí)，可通過(guò)控制畫面中的“中控啟動(dòng)”和“中控停止”按鈕對(duì)遠(yuǎn)端泵站的水泵進(jìn)行啟、停操作；

當(dāng)選擇“自動(dòng)”控制時(shí)，遠(yuǎn)端泵站內(nèi)的水泵可按預(yù)先設(shè)定好的控制模式，根據(jù)泵坑內(nèi)水位的變化自動(dòng)啟、停水泵。 

4.3  泵站內(nèi)輔設(shè)的遠(yuǎn)程監(jiān)控；在主監(jiān)視畫面中通過(guò)關(guān)聯(lián)按鈕切換到輔助設(shè)備的控制畫面，如圖4所示為泵站輔助設(shè)備的控制畫面；在操作畫面中，可以監(jiān)視泵站內(nèi)除臭、格柵、閘門和運(yùn)輸機(jī)等輔助設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)；同時(shí)也可根據(jù)各輔助設(shè)備所具備不同的工藝過(guò)程選擇相應(yīng)的控制模式；

圖中閘門只具備手動(dòng)控制模式，在管網(wǎng)調(diào)度中心通過(guò)“手動(dòng)開”和“手動(dòng)關(guān)”按鈕去控制遠(yuǎn)端泵站內(nèi)閘門的開或關(guān)；其他設(shè)備都具備手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制模式；當(dāng)選擇“中控手動(dòng)”時(shí)，可通過(guò)對(duì)應(yīng)設(shè)備的“手動(dòng)開”和“手動(dòng)關(guān)”按鈕操控現(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)設(shè)備的啟停；當(dāng)選擇“中控自動(dòng)”時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備將根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的運(yùn)行模式自動(dòng)運(yùn)行；  

4.4  液位的趨勢(shì)報(bào)表查詢；通過(guò)任務(wù)欄導(dǎo)航按鈕切換到趨勢(shì)報(bào)表查詢畫面，如圖5所示為泵站液位趨勢(shì)查詢畫面；趨勢(shì)報(bào)表可查詢液位實(shí)時(shí)趨勢(shì)和歷史趨勢(shì)，也可將不同泵站的液位趨勢(shì)走向在同一張報(bào)表中展現(xiàn)出來(lái)進(jìn)行比較、分析；

歷史查詢時(shí)首先添加需要查詢的泵站名稱，之后確定查詢的開始時(shí)間，設(shè)置查詢間隔，便可查詢出對(duì)應(yīng)泵站某一歷史時(shí)段內(nèi)的液位趨勢(shì)走向圖；