石油化工自動化.2005, 3:36控制系統(tǒng)AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY污水泵站無人值守的實(shí)現(xiàn)吳天一1 ,王思杰”，劉健',于 松慧3(1.青島海灣化工設(shè)計(jì)研究院,山東青島2660432. 青島堿業(yè)股份有限公司,山東青島266043;3.濟(jì)南柴油機(jī)股份有限公司熱處理分廠,山東濟(jì)南250063)摘要:利用遠(yuǎn)程邇信構(gòu)成分級計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA),實(shí)現(xiàn)污水泵站無人值守和遠(yuǎn)程控制中心的集中監(jiān)控與調(diào)度。針對污水系站的特點(diǎn)和要求,對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、通訊方式、硬件配置和監(jiān)控組態(tài)軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)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(xiàn)標(biāo)識碼:B .文章編號:1007 7324(2003-0036-03污水泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控(SCADA)系統(tǒng)是指通過入各個(gè)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(jì)算機(jī)等設(shè)備對污水泵站進(jìn)過皮帶、格柵,過濾掉顆粒大的懸浮物;集水池達(dá)到行自動檢測、監(jiān)測、控制和管理以保證污水處理系一定液位時(shí),通過污水泵輸送到就近的污水廠。污統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、有效地運(yùn)行。同時(shí)對污水泵站工藝水泵站工藝流程如圖1所示。進(jìn)行自動化監(jiān)測和適時(shí)控制。SCADA 技術(shù)又稱2.2泵站發(fā)射到調(diào)度中心的 內(nèi)容為計(jì)算機(jī)四遙(遙測、遙控、遙信、遙調(diào))技術(shù),在給泵站1 h撥號發(fā)射一-次;泵站有報(bào)警信號立即排水、污水泵站、換熱站等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。撥號,把如下內(nèi)容發(fā)射到調(diào)度中心。1# 泵運(yùn)行狀青島排水管理處及各污水泵站SCADA系統(tǒng)態(tài);2#泵運(yùn)行狀態(tài);1#泵故障狀態(tài);2#泵故障狀可劃分為4個(gè)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(gè));電動閥門關(guān)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(gè));柵前液位;柵后液位;格柵運(yùn)行狀態(tài);格柵故20多個(gè)污水泵站,地點(diǎn)分散。改造前，每個(gè)泵站均障狀態(tài);皮帶運(yùn)行狀態(tài);皮帶故障狀態(tài);柵前液位-有2人值班運(yùn)行,改造后實(shí)現(xiàn)無人值守。柵后液位差高報(bào)警;1#泵電流;2#泵電流。SCADA系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)包括遠(yuǎn)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(luò)及中心主站三部分。1)柵前液位高1值(LIAS1m)聯(lián)鎖開皮帶、格1污水泵站 SCADA系統(tǒng)的特點(diǎn)與要求1.1 污水泵站工程特點(diǎn)2)柵前液位低1值(LIASIu)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(gè)系統(tǒng)不斷擴(kuò)4)柵前液位高4值(LIAS1m)聯(lián)鎖關(guān)進(jìn)水啟大,要求系統(tǒng)具有易擴(kuò)展性。閉機(jī)1;3)該站SCADA系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性,對信號應(yīng)保5)柵后液位高1值(LIAS2m )聯(lián)鎖同時(shí)開泵出證及時(shí)傳輸,對無人值守的遠(yuǎn)程站實(shí)現(xiàn)在線遙控。口總電動閥和1#泵;延時(shí)10 s,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(LIAS2u)聯(lián)鎖同時(shí)關(guān)1#1)該系統(tǒng)應(yīng)盡可能保證設(shè)備的先進(jìn)性,適應(yīng)計(jì)泵、2#泵、泵出口總電動閥并關(guān)1#泵后電動閥;算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展。7)柵后液位高2值(LIAS2n2)聯(lián)鎖同時(shí)開2#2)監(jiān)控組態(tài)軟件具有友好的用戶圖形界面,以泵;延時(shí)10s,開2#泵后電動閥;便于用戶的操作。3)該系統(tǒng)應(yīng)具有高可靠性,滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)中國煤化工:200502-10視和在線遙控功能。;YHC N M H G業(yè)于青島化工學(xué)院生產(chǎn)2污水泵站工藝流程過程自動化專業(yè).學(xué)士學(xué)位,現(xiàn)在青島海灣化工設(shè)計(jì)研究院自控室2.1污水泵站工 藝流程從事自控工程設(shè)計(jì)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(jī)流電話:0532 -3601730.第3期吳天一等。污水泵站無人值守的實(shí)現(xiàn)378)柵后液位高3值(LIAS2m)聯(lián)鎖關(guān)進(jìn)水啟9)柵前液位、柵后液位差高,同時(shí)報(bào)警,報(bào)警信閉機(jī)并報(bào)警,報(bào)警信號送調(diào)度中心;號送調(diào)度中心;國D格楫電動y田!電動蝶閥流量計(jì)、蠊閥島處理廠南圖格柵前7格柵后蝶閩個(gè)嬰皮帶四D 1#至電動蠊閥集水池>蝶閥圖1污水泵站工藝流程圖.10)送風(fēng)機(jī)1,送風(fēng)機(jī)2,引風(fēng)機(jī)1,引風(fēng)機(jī)2,開3.3通信方式15 min,停2 h;送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)做為通風(fēng)用,置換污電話網(wǎng)通信方式在實(shí)現(xiàn)各個(gè)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(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。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(shí)開泵出口總電動閥和2#泵;延時(shí)10 s,開是靠專門敷設(shè)的通信電纜,但若距離很遠(yuǎn)而數(shù)據(jù)采2#泵后電動閥;柵后液位低1值(LIAS2u)聯(lián)鎖同集的實(shí)時(shí)性又要求不高,單獨(dú)敷設(shè)-路電纜線沒有時(shí)關(guān)2#泵泵出口總電動閥并關(guān)2#泵后電動閥。必要。在有些情況下,即使資金允許想敷設(shè)一路專3系統(tǒng)設(shè)計(jì)用通信線也難以實(shí)現(xiàn)。3.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2)不受空間限制，只要公共電話網(wǎng)到達(dá)之處，該系統(tǒng)完成排水管理處調(diào)度中心與20多個(gè)污都能應(yīng)用。水泵站的通訊,其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是典型的一點(diǎn)對多點(diǎn)的3)通信質(zhì)量高,具有有線通信的各種優(yōu)點(diǎn),不結(jié)構(gòu),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(shí)現(xiàn)一.點(diǎn)對多點(diǎn)組網(wǎng)。一點(diǎn)對多點(diǎn)的通4)一次性投資小,施工快捷,維護(hù)簡單。訊方式是指以1臺計(jì)算機(jī)作為主站、多個(gè)通訊終端3.4 硬件配置作為從站,來實(shí)現(xiàn)主站與從站之間通訊的一種方3.4.1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(gè)污水泵.各個(gè)污水泵站既要進(jìn)行本地控制同時(shí)還要具站作為從站。有數(shù)據(jù)傳送的功能。每個(gè)污水泵站的配置:控制器3.2 數(shù)據(jù)傳輸方式的比較.采用西門子公司的S7-CPU314 PLC。通訊模塊采常用的數(shù)據(jù)傳輸方式:專用網(wǎng)絡(luò)(銅纜、光纖、用同調(diào)制解調(diào)器(Modem)--體的TIM33作為通私有或租用的專線)、無線電網(wǎng)絡(luò)(定向無線電、非.訊處理器安裝在S7-314模板插槽上,同時(shí)RS-232定向無線電、擴(kuò)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(luò):由于各個(gè)污水泵站位置分散,且距提供1M的存儲空間,用于當(dāng)連接中斷或通信脫網(wǎng)離較遠(yuǎn),采用專用網(wǎng)絡(luò)，敷設(shè)電纜不易實(shí)現(xiàn),造價(jià)時(shí)保存重要數(shù)據(jù)，當(dāng)完成下一次連接時(shí)就可以進(jìn)行高。傳輸。污水泵站的各種檢測儀表、控制設(shè)備狀態(tài)信無線電網(wǎng)絡(luò):明月峽路污水泵站、西陵峽路污號接人到PLC的I/O模塊。各污水泵站同時(shí)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(yùn)行費(fèi)用偏的人機(jī)中國煤化工3.4.2YHCNMHG因此采用一次性投資小,且運(yùn)行費(fèi)用偏低、可在調(diào)度中心值班室內(nèi),配置采用RAID技術(shù)的靠的模擬電話網(wǎng)的方式實(shí)現(xiàn)各個(gè)污水泵站到排水IBM服務(wù)器,RAID技術(shù)對存儲在硬盤上的數(shù)據(jù)進(jìn)管理處調(diào)試中心的數(shù)據(jù)傳輸。行冗余處理,可以避免硬盤故障帶來的數(shù)據(jù)丟失.38石油化工自動化.2005年TIM33通信模塊與安裝在服務(wù)器上的MPI(多點(diǎn)可自動檢測設(shè)備的故障信號,并可上報(bào)報(bào)警信息。接口)通訊卡相連,同時(shí)通過串口RS-232與公共.3)遠(yuǎn)程設(shè)定。系統(tǒng)遠(yuǎn)程設(shè)定各污水泵站的工電話網(wǎng)相連。作參數(shù),如報(bào)警極限、聯(lián)鎖值.設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間等，組態(tài)軟件采用西門子公司的WinCC軟件,實(shí)可以隨時(shí)改變各污水泵站的運(yùn)行狀態(tài),進(jìn)行遙控干現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制數(shù)據(jù)存檔、報(bào)表功能、報(bào)警功能預(yù)。和打印功能。4)數(shù)據(jù)處理。系統(tǒng)存檔各污水泵站的設(shè)備工系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理歸檔,以報(bào)表的形式輸出。計(jì)算機(jī)]同-5)網(wǎng)絡(luò)連接。系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，可方便地集成到其他計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)中。PLCModem5結(jié)束語.該工程針對污水泵站的特點(diǎn),利用遠(yuǎn)程通信構(gòu)PLC HCRD成分級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)污水泵站無人值守，一1提高了污水泵站使用效果,降低了運(yùn)行費(fèi)用,設(shè)計(jì)調(diào)度中心先進(jìn)、運(yùn)行可靠,適合于現(xiàn)代污水泵站的發(fā)展趨勢，已成功地應(yīng)用于城市污水泵站,取得了良好的社會圖2SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖和經(jīng)濟(jì)效益。3.5.上位機(jī)軟件由于采用計(jì)算機(jī)技術(shù),各污水泵站運(yùn)行的相關(guān)組態(tài)軟件采用西門子公司的WinCC,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(yùn)行、控制與管理更加真實(shí)、準(zhǔn)機(jī)采用WinCC組態(tài)軟件,從遠(yuǎn)程站的PLC中采集確。數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)反映各個(gè)污水泵站的運(yùn)行狀態(tài)。上位機(jī)該系統(tǒng)的投運(yùn),給了筆者很多的提示,應(yīng)大膽界面主要顯示部分包括污水泵站控制流程、運(yùn)行狀應(yīng)用先進(jìn)控制技術(shù),進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本,間接提態(tài)、報(bào)警和歷史數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、趨勢圖等。高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)該系統(tǒng)的應(yīng)用改造為帶控制點(diǎn)工藝流程圖反映整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)污水泵站今后其他領(lǐng)域的控制技術(shù)改造,積累了很好的經(jīng)的運(yùn)行狀態(tài),并且以動態(tài)的圖形、數(shù)據(jù)和現(xiàn)場保持驗(yàn)。一致,運(yùn)行狀態(tài)表反映了設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)、現(xiàn)場儀參考文獻(xiàn):表的數(shù)據(jù)(流量、水位)。1平鳳梅. PLC在天然氣自控系統(tǒng)中的應(yīng)用，石油化工自動化，4系統(tǒng)功能2003,(1):50~61劉齊忠,康焱風(fēng),張華平 .PLC 及其與計(jì)算機(jī)的通訊。石油化工整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)具有以下功能。自動化,2003,(6):41 ~431)遙測遙控。遠(yuǎn)程采集各站設(shè)備的狀態(tài)和儀3李軍華,徐守奎。計(jì)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(jī)集中顯2003.(6);47~49示;遠(yuǎn)程控制各污水泵站控制程序的啟動、設(shè)備的孫旨義。新一代過程控制系統(tǒng)PCS7及其應(yīng)用.石油化工自動運(yùn)行、停止;控制可人為干預(yù)，也可根據(jù)程序設(shè)定自化2004,(4):35~375袁府,牛鐵鋒. SNAP SCeda控制系統(tǒng)在原油輸送管線上的應(yīng)動進(jìn)行。用.石油化工自動化,2004,(4):38~412)突發(fā)報(bào)警。各污水泵站具有獨(dú)立控制能力，中國煤化工MYHCNMHG