Lonworks控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在城市排水泵站自動(dòng)化中的應用

1.摘要：本文闡述了基于Lonworks控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的城市排水泵站自動(dòng)化系統。

2.概述
目前國內許多大中城市都靠江臨海，每年的防汛工作責任重大，同時(shí)，隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展和城市人口的不斷增加，城市工業(yè)污水和生活污水的排放量也隨之逐年增加，所以，雨季防汛和日常排水任務(wù)十分繁重。但目前城市排水調度管理尚缺乏可靠的自動(dòng)化手段，而且排水泵站一般分布較為廣泛，站點(diǎn)也較分散，絕大多數泵站基本上還是采取人工測報水位、流量等運行參數和人工開(kāi)停機等相對落后的方式進(jìn)行運行和管理，使得排水調度管理工作比較被動(dòng)。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)朝著(zhù)網(wǎng)絡(luò )化、信息化方向的不斷發(fā)展，這種落后的運行管理方式越來(lái)越不能適應社會(huì )和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要。因此，為了在城市防汛指揮和日常排水調度管理工作過(guò)程中能及時(shí)、準確、可靠地掌握水情、雨情和工情信息，科學(xué)、及時(shí)、準確地調度涵閘、泵站設施協(xié)調、正常工作，減少和避免水澇災害，確保城市安全度汛和保障人們正常的生活、工作秩序，建立完整的城市排水調度管理網(wǎng)絡(luò )系統，加快實(shí)現城市排水泵站的自動(dòng)化運行對提高我們市政設施的管理水平，節約成本和有效利用資源都有深遠的意義。
3.城市排水泵站自動(dòng)化需求
城市排水調度管理系統將對全市的多個(gè)檢測點(diǎn)及泵站設備實(shí)現分布式監控和集中管理。
城市排水調度管理系統采用分布式遠程控制網(wǎng)絡(luò )對各監控點(diǎn)的液位、流量、雨量，泵站水泵的電流、電壓、開(kāi)機臺時(shí)設備運行狀態(tài)等數據進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，同時(shí)對各排水泵站的水泵，撈污機和閥門(mén)設備實(shí)現實(shí)時(shí)自動(dòng)遠程控制，具體自動(dòng)化需求如下表所示：

4.基于Lonworks控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)排水泵站自動(dòng)化系統技術(shù)特點(diǎn)及各種優(yōu)勢
為了對分布廣、數量多的各監測點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測與控制，經(jīng)過(guò)認真、仔細地對國內排水調度管理系統的現狀進(jìn)行調研及分析后，我們認為基于LonWorks技術(shù)的遠程分布式排水調度管理網(wǎng)絡(luò )系統具有先進(jìn)、成熟、功能實(shí)用性強、擴展性能好、開(kāi)放性與兼容性好等優(yōu)點(diǎn)，整套網(wǎng)絡(luò )結構靈活、可靠性高。能夠實(shí)現對全市排水系統運行過(guò)程中的水位、流量、雨量、涵閘、泵站設備、污水處理廠(chǎng)設備運行等數據的自動(dòng)采集、網(wǎng)絡(luò )傳輸、存儲、統計匯總和就地/遠程實(shí)時(shí)控制，迅速地為城市排水管理部門(mén)提供準確、可靠的決策依據，使排水管理、污水截流控制、汛期排澇控制走向定量化、信息化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò )化和科學(xué)化，從而提高城市排水調度管理的水平。
經(jīng)過(guò)以上分析，去年我們將基于Lonwroks的控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)成功運用于南京市排水泵站自控系統中。
系統需求及結構如下：
系統監控中心通過(guò)電話(huà)撥號方式采集遠程監控站-南湖第二污水泵站的監測數據并可對主要設備進(jìn)行遠程控制，采用同樣的方式，監控中心可對下屬的所有遠程監控站實(shí)現遠程監控，系統擴展十分方便，并且系統利用無(wú)線(xiàn)傳輸方式作為備份，即系統如果電話(huà)撥號方式通迅有故障，可啟用無(wú)線(xiàn)傳輸方式監控、監測遠程監控站。
系統結構如下圖：

LonWorks控制網(wǎng)絡(luò )部分采用ECHELON公司、Smart Control等多家公司LON 節點(diǎn)安裝集成，標準導軌安裝方式。采用LonMaker集成工具進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )安裝，應用軟件采用美國Wonderware公司的Intouch7.0開(kāi)發(fā)版開(kāi)發(fā)。Intouch7.0是運行在WindowsNT/2000操作系統上的工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件，使用戶(hù)可以非常方便、快速地構造不同需求的數據采集、數據存儲、數據查詢(xún)與監控系統。

建成后的南湖第二污水泵站分布式遠程監控系統不僅可以現場(chǎng)監控，還具備遠程監視/遠程診斷功能。

系統功能

南湖第二污水泵站分布式遠程監控系統分為兩個(gè)子系統。

一、變電站監控子系統

監測泵站配電房?jì)茸儔浩�、外配及相應的輔助設備的電量、非電量（溫度）、保護報警信號。
監測站內變壓器高、低壓開(kāi)關(guān)及相應的輔助設備的投切狀態(tài)。
遠程控制站內變壓器高、低壓開(kāi)關(guān)及相應的輔助設備的自動(dòng)投切

二、泵站監控子系統

監測機組工作狀態(tài)、運行時(shí)的各電量參數、非電量（流量）、保護報警信號。
監測前池水位、后池水位。
利用智能控制模塊對各機組、撈污機及輔助設備實(shí)施自動(dòng)開(kāi)、停機。
實(shí)時(shí)顯示測量值、狀態(tài)量，各種數據、狀態(tài)、故障信息可采用圖形、表格、文字、曲線(xiàn)等形式顯示和打印。

具有密碼保護及權限設置功能。只有輸入的密碼正確，系統自動(dòng)校核相應權限，只有滿(mǎn)足權限的用戶(hù)參數輸入和操作按鈕才起作用，否則不允許任何操作。
對錯誤操作及本站的操作范圍有所提示，軟件可引導操作員一步一步完成操作。
計算功能：計算日、月、年設備開(kāi)停次數，累計運行時(shí)間�，F場(chǎng)智能控制器自動(dòng)均衡起泵時(shí)間。這樣也起到保護泵的要求�！　　　�

數據查詢(xún)功能：查詢(xún)歷史操作、故障情況、機組歷史運行量�！　∪�、報警功能
水泵由電動(dòng)機過(guò)熱、油室進(jìn)水、過(guò)流、過(guò)壓情況發(fā)生時(shí)，自控系統自動(dòng)停泵切換，并至檢修狀態(tài)。如果在運行時(shí)發(fā)生故障，停泵后系統在比較后工作時(shí)間后，自動(dòng)起動(dòng)運行時(shí)間最短的水泵，來(lái)代替故障水泵運行，并自動(dòng)撥號至上傳至監控中心。

煙霧探頭報警、門(mén)磁開(kāi)關(guān)報警、水位越限、高、低壓開(kāi)關(guān)報警
系統如果檢測到以上報警后，自動(dòng)撥號到監控中心，將報警信息傳入監控中心，并發(fā)出聲光報警，以提示值班人員進(jìn)行相應的應急措施。

以上功能的實(shí)現，完全依賴(lài)于Lonworks控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)特有的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢。

5.總結與展望

整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構靈活、可靠性高。自系統投入運行后，大大提高了工作效率，也減少了維護成本。日常排水調度管理工作過(guò)程能及時(shí)、準確、可靠地掌握水情信息，科學(xué)、及時(shí)、準確地調度泵站設施協(xié)調、正常工作。

在南湖二站成功實(shí)現遠程自動(dòng)監控后，可逐步將南京市所有泵站進(jìn)行自動(dòng)化集成，由一個(gè)監控中心進(jìn)行集中監控后，能夠實(shí)現對全市排水系統所有泵站運行過(guò)程中的水位、流量、雨量、涵閘、泵站設備、污水處理廠(chǎng)設備運行等數據的自動(dòng)采集、網(wǎng)絡(luò )傳輸、存儲、統計匯總和就地/遠程實(shí)時(shí)控制，迅速地為城市排水管理部門(mén)提供準確、可靠的決策依據，使排水管理、污水截流控制、汛期排澇控制走向定量化、信息化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò )化、科學(xué)化和實(shí)時(shí)化，從而提高城市排水調度管理的水平，減少和避免水澇災害，確保城市安全度汛和保障人們正常的生活、工作秩序。來(lái)源：谷騰水網(wǎng)