張鳳霞
(香河縣水務(wù)局,河北 香河 065400)
香河縣自動化監(jiān)控系統(tǒng)在農(nóng)村供水工程中的應(yīng)用
張鳳霞
(香河縣水務(wù)局,河北 香河 065400)
香河縣在2007年農(nóng)村飲水安全水工程中引進并安裝了微機集中監(jiān)控供水系統(tǒng),系統(tǒng)集圖像監(jiān)控、視頻錄像、遠程操控、水質(zhì)監(jiān)測、管網(wǎng)監(jiān)測與爆管預(yù)警、報警信息于一體,監(jiān)控中心通過無線數(shù)傳電臺實現(xiàn)了水源井遠程控制,系統(tǒng)操作便捷且省工省力,有效提升了雙安農(nóng)村集中供水系統(tǒng)的科技含量和供水管理水平。
農(nóng)村集中供水系統(tǒng);微機集中監(jiān)控;;遠程無線控制;安全供水
香河縣在2007年農(nóng)村飲水安全水工程中開始引進并安裝了微機集中監(jiān)控供水系統(tǒng),至今全縣規(guī)劃的6座農(nóng)村集中供水水廠全部采用微機監(jiān)控系統(tǒng)。水廠設(shè)有一個控制中心,配有工業(yè)計算機、UPS電源系統(tǒng)、顯示器、打印機、模擬屏顯示裝置、語音報警裝置等設(shè)備,對水廠的運行實現(xiàn)自動化控制,對設(shè)備的運行數(shù)據(jù)、報警信息進行記錄和報表打印處理,實現(xiàn)對水源、水廠、管網(wǎng)的集中管理與控制。系統(tǒng)分為水源井群控制、水廠加壓及消毒控制、管網(wǎng)監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、視頻監(jiān)控、運營管理等6個子系統(tǒng)。
1.1 水源井群控制
水源井潛水泵的啟動方式采用軟啟動方式,減少水泵直接啟動沖擊電流過大帶來的危害。通過無線數(shù)傳電臺接收遠程監(jiān)控中心的控制命令,并將水源井潛水泵的運行狀態(tài)、電流、用電量等信號傳回監(jiān)控中心。
控制方式分為現(xiàn)地手動、遠程遙控、遠程自動3種模式。
現(xiàn)地手動式通過水源井控制柜上的開關(guān)按鈕進行泵的啟??刂疲贿h程遙控通過水廠監(jiān)控中心組態(tài)畫面上的啟動、停止按鈕來進行遠程操控;遠程自動模式下,各水源井潛水泵的啟、停根據(jù)水廠清水池液位自動控制。
水源井正常運行在遠程自動模式下,對水源潛水泵的運行按照清水池液位進行區(qū)間化分,按階梯型進行控制。即清水池實際液位在不同的液位區(qū)間,運行不同數(shù)量的水源潛水泵,水源潛水泵運行組合可通過監(jiān)控室工作站上位機組態(tài)畫面由值班人員按照實際運行情況自行設(shè)定。同時設(shè)有清水池低水位保護、高水位保護、通訊中斷保護等功能。當(dāng)水池液位達到高水位保護上限時,停止所有水源潛水泵;當(dāng)液位達到低水位保護下限時,按預(yù)設(shè)的水源潛水泵運行方案啟動相應(yīng)的水源潛水泵;當(dāng)某眼水源井與監(jiān)控中心無線通訊中斷超過一定時間后,該水源井潛水泵將自動停止,待通訊恢復(fù)正常后,能自動投入正常運行模式,有效避免了在通訊中斷后,在水廠清水池液位達到高水位上限時,水源井因無法接收到監(jiān)控中心的遠程停機命令而繼續(xù)運行造成水廠清水池溢水重大運行事故發(fā)生,保證供水安全。實現(xiàn)了水源井群的遠程無線自動控制。
1.2 水廠泵房加壓及消毒系統(tǒng)
水廠監(jiān)控部分主要完成對加壓供水泵、消毒加藥設(shè)備的控制及監(jiān)測,清水池液位、出廠水壓力、出廠水流量等的監(jiān)測,出廠水余氯、濁度、pH、水溫等常規(guī)水質(zhì)狀況指標的監(jiān)測,以保證配水管網(wǎng)的壓力、水質(zhì)等滿足供水要求。
水廠監(jiān)控的現(xiàn)場核心處理單元采用西門子PLC系統(tǒng),負責(zé)水廠所有控制信號、數(shù)據(jù)信號的采集處理,并將信號傳至水廠監(jiān)控中心或更高一級監(jiān)控中心,同時接收上位機下發(fā)的指令信息。具有現(xiàn)地、集控選擇開關(guān),現(xiàn)地自動、手動選擇開關(guān)。在PLC控制柜上可實現(xiàn)對各臺供水泵的現(xiàn)地手動、現(xiàn)地自動恒壓控制。出水壓力、水池液位、電量、出水流量等通過儀表接入RS485總線,由PLC負責(zé)統(tǒng)一采集處理。
加壓供水泵的控制采用了一拖四循環(huán)變頻恒壓供水控制模式,選取水廠出口壓力作為壓力控制點。采用變頻器和PLC實現(xiàn)供水壓力的閉環(huán)自動控制,自動調(diào)節(jié)設(shè)定壓力和系統(tǒng)壓力的差值,使供水壓力保持恒定。系統(tǒng)能根據(jù)設(shè)定的壓力自動調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速和水泵運行臺數(shù),使設(shè)備運行在高效節(jié)能的最佳狀態(tài);延長電機、水泵壽命。各泵按照先啟先停、循環(huán)啟動原則,使各水泵運行時間均等,有效避免了長期不運行的水泵因長久不用而生銹或使用頻繁而磨損。
二氧化氯消毒劑的制備采用了復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器,并在出廠水管道上安裝有一套余氯在線監(jiān)測儀,將監(jiān)測的4-20mA余氯信號作為二氧化氯發(fā)生器的余氯反饋信號,通過在二氧化氯發(fā)生器上設(shè)定出廠水余氯控制目標值,形成實時在線的余氯閉環(huán)控制。二氧化氯投加系統(tǒng)配備了酸霧吸收、泄氯報警等一系列保護措施。
1.3 管網(wǎng)監(jiān)測
管網(wǎng)監(jiān)測負責(zé)水源管網(wǎng)、配水管網(wǎng)上主要節(jié)點處的供水壓力、流量、余氯的在線實時監(jiān)測。并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析處理,給出整個管網(wǎng)運行狀況(如爆管等)、用戶用水量趨勢分析等。管網(wǎng)監(jiān)測點的監(jiān)測設(shè)備選用低功耗器件,采用太陽能供電,通過數(shù)傳電臺將測點的流量、壓力、余氯等信號實時傳至監(jiān)控中心,并在管網(wǎng)工作站上實時動態(tài)顯示,當(dāng)某管段壓力、流量、余氯監(jiān)測值異常時,能及時發(fā)出預(yù)警信息。
1.4 水質(zhì)檢測
為保證供水水質(zhì)安全,選取出廠水的余氯、濁度、pH、溫度及管網(wǎng)末梢的余氯作等常規(guī)的水質(zhì)指標進行24h實時在線監(jiān)測。當(dāng)監(jiān)測指標超出標準時,系統(tǒng)能自動進行報警,可以通過監(jiān)控中心工作站查看水質(zhì)指標的歷史曲線。
1.5 視頻監(jiān)控
視頻監(jiān)控是對廠區(qū)內(nèi)清水池、加氯間、泵房、配電室、廠區(qū)門口等重要區(qū)域安裝紅外一體攝像機,可進行夜間監(jiān)視,實現(xiàn)視頻信號丟失、動態(tài)物體監(jiān)測報警與錄像存儲等功能。不僅可以實時監(jiān)視供水系統(tǒng)的運行情況,捕捉供水系統(tǒng)的異常情況及時發(fā)現(xiàn)問題,及時解決,更重要的是防止人為破壞,特別是防止投毒事件的發(fā)生,是水廠安全運行的的重要保證。
1.6 運行管理
運營管理將生產(chǎn)運行管理、設(shè)備維護、能耗統(tǒng)計、抄表收費管理、預(yù)警、預(yù)案等進行系統(tǒng)集成,具備報表統(tǒng)計分析功能,每個功能模塊可設(shè)置不同的權(quán)限,只有具備相應(yīng)操作權(quán)限的人員才能進行操作。系統(tǒng)可對設(shè)備過負荷運行、水質(zhì)達到限制、管網(wǎng)壓力流量過負荷、管網(wǎng)爆管、水費欠費財務(wù)風(fēng)險、產(chǎn)能比過高等異常情況自動發(fā)出預(yù)警信息。并根據(jù)預(yù)警信息,自動生成相應(yīng)的事故原因分析及處理方案,為相關(guān)管理人員提供決策支持,提高事故處理效率。如管網(wǎng)發(fā)生爆管時,能給出最優(yōu)關(guān)閉閥門方案,將事故點隔離,停止漏水,以便搶修;并立即給出應(yīng)停水的管段和用戶清單等。
上位機監(jiān)控系統(tǒng)提供豐富的畫面顯示功能。在監(jiān)控室計算機組態(tài)畫面中,有工藝流程主畫面,水源井控制畫面、供水泵控制畫面、液位壓力流量曲線查詢畫面、管網(wǎng)監(jiān)測畫面、水質(zhì)監(jiān)測畫面、報表查詢、操作記錄查詢、報警記錄查詢等。
2.1 數(shù)據(jù)遙測、遙控、遙信功能
實現(xiàn)對水源井、、管網(wǎng)測流測壓點、水質(zhì)測點、供水設(shè)備的遠程控制,以及供水壓力、電壓、電流、電度、泵和閥的開關(guān)狀態(tài)等信號采集。
2.2 參數(shù)報表查詢、歷史曲線、報警顯示功能
可通過上位機組態(tài)軟件實時查看參數(shù)歷史曲線、報表查詢,具有管網(wǎng)壓力超限報警、設(shè)備停電故障報警、通訊故障等報警(聲光報警、報警提示)提示功能。
2.3 報表統(tǒng)計功能
按日、月、年統(tǒng)計水廠供水量、電能消耗、泵累計運行時間、用電負荷曲線等,并以趨勢圖或柱狀圖顯示。
2.4 故障在線自診斷
具有各個水源井、管網(wǎng)測點的通訊故障、廠內(nèi)設(shè)備運行故障的在線自診斷及報警功能。
2.5 模擬屏顯示功能
顯示整個水廠的工藝流程圖、水源、管網(wǎng)分布圖,并可實時顯示水源、水廠、管網(wǎng)、水質(zhì)4個子系統(tǒng)的主要監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)備運行狀態(tài)信息。
2.6 多種級別權(quán)限設(shè)置
用戶權(quán)限管理規(guī)定了對設(shè)備的不同操作權(quán)限:監(jiān)視權(quán)和控制權(quán)。只有具備控制權(quán)限才可以對設(shè)備進行遠程控制操作。
2.7 Web發(fā)布功能
可以對水廠設(shè)備運行情況、工藝參數(shù)、視頻等相關(guān)信息進行Web發(fā)布。只要具有Web訪問權(quán)限,可以在局域網(wǎng)內(nèi)通過輸入IP地址以瀏覽網(wǎng)頁形式,也可以通過手機、計算機等終端設(shè)備在任何地方通過Internet網(wǎng)絡(luò)及時了解水廠運行的相關(guān)信息。
2.8 基于Internet的遠程故障診斷
在水廠授權(quán)的情況下,維修人員可在異地,通過VPN虛擬專網(wǎng),進入到水廠控制系統(tǒng)中,對系統(tǒng)故障進行遠程診斷和分析,并做出故障解決辦法。
香河雙安農(nóng)村集中供水廠自動化系統(tǒng)的實施,實現(xiàn)了對設(shè)備、管網(wǎng)、水質(zhì)等的遠程控制和實時在線監(jiān)測。通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)報表自動生成與分析、預(yù)警預(yù)案,水廠管理人員能實時了解供水系統(tǒng)運行情況,及時處理各類故障、降低故障率和檢修的時間,減少停水次數(shù)。提高了農(nóng)村供水的自動化、信息化程度,提升了農(nóng)村飲水安全和整體的服務(wù)水平。
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(責(zé)任編輯:姜彤宇)
Application of automatic monitoring system in rural centralized water supply project of Xianghe County
ZHANG Feng-xia
(Xianghe County Water Authority, Xianghe 065400, China)
The microcomputer centralized monitoring water supply system is introduced and installed in rural drinking water safety project of Xianghe County in 2007.The system integrates image monitoring, video recording, remote control, water quality monitoring, pipe network monitoring and explosion warning, alarm information in one.The remote control of water source is achieved by the wireless data radio to the monitoring center,the operation of the system is convenient and effective.The scientific and technical content and water management level is enhanced to the Shuang'an rural centralized water supply system.
rural centralized water supply system;microcomputer centralized monitoring; remote wireless control;safe water supply
S277.7
B
1672-9900(2017)03-0026-03
2017-05-16
張鳳霞(1971-),女(漢族),河北廊坊人,工程師,主要從事水利建設(shè)工作,(Tel)13831613689。