一、序言
自备水源井是一些厂矿、机关和院校等开凿的、供自身生产生活用水的水源井。目前很多水源井采用深水潜水泵作用供水设备,每台潜水泵分别采用一台变频器控制,各个水源井的水泵与监控室的距离远近不一,且独自控制,没有参与联网。水泵的日常巡视和检修均为人工进行,效率低下。而且一旦设备发生故障不能一时间报警并做出相应处理。如果故障严重且没有及时发现,很有可能使故障扩大,造成不可挽回的损失,因此,有必要在泵房与值班室之间建立一个无人值守系统。
建立水源深井泵房与水源值班室之间的无人值守系统,可以有效实现值班室对深井取水泵房水泵机组远程自动控制与运行参数自动采集、传输、处理、存储、显示等功能,实现监控室对水源运行参数的自动监测,达到全公司各水源和管网的优化运行,提高水源运行效率,提高整体经济效益的目的。
根据水源井分布的地域特点与通讯技术发展的水平,水源井远程监控系统采用以上位计算机作为控制监测主机、数传设备通讯单元作为数据交换通道、远程RTU作为现场控制、数据采集设备的遥控、遥测系统,实现水源值班室对深井的控制与监测。
二、系统组成
水源井泵房监控系统主要由监控室主机、PLC集中监控中、profibus网络、中继器、监控分站和现场设备组成。系统框架图如下所示:
2.1 监控室主机
监控室PC机(组态软件采用西门子wincc6.0)是系统的总指挥,能够实现人机对话,与PLC集中监控中进行数据传送和交换,将设定参数、控制命令传给PLC,也可将PLC数据读入PC机,实现远程设备数字量、模拟量及变频器状态和参数的实时监控以及报警记录等。
2.2 PLC集中监控中
PLC集中监控中用来将监控室PC机发布的命令和参数设置等信息通过PROFIBUS现场总线及中继器发送给远程监控分站。
PLC集中监控中采用西门子公司的PLC作为控制设备。其模块化结构、易于实现分布式的配置以及性价比高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好,使其在广泛的工业控制领域中,成为一种既经济又切合实际的解决方案。
2.3 监控分站
由于现在的水源井现场采用变频器控制,根据要求,需要采集管道压力和流量等模拟量信息,并且需要通过远程控制管道电动闸阀的开闭,因此,需要在每个水源井建立一个监控分站。
监控分站的作用是联络PLC集中监控中和水源井的变频器、智能仪表。监控分站将PLC集中监控中发送的命令解读,并和变频器通信,给变频器发送命令或读取变频器返回的各种参数;同时,读取现场设备的管道压力、流量等信息并根据要求控制管道电动闸阀的开闭。
2.4现场设备
现场设备包括电磁流量计、压力传感器、变送器、电动闸阀控制器以及变频器。需要测量的模拟量包括管道压力、管道流量、变频器运行参数(频率、电压、电流压力)、闸阀开度等。需要测量的数字量包括泵的工作状态、闸阀的状态、变频器的状态等。
为了提高抗干扰能力,现场模拟量传输采用4-20mA电流信号,并且传输电缆需要有屏蔽层,并可靠接地。
三、系统功能
1、监控中可以通过PC机组态软件远程启动/停止水泵和电动闸阀;
2、监控中远程采集水源井的水泵状态、工作时间、电参数、出水流量、管道压力等数据;
3、管道压力过大/过小、出水流量过大/过小、电流过大、缺相、控制柜保护、井房停电、变频器故障等异常状况发生时,立即报警;
4、生成各种报表,显示各种数据曲线;