關(guān)于自動(dòng)化控制在城市應(yīng)急供水工程中應(yīng)用幾點(diǎn)思考

【摘要】本文對(duì)于自動(dòng)化控制在城市應(yīng)急供水工程中應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行探討，分析了計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)施及運(yùn)行情況可以看出，此項(xiàng)技術(shù)對(duì)于城市應(yīng)急供水工程具有重要意義，值得進(jìn)一步進(jìn)行推廣。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化控制；供水應(yīng)急工程；關(guān)鍵技術(shù)

1、引言

在進(jìn)行相關(guān)的水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程過(guò)程中，相關(guān)的城市供水應(yīng)急工程也逐步實(shí)施，水體置換在地下水庫(kù)下游庫(kù)區(qū)進(jìn)行，這樣一方面能夠?qū)τ谑┕て陂g的城市供水提供比較充足的替代水源，有效解決城市缺水的問(wèn)題；另外一方面，還能保證城市未來(lái)發(fā)展的用水需要，能夠奠定良好的基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)。這種的抽咸補(bǔ)淡的水體置換方式，能夠使得該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境得以逐步恢復(fù)。

2、計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)思想

為了更好實(shí)現(xiàn)城市供水應(yīng)急工程水體置換，以及相關(guān)涉及到的供水自動(dòng)化管理方面問(wèn)題，這里采用新技術(shù)、新工藝、新材料，通過(guò)PLC控制的計(jì)算機(jī)方法，能夠集中遠(yuǎn)程監(jiān)控30臺(tái)潛水泵，此系統(tǒng)體現(xiàn)出智能管控器的智能特點(diǎn)，結(jié)合變頻技術(shù)與PLC技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)潛水泵的變頻恒壓控制。

2.2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能探討

2.2.1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控系統(tǒng)、中控室系統(tǒng)和智能儀表和設(shè)備系統(tǒng)則是構(gòu)成城市供水應(yīng)急工程計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要的三個(gè)組成部分。其中，30 個(gè)置換抽水井井室內(nèi)設(shè)置了智能儀表設(shè)備系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控系統(tǒng)，在生產(chǎn)辦公室內(nèi)配置中控室設(shè)置。

第一，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在此城市供水應(yīng)急工程中，抽水置換井有30多口，具有較為分散的特點(diǎn)，一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控系統(tǒng)均在每眼抽水置換井內(nèi)進(jìn)行設(shè)置。在相關(guān)的要求下，設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)能夠得以檢測(cè)，潛水泵的啟停能夠進(jìn)行自動(dòng)控制，還能進(jìn)行相關(guān)的配電電流、壓力、流量、電壓等數(shù)據(jù)的采集和傳輸?shù)炔僮?；第二，?duì)于中控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，綜合的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平臺(tái)則需要相關(guān)的設(shè)備，這里主要包括1套打印機(jī)系統(tǒng)及組態(tài)軟件、1臺(tái)工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)、1臺(tái)工控機(jī)等?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳送和通訊可以通過(guò)上述設(shè)備完成，能夠掌握潛水泵的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的變化情況，查詢(xún)分析在此應(yīng)急供水系統(tǒng)中的30臺(tái)潛水泵的具體的運(yùn)行情況，滿(mǎn)足能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的需要；第三，對(duì)于智能儀表和設(shè)備系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，也是在30口抽水置換井井室內(nèi)配置有投入式液位計(jì)、壓力變送器、電磁流量計(jì)等相關(guān)的儀表設(shè)備，這樣就可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)的置換井周?chē)乃?，以及潛水泵的流量、壓力的監(jiān)控，利用智能管控器的功能，能夠滿(mǎn)足把采集到的數(shù)據(jù)送到相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控系統(tǒng)中。

2.2.2系統(tǒng)的功能分析

在結(jié)合相關(guān)的光纖通信網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)基礎(chǔ)上，大規(guī)模的遠(yuǎn)程監(jiān)控能夠通過(guò)此急供水工程的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。其中，為了滿(mǎn)足遠(yuǎn)距離遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)的需要，要求遠(yuǎn)程測(cè)控終端，以及相關(guān)的服務(wù)器都具有比較高的性能，通信過(guò)程實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程并行處理，這樣情況下，各個(gè)子站的各種數(shù)據(jù)能夠在短短幾秒鐘得以有效獲得，同時(shí)，還能有效進(jìn)行相關(guān)的遙調(diào)、遙控功能。還能具有非常快的實(shí)時(shí)響應(yīng)速度，具有很高的可靠性，能夠接近零維護(hù)。

第一，人機(jī)界面。逼真的動(dòng)畫(huà)和膩的圖像能夠在顯示屏上顯示，還能生成采集數(shù)據(jù)所需要形成的曲線(xiàn)，能夠滿(mǎn)足相關(guān)的定時(shí)打印的要求，可以生成各種類(lèi)型的報(bào)表。對(duì)于發(fā)生故障的情況來(lái)說(shuō)，能夠顯示出故障狀態(tài)和故障點(diǎn)，自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警畫(huà)面的顯示，并且針對(duì)不同的報(bào)警等級(jí)給予不同的反應(yīng)。第二，數(shù)據(jù)處理功能。數(shù)據(jù)庫(kù)的建立則是通過(guò)對(duì)于不同數(shù)據(jù)類(lèi)型、時(shí)序、屬性、名稱(chēng)進(jìn)行分類(lèi)而得。在不同的要求下，按照不同的形式顯示采集到的各種數(shù)據(jù)，比如形影的曲線(xiàn)、表格、畫(huà)面等，同時(shí)，還能利用符號(hào)和數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)性質(zhì)的標(biāo)識(shí)。第三，數(shù)據(jù)采集功能。在數(shù)據(jù)采集功能中，主要分為按照需要采集數(shù)據(jù)和定時(shí)采集數(shù)據(jù)兩種。前者主要是在相關(guān)的要求下，能夠?qū)τ谝谎刍蚨嘌鄢樗脫Q井的數(shù)據(jù)在任何時(shí)刻通過(guò)中控室進(jìn)行采集，同時(shí)，抽水置換井終端的通訊參數(shù)還能夠有效修改，也能修改相應(yīng)的報(bào)警限值。后者主要是抽水置換井的定時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，定時(shí)由中控室對(duì)于所有現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控單元進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)則包括水位觀測(cè)井內(nèi)的水位、流量、壓力、電流、電壓等。第四，防盜報(bào)警功能，分散性則是30眼抽水置換井的特點(diǎn)，防盜報(bào)警裝置在每一口井的現(xiàn)場(chǎng)控制站進(jìn)行安裝配套，報(bào)警聲響在進(jìn)入井室時(shí)發(fā)出，同時(shí)，中控室能夠快速接收到報(bào)警信息，從事遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)相關(guān)的快速布防。第五，系統(tǒng)其他功能分析，能夠?qū)崿F(xiàn)觀測(cè)井內(nèi)的液位計(jì)的液位信號(hào)的檢測(cè)，通過(guò)中控室的遠(yuǎn)程GPRS數(shù)據(jù)接入服務(wù)器，滿(mǎn)足自動(dòng)化控制系統(tǒng)與已建自動(dòng)水位觀測(cè)井液位相互配合以及銜接操作，這樣通過(guò)GPRS模塊，能夠利用鋰電池式無(wú)線(xiàn)浮子液位計(jì)實(shí)現(xiàn)觀測(cè)井的液位的監(jiān)測(cè)，并且出傳送到中控室的工況機(jī)中。

2.2.3計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)分析

第一，具有比較齊全的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)/手動(dòng)功能。對(duì)于自動(dòng)功能來(lái)說(shuō)，啟動(dòng)一定臺(tái)數(shù)的水泵，則是根據(jù)中控室的調(diào)度流量來(lái)確定，在系統(tǒng)按照調(diào)度流量下，通過(guò)對(duì)于水泵的出水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使之能夠自動(dòng)運(yùn)行。對(duì)于手動(dòng)功能來(lái)說(shuō)，通過(guò)工控機(jī)，每一臺(tái)水泵的運(yùn)行與停止可以進(jìn)行手動(dòng)控制，同樣可以對(duì)于水泵的出水流量進(jìn)行設(shè)定。第二，方便管理。通過(guò)工控機(jī)，每臺(tái)水泵的運(yùn)行參數(shù)能夠得以直觀的顯示，故障時(shí)報(bào)警畫(huà)面能在水泵發(fā)生故障時(shí)而自動(dòng)彈出，還能進(jìn)行專(zhuān)家報(bào)表。第三，保護(hù)比較齊全，系統(tǒng)的保護(hù)功能包括水井水位過(guò)低、缺相、短路、漏電、過(guò)濾、等，參考的保護(hù)點(diǎn)則為水泵的出水流量。比如，50Hz的水泵運(yùn)轉(zhuǎn)頻率下，流量為零，這時(shí)的水泵以及其他故障不存在動(dòng)作時(shí)，這說(shuō)明水井也為過(guò)低，自動(dòng)停止運(yùn)行水泵，同時(shí)發(fā)出警報(bào)。第四，性能可靠穩(wěn)定，系統(tǒng)的通訊工具和介質(zhì)都具有比較強(qiáng)的抗干擾能力，西門(mén)子元件作為智能管控器的核心元件，使用性能比較高的太網(wǎng)交換機(jī)和光線(xiàn)，具有運(yùn)行穩(wěn)定和較快的傳輸速度；現(xiàn)場(chǎng)控制站組成環(huán)網(wǎng)，這樣的情況下，當(dāng)出現(xiàn)其中的一個(gè)管控器損壞的情況，或者有光線(xiàn)斷裂的情況，通訊依然能夠保持，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，系統(tǒng)工作不會(huì)受到影響。第五，自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)管理功能。智能網(wǎng)管能夠減輕人工檢查判斷故障點(diǎn)的比較大的工作量，此系統(tǒng)通訊則是采用工業(yè)以太網(wǎng)，能夠?qū)τ谌粘Ｖ械墓饫w斷掉及光纖跳線(xiàn)松動(dòng)接觸不良等問(wèn)題進(jìn)行有效處理，當(dāng)交換機(jī)故障或者交換機(jī)的跳線(xiàn)脫落，相應(yīng)的水源井的位置都會(huì)在中控室的工控機(jī)上顯示，并進(jìn)行相關(guān)的報(bào)警處理。

3、系統(tǒng)的實(shí)施及運(yùn)行情況

自從投入使用該系統(tǒng)以來(lái)，系統(tǒng)整體性能穩(wěn)定，工作非常正常，給企業(yè)帶來(lái)了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在經(jīng)濟(jì)效益方面，地下水庫(kù)水體置換的目標(biāo)利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)圓滿(mǎn)完成，城市供水的任務(wù)也順利完成，使得勞動(dòng)力大大節(jié)省，生產(chǎn)成本大大降低，同時(shí)，為單位創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在社會(huì)效益方面，城市供水應(yīng)急工程計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠使得供需水矛盾得以解決，滿(mǎn)足城市居民的用水需求，能夠保證社會(huì)穩(wěn)定，以及創(chuàng)造節(jié)水型社會(huì)。其次，還能夠滿(mǎn)足城市水質(zhì)要求的同時(shí)，逐步恢復(fù)該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，保證城市的水源。

4、結(jié)語(yǔ)

目前，在各個(gè)領(lǐng)域中又能體現(xiàn)出計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)信息控制技術(shù)在城市供水應(yīng)急工程中的作用非常重要，只有利用先進(jìn)的信息技術(shù)，才有可能保證城市供水應(yīng)急工程的順利完成。

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