城市给排水泵站集中远程控制与管理模式 6页

城市给排水泵站集中远程控制与管理模式　　水环式真空泵是一种抽真空泵，最初是用作自吸水泵，而后逐渐在给水、排水、工业等许多行业得到广泛应用。水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气，因此属于变容式真空泵。由于真空泵可抽除含水的气体，如真空引水、真空脱气等，而且抽真空可以充分实现水泵启动时的自灌充水，以有效降低水泵发生汽蚀的可能性，因此以水环式为代表的真空泵在给排水泵站系统中的应用日益增多，并得到了广泛推广。　　叶轮与泵体呈偏心配置，启动时向泵体内注入适量的工作液。当叶轮旋转时，沿泵体内壁形成旋转的液环，液环内表面与叶轮轮毂表面形成月牙形的工作腔，并被叶轮叶片分割成大小不等的十几个空腔。随着转子的旋转，该气腔在泵的吸气区的体积逐渐增大，其内部压力下降，从而将气体吸入泵内；相反，气腔在排气区的体积逐渐减小，其内部压力上升，将气体排出泵外，从而完成吸气、压缩、排气3个工作阶段。工作时，有部分工作液会随着气体排出，因此需连续不断地向泵内注入一定量的新鲜工作液体，以保证泵的正常运行。　　1.通讯系统的选择\n　　在SCADA系统中，无线通信方式主要包括三大类：采用卫星通信?采用普通的无线数传电台?借助移动公网传输?在对这三种通讯方式中，我们发现：采用卫星通信其优点是覆盖范围广，不受地域限制，带宽宽，实时性好，但资源的限制和高昂的运行费用使其不可能广泛应用?普通的无线数传电台，虽然可以建立专用通信网，但却有以下缺点：第一，频率资源必须向当地无线电管理部门申请；第二，城市日益新建的高楼的阻挡经常影响网络通讯；第三，空旷地带其外置天线系统容易遭受雷击?借助移动公网传输：申请方便，和无线数据传输电台相比，无须申请频点，无须交纳无线电管理委员会管理费?其次覆盖范围广，无须担心死角?盲区等问题?由于GPRS频点很高，所以抗雷电干扰的性能很好?由移动运营商进行管理?维护，所以无需网络维护成本?在综合对比了以上通讯方式后，我们选择以短消息作为信息传输的GPRS通讯方式?　　2.现场硬件系统的选择　　选择西门子PLCS7-224做为现场的采集与控制中心，并选择了相应的模拟量输入模块?开关量输入输出模块及24V信号隔离器，对现场的输入?输出的信号进行隔离，以避免干扰?　　3.软件系统的开发　　下位机控制系统的开发：采用西门子S7-200的STEP\n7-Micro/WIN编程软件进行逻辑控制程序的编写与开发?主要实现各开关状态的采集与控制，各现场仪表的数据的读取?变换与传输，并在现场PLC中累计?存储当日的各种报表数据?上位机控制系统主要功能包括完成信息的接收?设备的控制?故障报警?安防报警?报表打印等功能?对于上位机监控程序，我们选用Windows操作系统为开发平台，使用在工业控制领域流行的VisualBasic为应用程序开发工具?上位监控软件所实现的功能包括数据接收?数据处理?远程控制?参数设定，历史数据和实时数据显示?软件报警?历史数据存储?打印等?　　PLC程序可在编程器上或PC机上进行编写，编程方式有指令码编程和梯形图编程。此处选用在PC机上用梯形图进行编程的方式。配置PLC硬件时，选取相应机架、CPU、电源模块、开人/开出模块、模入/模出模块等。完成PLC硬件配置后，各机架和模块都有了自己的位置编号，机架从左到右分别为0、1、2…8。编号的目的是为了辨别各模件的地址，以方便编程时对相应的点号编码，从而便于识别。\n　　从逻辑结构来看，泵站现场控制主要PLC控制器、执行器、控制器及传感器组成。执行器主要由阀门、变频器等构成，控制器主要可以用来控制液位及水泵的开停等。现场泵站监控电脑工控机通过RS232串口与PLC通信；流量计与PLC的A/D转换口相连，通过A/D转换获得流量数据；控制信号在工控机中转换为符合IP协议网络数据包，而现场视频信号在硬盘录像机也转换为符合IP协议网络数据包然后再通过路由器上传中央控制层。泵站控制系统的主要任务是根据控制中心的命令，控制水泵向净水厂提供水源，同时对泵站的供电、水泵运行状况等信息进行实时采集和处理，并以短信息形式定时或实时向中心发送信息，实现泵站无人职守。　　工作原理短信息服务是目前应用广泛的无线通信方案之一，它利用信令信道传输，直接把要发的信息加上目的地址发送到短信息服务中心，由服务中心再发给最终的信宿，具有实现简单、通信成本低、频谱利用率高、保密性好等特点，应用广泛。　　对短信息的控制有三种方式：BlockMode、基于AT指令的PDUMode和基于AT指令的TextMode。使用BlockMode需要厂家提供驱动支持，目前PDUMode已经取代了它。TextMode只能发普通的ASCII字符，PDUMode可以发送包括声音、图片和其他编码的字符。对于只是传输少量的英文字符和数字，应用TextMode就可以了，结合泵站的具体情况，系统采用此模式，通过AT指令完成信息的设置、读取和发送等。　　2.自由口模式与通信协议在S7-200PLC中，自由口模式允许应用程序控制其通信端口，在此模式下使用自定义的通信协议实现与多种智能设备的通信。要使能自由口模式，需要使用特殊存储器字节SMB30和\nSMB130，并结合相应的控制字。真空泵系统的工作过程如下：气体由管路经阀门进入真空泵，然后经导气管排入气水分离器中，经气水分离器排气管排出。当真空泵工作时，真空泵排出的气水混合物在气水分离器中分离后，气体经阀门输送到需要压缩的气体系统，而水则留在气水分离器中，气水分离器的水位通过自动溢水开关进行调整，当水位高于所要求水位时，溢水开关打开；当水位低于要求水位时，溢水开关关闭，气水分离器中水位上升，达到所要求的水位后停机，完成真空引水过程。这样气水分离器内的真空度始终保持在一定范围，使每台水泵经常处于充水状态，随时可以启动其中的任何一台水泵。　　基于GSM网络的远程泵站监控系统，拓宽了控制系统的视野与作用范围，为实现企业的管理控制一体化、实现远程监视和操作提供了基础条件。另外，相关人员还可以通过手机随时随地监控泵站相关设备运行，提高了泵站的运行维护水平，具有良好的经济效益和社会效益，在泵站监控系统中有着较好的应用前景。从实际运行结果看，该系统工作可靠，为企业节省了人力和物力。　　[1]奚兰美.浅谈移动式取水泵站设计与应用[J].江苏水利，XX，06：16-17-21.[2]姜晓铭，申鑫.关于建筑给排水施工中常见问题的对策分析[J].科技与企业，XX，21：176.\n[3]李佳音.市政给排水泵站的运行与管理问题探讨[J].黑龙江科技信息，XX，29：189.