劉常明

（交口縣水務(wù)局，山西 交口032400）

自動(dòng)化系統(tǒng)在聯(lián)網(wǎng)供水項(xiàng)目中的應(yīng)用

劉常明

（交口縣水務(wù)局，山西 交口032400）

介紹了交口縣東南片區(qū)集中供水工程概況，闡述了聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能、組成、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用效果。通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)建設(shè)及一年多的運(yùn)行實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了對(duì)交口縣東南片區(qū)供水的自動(dòng)化管理，提高了工程的運(yùn)行管理水平。

自動(dòng)化系統(tǒng)；供水工程；集中供水聯(lián)網(wǎng)；交口縣

近年來(lái)，自動(dòng)化控制技術(shù)在國(guó)內(nèi)迅猛發(fā)展，促進(jìn)了該技術(shù)在各領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用。交口縣東南片區(qū)集中供水工程聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目率先采用了自動(dòng)化控制技術(shù)，通過(guò)水利工程自動(dòng)化帶動(dòng)水利管理現(xiàn)代化，改變水利部門(mén)“重建設(shè)輕管理”的局面，從而提高了水利工程的管理水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，取得了顯著成效。

1 工程概況

交口縣東南片區(qū)集中供水工程聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目位于呂梁市交口縣雙池鎮(zhèn)至回龍鄉(xiāng)境內(nèi)，距縣城約50 km，是交口縣人口集聚地和工業(yè)集中發(fā)展區(qū)。工程將天源、億隆興、煤運(yùn)、晟銨和天鵬5座暫停關(guān)閉企業(yè)內(nèi)運(yùn)行正常的12眼深層井水作為供水工程水源，將店則溝、雙池、回龍3處集中供水工程聯(lián)網(wǎng)，平衡各集供區(qū)內(nèi)生產(chǎn)、生活用水。利用地形優(yōu)勢(shì)，店則溝集中供水工程的富裕水量壓送至雙池鎮(zhèn)和回龍鄉(xiāng)，可解決該區(qū)域內(nèi)的缺水問(wèn)題。工程設(shè)計(jì)日供水量5 950m3，可保證區(qū)域內(nèi)26個(gè)自然村和23個(gè)企事業(yè)單位的生產(chǎn)生活用水。

2 系統(tǒng)功能

交口縣東南片區(qū)集中供水工程聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要以計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化控制等技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)水源井測(cè)控終端、蓄水池測(cè)控終端、分水井測(cè)控終端、視頻監(jiān)控，利用電磁流量計(jì)、電動(dòng)碟閥、智能壓力表等自動(dòng)化控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、連續(xù)對(duì)供水過(guò)程中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和傳輸，并根據(jù)獲得的實(shí)時(shí)水源井泵、分水井泵、供電電壓、蓄水池水位、管道壓力、流量以及視頻監(jiān)控等數(shù)據(jù)信息，合理分析并采取相應(yīng)措施，實(shí)現(xiàn)了對(duì)聯(lián)網(wǎng)區(qū)域內(nèi)3座集中供水工程、12眼深井、9座蓄水池、20座檢查井及分水井的自動(dòng)化控制，從而平衡了各用水戶(hù)之間的用水量，達(dá)到了自動(dòng)化控制目標(biāo)。

該系統(tǒng)主要功能包括：對(duì)12眼水源深井和5座蓄水池的水位、井泵流量、電壓、功率參數(shù)和各站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)收集、傳輸，確定機(jī)組是否開(kāi)始抽水、運(yùn)行、停機(jī)，以及各條管道安裝的信號(hào)蝶閥、電磁流量計(jì)是否啟閉，保證供水任務(wù)的完成。對(duì)供水總干管及各支管進(jìn)行流量、壓力檢測(cè)，利用檢測(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)供水管網(wǎng)是否存在泄漏或爆管，并快速準(zhǔn)確定位事故點(diǎn)，加快管網(wǎng)事故排查速度，保障輸水過(guò)程安全。

3 系統(tǒng)組成

自動(dòng)化控制系統(tǒng)包括實(shí)地控制、視頻監(jiān)測(cè)、控制中心三部分。從功能上劃分，主要分為集中控制管理系統(tǒng)、水源測(cè)控系統(tǒng)、供水管網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)三部分。集控中心管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收供水區(qū)內(nèi)各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理，合理確定下一步運(yùn)行狀況，根據(jù)需要操控機(jī)組運(yùn)行、停機(jī)情況提供簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)報(bào)表等。水源井測(cè)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)各水源井的壓力、水位，各井泵的流量、電壓、功率等參數(shù)以及運(yùn)行工況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)水源井泵啟閉的實(shí)地控制或遠(yuǎn)程控制。供水管網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)供水管網(wǎng)流量、壓力監(jiān)測(cè)，可根據(jù)各測(cè)點(diǎn)測(cè)定的流量、壓力等數(shù)據(jù)對(duì)供水管網(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，判斷管網(wǎng)事故（爆管或泄露）段。

4 系統(tǒng)控制方式

系統(tǒng)控制分為實(shí)地控制和遠(yuǎn)程控制兩種。通過(guò)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)控制箱或MCC控制柜上布置的“就地/遠(yuǎn)程”開(kāi)關(guān)按鈕來(lái)區(qū)分。選擇“就地”即為實(shí)地控制，又稱(chēng)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制模式，即設(shè)備的啟停、開(kāi)關(guān)通過(guò)人工操作現(xiàn)場(chǎng)控制箱或MCC控制柜上的按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)。選擇“遠(yuǎn)程”即為遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)程控制又分為自動(dòng)模式和遙控模式兩種。在遠(yuǎn)程控制方式下，現(xiàn)場(chǎng)控制站的“自動(dòng)/遙控”設(shè)定為“自動(dòng)”方式時(shí)，設(shè)備的運(yùn)行完全由各PLC根據(jù)機(jī)組運(yùn)行信息和供需水量變化來(lái)完成對(duì)電動(dòng)蝶閥、水泵機(jī)組的運(yùn)行或“開(kāi)/關(guān)”控制，而不需要人工干預(yù)；現(xiàn)場(chǎng)控制站的“自動(dòng)/遙控”設(shè)定為“遙控”方式時(shí)，設(shè)備的“啟/?！薄伴_(kāi)/關(guān)”操作由工作人員通過(guò)工作站的中控系統(tǒng)監(jiān)控畫(huà)面來(lái)控制。在實(shí)際操作過(guò)程中，控制級(jí)別由高到低，應(yīng)優(yōu)先考慮手動(dòng)控制，其次為遠(yuǎn)程控制，最后為自動(dòng)控制。

5 控制系統(tǒng)效果分析

控制系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)儀表數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的本體控制，有利于提高控制設(shè)備的利用率，大大減輕監(jiān)控操作站人員的工作負(fù)荷。

控制系統(tǒng)中每個(gè)局部控制單元是相對(duì)獨(dú)立的，在集中控制網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，可獨(dú)立運(yùn)行，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行，提高自動(dòng)化控制系統(tǒng)的可靠性。

分層分布式控制方式，不僅減少了網(wǎng)絡(luò)的通訊負(fù)荷，降低了通訊誤碼率，使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加清晰，解決了數(shù)據(jù)通訊的瓶頸問(wèn)題；而且控制方式的擴(kuò)展性增強(qiáng)，只需將擴(kuò)展單元接入對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)即可，提高了擴(kuò)展操作的便捷性與獨(dú)立性。

集控中心控制室內(nèi)布置有LED顯示屏，能夠動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示供水區(qū)內(nèi)的各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)以及各處設(shè)備工作狀態(tài)。因此，工作人員可實(shí)時(shí)掌握了解各供水站的即時(shí)運(yùn)行情況，并根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)發(fā)出控制命令，提高了工作效率。

6 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行管理實(shí)踐，交口縣東南片區(qū)集中供水工程聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)所測(cè)數(shù)據(jù)保存完整，工作人員可隨時(shí)查詢(xún)相關(guān)數(shù)據(jù)和進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)交口縣東南片區(qū)供水的自動(dòng)化管理，提高了工程的運(yùn)行管理水平。

TP29［

］C［

］1004-7042（2016）08-0039-01

劉常明（1979-），男，2009年畢業(yè)于河海大學(xué)水利水電工程專(zhuān)業(yè)，工程師。

2016-06-10；

2016-07-13