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智能仪表在污水泵站远程监控中的应用

作者:第一论文网 更新时间:2015年10月26日 21:04:51

摘 要:本文根据污水泵站的工艺特点和要求,分别从智能仪表、远程监控系统结构和软件系统方面讨论了智能仪表结合SCADA技术在污水泵站远程监控系统中的应用,实现数据采集监控,实现城市污水泵站控制及管理系统的自动化、信息化。 
  关键词:智能仪表;污水泵站;远程控制 
  污水泵站远程控制系统是指通过采用智能仪表、计算机和其他一些设备对城市污水泵站的运行进行监测、控制和管理,以确保污水泵站能够安全有效地运行。过去,污水泵站系统的管理和控制,依赖人工电话和通信获取数据,管路损坏泄漏、区段污水溢出等一些安全问题难以得到及时解决,但随着智能仪表和计算机通信网络技术的发展,污水泵站远程自动监控已成为可能。由智能仪表、现代网络计算机监控和图像传输实现了污水泵站系统测、管、控一体化[1]。 
  1 智能仪表概述 
  智能仪表是采用人工智能技术,通过硬件平台对各种变量参数信息进行检测、采集和处理的各种自动化装置的总称。复杂的自动化智能仪表包含多种芯片,软件操作系统丰富,外设齐全。智能仪表有传感器、存储器,通讯电路和线路以及各种设备和仪器模板等组成,其如图1所示,其中智能仪表的传感器是信息获取的前端和检测仪表的重要组成部分。根据实际要求,智能仪表的设计要实现测量功能、控制功能和管理功能,要具有自动、实时在线和综合测量的能力,实际应用中,智能仪表具有的特点如表1。 
  2 智能仪表在污水泵站远程监控中的应用 
  2.1 污水泵站远程监控系统 
  污水泵站远程监控系统是根据各种仪表提供的工艺参数检测值和状态,通过液位计、压力计、压力变送器等智能仪表及潜水泵、格栅、电动阀门等控制设备按照预定控制程序自动运行。为防止环境污染,降低维护和管理成本,同时提高生产效率,改善人们的居住环境,我们要增强污水泵站的安全运行,建立对污水泵站的远程控制。污水泵站远程监控系统能满足以上需求,该系统通过智能仪表和控制设备,污水泵站管理人员可在泵站监控中心远程监测站内污水水位、水压、水流、泵组的工作状态等,实现城市污水泵站的远程监控和管理。对污水泵站进行远程控制主要是为了实现以下功能:(一)数据的采集、传输和显示;(二)数据的分析处理和管理;(三)系统的自我监测;(四)监测数据外部接口。采集和分析数据是污水泵站系统实现远程控制的基础和最重要的部分。采集数据,即进行污水流量、流速记录以及提供电压电流、污水泵转速和轴温等数据以及故障警告、定位和查询;分析数据,即通过对采集到的数据和图像进行统计分析、曲线分析等,为管理人员提供决策支持,协助管理和控制。数据和图像的采集功能通过智能仪表、记录设备、通讯线路及接口电路等实现。管理控制功能则是通过监控机、工作管理机、PLC等执行单元来实现[2]。   本文由WWw.dYlW.net提供,第一论文网专业代写论文和论文代写以及教育论文发表服务,欢迎光临dYLW.neT
  2.2 污水泵站远程监控系统设计 
  2.2.1 监控系统结构 
  根据污水泵站的工艺特点和要求,目前污水泵站远程监控多采用SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即数据采集与监视控制系统[3],完成对污水处理过程参数的采集和设备的监控。系统主要由各个现场的污水泵站和监控中心组成,通过监控中心的集中监控系统实现对泵站的全天候监控,系统总体结构如图2。 
  1、现场监控层 
  现场监控层主要是位于各个泵站的监控现场,具体包括泵站的各类智能仪表(AI)、水泵、PLC控制设备和视频监视设备。现场监控层具有独立的自动控制系统和控制平台,具有数据存储和录像功能,设备控制的程序存于现场PLC中,现场计算机发生故障时,设备由PLC进行独立控制。当发生网络通讯中断时,由工控计算机录像和记录运行的数据。 
  PLC通过各类智能仪表,完成流量、液位、电流和故障等的现场测量,并对水泵等进行现场控制。监控计算机完成数据监测、数据报表、远程监控、远程视频监控等。采集的数据通过上VPN远程通信传输到个人计算机,而个人计算机又通过RS232通信模块发送控制命令给PLC,完成水泵的启动和停止控制。 
  2、远程监控层 
  远程监控层主要是泵站管理所内部(包括集中控制室),包括内部局域网、各类监控工作站(PC)及相关外设(如投影仪或电子屏)、内部网络设备。整个集中监控系统是以泵站管理所为中心的分布式结构[4],通过各个泵站对实时运行数据的采集,在泵站管理所内部可查询到泵站的运行情况,并可远程控制各类运行设备的启停状态。 
  2.2.1 软件设计 
  位于泵站管理所的集中监控系统使用组态软件以完成日常监视和调度控制操作,可直观显示和控制各类泵站的日常运行情况,同时还具有相应的报表、统计功能,以向上级单位汇报和进行日常管理,主要功能如图3。操作人员通过输入正确的用户名和口令获得相应权限进入系统,系统显示泵站分布图,可通过不同颜色显示泵站的工作状态,并能进行控制,当点击单个泵站时能进入单个泵站控制界面。 
  3 结论 
  随着工业自动化和计算机网络技术的发展,自动远程监控的应用逐年增加。智能仪表结合SCADA技术在污水泵站远程监控系统中的应用,实现数据采集监控,节省了大量人力物力,提高了管理水平和工作效率,对城市污水泵站污水排放控制及管理系统的自动化、信息化具有重要作用。 
  参考文献: 
  [1] 王明军.基于PLC的污水泵站自动控制系统[J].自动化技术与应用,2010,29(5):115-116. 
  [2] 沈彬,汪雄海. 基于智能仪表的污水泵站网络监控系统的实现[J]. 电工技术杂志,2004,1(3):71-72. 
  [3] Weber. Thomas J. Wastewater Treatment. Metal Finishing,1999,97(1):797-816. 
  [4] 陈金龙,刘晨,李纳璺. 桂林市城市污水泵站集中监控系统设计[J]. 给水排水,2008,34(2):361-363. 
  作者简介: 
  张怀宇(1984.08),女,汉,四川宜宾人,讲师,工学学士,研究方向:自动控制理论,仪表与过程控制方向。