1、項(xiàng)目背景

華北油田廊坊萬(wàn)莊礦區(qū)的生活小區(qū)有常駐人口8萬(wàn)人、板式樓房100余座，小區(qū)內(nèi)的生活用水分別由分布在小區(qū)東、南、西、北的4個(gè)給水泵站供給。4個(gè)泵站均采用人工值守的工作方式，由32名工人24小時(shí)輪流值班，管理成本極高。

為了減少泵站運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，管理部門(mén)要求將所有泵站改造成為無(wú)人值守自動(dòng)運(yùn)行泵站，希望僅配置少量設(shè)備維護(hù)人員即可保障泵站的正常運(yùn)行。

2、設(shè)計(jì)思路及改造要求

首先要解決的就是數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，即將所有泵站的數(shù)據(jù)集中至中控室計(jì)算機(jī)，以便于遠(yuǎn)程監(jiān)控。考慮到小區(qū)占地面積比較大，如果采用光纖傳輸，布線、施工難度大且時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高。鑒于生活小區(qū)內(nèi)手機(jī)信號(hào)比較好，采用GPRS傳輸完全能夠滿足數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊螅腋脑焖俣瓤臁⒊杀镜停罱K確定采用GPRS的傳輸方式。

其次要解決的是給水泵站無(wú)人值守改造，需要解決大量現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制順序、邏輯以及各種故障自動(dòng)處理機(jī)制。這些問(wèn)題在有人員值班的時(shí)候很容易解決，一旦人員全部撤離后，如何保證泵站的正常運(yùn)行就比較困難。

給水泵站現(xiàn)場(chǎng)概況：泵站內(nèi)水源采自地下水，每個(gè)泵站均有1-3口水源井提供水源。多數(shù)水源井分布在站內(nèi)，個(gè)別水源井離泵站較遠(yuǎn)。給水泵站內(nèi)安裝地上蓄水罐1-5個(gè)，容量不一（大的蓄水罐容積700m3、小的蓄水罐容積為300 m3），蓄水罐底部通過(guò)管道連通，罐內(nèi)水位變化一致。站內(nèi)另安裝有3臺(tái)加壓泵，將蓄水罐內(nèi)的水變頻恒壓輸送至小區(qū)給水管網(wǎng)。工藝示意圖如下：

改造思路：在加壓泵組控制室安裝主監(jiān)控終端，用來(lái)采集水池液位、管網(wǎng)流量、管網(wǎng)壓力并自動(dòng)控制加壓泵組的運(yùn)行。在站內(nèi)、站外水源井處分別安裝子監(jiān)控終端，每個(gè)子監(jiān)控終端監(jiān)控一臺(tái)水源井。站內(nèi)子監(jiān)控終端采用串口電纜與主監(jiān)控終端連接，站外子監(jiān)控終端通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與主監(jiān)控終端聯(lián)網(wǎng)。泵站控制邏輯均由主監(jiān)控終端來(lái)處理。

主監(jiān)控終端內(nèi)采用邏輯控制器DATA-7301，該控制器接口豐富、I/O擴(kuò)展方便。邏輯控制器的RS485串口有3個(gè)，第一路連接一臺(tái)DATA-6106 GPRS模塊，且設(shè)置為A型，可同時(shí)與監(jiān)控中心以及站外水源井子監(jiān)控終端通信；第二路連接站內(nèi)水源井子監(jiān)控終端；第三路預(yù)留。同時(shí)，邏輯控制器通過(guò)CAN總線連接3臺(tái)I/O擴(kuò)展模塊（DATA-7302），分別控制3臺(tái)變頻加壓泵。

泵站監(jiān)控框架圖：

現(xiàn)場(chǎng)控制要求：多口水源井給蓄水罐供水，蓄水罐中的水再由加壓泵組加壓對(duì)外供出。所有水源井根據(jù)蓄水罐水位變化的趨勢(shì)（由于加壓泵出水不規(guī)則）能自動(dòng)控制潛水泵的啟、停，且自動(dòng)調(diào)整水泵啟動(dòng)個(gè)數(shù)，使每口水源井均衡用水，保證地下水位平穩(wěn)和延長(zhǎng)潛水泵的使用壽命，保持儲(chǔ)水罐水位始終在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，并支持水位超限報(bào)警、水池過(guò)低時(shí)自動(dòng)關(guān)停所有加壓泵。