泵站是水利工程的重要部分，對城鎮供水發揮著關鍵作用，本文以龍潭泵站為例，研究了龍潭泵站的系統構成以及改造目標。

　　《水利天地》水利工程師論文發表雜志，創刊于1984年，由黑龍江省水利廳主辦。科技水利刊物。以宣傳水利方針，交流改革經驗，普及水利知識，為農村發展商品生產服務，為國民經濟全局服務。

　　長期以來，西江水一直是三鄉居民飲用水的主要來源。近年來，由于受氣候及城鄉建設等原因，西江上游來水持續減少，三鄉鎮取水口位于神灣西江邊，靠近出海口，加上抗咸工程不足，受咸潮的影響更是首當其沖。因此，為了改善供水環境，保障供水質量，龍潭泵站遠程監控系統的建設可有效減少咸潮對三鄉鎮供水的影響，具有較大的社會效益。該系統實現了泵站遠程監控，具有操作簡便，可靠性高的特點，并增加視頻網絡監控，具有安全性和可視性，為水廠的無人值守打下了基礎。

　　1引言

　　1.1系統概述

　　龍潭泵站坐落在龍潭水庫附近，主要由高、低壓配電柜和三臺水泵電機組組成，規劃規模為10萬噸/日。咸潮期通過加壓泵站和DN1200管將龍潭水庫水提升到南龍水廠抗咸，緩解三鄉鎮咸潮期的供水狀況。本工程是三鄉鎮一項應急抗咸工程，屬于民生工程，具良好的社會效益。

　　1.2改造的必要性和目標

　　為了緩解三鄉鎮咸潮期間帶來的影響，達到咸潮時抽取龍潭水抗咸，非咸潮時補充西江水。首先，建設泵站自動控制系統實現遠程監控，由水廠中控室上位機對龍潭泵站的遠程監控，達到無人值守目的。另外，增加龍潭泵房視頻系統，優化水廠原有視頻系統，并實現廠區內部和龍潭泵站的監視。最后，建立報警系統，實現水廠中控室上位機對龍潭泵站遠程撤防、布防。

　　2系統設計

　　2.1總體網絡設計

　　本系統采用光纖為網絡通訊媒體并構成光纖網絡，通過光纖交換機直接與配有以太網通訊模塊的PLC進行通訊。

　　系統設計原則遵從“集中管理、分散控制、資源共享”的設計理念，由中央監控系統、現場設備控制站共兩層網絡構建，各層間具有相對獨立性，層與層之間通過工業以太網連接進行數據交換，通信網絡采用光纖以太網，現場設備采用性能優越的PLC執行任務，同時采集相應的信號和通信傳輸，構建成一個安全、實用、高效、先進的監控管理系統。

　　在龍潭泵站和水廠之間鋪設一條6芯多模光纖，兩芯用做傳輸PLC控制信號，兩芯用來視頻傳輸，剩下的兩芯備用。

　　2.2自控系統網絡設計說明

　　基于10MB/100MB的工業以太網，龍潭泵站采用光纖以太網的模式與原有的控制網絡實現網絡通信，實現上位機和各PLC控制站之間的數據通訊，使龍潭泵站與廠區自控系統無縫連接，保證系統數據的連續性。

　　在龍潭泵站建一個PLC站，保留水廠原有光纖控制環網(分別為中控室站、濾池PLC站、加藥加氯PLC站)，將新建的龍潭泵站PLC控制站作為一個枝點添加到原有控制網中(通過中控室交換機RJ網絡接口接入，不環網)。

　　2.3視頻系統網絡設計說明

　　廠區內原有視頻系統落后，視頻處理效果不太理想。故改用質量較好的海康威視產品。采用“模擬攝像機+硬盤刻錄機+顯示器”的方式，把原有攝像頭模擬信號接入到海康威視硬盤刻錄機中。而龍潭泵站則采用“模擬攝像機+硬盤刻錄機+交換機+電腦”的方式，即在龍潭泵站配置模擬攝像機，在本地硬盤刻錄機存儲并轉換為數字信號，通過以太網光纖交換機傳回到視頻電腦，在中控室進行遠程操作。

　　網絡拓撲圖

　　3關鍵技術和創造特點

　　3.1自動系統設計

　　該站點負責龍潭泵站現場3臺水泵、6個電動閥門的控制，其中包含水泵、閥門的單獨控制，及水泵和相應出水閥聯動控制功能，同時通過MODBUS方式檢測高、低壓控制柜的電流、電壓狀況。

　　(1)PLC選型：選擇西門子S7-300系列PLC，與廠區PLC相同品牌，不僅可以與廠區西門子WINCC上位機軟件進行無縫連接，也方便泵站日后的擴展及維護管理。

　　(2)配置DI模塊讀取開關量設備狀態;配置DO模塊傳送設備控制信號;配置AI模塊讀取壓力、開度等模擬信號，并留有20%的I/O富余量。

　　(3)MBGateWay是將MODBUS從站數據轉換成PROFIBUSDP數據的設備，相當于是DP從站與MODBUS主站，將MODBUS數據映射至PROFIBUS總線線，完成數據的透明傳輸。配置PROFIBUS轉MODBUS網關協議總線橋TG7530，組成MODBUS主從站通訊，讀取各個泵組電力、溫度等參數，同時在水廠將流量計作為從站，通過MODBUS方式接入到PLC中，實現通信。

　　(4)電動閥門的控制

　　利用水廠加藥加氯PLC站的DI/DO富余量，將兩個閥門的開關量接入，無需另外配置CPU。

　　(5)在水廠原有WINCC上位機控制系統上增加泵站監控畫面。

　　1)實時顯示泵站水泵、閥門的開關狀態，及壓力、電流、電壓、流量、液位、溫度。

　　2)實現水泵、閥門的單獨控制，及水泵和相應出水閥聯動控制功能。

　　3)添加報表、及曲線分析功能，完善后臺數據處理。

　　4)故障報警、超壓報警、超溫報警等提示功能。

　　3.2視頻系統設計

　　(1)在泵站現場配置5個攝像頭，分別對高、低壓配電房、泵房、門口等重要場所進行監控，將視頻信號接入本地的海康威視硬盤錄像機，轉換為數字信號通過光纖傳回水廠中控室視頻電腦，然后操作人員可以通過電腦進行遠程管理，如云臺控制、圖像錄像、夜視功能等。

　　(2)在泵站高、低壓配電房、泵房門口等出入口放置紅外探測器，在有人闖入時報警。當觸發報警時，現場有聲音報警，并傳回中控室提醒工作人員。另外，可在水廠中控室電腦進行移動偵測、遮擋報警、報警撤防、布防等。

　　4結束語

　　本系統投入使用后，調度和運行人員通過對上位機的操作能實時動態地監控各個設備的狀態，并以遠程遙控的方式進行相應的操作，配合視頻系統的使用，能更加安全、有效的實施泵站遠程監控，及時發現設備故障、達到無人值守的目的，節約了人力成本。另外，通過各種泵組的組合，能有效的解決了水量調度問題，有效改善了三鄉咸潮期供水狀況，及時解決咸潮帶來的影響，同時利于設備的維護和保養，提高工作效率，保證供水質量，既科學又合理。可見，泵站自控及視頻監控系統的建設具有良好地社會效益和經濟效益。

　　參考文獻：

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