摘要：
本文介紹了ECHO公司的SuperE-S RTU(遠程測控終端)、瑞士ADE公司的網絡電力采樣儀表、德國DEHN防雷器、德國E+H超聲波液位儀、氣體探測器、加拿大ECOLO公司異味控制器和數字圖像監控系統等在地埋式泵站控制系統中的應用。

關鍵詞：
監控系統 地埋式泵站 遠程測控終端

一、系統概況：

隨著杭州城市化建設的不斷推進，杭州市政府和市民對西湖水系的保護已引起高度重視，特別是對杭州作為一個旅游城市的環境保護及管理尤其顯得重要。對影響西湖水系的楊公堤排水泵站實現有效的智能監控已是保證泵站日常管理一項重要工作，而且對楊公堤沿線泵站管理房的拆除有利于節約寶貴的景區用地，更將節約大量的泵站運行成本。
為適應西湖西進項目中的泵站管理，五座泵站均按少人值班方式設計，少量工作人員將在松岳泵站值班，臥龍、丁家山、花港、茶博泵站則無人值班，人員定期巡視，在松岳泵站的監控中心可以實時監控其它四座泵站。五座泵站采用以計算機系統為基礎的集中監控系統，計算機監控系統對五座泵站的設備進行監視、測量和控制。

二、系統設計：

2.1、系統硬件構成：
（1）、數據監控系統；
（2）、圖像監控系統；
（3）、UPS、打印機；
（4）、計算機監控軟件、圖像監控軟件；
（5）、粉碎機；
（6）、超聲波液位計；
（7）、電磁流量計；
（8）、氣體儀表；
（9）、異味控制器；
（10）、排污泵；
（11）、網絡電力儀表；
（12）、SuperE-S RTU(遠程測控終端)。
系統網絡拓撲圖如下：



2.2、系統設計：
2.2.1、設計方案
①、通過液位儀檢測到當前水池液位的4-20MA信號，經模擬量模塊轉換，送入RTU，利用RTU內置的強大PID功能，對潛水泵進行恒液位排水控制。系統運行時， RTU首先檢測蓄水池的液位數值，將其與其在上位機上設定的液位限值進行比較，確定其所在的液位區域，再經過RTU判斷后，確定各個泵、格柵的控制位。在正常工作狀態下（即液位在極限范圍內），RTU自動投入一臺水泵運行，備泵由操作員選定或由RTU循環定時切換；當液位高時，RTU開啟另一臺水泵；若水位繼續上高，RTU就會發出報警。
②、ECOLO異味控制系統可分為遠程自動控制和就地定時控制。ECOLO的遠程自動控制是通過現場氣體儀表（如氨氣、硫化氫）采集的數據來自動控制除臭系統。通過設定一個安全的PPM值,當氣體儀表采集的數值超過設定的PPM值時, ECOLO 就開始噴霧.不要人為的去調節間斷的時間和噴霧的時間。ECOLO的就地定時控制是實行間斷的噴霧，間斷的時間和噴霧的時間都可根據需要進行調節,間斷的時間分為10個時間段,每1分鐘為一個時間段,噴霧的時間也可分為10個時間段,每一秒為一個時間段.用戶可以根據需要調節間斷時間和噴霧時間的長短.比如:當異味濃度比較低時,可以延長間斷時間,而減少噴霧時間;反之,當異味濃度比較大時,則可以減短間斷時間,而延長噴霧時間。
ECOLO技術就是通過用自動異味控制設備將工作液霧化，讓霧化后的工作液有效分子均勻的分布在空氣中，迅速吸附空氣中的異味分子并使之完全分解，同時也可以起到催化作用，使異味分子被空氣中的氧氣氧化，生成無毒無味的產物。該法采用的是用純天然的植物提取液吸收分解和反應的新理念，就如同我們在生活中用生姜來去除魚腥味一樣，與傳統的空氣清新劑的遮蓋法有著本質的區別。
當系統運行了一定時間藥量會逐漸減少，當藥量到一定的數值時，藥量探測器輸出一個報警信號，提示工作人員更換藥劑。
③、泵站內電量模擬量的采集，通過采用網絡電力儀表，以交流采樣方式實現。在每個LCU將配置Acuvim網絡電力儀表和PSM340網絡電力儀表。第一類儀表Acuvim網絡電力儀表采集每座泵站兩回0．4kV進線的電量模擬量。每只網絡電力儀表直接輸入三相交流電流(5A)、三相交流電壓(400V)，完成一回0．4kV進線的A、V、P、Q、Hz、Wh、Varh、COSφ的數據采集、運算及現地顯示，通過RS485串口和標準ModbusRTU規約與監控系統通信，并通過計算機網絡在主控層操作員工作站上顯示出來。第二類儀表采用PSM340網絡電力儀表，對每座泵站的潛污泵、機械格柵除污機、除臭設備供電回路的電流量。單只網絡電力儀表可直接輸入6路單相交流電流(5A)、同時測量并顯示6條供電回路的單相交流電流，并通過RS485串口和標準ModbusRTU規約與監控系統通信，通過計算機網絡在主控層操作員工作站上顯示出來。
④、泵房自控現場在雷雨季節，所有明設的長線傳輸設備均存在被雷電的靜電感應所擊穿的危險，尤其是工作在弱電環境下的設備，被高壓靜電場的感應所燒壞的可能性更大。我們采用一些措施以及專業防雷器件對長線設備加以保護。控制柜與氣體探測器連接電纜設SHUH-24信道防雷器；與流量計、液位計、液位差計傳感器連接電纜端設SACH-24信道防雷器；與攝像機連接電纜的兩端設SBTH-5、SACH-5信道防雷器和900600*2電源防雷器。
⑤、粉碎機的運行也分手/自動兩種方式。自動時，粉碎機按在觸摸屏上設定的間隔時間或根據格柵前后的液位差來啟動運行。
⑥、為了實現對泵站的無人值守、綜合監控、現場生產調度指揮及對災害和突發事件的應急處理，確保監控場所內設備的可靠運行及人員的安全，本系統采用視頻監控系統。這樣就方便了泵站的日常管理，增強了泵站的安全性和防范能力，使管理人員準確及時地掌握各處泵站設備的實時動態信息。攝像機采用快球一體化球機（SCC-641P）和彩色轉黑白槍機（SB-970），可直接安裝在露天燈桿或開擴建筑物的隱蔽處。攝像機在明亮的時候為彩色圖像；否則為黑白圖圖像。設計采用12倍三可變變焦完全可以滿足人員、車輛的移動時控距或定位的查看。視頻服務器專為IP網絡進行視頻監控而設計，可以通過五類線、光纖或無線媒介在10/100 Base-T網絡上以每秒25(PAL)幅畫面傳送高質量MPEG4圖像。
2.2.2、系統軟件設計
根據控制系統的控制要求和工藝要求，SuperE-S RTU(遠程測控終端)的邏輯框圖如下：



三、監控系統軟件功能：

觸摸屏監控系統實現對整個泵站設備運行狀態、各項運行數據的實時在線的監視，必要時作出判斷和控制，同時作為與中央監控室進行數據交換的通訊接口和基礎通訊站。監控系統由以下畫面組成：
1）、系統介紹畫面：在此畫面，詳細介紹系統組成、實現的功能和操作說明。另分析了若系統出現故障（常見）的現象及解決方法。
2）、工藝流程畫面：將泵站主要設備的工藝流程以動態畫面顯示出來，包括各泵機的運行、液位的變化，電壓、電流、頻率的實時變化、粉碎機的開啟情況
3）、運行操作畫面：可以對各種泵機進行手/自動運行 操作控制和備泵的選擇。
4）、狀態顯示畫面：以動態圖形式顯示各種運行狀態；以計時鐘來顯示各泵機所運行的時間；以歷史曲線來顯示水池水位和時間段；
5）、報警畫面：報警歷史表可記錄各種報警的時間和報警的原因，以便日后的查詢；報警當前表記錄了最近一次出現報警的詳細情況；報警頻次表記錄了每種報警狀況出現的次數。
6）、參數畫面：可對液位控制限值進行設置和修改，自動生成工藝參數的日報表、月報表進行打印。
7）、在現場控制柜觸摸屏上也分為手動和自動。手動方式主要是泵、格柵等設備的調試、故障維護。

四、系統通訊：
SuperE-S RTU(遠程測控終端)與各類儀表之間以自由口通訊模式進行數據交換。通訊電纜由原廠專配。
SuperE-S RTU(遠程測控終端)與中央監控室之間以以太網協議進行數據互傳。

五、系統小結
通過運行一年來表明該系統運行穩定可靠，操作方便；功能上面實現了對整個排水系統的控制操作、數據采集、實時監控的完整統一；提高了計算機監控的穩定性；克服了現場儀表及RTU控制的重復配置、計算機領域和DCS/RTU之間的障礙、控制和監視之間的障礙、集中式和分布式自動化結構之間的障礙。真正做到了高集成化和模塊化的統一，從而使系統到達最優化控制。