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    概述

    目前國(guó)內(nèi)許多大中城市都靠江臨海，每年的防汛工作責(zé)任重大，同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市人口的不斷增加，城市工業(yè)污水和生活污水的排放量也隨之逐年增加，所以，雨季防汛和日常排水任務(wù)十分繁重。但目前城市排水調(diào)度管理尚缺乏可靠的自動(dòng)化手段，而且排水泵站一般分布較為廣泛，站點(diǎn)也較分散，絕大多數(shù)泵站基本上還是采取人工測(cè)報(bào)水位、流量等運(yùn)行參數(shù)和人工開(kāi)停機(jī)等相對(duì)落后的方式進(jìn)行運(yùn)行和管理，使得排水調(diào)度管理工作比較被動(dòng)。隨著科學(xué)技術(shù)朝著網(wǎng)絡(luò)化、信息化方向的不斷發(fā)展，這種落后的運(yùn)行管理方式越來(lái)越不能適應(yīng)社會(huì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要。因此，為了在城市防汛指揮和日常排水調(diào)度管理工作過(guò)程中能及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地掌握水情、雨情和工情信息，科學(xué)、及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)度涵閘、泵站設(shè)施協(xié)調(diào)、正常工作，減少和避免水澇災(zāi)害，確保城市安全度汛和保障人們正常的生活、工作秩序，建立完整的城市排水調(diào)度管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，加快實(shí)現(xiàn)城市排水泵站的自動(dòng)化運(yùn)行對(duì)提高我們市政設(shè)施的管理水平，節(jié)約成本和有效利用資源都有深遠(yuǎn)的意義。

    城市排水泵站自動(dòng)化需求

    城市排水調(diào)度管理系統(tǒng)將對(duì)全市的多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)及泵站設(shè)備實(shí)現(xiàn)分布式監(jiān)控和集中管理。

    城市排水調(diào)度管理系統(tǒng)采用分布式遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)對(duì)各監(jiān)控點(diǎn)的液位、流量、雨量，泵站水泵的電流、電壓、開(kāi)機(jī)臺(tái)時(shí)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，同時(shí)對(duì)各排水泵站的水泵，撈污機(jī)和閥門(mén)設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)遠(yuǎn)程控制，具體自動(dòng)化需求如下表所示：

表1 自動(dòng)化需求

    基于Lonworks控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)排水泵站自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)及各種優(yōu)勢(shì)

    為了對(duì)分布廣、數(shù)量多的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，經(jīng)過(guò)認(rèn)真、仔細(xì)地對(duì)國(guó)內(nèi)排水調(diào)度管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研及分析后，我們認(rèn)為基于LonWorks技術(shù)的遠(yuǎn)程分布式排水調(diào)度管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有先進(jìn)、成熟、功能實(shí)用性強(qiáng)、擴(kuò)展性能好、開(kāi)放性與兼容性好等優(yōu)點(diǎn)，整套網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活、可靠性高。能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全市排水系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的水位、流量、雨量、涵閘、泵站設(shè)備、污水處理廠設(shè)備運(yùn)行等數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)匯總和就地/遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制，迅速地為城市排水管理部門(mén)提供準(zhǔn)確、可靠的決策依據(jù)，使排水管理、污水截流控制、汛期排澇控制走向定量化、信息化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化和科學(xué)化，從而提高城市排水調(diào)度管理的水平。

    經(jīng)過(guò)以上分析，去年我們將基于Lonwroks的控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成功運(yùn)用于南京市排水泵站自控系統(tǒng)中。

    系統(tǒng)需求及結(jié)構(gòu)如下：

    系統(tǒng)監(jiān)控中心通過(guò)電話撥號(hào)方式采集遠(yuǎn)程監(jiān)控站-南湖第二污水泵站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并可對(duì)主要設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，采用同樣的方式，監(jiān)控中心可對(duì)下屬的所有遠(yuǎn)程監(jiān)控站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，系統(tǒng)擴(kuò)展十分方便，并且系統(tǒng)利用無(wú)線傳輸方式作為備份，即系統(tǒng)如果電話撥號(hào)方式通迅有故障，可啟用無(wú)線傳輸方式監(jiān)控、監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控站。

    LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)部分采用ECHELON公司、Smart Control等多家公司LON 節(jié)點(diǎn)安裝集成，標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝方式。采用LonMaker集成工具進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安裝，應(yīng)用軟件采用美國(guó)Wonderware公司的Intouch7.0開(kāi)發(fā)版開(kāi)發(fā)。Intouch7.0是運(yùn)行在WindowsNT/2000操作系統(tǒng)上的工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件，使用戶可以非常方便、快速地構(gòu)造不同需求的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢與監(jiān)控系統(tǒng)。

    建成后的南湖第二污水泵站分布式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，還具備遠(yuǎn)程監(jiān)視/遠(yuǎn)程診斷功能。

    系統(tǒng)功能

    南湖第二污水泵站分布式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)分為兩個(gè)子系統(tǒng)。

    一、變電站監(jiān)控子系統(tǒng)

    監(jiān)測(cè)泵站配電房?jī)?nèi)變壓器、外配及相應(yīng)的輔助設(shè)備的電量、非電量（溫度）、保護(hù)報(bào)警信號(hào)。

    監(jiān)測(cè)站內(nèi)變壓器高、低壓開(kāi)關(guān)及相應(yīng)的輔助設(shè)備的投切狀態(tài)。

    遠(yuǎn)程控制站內(nèi)變壓器高、低壓開(kāi)關(guān)及相應(yīng)的輔助設(shè)備的自動(dòng)投切

    二、泵站監(jiān)控子系統(tǒng)

    監(jiān)測(cè)機(jī)組工作狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)的各電量參數(shù)、非電量（流量）、保護(hù)報(bào)警信號(hào)。

    監(jiān)測(cè)前池水位、后池水位。

    利用智能控制模塊對(duì)各機(jī)組、撈污機(jī)及輔助設(shè)備實(shí)施自動(dòng)開(kāi)、停機(jī)。

    實(shí)時(shí)顯示測(cè)量值、狀態(tài)量，各種數(shù)據(jù)、狀態(tài)、故障信息可采用圖形、表格、文字、曲線等形式顯示和打印。

    具有密碼保護(hù)及權(quán)限設(shè)置功能。只有輸入的密碼正確，系統(tǒng)自動(dòng)校核相應(yīng)權(quán)限，只有滿足權(quán)限的用戶參數(shù)輸入和操作按鈕才起作用，否則不允許任何操作。

    對(duì)錯(cuò)誤操作及本站的操作范圍有所提示，軟件可引導(dǎo)操作員一步一步完成操作。

    計(jì)算功能：計(jì)算日、月、年設(shè)備開(kāi)停次數(shù)，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間。現(xiàn)場(chǎng)智能控制器自動(dòng)均衡起泵時(shí)間。這樣也起到保護(hù)泵的要求。　　　　 

    數(shù)據(jù)查詢功能：查詢歷史操作、故障情況、機(jī)組歷史運(yùn)行量。

    三、報(bào)警功能

    水泵由電動(dòng)機(jī)過(guò)熱、油室進(jìn)水、過(guò)流、過(guò)壓情況發(fā)生時(shí)，自控系統(tǒng)自動(dòng)停泵切換，并至檢修狀態(tài)。如果在運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障，停泵后系統(tǒng)在比較后工作時(shí)間后，自動(dòng)起動(dòng)運(yùn)行時(shí)間最短的水泵，來(lái)代替故障水泵運(yùn)行，并自動(dòng)撥號(hào)至上傳至監(jiān)控中心。

    煙霧探頭報(bào)警、門(mén)磁開(kāi)關(guān)報(bào)警、水位越限、高、低壓開(kāi)關(guān)報(bào)警

    系統(tǒng)如果檢測(cè)到以上報(bào)警后，自動(dòng)撥號(hào)到監(jiān)控中心，將報(bào)警信息傳入監(jiān)控中心，并發(fā)出聲光報(bào)警，以提示值班人員進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)急措施。

    以上功能的實(shí)現(xiàn)，完全依賴于Lonworks控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特有的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。

    總結(jié)與展望

    整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活、可靠性高。自系統(tǒng)投入運(yùn)行后，大大提高了工作效率，也減少了維護(hù)成本。日常排水調(diào)度管理工作過(guò)程能及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地掌握水情信息，科學(xué)、及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)度泵站設(shè)施協(xié)調(diào)、正常工作。

    在南湖二站成功實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控后，可逐步將南京市所有泵站進(jìn)行自動(dòng)化集成，由一個(gè)監(jiān)控中心進(jìn)行集中監(jiān)控后，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全市排水系統(tǒng)所有泵站運(yùn)行過(guò)程中的水位、流量、雨量、涵閘、泵站設(shè)備、污水處理廠設(shè)備運(yùn)行等數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)匯總和就地/遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制，迅速地為城市排水管理部門(mén)提供準(zhǔn)確、可靠的決策依據(jù)，使排水管理、污水截流控制、汛期排澇控制走向定量化、信息化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、科學(xué)化和實(shí)時(shí)化，從而提高城市排水調(diào)度管理的水平，減少和避免水澇災(zāi)害，確保城市安全度汛和保障人們正常的生活、工作秩序。