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    供水管網(wǎng)系統(tǒng)是一個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模龐大、用水變化隨機(jī)性強(qiáng)、運(yùn)行控制為多目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。一般供水管網(wǎng)主要由監(jiān)控組態(tài)軟件、高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)以及現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集與執(zhí)行單元三部分組成。

    根據(jù)城市泵站供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的要求，并充分考慮系統(tǒng)的高可靠性、實(shí)用性、便捷性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性的要求，整個(gè)城市供水系統(tǒng)按照以下幾部分進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。

    工業(yè)控制系統(tǒng)  做到“全部顯示、分片控制、應(yīng)急接管”，即主控中心和分控中心同時(shí)顯示所有污水泵站的數(shù)據(jù)及設(shè)備狀態(tài)信息，主控中心和分控中心分片區(qū)對(duì)所轄片區(qū)內(nèi)的泵站實(shí)行遠(yuǎn)程控制功能，在緊急情況下，主控中心和分控中心均能接管對(duì)方所轄片區(qū)泵站的控制功能。

    圖像系統(tǒng)  做到“全部顯示、分片管理、應(yīng)急備用”，即主控中心和分控中心同時(shí)顯示所有污水泵站的圖像信息及攝像頭的控制功能，主控中心和分控中心分片區(qū)對(duì)所轄片區(qū)內(nèi)的泵站內(nèi)的圖像進(jìn)行管理、錄像，在緊急情況下，主控中心和分控中心均能啟動(dòng)備用圖像服務(wù)器接管對(duì)方所轄片區(qū)泵站的圖像管理功能。

    數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)  做到“全部保存、定時(shí)同步、自動(dòng)補(bǔ)差”，即主控中心和分控中心的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器同時(shí)保存所有泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)，兩地的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器定時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，若某臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的某段時(shí)間的記錄缺失，則自動(dòng)從另一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上導(dǎo)入該時(shí)間段的數(shù)據(jù)，自動(dòng)補(bǔ)上缺失的數(shù)據(jù)。

                                 

    結(jié)構(gòu)原理

    本系統(tǒng)采用世界先進(jìn)的控制技術(shù)，通過(guò)在各個(gè)泵站與中央監(jiān)控中心之間構(gòu)建專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，將各個(gè)泵站自控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)和視頻信號(hào)采集傳送到中央控制中心，中央控制中心可對(duì)泵站進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程操作。整個(gè)系統(tǒng)分上位機(jī)監(jiān)控中心、現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)檢測(cè)控制站、現(xiàn)場(chǎng)儀表層和通訊網(wǎng)絡(luò)幾部分。

    中央監(jiān)控中心  中央監(jiān)控中心位于系統(tǒng)主控中心內(nèi)，是整個(gè)泵站自動(dòng)化信息系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)管理整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)、生產(chǎn)過(guò)程調(diào)度。現(xiàn)場(chǎng)控制站將數(shù)據(jù)信息通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控計(jì)算機(jī)上，系統(tǒng)能自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、顯示、分析、報(bào)警、共享。

    現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)檢測(cè)控制站  系統(tǒng)在每個(gè)泵站分別配置控制站，負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)泵站運(yùn)行的自動(dòng)監(jiān)視與控制。

    控制系統(tǒng)采集現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)、模擬量輸入信號(hào)以及協(xié)議參數(shù)，在處理后能輸出開(kāi)關(guān)量控制信號(hào)和模擬量控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)設(shè)備的手動(dòng)、自動(dòng)、聯(lián)鎖運(yùn)行，并且可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)設(shè)備的軟手動(dòng)控制。

    現(xiàn)場(chǎng)儀表層  現(xiàn)場(chǎng)儀表層位于系統(tǒng)的最底層，是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來(lái)源。主要包括用于采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的各種儀表，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、顯示、報(bào)警以及用于傳送數(shù)據(jù)到控制站和中央監(jiān)控中心。

    控制功能

    泵站配置有多臺(tái)潛水泵，水泵均采用工/變頻切換控制。水泵的控制裝置均設(shè)有手動(dòng)、自動(dòng)、中控三種控制方式，能實(shí)現(xiàn)本地手動(dòng)控制、PLC系統(tǒng)的自動(dòng)控制、中控室遠(yuǎn)程控制（遠(yuǎn)控）。所有的水泵啟動(dòng)裝置電氣部分具有過(guò)電壓、過(guò)載等保護(hù)功能，保證水泵在安全的環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。

    運(yùn)行泵機(jī)的選擇  為延長(zhǎng)整個(gè)泵機(jī)組的運(yùn)行壽命，在泵機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，要保證每臺(tái)泵機(jī)的運(yùn)行時(shí)間大致相同，不使單臺(tái)泵機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。通過(guò)編制控制程序，將根據(jù)各泵運(yùn)行時(shí)間排序，從而選擇運(yùn)行；當(dāng)某臺(tái)泵機(jī)處于手動(dòng)狀態(tài)或有故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將它從排序的隊(duì)列中篩選出，對(duì)剩下的泵進(jìn)行排序運(yùn)行。

    控制方式分為手動(dòng)、自動(dòng)、遠(yuǎn)控三種方式  手動(dòng)方式分為就地手動(dòng)控制和軟手動(dòng)二種方式。就地手動(dòng)控制，即直接操作控制柜上的開(kāi)停按鈕；軟手動(dòng)，即在本地觸摸屏上操作泵機(jī)設(shè)備的起停；自動(dòng)方式，即當(dāng)系統(tǒng)處于全自動(dòng)運(yùn)行模式，由PLC執(zhí)行控制程序自行完成控制過(guò)程，一般無(wú)需人工干預(yù)。遠(yuǎn)控即在中控室進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

    變頻恒液位控制策略  系統(tǒng)處于全自動(dòng)運(yùn)行模式，當(dāng)集水井液位升高超出設(shè)定的啟泵水位，系統(tǒng)自動(dòng)變頻啟動(dòng)在排序隊(duì)列中累計(jì)運(yùn)行時(shí)間最短的泵機(jī)，進(jìn)行調(diào)頻運(yùn)行；若集水井液位繼續(xù)升高或降低，控制程序正確執(zhí)行水泵的變頻控制或水泵的啟停控制策略。

    變頻柜檢修期間控制  采用工頻液位差控制策略。系統(tǒng)按照設(shè)定高液位、低液位值自動(dòng)控制（或遠(yuǎn)程控制），工頻方式運(yùn)行。

    格柵機(jī)控制  格柵機(jī)的運(yùn)行應(yīng)由PLC設(shè)定時(shí)間控制，即在PLC內(nèi)部設(shè)定一時(shí)間周期（時(shí)間周期可由觸摸屏及遠(yuǎn)控設(shè)定），根據(jù)該時(shí)間周期，格柵機(jī)定時(shí)進(jìn)行清渣。

    電動(dòng)閥門(mén)控制  在任何操作模式下，電動(dòng)閥門(mén)必須都可開(kāi)、關(guān)、停控制。

    啟閉機(jī)控制  根據(jù)集水池的水位開(kāi)或關(guān)啟閉機(jī)，控制污水流量。可以手動(dòng)、觸摸屏控制、中控室控制電動(dòng)閥門(mén)的開(kāi)、關(guān)、停，同時(shí)在自動(dòng)操作模式下也可進(jìn)行遠(yuǎn)控。

    系統(tǒng)特點(diǎn)

    采用HOLLiAS LM PLC對(duì)供水泵站及管網(wǎng)的各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控，其主要特點(diǎn)有：

    具有強(qiáng)大的模擬量處理能力，其模擬量信號(hào)采集與輸出模塊的分辨率均達(dá)到了12位，其中不但有能接收mV、mA級(jí)信號(hào)的模擬量輸入模塊，還具能夠接收負(fù)電壓電流信號(hào)的模擬量模塊；

    模擬量輸出擴(kuò)展模塊具有兩通道模擬量輸出功能，并且兩個(gè)通道可以獨(dú)立配置為電壓或者電流信號(hào)，這便使得同一個(gè)模塊可以驅(qū)動(dòng)不同類(lèi)型的模擬量執(zhí)行單元；

    以太網(wǎng)模塊能夠方便地將單個(gè)PLC接入到標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)之中，使其與以太網(wǎng)上其它節(jié)點(diǎn)作高速數(shù)據(jù)交換，這使得所有PLC監(jiān)控下的供水泵站及管網(wǎng)的各種現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)、數(shù)據(jù)均能夠在整個(gè)管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中高效地被集中管理。

         
 
    實(shí)踐證明，城市供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)在采用HOLLiAS LM PLC并配合多任務(wù)監(jiān)控軟件FacView協(xié)同工作之后，建立了穩(wěn)定、可靠、實(shí)時(shí)的供水泵站管網(wǎng)監(jiān)控和管理系統(tǒng)。通過(guò)HOLLiAS LM PLC作為現(xiàn)場(chǎng)控制單元的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是成功可靠的，它實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)泵站各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)供水調(diào)度系統(tǒng)的控制操作、數(shù)據(jù)采集以及保證了所有信息的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、完整性和統(tǒng)一性，為供水泵站管網(wǎng)的監(jiān)控提供了可靠保障。