腾控科技泵站监控系统方案的应用

国际金属加工网

一、前言
        排水泵站，污水泵站（下简称泵站）作为市政建设和管理工程的主要设施，担负着城市排水防涝的重要任务。
        实现泵站的自动化也是降低城市内涝，取信于民的民心工程，在2011年的各地城市内涝突出的年份显得尤为重要。2011年，北京，武汉，杭州，南京等地都发生了所谓的“看海”事件。城市内涝有市政建设的问题，有人员的问题，当然也有现有的设施，运行方式与城市规模发展不相称的问题。
        从目前国内大部分的泵站控制和管理来看还是处于相当落后的状况，与国外相比具有很大的差异。在电气控制上，自动化监控程度低，大部分的泵站仅有单级的常规控制。在管理水平上，大部分泵站的管理记录和统计都是手工操作。泵站控制和管理没有形成区域化的网络。随着国民经济的飞速发展，对市政建设和管理提出了更高的要求。所以必需对现有泵站控制和管理进行改造和完善。向国外无人化泵站监控管理发展，以达到减员增效和提高管理水平的目的。
        我们的目标是打造一套完整的城市泵站的监控方案。

二、系统结构（图1）

图1

监控中心能够通过网络或者通信手段，对泵站进行远程的数据监测和控制，视频监控可以作为一个可选项。
控制器，网络环境，监控中心构成。实线框起来的是监控中心。其余的就是控制器。

三、控制中心
        我们控制中心采用的是基于物联网的数据平台。
        该平台是基于B/S架构的软件，采用大型数据库作为支撑平台，系统为三层结构，包括数据库，中间层和WEB服务器。支持用户部署和租用两种运营方式。用户部署就是用户安装服务器，配置网络环境，安装数据库和软件，并负责系统的维护。而用户租用的方式是由腾控提供服务器和网络环境，并负责系统的维护；用户仅需缴纳开户费用和每年的服务费用，腾控科技为用户提供相应的网址和帐号，用户通过WEB浏览器，就可以看到自己关心的数据。
        控制中心由一台或者多台服务器和2台或者多台监控计算机构成。考虑到监控点不是很多，如果是用户部署的话，仅设一台服务器和2台监控计算机。
        监控服务器的工作是把数据通过网络把控制器的数据取回来，放到数据库服务器内。要求服务器支持腾控的TCBUS物联网协议。服务器上还要运行一个WEB SERVER，供外部计算机展示数据。监控中心的计算机就是通过浏览器模式进行数据监视和视频监控的。
        腾控的TCBUS协议是一个腾控科技针对物联网大规模监控需求开发的专有协议，它克服的原来MODBUS协议地址空间小，必须是TCP服务器方式运行的缺点，采用32位地址空间，采用UDP方式，支持POLL和REPORT两种通信方式，降低主机通信负担，非常适合物联网应用。该协议在网络安全上也有所考虑，增加了访问列表和报文校验，如果用户能增加相应的防火墙设备，就非常适合于在互联网上部署。
        用户在异地，通过VPN协议接入到监控中心，就可以通过浏览器访问每个泵站的数据甚至视频。这样大大方便了用户的使用。
        软件架构采用三层结构，包括数据库，中间层和WEB服务器。有关软件的需求和性能，在实际应用过程中再讨论。
        同样的平台不但可以用于水源井监控，也可以监控管网，水处理设施等，腾控科技提供相应的软件和硬件设备。

其登录画面（图2）

图2

四、网络
        作为中心最好是有一条专线接入，能够提供至少1个静态的IP地址,最好是多个静态IP，以便给服务器分配地址。作为每个控制点，至少要提供1条宽带的接入，考虑到视频监控，其带宽最好不低于512K。如果不部署视频监控，采用GPRS或者CDMA的通信方式也是可行的。
        由于采用的TCBUS协议，网络设备的安装和配置就简化很多。
        采用光纤和以太网方式，几乎不需要对网络设备进行太多的配置。每台控制器需要配置IP地址，网关地址，子网掩码和中心服务器的地址，以及一些TCBUS的协议参数。
        对于ADSL的网络设备，用户只需在ADSL的路由器上配置用户名和密码，配置局域网的IP地址，打开NAT即可。每台控制器需要配置IP地址，网关地址，子网掩码和中心服务器的地址，以及一些TCBUS的协议参数。
        对于GPRS和CDMA的设备，我们建议用户购买GPRS或者CDMA的路由器，配置起来和ADSL类似。

[DividePage:NextPage]

五、泵站控制

控制对象
大型泵站一般包括：
进出水闸门：
        用来防止排水倒灌和泵站维修。
集水池：
        地下管道的污水汇集在此集水池，集水池被不锈钢格栅分成内外区，污水由内区流经格栅除污后，到外区排入黄浦江中。集水池内外区边安装有超声波液位仪用来检测内外区水位和水位差。
除污机：
        泵站装有钢丝绳牵引式格栅除污机2台，除污机用于把附于格栅上的垃圾和污物从集水池中提出来处理。
变压器房：
        为保证泵站的可靠工作，泵站一般建有两座电力变压器。电力变压器安装有温度监控器监测三相温度，当温度超限能自动启动风机降温和报警。
水泵房：
        一般安装了多台轴流水泵；在存水房装有水位检测器。
控制柜房：
        房内装有进线柜，功率因素补偿柜，泵开关柜，联接柜。

控制要求
        改造泵站的水泵控制开关柜，使之具有就地和远程控制的功能。
        改造泵站的功率因素补偿柜，能实现就地自动补偿和远程电网监控。
        改造泵站的变压器房对于变压器A，B，C三相温度进行远程显示，高温报警等功能；
        建立泵站的控制室，对泵站实施三级控制，在控制室内设置自动化监控操作台和信号处理柜。
        采用腾控的T9系列PLC，对整个泵站实现自动化监控，水泵将根据泵的状态，水位，雨量，电网状况，闸门位置等工况自动投切。
        通过对水位差的检测，提示或自动投切除污机。
        采用高性能的监控计算机，对整个泵站进行动态监控管理，故障报警，工况记录和报表打印。
        通过ADSL线路或DDN网联网进行区域监控和数据传送。

设备配置
        对于泵站监控腾控科技有一款T-960可编程控制器可选。
        T-960是腾控科技集多年研发经验，在腾控T9系列可编程控制器的基础之上研发的一款集成了电力信号采集，电力保护和可编程控制于一体的产品。它非常适合于具有电机，电力控制方面的控制和保护，可以用于水源井监控，泵站监控，功率因数补偿，节能控制等等应用。
它提供如下输入输出信号：
        交流输入三相电压（0～400v），电流（0～5A/80A)，频率20～65Hz，计算电压有效值，电流有效值，有功功率，无功功率，功率因数，谐波等数据，可供PLC编程使用。
        8路开关量输入，6路继电器输出（3A/250V)
        3路直流模拟量输入（0～5V/0～20mA)
        1路模拟量输出（0～5v(10V)/0～20mA )
        1个10M/100M网络接口
        2个RS232/RS485串口

它具有如下的功能特点：
        T9系列其他产品的各种功能块，如串口自由口编程，MODBUS功能块，ENET功能块，文件操作，PID，模糊控制功能块，编程环境符合IEC61131-3标准。
        支持MODBUS,MODBUS TCP/IP协议，腾控TCBUS协议，腾控ENET协议等。
        提供三段过流保护，过电压保护，欠电压保护，缺相/负序电流保护，逆相序/负序电压保护，反时限过流保护，电动机启动/堵转保护，零序保护。

在泵站监控应用中，我们的配置非常简单
        每台变压器1台T－960
        每个电容器柜 1台T-960
        每个水泵 1台T-960
        最后剩余的信号接在一台 T-920上即可
        所有的T9系列PLC通过一台以太网交换机连接在一起，通过一台防火墙接ADSL MODEM通过网络上传到中心，协议采用腾控物联网协议TCBUS.
        PLC如果需要共享数据，可以通过以太网交换机和TCNET协议进行内部数据交换。有些靠接线不容易实现的连锁控制，可以通过网络数据共享实现。

泵站内部的网络结构图（图3）

图3

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。