安科瑞 刘秋霞
[摘要]针对污水泵站既有的就地启动柜,通过加装监控设备、接入网络,实现了对污水池的污水水位、出口压力、三相电压、电流和工作场地视频图像的实时监测;可根据设定参数自动起停电机,亦可接受远程指令执行电机起停操作。本系统有效提高了泵机的利用率,降低了故障发生几率,提升了城市污水泵站的智能管理水平。
[关键词]污水泵站;变送器;安科瑞
1介绍
目前,国内三线城市的污水泵站仍主要采取人工值守,手动控制,站点单独运行的模式。伴随互联网、云技术的快速发展,排水泵站对升级自动化控制等级,改善整体管理水平,提出更高要求。本文针对的是某城市的十处污水泵站,站内标配有污水泵三台,功率均为55KW,安装有就地起动柜,起停方式为软起动起停。
2系统设计
本系统的终端监控设备结构框图如图1所示,该泵站终端监控设备通过交换机接入Intranet;通用控制器连接着交换机的同时以CAN总线和分控制器通信,通用控制器以串口通信方式连接HMI;海康视频监控设备接入交换机中;分控制器连接有液位、压力、电压、电流等变送器,通过A/D转换读取数据;分控制器的输出继电器与软起动器的控制回路相连接。
为*掌控污水泵的运行工况参数,本系统采用了Gems投入式液位变送器,模拟量输出4-20mA,量程为0-1bar,经分控制器A/D转换后,映射为数字量0-800;采用了TRAFAG压力变送器,模拟量输出4-20mA,量程为0-1.5MPa,映射后对应数字量0-800;采用了开合式霍尔电流变送器,25mm孔径,输出4-20mA,量程为0-300A,映射后对应数字量0-800;采用了单相交流电压变送器,模拟量4-20mA输出,量程为交流0-400V,映射后对应数字量0-800。以上变送器均采用DC24V供电。变送器输出分别连接到分控器的模拟量输入端A0-A7。为可靠实现远程异地控制,分控制器的输出继电器Y0动断触点串入软起动器的停止控制回路,分控制器的输出继电器Y1动合触点并入软起动器的起动控制回路。
在安防设计方面,采用了海康威视的萤石系列产品,基于萤石云SDK实现了PC端二次开发接入本系统。开发过程中,首先完成SDK库和头文件的加载;然后初始化OpenSDK_InitLib;接下来分配会话OpenSDK_AllocSession,同时注册OpenSDK_MessageHandler回调函数;预览功能实现需要打开OpenSDK_StartRealPlayEx接口,MsgType==3(INS_PLAY_START)成功后,播放视频画面,使用StopRealPlay(Seld)结束播放。回放功能的实现需要打开OpenSDK_StartPlayBackEx接口,使用OpenSDK_GetOSDD-Time获取回放时间点;在报警图片推送功能上,使用Push_StartRecvEx(pushSecret)开启接收推送,从(sz-Content)解析出alarmPicUrl,以DecryptPicture获取图片内容,关闭接收推送调用函数Push_StopRecv();以OpenSDK_FreeSession释放会话。基于萤石SDK实现了授权登录、直播预览、录像回放、推送报警图片的功能。为实现智能管理,通用控制器一方面通过Intra-net连接服务器,另一方面以无线方式接入TlinK云平台,提供Web访问和手机端应用。Tlink平台可以接收任意的数据协议格式,本系统配置的连接协议格式为:起始位:#JLJR;分隔符使用“;";数据位14个字节,12个字节对应采集的数据,2个字节对应控制指令;数据长度位1个字节;结束符:CRC8,配置为数据透传模式。*站控制系统以标签页形式显示每一处污水泵站的设备运行状况,画面如图2所示。*站控制系统,能够通过设定,自动汇总泵站工况参数,生产统计报表。
3AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台
3.1平台概述
安科瑞电气具备从终端感知、边缘计算到能效管理平台的产品生态体系,AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台通过在污水厂源、网、荷、储、充的各个关键节点安装保护、监测、分析、治理装置,用于监测污水厂能耗总量和能耗强度,*监测主要用能设备能效,保护污水厂运行安全可靠,提高污水厂能效,为污水处理的能效管理提供科学、精细的解决方案。
3.2平台组成
AcrelEMS智慧水务综合能效管理系统由变电站综合自动化系统、电力监控及能效管理系统组成,涵盖了水务中压变配电系统、电气安全、应急电源、能源管理、照明控制、设备运维等,贯穿水务能源流的始终,帮助运维管理人员通过一套平台、一个APP实时了解水务配电系统运行状况,并且根据权限可以适用于水务后勤部门管理需要。
3.3平台拓扑图
3.4平台子系统
3.4.1电动机管理
马达监控实现水务中电机的保护、遥测、遥信、遥控功能,电动机保护器能对过载、短路、缺相、漏电等异常情况进行保护、监测和报警。*、准确地反映出故障状态、故障时间、故障地点、及相关信息,对电机进行健康诊断和预防性维护。同时支持与PLC、软启、变频器等配合,实现电动机自动或远程控制,监视、控制各个工艺设备,保障正常生产。
3.4.2能耗管理
为水务搭建计量体系,显示水务的能源流向和能源损耗,通过能源流向图帮助水务分析能源消耗去向,找出能源消耗异常区域。
将所有有关能源的参数集中在一个看板中,从多个维度对比分析,实现各个工艺环节的能耗对比,帮助领导掌控整个工厂的能源消耗,能源成本,标煤排放等的情况。
能耗数据统计采集水务中污水厂、自来水厂、水泵站等的用电、用水、燃气、冷热量消耗量,同环比对比分析,能耗总量和能耗强度计算,标煤计算和CO2排放统计趋势。
能效分析按三级计量架构,分别进行能效分析,契合能源管理体系要求,可对各车间/职能部门的能效水平进行分析,同比、环比、对标等。通过污水处理产量以及系统采集的能耗数据,在污水单耗中生成污水单耗趋势图,并进行同比和环比分析,同时将污水的单耗与行业指标对标,以便企业能够根据产品单耗情况来调整生产工艺,从而降低能耗。
3.4.3环境监测
污水厂、自来水厂、水泵站等场所温湿度、烟雾、积水浸水、视频、UPS电池间可燃气体浓度展示和预警,保障污水厂、自来水厂、水泵站等安全运行。当可燃气体或有害气体浓度超标可自动启动排风风机或新风系统,排除隐患,保持良好的水处理环境。
3.5相关平台部署硬件选型清单
电力监控、电能质量、电动机管理及配电室环境监控系统
4结语
本系统可实现自动监测污水池水位、各污水泵出口压力,出口压力低或水位过高时,启动污水泵,出口压力高或水位过低时,停止污水泵;具有启停泵压力值和水位值设定功能;同时可监测泵站内每台泵的运行状态、电机电压,运行电流等工况参数;支持远程异地控制污水泵的启停;本系统提供视频数据的播放、回看等安防功能。系统内所有监控数据经光纤传输至站队值班室,管理系统可对数据按照时间、站点、自定义等多种方式完成分析汇总。本系统可有效提高城市污水泵站管理水平,提升企业的经济效益。
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