安科瑞電機監(jiān)控系統(tǒng)在城市污水泵的應(yīng)用

安科瑞 陳聰

［摘要］針對污水泵站既有的就地啟動柜，通過加裝監(jiān)控設(shè)備、接入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了對污水池的污水水位、出口壓力、三相電壓、電流和工作場地視頻圖像的實時監(jiān)測；可根據(jù)設(shè)定參數(shù)自動起停電機，亦可接受遠程指令執(zhí)行電機起停操作。本系統(tǒng)有效提高了泵機的利用率，降低了故障發(fā)生幾率，提升了城市污水泵站的智能管理水平。

［關(guān)鍵詞］污水泵站；變送器；安科瑞

1介紹

目前，國內(nèi)三線城市的污水泵站仍主要采取人工值守，手動控制，站點單獨運行的模式。伴隨互聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)的快速發(fā)展，排水泵站對升級自動化控制等級，改善整體管理水平，提出更高要求。本文針對的是某城市的十處污水泵站，站內(nèi)標(biāo)配有污水泵三臺，功率均為55KW，安裝有就地起動柜，起停方式為軟起動起停。

2系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)的終端監(jiān)控設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖如圖１所示，該泵站終端監(jiān)控設(shè)備通過交換機接入Intranet；通用控制器連接著交換機的同時以CAN總線和分控制器通信，通用控制器以串口通信方式連接HMI；海康視頻監(jiān)控設(shè)備接入交換機中；分控制器連接有液位、壓力、電壓、電流等變送器，通過A/D轉(zhuǎn)換讀取數(shù)據(jù)；分控制器的輸出繼電器與軟起動器的控制回路相連接。

為*掌控污水泵的運行工況參數(shù)，本系統(tǒng)采用了Gems投入式液位變送器，模擬量輸出4-20mA，量程為0-1bar，經(jīng)分控制器A/D轉(zhuǎn)換后，映射為數(shù)字量0-800；采用了TRAFAG壓力變送器，模擬量輸出4-20mA，量程為0-1.5MPa，映射后對應(yīng)數(shù)字量0-800；采用了開合式霍爾電流變送器，25mm孔徑，輸出4-20mA，量程為0-300Ａ，映射后對應(yīng)數(shù)字量０－８００；采用了單相交流電壓變送器，模擬量4-20mA輸出，量程為交流0-400V，映射后對應(yīng)數(shù)字量0-800。以上變送器均采用DC24V供電。變送器輸出分別連接到分控器的模擬量輸入端A0-A7。為可靠實現(xiàn)遠程異地控制，分控制器的輸出繼電器Y0動斷觸點串入軟起動器的停止控制回路，分控制器的輸出繼電器Y1動合觸點并入軟起動器的起動控制回路。

在安防設(shè)計方面，采用了海康威視的螢石系列產(chǎn)品，基于螢石云SDK實現(xiàn)了PC端二次開發(fā)接入本系統(tǒng)。開發(fā)過程中，首先完成SDK庫和頭文件的加載；然后初始化OpenSDK_InitLib；接下來分配會話OpenSDK_AllocSession，同時注冊O(shè)penSDK_MessageHandler回調(diào)函數(shù)；預(yù)覽功能實現(xiàn)需要打開OpenSDK_StartRealPlayEx接口，MsgType==3(INS_PLAY_START)成功后，播放視頻畫面，使用StopRealPlay（Seld）結(jié)束播放。回放功能的實現(xiàn)需要打開OpenSDK_StartPlayBackEx接口，使用OpenSDK_GetOSDD-Time獲取回放時間點；在報警圖片推送功能上，使用Push_StartRecvEx(pushSecret)開啟接收推送，從（sz-Content）解析出alarmPicUrl，以DecryptPicture獲取圖片內(nèi)容，關(guān)閉接收推送調(diào)用函數(shù)Push_StopRecv()；以O(shè)penSDK_FreeSession釋放會話。基于螢石SDK實現(xiàn)了授權(quán)登錄、直播預(yù)覽、錄像回放、推送報警圖片的功能。為實現(xiàn)智能管理，通用控制器一方面通過Intra-net連接服務(wù)器，另一方面以無線方式接入TlinK云平臺，提供Web訪問和手機端應(yīng)用。Tlink平臺可以接收任意的數(shù)據(jù)協(xié)議格式，本系統(tǒng)配置的連接協(xié)議格式為：起始位：#JLJR；分隔符使用“；”；數(shù)據(jù)位14個字節(jié)，12個字節(jié)對應(yīng)采集的數(shù)據(jù)，2個字節(jié)對應(yīng)控制指令；數(shù)據(jù)長度位1個字節(jié)；結(jié)束符：CRC8，配置為數(shù)據(jù)透傳模式。*站控制系統(tǒng)以標(biāo)簽頁形式顯示每一處污水泵站的設(shè)備運行狀況，畫面如圖２所示。*站控制系統(tǒng)，能夠通過設(shè)定，自動匯總泵站工況參數(shù)，生產(chǎn)統(tǒng)計報表。

3AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺

3.1平臺概述

安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計算到能效管理平臺的產(chǎn)品生態(tài)體系，AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺通過在污水廠源、網(wǎng)、荷、儲、充的各個關(guān)鍵節(jié)點安裝保護、監(jiān)測、分析、治理裝置，用于監(jiān)測污水廠能耗總量和能耗強度，*監(jiān)測主要用能設(shè)備能效，保護污水廠運行安全可靠，提高污水廠能效，為污水處理的能效管理提供科學(xué)、精細的解決方案。

3.2平臺組成

AcrelEMS智慧水務(wù)綜合能效管理系統(tǒng)由變電站綜合自動化系統(tǒng)、電力監(jiān)控及能效管理系統(tǒng)組成，涵蓋了水務(wù)中壓變配電系統(tǒng)、電氣安全、應(yīng)急電源、能源管理、照明控制、設(shè)備運維等，貫穿水務(wù)能源流的始終，幫助運維管理人員通過一套平臺、一個APP實時了解水務(wù)配電系統(tǒng)運行狀況，并且根據(jù)權(quán)限可以適用于水務(wù)后勤部門管理需要。

3.3平臺拓撲圖

3.4平臺子系統(tǒng)

3.4.1電動機管理

馬達監(jiān)控實現(xiàn)水務(wù)中電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，電動機保護器能對過載、短路、缺相、漏電等異常情況進行保護、監(jiān)測和報警。*、準(zhǔn)確地反映出故障狀態(tài)、故障時間、故障地點、及相關(guān)信息，對電機進行健康診斷和預(yù)防性維護。同時支持與PLC、軟啟、變頻器等配合，實現(xiàn)電動機自動或遠程控制，監(jiān)視、控制各個工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn)。

3.4.2能耗管理

為水務(wù)搭建計量體系，顯示水務(wù)的能源流向和能源損耗，通過能源流向圖幫助水務(wù)分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區(qū)域。

將所有有關(guān)能源的參數(shù)集中在一個看板中，從多個維度對比分析，實現(xiàn)各個工藝環(huán)節(jié)的能耗對比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個工廠的能源消耗，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況。

能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計采集水務(wù)中污水廠、自來水廠、水泵站等的用電、用水、燃氣、冷熱量消耗量，同環(huán)比對比分析，能耗總量和能耗強度計算，標(biāo)煤計算和CO2排放統(tǒng)計趨勢。

能效分析按三級計量架構(gòu)，分別進行能效分析，契合能源管理體系要求，可對各車間/職能部門的能效水平進行分析，同比、環(huán)比、對標(biāo)等。通過污水處理產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在污水單耗中生成污水單耗趨勢圖，并進行同比和環(huán)比分析，同時將污水的單耗與行業(yè)指標(biāo)對標(biāo)，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

3.4.3環(huán)境監(jiān)測

污水廠、自來水廠、水泵站等場所溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃氣體濃度展示和預(yù)警，保障污水廠、自來水廠、水泵站等安全運行。當(dāng)可燃氣體或有害氣體濃度超標(biāo)可自動啟動排風(fēng)風(fēng)機或新風(fēng)系統(tǒng)，排除隱患，保持良好的水處理環(huán)境。

3.5相關(guān)平臺部署硬件選型清單

電力監(jiān)控、電能質(zhì)量、電動機管理及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

4結(jié)語

本系統(tǒng)可實現(xiàn)自動監(jiān)測污水池水位、各污水泵出口壓力，出口壓力低或水位過高時，啟動污水泵，出口壓力高或水位過低時，停止污水泵；具有啟停泵壓力值和水位值設(shè)定功能；同時可監(jiān)測泵站內(nèi)每臺泵的運行狀態(tài)、電機電壓，運行電流等工況參數(shù)；支持遠程異地控制污水泵的啟停；本系統(tǒng)提供視頻數(shù)據(jù)的播放、回看等安防功能。系統(tǒng)內(nèi)所有監(jiān)控數(shù)據(jù)經(jīng)光纖傳輸至站隊值班室，管理系統(tǒng)可對數(shù)據(jù)按照時間、站點、自定義等多種方式完成分析匯總。本系統(tǒng)可有效提高城市污水泵站管理水平，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

［1］賈博，張衛(wèi)萍，王志紅．*污水泵站的研究與應(yīng)用［Ｊ］．廣東化工，2017（4）：103-1-4．

［2］吳矯．ＰＬＣ控制系統(tǒng)在污水池項目中的應(yīng)用[J]．山東工業(yè)技術(shù)，2016(24):3．

［3］李悅，楊樹臣，高力新等．一種基于PV供電的低功耗無線測溫節(jié)點的設(shè)計[J]．吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2017,33(9):91-93

［4］唐偉，王思宇，姚妍彬等．保定市排水總公司數(shù)字化信息管理平臺建設(shè)[J]．信息化建設(shè)，2016(5):16.

［5］咸云飛，王成．基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的污水泵站控制系統(tǒng)［Ｊ］．自動化技術(shù)與應(yīng)用，2014(7):56-58．

［6］賀方昕．城市污水泵站運行綜合管理計算機系統(tǒng)研究[J]．自動化與儀器儀表，2017(3):176-178．

［7］王堯．油田污水泵站中PLC自動控制系統(tǒng)[J]．油氣田地面工程，2014(4):60-61．

［8］安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版

［9］周繼秋，楊偉東.城市污水泵遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)研究