基于Lonwroks技術(shù)實現(xiàn)城市排水調(diào)度管理系統(tǒng)的設(shè)計

1.概述

目前國內(nèi)許多大中城市都靠江臨海，每年的防汛工作責任重大，同時，隨著經(jīng)濟的發(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化手段，而且排水泵站一般分布較為廣泛，站點也較分散，絕大多數(shù)泵站基本上還是采取人工測報水位、流量等運行參數(shù)和人工開停機等相對落后的方式進行運行和管理，使得排水調(diào)度管理工作比較被動。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，這種落后的運行管理方式越來越不能適應(yīng)社會和科學(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)度管理工作過程中能及時、準確、可靠地掌握水情、雨情和工情信息，科學(xué)、及時、準確地調(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)，加快實現(xiàn)城市排水泵站的自動化運行對提高我們市政設(shè)施的管理水平，節(jié)約成本和有效利用資源都有深遠的意義。

2.城市排水泵站自動化需求

城市排水調(diào)度管理系統(tǒng)將對全市的多個檢測點及泵站設(shè)備實現(xiàn)分布式監(jiān)控和集中管理。

城市排水調(diào)度管理系統(tǒng)采用分布式遠程控制網(wǎng)絡(luò)對各監(jiān)控點的液位、流量、雨量，泵站水泵的電流、電壓、開機臺時設(shè)備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)進行實時采集，同時對各排水泵站的水泵，撈污機和閥門設(shè)備實現(xiàn)實時自動遠程控制，具體自動化需求如下表所示：

3.基于Lonworks控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)排水泵站自動化系統(tǒng)技術(shù)特點及各種優(yōu)勢

為了對分布廣、數(shù)量多的各監(jiān)測點進行實時監(jiān)測與控制，經(jīng)過認真、仔細地對國內(nèi)排水調(diào)度管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀進行調(diào)研及分析后，我們認為基于LonWorks技術(shù)的遠程分布式排水調(diào)度管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有先進、成熟、功能實用性強、擴展性能好、開放性與兼容性好等優(yōu)點，整套網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活、可靠性高。能夠?qū)崿F(xiàn)對全市排水系統(tǒng)運行過程中的水位、流量、雨量、涵閘、泵站設(shè)備、污水處理廠設(shè)備運行等數(shù)據(jù)的自動采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲、統(tǒng)計匯總和就地/遠程實時控制，迅速地為城市排水管理部門提供準確、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)控中心通過電話撥號方式采集遠程監(jiān)控站-南湖第二污水泵站的監(jiān)測數(shù)據(jù)并可對主要設(shè)備進行遠程控制，采用同樣的方式，監(jiān)控中心可對下屬的所有遠程監(jiān)控站實現(xiàn)遠程監(jiān)控，系統(tǒng)擴展十分方便，并且系統(tǒng)利用無線傳輸方式作為備份，即系統(tǒng)如果電話撥號方式通迅有故障，可啟用無線傳輸方式監(jiān)控、監(jiān)測遠程監(jiān)控站。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖：

LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)部分采用ECHELON公司、Smart Control等多家公司LON 節(jié)點安裝集成，標準導(dǎo)軌安裝方式。采用LonMaker集成工具進行網(wǎng)絡(luò)安裝，應(yīng)用軟件采用美國Wonderware公司的Intouch7.0開發(fā)版開發(fā)。Intouch7.0是運行在WindowsNT/2000操作系統(tǒng)上的工業(yè)自動化組態(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、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程監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以現(xiàn)場監(jiān)控，還具備遠程監(jiān)視/遠程診斷功能。

系統(tǒng)功能

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

一、變電站監(jiān)控子系統(tǒng)

監(jiān)測泵站配電房內(nèi)變壓器、外配及相應(yīng)的輔助設(shè)備的電量、非電量（溫度）、保護報警信號。

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

遠程控制站內(nèi)變壓器高、低壓開關(guān)及相應(yīng)的輔助設(shè)備的自動投切

二、泵站監(jiān)控子系統(tǒng)

監(jiān)測機組工作狀態(tài)、運行時的各電量參數(shù)、非電量（流量）、保護報警信號。

監(jiān)測前池水位、后池水位。

利用智能控制模塊對各機組、撈污機及輔助設(shè)備實施自動開、停機。

實時顯示測量值、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。

具有密碼保護及權(quán)限設(shè)置功能。只有輸入的密碼正確，系統(tǒng)自動校核相應(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。

對錯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。

計算功能：計算日、月、年設(shè)備開停次數(shù)，累計運行時間?，F(xiàn)場智能控制器自動均衡起泵時間。這樣也起到保護泵的要求。

數(shù)據(jù)查詢功能：查詢歷史操作、故障情況、機組歷史運行量。

三、報警功能

水泵由電動機過熱、油室進水、過流、過壓情況發(fā)生時，自控系統(tǒng)自動停泵切換，并至檢修狀態(tài)。如果在運行時發(fā)生故障，停泵后系統(tǒng)在比較后工作時間后，自動起動運行時間最短的水泵，來代替故障水泵運行，并自動撥號至上傳至監(jiān)控中心。

煙霧探頭報警、門磁開關(guān)報警、水位越限、高、低壓開關(guān)報警系統(tǒng)如果檢測到以上報警后，自動撥號到監(jiān)控中心，將報警信息傳入監(jiān)控中心，并發(fā)出聲光報警，以提示值班人員進行相應(yīng)的應(yīng)急措施。

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

4.總結(jié)與展望

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

在南湖二站成功實現(xiàn)遠程自動監(jiān)控后，可逐步將南京市所有泵站進行自動化集成，由一個監(jiān)控中心進行集中監(jiān)控后，能夠?qū)崿F(xiàn)對全市排水系統(tǒng)所有泵站運行過程中的水位、流量、雨量、涵閘、泵站設(shè)備、污水處理廠設(shè)備運行等數(shù)據(jù)的自動采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲、統(tǒng)計匯總和就地/遠程實時控制，迅速地為城市排水管理部門提供準確、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、自動化、網(wǎng)絡(luò)化、科學(xué)化和實時化，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。

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