西門(mén)子S7系列PLC在恒壓供水系統中的應用
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實(shí)現城市21世紀經(jīng)濟可持續發(fā)展戰略，水資源是重要保障條件。只有加強水資源的統一管理，合理開(kāi)發(fā)利用，才能促進(jìn)經(jīng)濟的可持續發(fā)展。目前我國泵站效率低，供水運行仍處于較落后的管理狀態(tài)，水資源浪費現象十分嚴重，不能適應現代社會(huì )發(fā)展的需要。供水網(wǎng)絡(luò )引入計算機等先進(jìn)技術(shù)，提高泵站管理水平，采用供水優(yōu)化調度，不僅能節省大量能源，而且使管網(wǎng)能在合理的狀態(tài)下運行，既保證供水的要求，也能使管網(wǎng)在最佳狀態(tài)下運行。因此，如何科學(xué)地規劃新的或改建舊的供水系統，如何科學(xué)地進(jìn)行供水調度，是擺在人們面前的一個(gè)需要解決的問(wèn)題。
國外的供水系統調度運營(yíng)普遍利用計算機完成，這一系統稱(chēng)之為監控系統。其功能是通過(guò)遙訊系統，把應保證的供水系統關(guān)鍵點(diǎn)的實(shí)際壓力值遙測采集到監控中心，利用計算機進(jìn)行計算、預測和決策，然后遙控調整供水，來(lái)保證供水系統的關(guān)鍵點(diǎn)達到水量保證值。同時(shí)在供水系統發(fā)生爆管、漏水等事故時(shí)，可以自動(dòng)進(jìn)行分析做出合理的處理決策，以保證系統安全、經(jīng)濟的運營(yíng).
2 系統概述
整個(gè)供水系統主要包括兩大部分：水源地引水采集系統及水廠(chǎng)恒壓輸水系統。
水源地引水采集系統主要由6組現地供水井群組成。每組供水井群由一個(gè)現地井群集中控制室及5眼水井組成,每眼水井有一現地控制井房?，F地井群集中控制室設有本組水井高低壓配電系統及本組水泵啟停集中控制系統。5眼水井分別為1眼深井及4眼淺井，編號分別為1#、2#、3#、4#、5#井，其中1#及2#井分布在集中控制室，3、4、5#井以集中控制室為中心呈分布式分布。
現地6組井群共30眼井的引水通過(guò)20余公里的輸水管線(xiàn)輸送到水廠(chǎng)，再由供水泵群給城市居民供水。
水廠(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò )主要由總控室中心、高低壓配電系統、蓄水池、加藥泵房、二泵房組成。其中總控室中心是整個(gè)系統的核心。二泵房共有5臺供水泵組成，其中55KW變頻泵1臺，75KW變頻泵2臺，75KW軟啟泵2臺，主要完成對城市的變頻恒壓供水；總控室中心作為整個(gè)供水系統的監控調度中心，負責整個(gè)供水系統的5臺輸水泵及30眼水井泵的集中調度與控制。系統總體結構圖如圖1所示。
圖1 系統總體結構圖
3 控制系統設計方案
3.1設計依據
（1）系統設計能力為5萬(wàn)噸/24小時(shí)，平均供水2083.3立方米/小時(shí)；
（2）水源地有30個(gè)水泵供水，其中6臺水泵分別由30KW的電機驅動(dòng)，24個(gè)水泵由11KW的電機驅動(dòng)；
（3）水廠(chǎng)有2個(gè)5000立方米的蓄水池，共計10000立方米；
（4）最終控制對象是水廠(chǎng)蓄水池水位及出水口壓力；
（5）水源地與自來(lái)水廠(chǎng)蓄水池的距離為20公里；
（6）每個(gè)單井泵的運行要求有手動(dòng)、自動(dòng)和遠程控制三種方式；
（7）每5個(gè)單井為一個(gè)井群，每一井群設一本地集中控制室，統一協(xié)調各單井泵的運行，實(shí)現泵群的聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化運行；
（8）水廠(chǎng)設一總控室，作為遠程監控站點(diǎn)，實(shí)現遠程集中管理和調度。
3.2設計原則
（1）先進(jìn)性原則：控制方案功能強、技術(shù)先進(jìn)、合理。采用先進(jìn)的體系結構，選用先進(jìn)成熟的技術(shù)和設備及軟硬件平臺，營(yíng)造高起點(diǎn)的系統開(kāi)發(fā)與應用環(huán)境，使系統能隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷平滑升級。
（2）安全性、可靠性原則：設備運行可靠、性能穩定。方案中所選擇的每個(gè)元件和設備其MTBF必須滿(mǎn)足系統運行要求；設備應具有自檢、自診斷功能；系統應能及早發(fā)現設備故障，避免發(fā)生事故，局部故障不造成錯誤輸出，并能自動(dòng)報警；現地單井站應具有必要的冗余配置；信息采集及控制輸出，要考慮多重軟件硬件閉鎖。
（3）實(shí)用性原則：應充分考慮利用資源，能使用戶(hù)最方便地實(shí)現各種功能。實(shí)現供水泵運行優(yōu)化合理調度；充分考慮用戶(hù)的使用頻度和應用程度，設置系統控制流程、合理設計存儲和服務(wù)體系，使操作、維護簡(jiǎn)單方便。
（4）經(jīng)濟性原則：采用最合理的方案，最大程度的保護廠(chǎng)方原有的投資。使設備運行經(jīng)濟節能、運行維護費用低；達到最優(yōu)的性能/價(jià)格比。
（5）開(kāi)放性原則：系統設計應采用開(kāi)放技術(shù)、開(kāi)放結構、開(kāi)放系統組件和開(kāi)放用戶(hù)接口，以利于網(wǎng)絡(luò )的維護、擴展升級及外界信息的溝通，易于擴展，以降低二次投資。
（6）靈活性原則：采用積木式模塊組合和結構化設計，使系統配置靈活，滿(mǎn)足系統逐步到位的建網(wǎng)原則，使網(wǎng)絡(luò )具有強大的可增長(cháng)性和強壯性，。
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