李明旭（大慶油田礦區(qū)服務事業(yè)部萬方工程技術設計院 ，黑龍江 大慶 163000）

污水提升泵站電氣系統(tǒng)設計

李明旭
（大慶油田礦區(qū)服務事業(yè)部萬方工程技術設計院 ，黑龍江 大慶 163000）

針對污水提升站的項目，電氣系統(tǒng)在整個污水站的運行中起到不可忽視的作用。本文從污水處理流程、PLC 控制系統(tǒng)、監(jiān)控及安防系統(tǒng)、設計時應注意的一些問題這幾個方面談談污水提升站的電氣系統(tǒng)設計。

污水泵站；電氣設計；控制系統(tǒng)；存在問題

隨著我國工業(yè)化程度不斷提高和城市人口密度的不斷增加，環(huán)境保護已經(jīng)是一個突出的問題。污水處理在環(huán)境保護中是一個最重要的環(huán)節(jié)，同時隨著計算機技術和我國污水處理工程迅速發(fā)展，利用先進的控制技術和設備對污水處理過程進行監(jiān)控是非常必要的。針對污水泵站的建設項目，設計了一套由PLC 控制系統(tǒng)和遠程監(jiān)控系統(tǒng)構成的污水泵站自動化控制系統(tǒng)，較好地解決了污水處理問題，是一套先進、可靠、操作簡單的控制系統(tǒng)。

1 污水提升泵站污水處理流程

以杏南小區(qū)污水泵站建設工程為例，闡述污水提升泵站污水處理流程。該泵站中有兩臺潛水泵（一用一備），生活污水不斷的注入集水池內(nèi)，當集水池內(nèi)水位升至一個高水位時，一臺泵啟動，水位下降至一個低水位時，泵自動停止工作。當集水池再次充滿水時，起動另外一臺水泵，直至停止工作。

2 電氣系統(tǒng)設計組成

根據(jù)污水泵站污水處理過程的流程和現(xiàn)場設備的要求，整個污水泵站污水處理站控制部分由電氣部分、PLC控制系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)為集散型計算機控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線混合型結構，PLC 作為現(xiàn)場總線中的一個站，又作為以太網(wǎng)上的一個站點，而監(jiān)控中心不作為現(xiàn)場總線網(wǎng)絡中的站點，只作為以太網(wǎng)中的節(jié)點，此網(wǎng)上的各站點相互之間的數(shù)據(jù)交換通過以太網(wǎng)進行，而現(xiàn)場的信息也通過以太網(wǎng)從PLC 的寄存器中讀取，控制現(xiàn)場的參數(shù)也由以太網(wǎng)送到主站PLC 的寄存器中，再通過主/從協(xié)議傳送到現(xiàn)場總線中的各從站。從而實現(xiàn)污水站的遠程監(jiān)視控制。

2.1 電氣部分設計。由于污水處理是一個連續(xù)的非常重要的項目，如果在正常生產(chǎn)中有電源中斷，那樣會引起工藝狀態(tài)混亂，需要很長時間才能恢復。所以供電負荷要求為二級，供電電源采用雙回線路。泵站的主要用電負荷為一臺90kW的潛水泵。電機實現(xiàn)手動/自動兩種控制方式，手動方式下實現(xiàn)就地控制，正常運行情況下PLC 控制為主。電機采用軟啟動方式啟動。另外還要給軸流風機和泵站的一些正常用電配電。

2.2 PLC 控制系統(tǒng)設計。在整個控制系統(tǒng)中，自動控制部分主要有集水池的液位控制、潛水泵本身的溫度、漏油控制。下面仍以泵站中有兩臺潛水泵（一用一備）為例，具體的說明集水池的液位控制流程及程序設計。集水內(nèi)安裝2個浮球液位計和1個投入式液位變送器。投入式液位變送器預先設定啟泵（-3.0m）和停泵（-5.95m）的數(shù)值（可更改的）。污水不斷的注入集水池內(nèi)，當集水池內(nèi)水位升至-3.0m時，一臺泵啟動，水位下降至-5.95m時，泵自動停止工作。當集水池再次充滿水時，起動另外一臺水泵，直至停止工作。兩臺水泵可由程序控制自動切換使用，以保證各臺泵平均使用；泵出口電動閥門與相應泵聯(lián)鎖。開泵過程為：先啟泵后開閥；停泵過程為：先關閥后停泵。2個浮球液位計分別設在高低液位的兩個值，當達到這兩個值時，通過PLC與報警呼叫裝置連接，通過通信網(wǎng)絡傳到監(jiān)控中心。

2.3 監(jiān)控及安防系統(tǒng)設計。污水站，除了有遠程監(jiān)控系統(tǒng)外，還必須有遠程視頻監(jiān)控及防盜等的安防系統(tǒng)。

2.3.1 周界防范報警系統(tǒng)。周界防范報警系統(tǒng)通過在泵站的四周圍墻上安置主動紅外對射探測器，對周界分段警戒，防范閑雜人員翻越圍墻進入泵站，當圍墻上有人翻越時，泵站報警主機上會出現(xiàn)聲光報警，同時報警信號自動傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，并自動記錄報警時間與保存報警信息。

2.3.2 防盜系統(tǒng)。在泵站的室內(nèi)安裝了幕簾式被動紅外入侵探測器，用于防止他人未經(jīng)許可進入房間實施破壞。

2.3.3 遠程視頻圖象監(jiān)控系統(tǒng)。遠程視頻圖象監(jiān)控系統(tǒng)是在污水泵站配電間、污水泵站院內(nèi)等設置前端攝像機，將圖象傳送到監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心對整個泵站進行實時監(jiān)控和記錄，使管理人員充分了解泵站的動態(tài)。該系統(tǒng)與泵站室內(nèi)防盜報警、周界報警等系統(tǒng)聯(lián)動，通過數(shù)字硬盤錄像機，完成監(jiān)視、報警、設防和監(jiān)視圖象的存儲和檢索。

3 設計時應該注意的一些問題

這幾年做污水提升泵站的電氣系統(tǒng)設計，設計時出現(xiàn)過一些問題，值得大家以后在設計中應該注意的。

3.1 電源的問題。污水站屬于二級負荷。在水專業(yè)的規(guī)范中有說明，在電氣規(guī)范中沒有說明，說以在設計時，我們都查了規(guī)范，可以沒有看到是二級負荷，就沒有按照二級負荷考慮電源的問題。

根據(jù)民用建筑電氣設計規(guī)范（JGJ 16-2008）3.2.10，二級負荷的供電系統(tǒng)，宜采用兩回線路供電。一定要跟高壓部門結合好引電源的位置，是不是可以增容。

3.2 配電柜內(nèi)設備的問題。從現(xiàn)場的實際來看，進線柜若是雙電源切換柜，1000mm寬的柜子還是比較小，排的滿滿的，電纜在后面都沒有多余的空間，所以柜體寬度最好為1200mm。

3.3 自控設備的問題。設計中采用了超聲波液位計和浮球液位計，以后的設計中可以考慮雷達液位計、激光液位計等。設計時，可根據(jù)每個物業(yè)的情況選擇相應的液位計。

3.4 加裝雨棚燈、院內(nèi)照明的問題。在做擁軍污水泵站設計時給我們的圖紙就沒有雨棚，也沒有道路規(guī)劃，所以電氣設計時就沒有安裝雨棚燈，也沒有設計道路照明。

在以后的設計中，細節(jié)的地方最好溝通一下，解決方法有很多：可以安裝聲光控雨棚燈；污水泵房頂四周增設投光燈；有磚圍欄的，也可在圍欄柱上安裝燈具；站內(nèi)道路也可以增設路燈。另外一定要注意的是：污水池內(nèi)的照明燈具要選用防爆燈。從人性化的考慮，可以在大門處增加門鈴，以便來訪人員。

結語

污水提升泵站電氣系統(tǒng)在整個污水泵站的運行中起到非常大的作用，利用了當前先進的硬件、先進的控制系統(tǒng)軟件、先進的網(wǎng)絡總線技術，形成了一套先進、可靠、可利用性高、實時性好、操作簡單、控制品質高、經(jīng)濟實用的控制系統(tǒng)。降低工人勞動強度，改善勞動環(huán)境，體現(xiàn)了良好的社會效益。

[1] S7-300和400梯形圖編程手冊[M].2004.

[2]馮地斌，吳波. rofibus現(xiàn)場總線技術[J].自動化與儀器儀表，2002（02） .

[3] HG/T20507-2000，自動化儀表選型設計規(guī)定[S].

[4] GB50052-2009，供配電系統(tǒng)設計規(guī)范[S].

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