劉常明

（交口縣水務局，山西 交口032400）

自動化系統(tǒng)在聯(lián)網(wǎng)供水項目中的應用

劉常明

（交口縣水務局，山西 交口032400）

介紹了交口縣東南片區(qū)集中供水工程概況，闡述了聯(lián)網(wǎng)項目中自動化控制系統(tǒng)的功能、組成、結構及應用效果。通過自動化控制系統(tǒng)建設及一年多的運行實踐，實現(xiàn)了對交口縣東南片區(qū)供水的自動化管理，提高了工程的運行管理水平。

自動化系統(tǒng)；供水工程；集中供水聯(lián)網(wǎng)；交口縣

近年來，自動化控制技術在國內(nèi)迅猛發(fā)展，促進了該技術在各領域中的推廣應用。交口縣東南片區(qū)集中供水工程聯(lián)網(wǎng)項目率先采用了自動化控制技術，通過水利工程自動化帶動水利管理現(xiàn)代化，改變水利部門“重建設輕管理”的局面，從而提高了水利工程的管理水平和社會經(jīng)濟效益，取得了顯著成效。

1 工程概況

交口縣東南片區(qū)集中供水工程聯(lián)網(wǎng)項目位于呂梁市交口縣雙池鎮(zhèn)至回龍鄉(xiāng)境內(nèi)，距縣城約50 km，是交口縣人口集聚地和工業(yè)集中發(fā)展區(qū)。工程將天源、億隆興、煤運、晟銨和天鵬5座暫停關閉企業(yè)內(nèi)運行正常的12眼深層井水作為供水工程水源，將店則溝、雙池、回龍3處集中供水工程聯(lián)網(wǎng)，平衡各集供區(qū)內(nèi)生產(chǎn)、生活用水。利用地形優(yōu)勢，店則溝集中供水工程的富裕水量壓送至雙池鎮(zhèn)和回龍鄉(xiāng)，可解決該區(qū)域內(nèi)的缺水問題。工程設計日供水量5 950m3，可保證區(qū)域內(nèi)26個自然村和23個企事業(yè)單位的生產(chǎn)生活用水。

2 系統(tǒng)功能

交口縣東南片區(qū)集中供水工程聯(lián)網(wǎng)自動化控制系統(tǒng)主要以計算機、通信、網(wǎng)絡、自動化控制等技術為基礎，通過水源井測控終端、蓄水池測控終端、分水井測控終端、視頻監(jiān)控，利用電磁流量計、電動碟閥、智能壓力表等自動化控制設備，實現(xiàn)遠程、連續(xù)對供水過程中各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)進行實時采集和傳輸，并根據(jù)獲得的實時水源井泵、分水井泵、供電電壓、蓄水池水位、管道壓力、流量以及視頻監(jiān)控等數(shù)據(jù)信息，合理分析并采取相應措施，實現(xiàn)了對聯(lián)網(wǎng)區(qū)域內(nèi)3座集中供水工程、12眼深井、9座蓄水池、20座檢查井及分水井的自動化控制，從而平衡了各用水戶之間的用水量，達到了自動化控制目標。

該系統(tǒng)主要功能包括：對12眼水源深井和5座蓄水池的水位、井泵流量、電壓、功率參數(shù)和各站點數(shù)據(jù)進行自動收集、傳輸，確定機組是否開始抽水、運行、停機，以及各條管道安裝的信號蝶閥、電磁流量計是否啟閉，保證供水任務的完成。對供水總干管及各支管進行流量、壓力檢測，利用檢測數(shù)據(jù)監(jiān)測供水管網(wǎng)是否存在泄漏或爆管，并快速準確定位事故點，加快管網(wǎng)事故排查速度，保障輸水過程安全。

3 系統(tǒng)組成

自動化控制系統(tǒng)包括實地控制、視頻監(jiān)測、控制中心三部分。從功能上劃分，主要分為集中控制管理系統(tǒng)、水源測控系統(tǒng)、供水管網(wǎng)運行監(jiān)測系統(tǒng)三部分。集控中心管理系統(tǒng)負責接收供水區(qū)內(nèi)各監(jiān)測站點的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行匯總處理，合理確定下一步運行狀況，根據(jù)需要操控機組運行、停機情況提供簡單數(shù)據(jù)報表等。水源井測控系統(tǒng)負責對各水源井的壓力、水位，各井泵的流量、電壓、功率等參數(shù)以及運行工況進行數(shù)據(jù)采集與傳輸，實現(xiàn)對水源井泵啟閉的實地控制或遠程控制。供水管網(wǎng)運行監(jiān)測系統(tǒng)負責對供水管網(wǎng)流量、壓力監(jiān)測，可根據(jù)各測點測定的流量、壓力等數(shù)據(jù)對供水管網(wǎng)的運行情況進行分析，判斷管網(wǎng)事故（爆管或泄露）段。

4 系統(tǒng)控制方式

系統(tǒng)控制分為實地控制和遠程控制兩種。通過設備的現(xiàn)場控制箱或MCC控制柜上布置的“就地/遠程”開關按鈕來區(qū)分。選擇“就地”即為實地控制，又稱現(xiàn)場手動控制模式，即設備的啟停、開關通過人工操作現(xiàn)場控制箱或MCC控制柜上的按鈕來實現(xiàn)。選擇“遠程”即為遠程控制，遠程控制又分為自動模式和遙控模式兩種。在遠程控制方式下，現(xiàn)場控制站的“自動/遙控”設定為“自動”方式時，設備的運行完全由各PLC根據(jù)機組運行信息和供需水量變化來完成對電動蝶閥、水泵機組的運行或“開/關”控制，而不需要人工干預；現(xiàn)場控制站的“自動/遙控”設定為“遙控”方式時，設備的“啟/停”“開/關”操作由工作人員通過工作站的中控系統(tǒng)監(jiān)控畫面來控制。在實際操作過程中，控制級別由高到低，應優(yōu)先考慮手動控制，其次為遠程控制，最后為自動控制。

5 控制系統(tǒng)效果分析

控制系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)儀表數(shù)據(jù)的自動采集，同時可實現(xiàn)設備的本體控制，有利于提高控制設備的利用率，大大減輕監(jiān)控操作站人員的工作負荷。

控制系統(tǒng)中每個局部控制單元是相對獨立的，在集中控制網(wǎng)絡故障時，可獨立運行，確保系統(tǒng)正常運行，提高自動化控制系統(tǒng)的可靠性。

分層分布式控制方式，不僅減少了網(wǎng)絡的通訊負荷，降低了通訊誤碼率，使網(wǎng)絡結構更加清晰，解決了數(shù)據(jù)通訊的瓶頸問題；而且控制方式的擴展性增強，只需將擴展單元接入對應的網(wǎng)絡即可，提高了擴展操作的便捷性與獨立性。

集控中心控制室內(nèi)布置有LED顯示屏，能夠動態(tài)實時顯示供水區(qū)內(nèi)的各監(jiān)測站點數(shù)據(jù)以及各處設備工作狀態(tài)。因此，工作人員可實時掌握了解各供水站的即時運行情況，并根據(jù)實際情況及時發(fā)出控制命令，提高了工作效率。

6 結語

經(jīng)過一年多的運行管理實踐，交口縣東南片區(qū)集中供水工程聯(lián)網(wǎng)自動化控制系統(tǒng)所測數(shù)據(jù)保存完整，工作人員可隨時查詢相關數(shù)據(jù)和進行遠程控制，實現(xiàn)了對交口縣東南片區(qū)供水的自動化管理，提高了工程的運行管理水平。

TP29［

］C［

］1004-7042（2016）08-0039-01

劉常明（1979-），男，2009年畢業(yè)于河海大學水利水電工程專業(yè)，工程師。

2016-06-10；

2016-07-13