李 强
(运城市引水供水有限公司,山西 运城044000)
摘 要:卿头加压泵站自动化监控系统是基于PLC控制和工业现场总线数据通信传输的分布式控制系统。文中介绍了整个系统的功能和结构,分别阐述了系统的硬件组成及软件设计思想,并分析了监控系统的使用效果。
关键字:PLC;远程监控;串口服务器
中图分类号:TM571.61 文献标识码:B 文章编号:1003-7241(2012)06-0113-04
1 引言
卿头加压泵站位于永济市卿头正西南处,引黄济运输水管线37+400处,占地1.33亩。加压泵站于2007年12月建成,并取得试运行成功,使得引黄济运工程日输水能力从4万方提高到6万方。该泵站使用在大口径管道中直接对口加压,此模式已投入运行近5年,极大缓解了原水供给不足的矛盾,保证了运城市区人们的正常生产生活用水需求。
卿头加压泵站内设高压配电室、值班室及泵房。高压配电室设备有高压开关柜和高压变频器柜。其中,高压开关柜依次为进线柜、计量柜、变用站柜、电容柜、1#电机启动柜及2#电机启动柜,每个开关柜内配有高压综合保护装置,具有标准的RS485通信功能。高压变频控制柜主要包括移相变压器、功率模块和控制模块三部分。值班室内设阀门操作屏及压力报警屏。其中阀门操作屏完成2个进水阀门,2个出水阀门及1个旁通阀门的现场开关阀,并且每个阀门具有开到位、关到位、过力矩及电源指示功能。压力报警屏内配有4块光柱数显表及报警器,每块数显表采集机组前后压力变送器传来的压力数据。泵房内设机组2台,一用一备,其中电机电压为10KV,功率为400KW。改造前设备的控制及数据的采集均由值班人员现场操作来完成。通过设置变频器的人机界面来实现机组运行频率给定及机组的启停操作,通过现场操作阀门控制屏来开关5个阀门。因此对现有泵站监控系统进行改造和完善,以达到减员增效,进而提高自动化水平及经济效益刻不容缓[1]。
2 监控系统的需求分析
在值班室设监控中心,并配一主控柜,可实现与阀门控制屏及压力报警屏的监控功能。实现接收电动阀门的开阀、关阀及停阀命令;采集各个阀门的位置状态及机组进出水口处的压力。
远程状态下,监控中心可实现与高压变频器及高压开关柜的通信。实现远程给定高压变频器运行频率,接收变频器开机、停机命令;采集的数据主要有高压变频器的运行频率、设定频率、输入输出电压、输入输出电流;高压开关柜内综合保护装置中的各种参数,例如线电压、相电压等。
监控中心可实现2台机组的温度采集功能。每台电机采集的参数包括电机定子温度、转子温度、轴伸端轴承温度及非轴伸端轴承温度。
监控系统不仅具有远程机组控制、监测、自动采集的各项运行数据功能,而且具有实现数据实时显示、报警、存储、曲线、查询、汇总、打印输出及报警功能[2]。这样在简化开机启动流程的基础上,降低了劳动强度,大大提高了工作效率。
3 泵站监控系统结构
监控系统按照分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便的设计思想,分别实现对现场数据的采集和水泵机组的启停控制。系统由3层结构组成,分别是管理层、控制层和现场层。管理层为工业计算机,其主要作用是与控制层的PLC通信,获得生产过程所需的数据,显示工艺流程,提示报警,生成报表并支持报表打印。控制层为PLC控制柜,变频控制柜及高压综合保护装置,其作用一是用于采集2台机组前后的压力、电机温度参数及高压开关柜的电气参数;二是接收工业计算机的命令,实现阀门及电机的启停。现场层为现场设备,是控制系统信号的提供者,如水泵电机内温度传感器、压力传感器、阀门到位信号等。系统的整体结构如图1所示。
1 2 3 下页