基于温度预测和OpenSCADA的泵站测控系统设计

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随着国内水利事业的快速发展,应国家倡导的“无人值守(少人值班)”发展战略,对泵站的安全运行提出了自动化控制和智能化管理要求。本文以某城市污水中途泵站为背景,结合工程实际情况,提出了基于温度预测和OpenSCADA的泵站测控系统设计,实现对泵站的远程监控,满足泵站的“无人值班”管理需求。通过监测泵站运行时格栅机前后液位值、集水池液位值、进水口流量值、潜污泵电机温度值是否在规定运行范围内,判断泵站的运行状态,起到对泵站的监视作用和运行自动化控制功能;对泵站运行时集水池液位、潜污泵累计运行时间、潜污泵电机温度等重要数据的监测记录和分析预测,为泵站的调度工作和安排检修计划提供依据;将泵站的潜污泵、格栅机、启闭机、提升机、柴油发电机等重要设备信息集成到OpenSCADA监控系统,提高泵站的高度智能化管理水平。本设计的主要研究内容有以下几点:1.分析了泵站的存在价值,充分了解测控技术、监控技术、时间序列和OpenSCADA的研究和应用,结合城市污水泵站的远程监控需求,设计了基于温度预测与OpenSCADA泵站测控系统的总体方案。2.对泵站潜污泵的电机结构、运行要求和温度特性进行了研究,针对电机温度的特性,重点分析在时间序列ARIMA模型下电机温度的预测研究和仿真,最终预测出电机未来25秒的温度值。3.基于施耐德M340 PLC的泵站测控程序设计。根据泵站的测控需求,说明泵站测控系统的总体框架,对主要测控设备进行选型等,设计出由采集的泵站液位值、潜污泵电机温度值以及累计运行时间数据共同控制的泵站调度程序,实现泵站的安全高效经济运行与调度。4.设计开发了基于OpenSCADA的泵站远程监控平台。利用测控设备对泵站重要设备的参数进行实时数据采集、结合上位机软件功能和施耐德M340 PLC的硬件功能,通过Mod Bus TCP/IP通信协议,在OpenSCADA中设计出泵站的主界面、潜污泵、启闭机、螺旋提升机、格栅机、柴油发电机、液位计与温度计等7个重要人机交互界面,具有数据采集与处理、电机温度预测、远程监控、报警和操作记录、违规记录、历史数据等信息记录和归档功能,实现对泵站主要设备的全面监视与远程控制,保障泵站的安全、稳定、高效运行。
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