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摘要：随着城市建设发展，排水泵站作为城市运转的重要部分，担负着城市雨、污水排放及防洪排涝的艰巨任务。泵站内机电设备是雨污水提升、排放的核心组成部分，值得关注的是机电设备的控制方式已逐步实现自动化控制，除专门的控制系统外，设备本身也植入了自动化控制元件。简而言之，泵站自动化控制系统可通过水位和雨量监测系统来逐级控制闸门和阀门的开启、水泵的启停和运转台数、格栅除污机和螺旋输送压榨机的启停、供电设备等，从而及时合理的使设备；通过监控部分则可以把可类数据通过基层站上传到城市排水调度指挥中心，指挥中心也可以对各泵站实现远程控制。自动化控制系统在城市排水泵站的应用最重要目的是实现更高效、迅速的排放，满足人民群众生活的需求。
关键词：雨污水泵站、机电设备、自动化控制系统、
中图分类号：TU85 文献标识码：A 文章编号：
城市雨、污水泵站的自动化控制系统，指泵站内机电设备的运行，通过设立在泵站控制室的自动化控制及视频监控系统，对进入泵站的雨、污水液位信号达到设定值时，能够就地的控制泵站机电设备顺序运行，从而实现就地自动化控制；同时，可以通过基层站的数据采集及数据传输功能，由中央监控和控制系统下载全系统运行数据，中央控制站同样可以发出各类指令信号，实现泵站远程集中控制和无人值守泵站的目的，针对天津市盆型地形和近百座泵站严峻雨污水排放形势，可以根本性的提高泵站设备运行能力，降低泵站人员劳动强度，提高效率和节约资金的作用。
泵站自控系统的组成
泵站自动化控制系统采用分级自动化控制顺序，依次可理解为：现场运行设备、控制设备、监控设备；现场运行设备包括站内的水泵、格栅除污机、闸门、阀门以及液位计等，控制设备包括基层站控制计算机及软件系统，监控设备主要有监控系统组成。
现场运行设备，水泵、闸门、格栅除污机自身带有自动化数据仪表，这些仪表设备通过开关量信号及模拟信号与PLC远程IO站连接，把工艺参数、运行状态传输到自动化控制系统，由自动化控制系统对泵站机电设备实现各类动作控制。
控制管理设备的任务是采集现场设备仪表的数据参数，以及对现场设备进行监控。自动化控制系统主站通过以太网与上位机进行连接，通过DeviceNet與远程IO基层站进行连接。
泵站控制室的监控管理设备，通过组态软件设计完成整个监控系统的图形界面，以及监控数据报表等。可对全泵站生产数据进行收集以及集中控制，通过上位控制计算机以及相关打印机与不间断电源UPS，上位机通过以太网与PLC分站连接；设有模拟屏，显示全泵站的电力监控情况。 二、自动化控制系统的软件及设备运行方式
通过监控系统软件WINCC和适用于SINAUT系统的ST7CC软件，依照泵站运行和控制工艺要求，编写基层站PLC运行程序。根据信息远程传输的有关要求，编制PLC及SINAUT的WAN网络传输程序。根据运行工艺和机电设备的控制要求，编制触摸屏及上位机的软件。根据数据归档存储、报表打印、统计分析等要求，编制数据库系统及有关软件。上位机和触摸屏监控系统模拟画面制作风格及有关应用软件方面的具体要求，在项目执行过程中进一步按照泵站设计和运行实际要求确定。
通过对泵站自动化控制系统软件的编写和设定，我们可以根据泵站全年运行情况，制定符合实际运行需要的控制模式，可以简单的分为以下几种运行方式：
1、常年运行污水泵站，通过进水量控制污水泵交替运行或满负荷运行。
2、非汛期的降水情况，根据雨污水泵站进水量，控制水泵交替运行或满负荷运行。
3、汛期，雨水超过进水池警戒水量时，水泵满负荷运行，各类阀门启用。
4、持续降雨期间，进出水池超过警戒水位，水泵满负荷运行，雨水泵开始防汛排涝运行。
5、汛情解除，雨水泵停车，仅保留污水泵在污水超警戒水位时运行。
6：无雨季节，雨水泵检修时，控制进出水闸、阀门调节水位，仅保留污水泵的正常运行。
三、泵站机电设备与自动化控制系统的联动及调试
泵站各设备的电压、电流、液位、压力等传感器，加上原有预埋在泵体本身的各种传感器，完成对相关电量和设备状态的采样，信号接入远程I/O，经由现场总线传至泵站现场的自动化系统主站PLC。根据泵站的排水作业工艺要求和检测到的数据情况，主站PLC自动发出对泵站各有关设备（水泵、格栅除污机、螺旋输送机、压榨机等）的起动/停止控制指令和超限/故障等报警信号。控制指令的输出仍通过远程I/O端口接至现场各有关设备。自动控制功能、可以根据时间、液位及人为随机操作。
对自动化控制系统各功能的调试，1）检测功能调试：在系统的信号发生端施加模拟信号，在CRT上读取数据确认信号。模拟发出控制信号，检查各控制点、执行器的状态是否正常；2）连续控制功能调试，依系统组态工作单的要求设置各功能块（或内部仪表）的参数，对调节功能反应设定正反动作及PID等项参数。确认执行机构动作方向，进行执行机构从零点动作情况和全行程时间的调试；对系统的信号发生端施加信号进行控制、联锁、切换等项功能的调试；从控制单元发出控制信号，进行输出信号和测试软件的检查。3）计算功能调试，依系统组态工作单的要求正确设置运算式中的常数、系统项、并在系统各信号端加模拟信号，测试动作点偏差均应符合要求；4）控制功能调试，依系统组态工作单或报警点设定数据、模拟报警条件，并在系统信号发生端施加模拟信号，测试动作点偏差均应符合要求；5）顺控功能调试，依系统组态工作单（或程序）等，用模拟联锁条件的方法，并按时序进行顺控功能的调试。
四、泵站自控的信息传递
泵站现场主站PLC通过WAN传输系统，经过模拟电话网络与中央控制室上位机主站进行远程数据通讯，泵站现场采集的各有关电量信息和运行数据通过该远程拨号电话网络系统传至中控室上位机。中控室上位机发出的控制指令也将通过该电话网络传至泵站现场主站PLC，并进而通过远程I/O到达各有关设备。数据信息流和故障报警信息通过两条电话线路，两个拨号地址传输。
中控室上位机系统实现接收或下询基层泵站数据信息，并进行存储，调阅、查询和报表输出等工作，同时，通过运行监控系统软件向基层泵站发出控制指令。
五、泵站自动化控制系统基层站的运行
为方便泵站现场对工艺流程及设备状态的察看，及方便设置修改泵站运行参数，在泵站现场安装有触摸屏。根据工艺和设备状态要求进行相关的画面制做、系统组态、软件编程等。
主站PLC自动发出和接收对泵站各有关设备（水泵、格栅除污机、螺旋输送机、压榨机等）的控制指令和故障等报警信号。控制指令的输出通过基层站I/O端口接至现场各有关设备，对泵站有关设备的起动/停止进行自动控制，也可以根据时间、液位等因素进行人工操作。
六、结语
泵站机电设备使用自动化控制系统，可实现工艺和电气设备的准确监测和运行控制功能。从社会效益角度出发，可提高日常雨、污水排放的生产管理能力；从经济角度出，除了可以节约人工成本和减低工人劳动强度外，还大大提高了设备使用率，达到了节能减排的作用。泵站自动化控制功能的实现，简化了泵站设备的操作难度，通过强有力的控制和管理能力在每年汛期发挥着重要的作用。
合理的把自动化控制系统和机电设备有机的结合起来，运用到泵站控制管理功能上是今后城市雨污泵站发展的未来趋势，我们应进一步的开发自动化控制系统在排水领域的应用，为人民造福。
关键词：雨污水泵站、机电设备、自动化控制系统、
中图分类号：TU85 文献标识码：A 文章编号：
城市雨、污水泵站的自动化控制系统，指泵站内机电设备的运行，通过设立在泵站控制室的自动化控制及视频监控系统，对进入泵站的雨、污水液位信号达到设定值时，能够就地的控制泵站机电设备顺序运行，从而实现就地自动化控制；同时，可以通过基层站的数据采集及数据传输功能，由中央监控和控制系统下载全系统运行数据，中央控制站同样可以发出各类指令信号，实现泵站远程集中控制和无人值守泵站的目的，针对天津市盆型地形和近百座泵站严峻雨污水排放形势，可以根本性的提高泵站设备运行能力，降低泵站人员劳动强度，提高效率和节约资金的作用。
泵站自控系统的组成
泵站自动化控制系统采用分级自动化控制顺序，依次可理解为：现场运行设备、控制设备、监控设备；现场运行设备包括站内的水泵、格栅除污机、闸门、阀门以及液位计等，控制设备包括基层站控制计算机及软件系统，监控设备主要有监控系统组成。
现场运行设备，水泵、闸门、格栅除污机自身带有自动化数据仪表，这些仪表设备通过开关量信号及模拟信号与PLC远程IO站连接，把工艺参数、运行状态传输到自动化控制系统，由自动化控制系统对泵站机电设备实现各类动作控制。
控制管理设备的任务是采集现场设备仪表的数据参数，以及对现场设备进行监控。自动化控制系统主站通过以太网与上位机进行连接，通过DeviceNet與远程IO基层站进行连接。
泵站控制室的监控管理设备，通过组态软件设计完成整个监控系统的图形界面，以及监控数据报表等。可对全泵站生产数据进行收集以及集中控制，通过上位控制计算机以及相关打印机与不间断电源UPS，上位机通过以太网与PLC分站连接；设有模拟屏，显示全泵站的电力监控情况。 二、自动化控制系统的软件及设备运行方式
通过监控系统软件WINCC和适用于SINAUT系统的ST7CC软件，依照泵站运行和控制工艺要求，编写基层站PLC运行程序。根据信息远程传输的有关要求，编制PLC及SINAUT的WAN网络传输程序。根据运行工艺和机电设备的控制要求，编制触摸屏及上位机的软件。根据数据归档存储、报表打印、统计分析等要求，编制数据库系统及有关软件。上位机和触摸屏监控系统模拟画面制作风格及有关应用软件方面的具体要求，在项目执行过程中进一步按照泵站设计和运行实际要求确定。
通过对泵站自动化控制系统软件的编写和设定，我们可以根据泵站全年运行情况，制定符合实际运行需要的控制模式，可以简单的分为以下几种运行方式：
1、常年运行污水泵站，通过进水量控制污水泵交替运行或满负荷运行。
2、非汛期的降水情况，根据雨污水泵站进水量，控制水泵交替运行或满负荷运行。
3、汛期，雨水超过进水池警戒水量时，水泵满负荷运行，各类阀门启用。
4、持续降雨期间，进出水池超过警戒水位，水泵满负荷运行，雨水泵开始防汛排涝运行。
5、汛情解除，雨水泵停车，仅保留污水泵在污水超警戒水位时运行。
6：无雨季节，雨水泵检修时，控制进出水闸、阀门调节水位，仅保留污水泵的正常运行。
三、泵站机电设备与自动化控制系统的联动及调试
泵站各设备的电压、电流、液位、压力等传感器，加上原有预埋在泵体本身的各种传感器，完成对相关电量和设备状态的采样，信号接入远程I/O，经由现场总线传至泵站现场的自动化系统主站PLC。根据泵站的排水作业工艺要求和检测到的数据情况，主站PLC自动发出对泵站各有关设备（水泵、格栅除污机、螺旋输送机、压榨机等）的起动/停止控制指令和超限/故障等报警信号。控制指令的输出仍通过远程I/O端口接至现场各有关设备。自动控制功能、可以根据时间、液位及人为随机操作。
对自动化控制系统各功能的调试，1）检测功能调试：在系统的信号发生端施加模拟信号，在CRT上读取数据确认信号。模拟发出控制信号，检查各控制点、执行器的状态是否正常；2）连续控制功能调试，依系统组态工作单的要求设置各功能块（或内部仪表）的参数，对调节功能反应设定正反动作及PID等项参数。确认执行机构动作方向，进行执行机构从零点动作情况和全行程时间的调试；对系统的信号发生端施加信号进行控制、联锁、切换等项功能的调试；从控制单元发出控制信号，进行输出信号和测试软件的检查。3）计算功能调试，依系统组态工作单的要求正确设置运算式中的常数、系统项、并在系统各信号端加模拟信号，测试动作点偏差均应符合要求；4）控制功能调试，依系统组态工作单或报警点设定数据、模拟报警条件，并在系统信号发生端施加模拟信号，测试动作点偏差均应符合要求；5）顺控功能调试，依系统组态工作单（或程序）等，用模拟联锁条件的方法，并按时序进行顺控功能的调试。
四、泵站自控的信息传递
泵站现场主站PLC通过WAN传输系统，经过模拟电话网络与中央控制室上位机主站进行远程数据通讯，泵站现场采集的各有关电量信息和运行数据通过该远程拨号电话网络系统传至中控室上位机。中控室上位机发出的控制指令也将通过该电话网络传至泵站现场主站PLC，并进而通过远程I/O到达各有关设备。数据信息流和故障报警信息通过两条电话线路，两个拨号地址传输。
中控室上位机系统实现接收或下询基层泵站数据信息，并进行存储，调阅、查询和报表输出等工作，同时，通过运行监控系统软件向基层泵站发出控制指令。
五、泵站自动化控制系统基层站的运行
为方便泵站现场对工艺流程及设备状态的察看，及方便设置修改泵站运行参数，在泵站现场安装有触摸屏。根据工艺和设备状态要求进行相关的画面制做、系统组态、软件编程等。
主站PLC自动发出和接收对泵站各有关设备（水泵、格栅除污机、螺旋输送机、压榨机等）的控制指令和故障等报警信号。控制指令的输出通过基层站I/O端口接至现场各有关设备，对泵站有关设备的起动/停止进行自动控制，也可以根据时间、液位等因素进行人工操作。
六、结语
泵站机电设备使用自动化控制系统，可实现工艺和电气设备的准确监测和运行控制功能。从社会效益角度出发，可提高日常雨、污水排放的生产管理能力；从经济角度出，除了可以节约人工成本和减低工人劳动强度外，还大大提高了设备使用率，达到了节能减排的作用。泵站自动化控制功能的实现，简化了泵站设备的操作难度，通过强有力的控制和管理能力在每年汛期发挥着重要的作用。
合理的把自动化控制系统和机电设备有机的结合起来，运用到泵站控制管理功能上是今后城市雨污泵站发展的未来趋势，我们应进一步的开发自动化控制系统在排水领域的应用，为人民造福。