今日頭條
官方微信
官方抖音
案例頻道摘要：針對泵站自動控制系統運行的一般特點, 提出了采用 ABB AC500系列可編程控制器在泵站監控系統中的應用方案，該方案成本低,管理、維護和操作簡單易行。工程實踐表明，采用ABB AC500系列可編程控制器組建工程項目能獲得高可靠性、高性能、高性價比等優點，具有較好的經濟效益。
0 概述
通常泵站(如輸水泵站、污水泵站、海水淡化泵站、灌溉、沖洗泵站等)配置有動力、電氣、檢測等機電設備系統，控制邏輯復雜，體系結構龐大，管理要求嚴格。泵站計算機監控系統是集監視、控制、測量、保護、管理等于一體的計算機綜合自動化系統，主要對全站泵組、電氣系統、公用油、水、氣系統、閘門控制系統、勵磁系統及直流系統進行有效監視和控制，保證泵站更加安全、可靠、經濟地運行，實現泵站“無人職守、少人值班”的目標，并能通過網絡實現將泵站運行數據和狀態實時上傳至上級主管部門。
基于ABB AC500系列PLC的泵站監控系統，實現了穩定、可靠、實時的泵站監控和管理，對整個泵站系統的控制操作、數據采集和信息的實時性、準確性、完整性和統一性。
1 控制原理
由于水泵電動機的直接起動和停車都將引起轉矩突變而導致水流沖擊和電流沖擊。水流沖擊使水泵系統產生喘振和噪聲，嚴重時使管道和管道支架振動，甚至使管道和閥門破裂；電流沖擊則有可能危及接觸器等電器設備安全，另外沖擊電流可轉化為沖擊轉矩，影響傳動機械的使用壽命。采用軟起動器取代常規起動裝置解決上述問題，為了減少設備投資，提高軟起動器的利用率，可采用以ABB可編程控制器(PLC)為控制核心的、一臺軟起動器控制多臺電動機的接線方式。某典型泵站的單臺多機式接線如圖1 所示。
圖1 單臺多機式接線圖
控制過程如下：采用ABB AC500系列PLC作控制系統核心，可靈活地控制泵站的水泵電動機組的運行，不僅可實現嚴格的一定順序的機組起停控制，也可由現場值班人員根據實際需要確定起停機組、起停臺數、起停次序。操作簡單、快捷。
2 系統組成
本泵站監控系統采用分層分布開放式系統，設泵站級和現場控制單元組。泵站自動化監控系統由1個泵站控制室、10個現場控制單元組成。現場控制單元主要設備為ABB AC500系列PLC，分別對9泵機組及1套輔助設備的運行工況、狀態、參數進行采集，并根據操作規程及經濟運行工作情況進行分散控制；泵站控制室對整個泵站控制系統進行集中管理。泵站控制室監控系統與現場PLC控制站之間通過高速的、實時的工業以太網進行數據通訊。通訊速率為100Mbps，傳輸介質為光纖。如圖2所示。
圖2 泵站監控系統拓樸圖
系統泵站控制室配置2套主機兼操作員工作站、1套工程師站、1套通訊處理計算機、1套語音報警設備、網絡交換機和光電轉換設備、兩臺網絡激光打印機、1套GPS時鐘系統、1套中控室控制臺。其中，兩臺操作員工作站互為熱備方式工作，對整個泵站監控系統的數據庫維護和管理工作（正常時，一臺為主機，完成監視控制任務，另一臺為備用，可進行正常監視；當主機故障或退出時，備用站可自動或手動升為主站工作，完成監視任務。）
2.2 泵站現場控制單元
暗渠泵站監控系統共有10套現場控制單元，其中泵組9套（每臺泵組設置1套），公用1套。每套泵組的主要設備采用ABB公司AC500系列PLC，配置一臺10.4’彩色觸摸屏為人機接口設備，安裝1套主泵電機微機繼電保護裝置，1套微機溫度巡檢與保護裝置，1套多功能智能電度表，以上設備與PLC進行通信。
泵機組PLC設置手動、自動閉環葉角調節控制操作設備（包括空氣開關和接觸器等），安裝手動控制按鈕，電源、數字顯示儀表、繼電器等，數字顯示儀表用于顯示多個水位、壓力、調角機構油溫、葉角等測量值，PLC具備以太網接口，通過100Mbps 工業以太網與泵站控制室上位機進行數據通信，通信介質采用光纖，泵組PLC布置在泵站主廠房。
3 系統功能
泵站自動化監控系統功能包括實現對各泵機組及輔助設備的運行參數、電氣參數和設備運行狀態進行監測、控制、聯鎖和報警，以及報表打印，通過使用在主站和遠程站間的一系列通訊鏈，完成整個泵站所必需的數據采集、順序控制、回路調節、數據通訊、時間控制及上位監視和管理作用。同時，還承當泵站計算機監控系統與遠方調度中心的通信連接。
? 數據采集：系統自動采集整個泵站內各現場控制單元的各類實時數據；
? 安全運行監視：包括泵站設備的狀態、趨勢分析、越限檢查、事故順序記錄等；
? 機組運行工況
? 機組輔助設備運行工況
? 斷路器、隔離開關及接地開關位置
? 公用設備運行工況
? 站用電運行工況
? 線路和母線運行工況
? 其它重要參數量等等
? 控制與調節：各泵機組起動和停機、出水閥的開啟與關閉控制等；根據給定的流量設定值，按集水池水位和機組工況確定機組開停臺數及其最優組合，能實現閉環調節和開環指導等，實現全系統的優化運行。
? 系統自診斷與自恢復：系統具備自診斷能力，運行時對系統的硬件及軟件進行自診斷，并指出故障部位的模件。并且可通過CPU上的液晶顯示代碼為操作者快速解決出現的問題，具有自恢復能力。
? 事故分析處理
? 統計和制表打印
4 結束語
該解決方案實踐結果表明: 基于ABB AC500系列可編程控制器的泵站監控系統運行穩定可靠、操作簡單，圓滿地完成了用戶提出的控制要求，提高了泵站的運行效率。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號