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來源:武漢新烽光電股份有限公司 日期:2018-09-06 瀏覽:426次
泵站自動化控制系統是實現水利信息化的重要環節之一，能有效的提高泵站的可靠性、安全性、可維護性以及控制操作的自動化水平；能夠實時對設備操作和運行工況進行監視，消除設備運行隱患，確保主設備的完好率和可用性，減輕運行人員的勞動強度，達到“無人值班、少人值守”的運行管理要求，進一步提高泵站調度的及時性和準確性，順應我國水利行業運行管理現代化的發展趨勢。
泵站自動控制系統是以現地PLC主控制柜為核心，現場傳感設備及執行設備作為輔助設備，具有手動/自動方式的控制系統，泵站自動控制系統由控制單元(控制柜)、執行機構（水泵）、傳輸單元（光纖）和現場傳感部件（激光水位計）等設備組成?？刂茊卧刂乒瘢┖同F場傳感部件（激光水位計）之間通過光纖可靠連接，保證通訊連接的實時性和穩定性?，F地控制單元配置由自動/手動開關，用戶可以根據控制需要，通過轉換開關更改控制方式?，F地控制單元根據用戶設定的控制方式，可編程控制器預設的程序，以及現場傳感器（激光水位計）采集的實時水位數據可靠有效的控制水泵的啟、停，對供水點進行正常范圍內的水位供水。這樣的泵站自動化控制系統大大提高了灌區現代化管理水平，增加灌區的供水調度能力，確保灌區的科學安全運行。
第二章 技術引用規范和標準
《水利水電工程技術術語》 SL26-2012
《水文基本術語和符號標準》 GB/T50510-2009
《灌區改造技術規范》 GB/T50599-2010
《農村水電電力系統調度自動化規范》 SL/T53-93
《水利水電工程制圖標準電氣圖》 SL73.5-2013
《水利水電工程土工合成材料應用技術規范》 SL/T225-98
《村鎮供水工程技術規范》 SL310-2004
《水利信息化常用術語》 SL/376-2007
《水利水電工程水土保持技術規范》 SL575-2012
《水利水電工程防火設計規范》 SDJ278-90
《水利水電工程節能設計規范》 GB/T50649-2011
《農村水電供電區電力系統設計導則》 SL222-1999
《水利水電工程電氣測量設計規范》 SL456-2010
《水利水電工程廠（站）用電系統設計規范》 SL485-2010
《泵站施工規范 》 SL234-1999
《水文基礎設施建設及技術裝備標準》 SL 276-2002
《通信電源設備安裝設計規范》 YD 5040-97
根據各泵站、供水點分布多方面情況，確定現地系統結構主要考慮以下原則：
1)節電原則：設備選型中充分考慮減少或優選功耗小的設備，進而減少供電系統投資。
2)便于運行維護管理原則：自動控制系統盡可能優化設計，有利于故障排查和維修。
3)可靠和穩定性原則：由于工業現地環境較差，系統的可靠性至關重要，為此設備和器件充分選擇成熟產品。
4)節省投資的原則： 泵站系統位于供水池周圍，現場設備選用工業級產品，以減少建設投資和運行維護經費。
5)PLC 配置原則： PLC 是現地控制系統的核心部件，本系統采用配置一套PLC 主控制器，盡量優化PLC模塊數量，適量冗余。
泵站自動控制系統功能滿足當前業務需求，遵循在保障實用性的前提下強調先進性原則。通過利用成熟的控制技術、通信網絡搭建的控制系統，使系統切實可用并便于維護。
系統由控制單元（控制柜）、測量單元（激光水位計）、傳輸單元（光纖）、監控單元（觸摸屏）和執行單元（水泵）等部分組成，各層分別根據所在地性質不同完成相應的功能，實現泵站控制系統的可靠運行。
泵站自控系統整體設計圖
控制單元：是整個泵站自動化控制系統的核心，采用西門子可編程邏輯控制器，作為現地的主控制單元，它具有體積小、功能強大、工作穩定可靠、便于擴展的特點，能夠很方便地滿足現場信息采集、控制和計算功能。本單元通過I/O方式和網絡通訊方式接收外部信號，經過分析處理后將需要輸出的信號發給執行單元。
測量單元：采用的是激光式水位計，是一款精度較高的測量儀器，有效誤差為+3mm，便于安裝，能有效測量出供水點的實際水位，并具體支持MODBUSRTU 通訊協議的RS485通訊接口向遠方控制單元傳輸數據。
傳輸單元：采用工業級的光纖和光纖收發器將控制單元和遠方供水點的測量單元 完好的連接起來，實現信號無損傳輸。
監控單元：控制柜上的觸摸屏可以實時顯示供水點水位、水泵運行狀態、水泵運行電流和控制柜電壓大小等狀態以及對整個泵站自動化控制系統進行啟、停，手自動等操作。更清晰的監測和操作控制系統。
執行單元：泵站的水泵相當是供水點的動力裝置，由控制單元根據供水點實際水位控制水泵的啟、停。
PLC系統功能組成結構圖
?u 具有大容量程序存儲器，可用于要求很高的應用；
?u 在PROFInet 上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統；
u PROFINET 代理，用于基于部件的自動化(CBA）中的PROFIBUS ；
?u PROFINET I/O 控制器，用于在PROFINET 上運行分布式I/O；
?u能滿足標準機床、特殊機床以及車間應用的多任務自動化系統；
?u與集中式I/O 和分布式I/O 一起，可用作生產線上的中央控制器；
?u可用于大規模的I/O 配置；
?u 可用于建立分布式I/O 結構；
?u對二進制和浮點數運算具有較高的處理能力；
?u 組合了MPI/PROFIBUS DP 主/ 從接口；
u功耗：4W
?u 工作存儲器：512 Kb；
?u 裝載存儲器：8MB；
?u S7 計數器數量：512；
?u S7 定時器數量：512；
?u 時鐘存儲器數量：8，1 個存儲字節；
?u 數字量通道輸入：65536；
?u 數字量通道輸入：65536；
?u 模擬量通道：4096；
?u 模擬量通道：4096；
?u 接口內型：內置RS485 接口；
?u接口電源：200mA；
?u MPI 連接數量：32；
?u MPI 傳輸速率最大：12Mbit/s；
?u DP 主站傳輸速率最大：12Mbit/s；
?u DP 從站數量最大：124；
u尺寸：80 x 125 x 130；
u 重量：約460g；
u額定輸入電壓：120/230VAC 自適應；85~132V/170~264VAC
u電源緩沖時間：＞20ms(93/187V 時)；
?u 額定線路頻率：50/60HZ；
?u 額定輸入電流：2.3/1.2A；
?u 沖擊電流：＜22A（25℃）；
?u 額定輸出電壓：24VDC ? 3%；
?u 額定輸出電流：5A；
u特定效率：約87%；
u無線干擾抑制：B 級；
?u 防護等級：IP20；
?u環境溫度：0~60℃；
?u尺寸：60×125×120；
u重量：0.6kg；
Umin：12V，Umax：18V，應用：RS232，保護腳：1～9 腳，最大容通電流：340A，動作時間：<10ns，電容：<30pF。
頻率范圍：DC500MHz，最大承受功率：400W，電壓駐波比：〈1.1VSNR，
放電開始電壓、電流、次數：DC350V±20%、500A、500 次以上，阻抗：50，反應時間：50ns，輸入損耗：〈0.1dB。
u COM9101系列光纖轉換器，可用作RS-232/422/485點到點或點到多點的連接，可以在光纖中傳輸、轉換全/半雙工信號。采用光纖作為傳輸介質，提高了系統傳輸性能，有效的避免了惡劣環境下雷擊、浪涌和電磁干擾等對通信設備的威脅；最大通信距離可達2KM、10KM、20KM、40KM、60KM、80KM；使用標準的SC、ST接頭，光纖端口可連接各種尺寸的光纖線纜
u 性能指標 傳輸距離：2KM~80km
u 波 長：1310nm
u光纖接口：SC、ST接頭
u工作狀態：LED狀態指示燈
u傳輸速率：300pbs—115.2kpbs
u自適應工作模式：光纖至RS232/422/485雙向通信
u直流電源：DC9-30V ；400mA
u外形尺寸：110mm×70mm×26mm
u工作環境：溫度0-70℃、濕度≤90%(無冷凝)
u電氣接口
（1）RS485：支持A（DATA+）、B（DATA-）半雙工工作模式；
（2）RS422：支持TX+、TX-、RX+、RX-全雙工工作模式；
（3）RS232：支持RXD、TXD、GND三線全雙工工作模式。
u光纖接口
光纖波長： 多模：850nm、1310 nm
單模：1310 nm、1550nm;
u傳輸距離： 多模：2KM；
單模：10～60KM
u外殼：IP30防護等級，金屬外殼
u安裝：導軌、壁掛
u量 程：0-10m, 0-20m, 0-30m可選
u精 度：±3mm全量程
u分 辨 率：1mm
u探頭尺寸：Φ85x180mm(保護管外徑75mm)、Φ120x180mm(保護管外徑110mm)
u浮子尺寸：Φ65x103mm(保護管外徑75mm)、Φ96x173mm(保護管外徑110mm)
u保護管尺寸：外徑Φ75mm、外徑Φ110mm
u測量間隔：連續測量 或 定時測量
u供電范圍：DC 6-24V
u功 耗：測量<100mA(@12V),待機<9mA(@12V)
u儲存溫度：-30~65℃（無凝露）
u工作溫度：-20~60℃（無凝露）
u光 束 角：小于0.05°。
u盲 區：有源激光水位計<5cm
u供電電源：市電、自備電站、柴油發電機組
u三相交流：38 0 V（- 2 0%，+ 15%），5 0 H z；
u適用電機：一 般鼠籠式異步電動機（繞線電機可協議）；
u啟動頻度：標準產品建議每小時啟停不超過1 5次（根據負載)；
u冷卻方式：自然風冷；
u使用條件：CG R 10 0 0系列軟啟動器使用時必須配接旁路接觸器及必要的電機保護
u環境條件：環境溫度在-2 5℃～+ 4 0℃之間；
u濕度9 5 %（2 0℃ ±5℃）， 無凝露，無易燃、易爆、腐蝕性氣體，無導
u電性塵埃；室內安裝，通風良好； 震動小于0. 5 g。
u海拔超過2 0 00米，應相應降低容量使用。根據電機的實際額定電流，在降容使用時請重置軟啟動器的額定輸出， 以保證各種控制參數和故障保護的準確性。
u供電電源：三相交流：
（7）觸摸屏
u顯示：TFT 液晶顯示（LCD）64K 色；
u尺寸：10.4 英寸；
u 分辨率：640×480；
u無故障時間：50000 小時；
u 供電電源：24VDC；
u 電壓允許范圍：20.4～28.8VDC；
u 認證：FM Class 1 Div 2, CE, UL, C-Tick, Ex-Zone 2/22；
u防護等級：IP65(前面)，IP20(背面)；
u操作溫度：0～50℃；
u存儲/運輸溫度：-20℃～60℃；
u最大相對濕度：90%；
u時鐘：硬件時鐘；
u 前面板尺寸：325×263；
u 開孔尺寸：310×248；
u用戶內存/可選內存/自選內存：6MB/1024KB/64KB；
u接口：串口/MPI/PROFIBUS DP，PROFINET，USB，CF/MMC/SD 卡
u報警數量/報警級別：4000/32；
u畫面數：500
泵站監視系統技改方案：上一篇
泵站監視系統解決方案：下一篇
