1杭州萧山供水有限公司 浙江杭州 311200；2杭州萧山环境投资发展有限公司 浙江杭州 311200
摘要：本文阐述在萧山高海拔多级供水泵站中自动控制技术的应用。通过以西门子PLC为核心，实现对泵机、变频器等现场受控设备的手动、自动和远程中控控制，实现萧山高海拔多级泵站供水系统自动控制和无人现场值守，提高地区供水保障的能力。
关键词：PLC；变频器；水泵控制；多级输送
一、引言
为解决萧山高海拔农村偏远地域季节性缺水问题,采用变频驱动无人值守小型泵站，在高海拔水池自备水源断水时，通过管道泵多级加压，将市政自来水注入高位水池，解决用水困难。
二、整体设计
整个系统由远程监控系统、泵站现场PLC系统、水池现场RTU三个分系统组成。远程监控系统在泵站20公里以外调度中心，泵站现场PLC系统、水池现场RTU系统分布在高海拔山区现场。调度中心、加压泵站、水池间距离较远，用电缆敷设成本高昂，因此采用GPRS或CDMA无线传输。
因各加压泵站泵机开停与水池水位、上下级泵站间有密切联系，运行时加压泵站间，加压泵站与水池间要进行可靠数据交换，故在远程监控系统设置集中数据中转。
开泵自控设计：泵站自动监测其直接供给的水池水位及下一级泵站状态，当对应水池水位低于设定水位或下一级泵站需要供水时，触发一个需供水标志，并将该标志发送到前一级泵站。如此时该泵站满足开泵条件时（进站压力，无故障等），自动开启该泵站。最前一级泵站（1#泵站）开泵条件需在允许开泵时间段，避开供水高峰。
停泵自控设计：每个泵站对应的水池水位高于设定水位并且下一级泵站不需要供水时，清除需供水标志，将该标志发送到前一级泵站，自动停泵。最前一级泵站（1#泵站）如进入不允许开泵时间段，将自动停泵，停泵后出站压力下降，下一级泵站进站压力低于允许开泵压力，下一级泵站也自动停泵，逐级向后传递。
三、系统实施
1、远程监控系统
远程监控系统作为整个系统的中枢，负责所有工艺设备的控制和管理，同时也是管理人员监视和操作的平台。本系统采用目前国内主流，稳定可靠便于操作又有良好人机界面的西门子WINCC6.0组态软件。
通过西门子WINCC6.0组态软件实现远程监控系统的动态图形及实时数据显示，使管理人员能够掌握整个系统工艺流程、设备运行状态等数据，实现从总图到详图多层次监控。管理人员在调度中心可远程下达开/停命令，画面上显示操作顺序图，以不同颜色标明执行步骤。
2、泵站现场PLC系统
高海拔多级泵站供水系统有多个加压泵站，每个加压泵站有2-4台泵机组成，我们选用西门子PLC S7-200和 AB（FLEX400）变频器作为泵站现场PLC系统核心。
2.1西门子PLC S7-200优势：⑴A/D、D/A转换精度及转换速度高，转换速度高为125us，同档其他厂家PLC转换速度为ms级不能满足需求。⑵CPU运算速度快，指令丰富，具有浮点、指针、PID运算、中断、PWM脉冲输出等功能，适应现代控制要求。⑶输入/输出点多、响应快，适应实时控制要求，通讯组网能力强，配2个232/485通讯口。⑷可靠性高，将CPU、IO、通讯模块高度集成简化结构。⑸高性价比，模拟量模块每路不到300元。
2.2AB（FLEX400）变频器优点：内置辅助电机控制功能，允许PowerFlex400变频器控制1台电机和额外1-3台直接在线启动电机。
2.3水泵控制三种模式：手动、自动及中控。不论何种方式，三种控制方式优先级顺序为手动、自动、中控。自动、中控运行方式之间切换采取“申请优先”方式，通过程序实现无扰动切换。当现场设备控制开关在自动控制时，系统置于中控、自动模式。此时远程监控系统发送中控命令到PLC，现场即处于中控模式，PLC接收远程监控系统发送的命令操控设备，PLC只有对中控命令选择的保护功能起自动保护功能，其他只是做监控功能。远程监控系统发送自动命令到PLC，系统即处于自动模式，进入无人值守模式。
3、水池现场RTU系统
高位水池远离村庄，虽有市电接入但保障性较差，我们采用低功耗RTU系统，同时用太阳能加后备电池供电方式给以保障。RTU系统监测水池的液位，将液位信号发送到调度中心，经其转发到对应加压泵站，用来控制泵机开停。
四、效果及前景
调度中心远程监控高位水池、进站压力、加压泵组工作状态、出站流量、出站压力等，实现对泵机、变频器等现场受控设备的手动、自动和远程中控控制，实现萧山高海拔多级泵站供水系统自动控制和无人现场值守，保障高海拔地区供水，解决地区用水困难。
萧山高海拔多级泵站供水系统自控技术的成功应用，表明自控技术在多级加压泵站领域的优势，展示了现代化自控技术有利提升供水精细化管理、增强泵站联合运行能力，显示了在中小型供水泵站广泛的应用前景。
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[4]雷霆.PLC在城市小型供水泵站中的应用[J].自动化技术与应用.2016,35 (10) :76-79
作者简介：
洪卫（1968—），女，浙江杭州人，中级职称、研究方向：自动化研究及应用。吴国伟（1979—），男，浙江杭州人，中级职称、研究方向：自动化控制技术研究及应用。
论文作者:洪卫1,吴国伟2
论文发表刊物:《防护工程》2017年第4期
论文发表时间:2017/7/7
标签：泵站论文; 水池论文; 现场论文; 系统论文; 监控系统论文; 中控论文; 水位论文; 《防护工程》2017年第4期论文;