污水泵站自动化运行研究

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【摘要】随着城市化进程的加快，污水泵站作为城市运转的一个重要组成部分，成为了推进我国城市化发展有着重要意义。自动化技术的应用也使得污水泵站有了新的发展方向，本文通过对污水泵站自动化运行的研究，介绍了自动化技术在污水泵站的应用。

【关键词】污水泵站，自动化运行，研究

中图分类号：R123文献标识码： A

一、前言

污水泵站对污水的处理是一个复杂的过程，自动化技术在污水泵站的应用对于提高污水处理效率，推进污水泵站的科技化进程有重要作用。实现污水泵站的自动化运行也是时代赋予其发展的要求。

二、污水泵站的现状

污水泵站担负着城市雨、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。

我国的污水泵站现在均为人工操作，设专人值班，随着改革的深入，这种管理模式和运行方式不适应发展的需要，暴露出诸多问题：

1.操作复杂，工人劳动强度大。

2.集水池水位难以按要求控制，易造成排水外网污水自流不畅、管线堵塞，检查井坍塌以及泵体气蚀等问题。

3.易发生淹电机事故。

4.运行管理费用高。

三、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。

四、污水泵站自动化控制系统硬件设计

电路设计的主要思想是：确保核心控制部件（主要是PLC和触摸屏）的安全。一方面原因是这部分的产品价格比较昂贵，另一方面因为这部分是各种现场信号集中的地方，这些信号分布在现场不同的地方，多数又和现场的强电控制电路或动力线分布在一起，这样就有可能由于接线失误、电缆间感应、设备故障或其他复杂原因导致某一信号线带有强电，使得这些核心部件烧毁，从而使整个控制系统崩溃。

基于以上考虑，设计的时候采取了以下措施：

1.PLC开关量输入、输出通道全部用小型继电器与现场信号隔离。

2.PLC模拟量输入通道采用专门的过程信号隔离端子隔离，不仅起到保护设备的作用，还提高了信号的抗干扰能力。

3.控制柜的220V电源采用隔离变压器隔离，防止电网的冲击。

4.使用3块独立的24V开关电源模块分别为触摸屏、开关量信号电路、模拟信号电路供电。

5.输出到现场的控制信号加保险丝。

由于人机界面安装在PLC控制柜前面板，因此控制柜采用前面板固定、后开门方式，PLC置于前面板内侧，隔离变压器安装在下侧，所有配电电路、开关量输出信号电路布置在控制柜左侧，开关量输入信号电路、模拟量输入信号电路布置在右侧，柜顶装有排风扇和照明灯，照明灯开关装在门上，门开则灯亮。整个控制柜布置美观、合理，既保护了设备，又提高了系统的可维护性。

四、污水泵站自动化系统主要设备测控设计

PLC的数字量输入模块采集污水泵和雨水泵的运行工况。主要的监控内容有：通过对格栅机采用定时方式，启动格栅除污机，以清除、处理附着在格栅上的污物；通过PLC，污水泵将根据泵的状态、水位、污水量、电网状况等工况自动启闭；各台电机、水泵都有手动和自动两种控制方式，泵站的水泵控制开关柜要有就地控制和远程控制的功能；通过水位差的检测，自动循环投入各台泵电机，使每台泵站都能处于工作状态；利用装有组态软件的上位机，对整个泵站进行动态监控管理、故障报警。

1.格栅自动控制

回转格栅清污机自动控制采用时间控制和水位控制。1时间控制：根据所设定的时间，控制格栅进开停。2、液位控制：根据所设定的液位值，控制格栅开停。格栅启动时，先启动螺旋输送机和螺旋栅压榨机，格栅停止后延迟一段时间再停螺旋输送机和螺旋栅压榨机。任何一台格栅启动时，均启螺旋输送机和螺旋栅压榨机。通过监控管理系统可以设定水位值，格栅运行、停止的周期

2.潜污泵自动控制

潜污泵自动控制是通过水位测量仪检测水位值，当水位升高时，控制潜污泵依次逐台启动，水泵的启动顺序按累计的潜污泵运行时间从小到大排列。当水位降低时，控制水泵依次逐台停止，顺序与之相反。同时自动累积潜污泵运行时间，实现水泵的自动轮值，保证潜污泵总是处在最佳运行状态。

3.视频监控系统

污水泵站作为城市的公用事业单位，它管理的好坏直接影响着人民的正常生活和污水厂的社会效益，为使污水泵站生产安全可靠的顺利进行和污水泵站自身的安全，因此建立一个现代化的闭路监控电视系统是十分必要的，它能监视污水泵站的生产区，观察生产工艺中的效果及意外事故的发生，以便即时采取措施进行补救，防患于未然，监视围墙，进行防偷防盗，保证污水泵站自身的安全可靠。

4.故障处理程序

该功能块主要是处理各种报警和故障，用于在发生故障的情况下保护系统的安全运行。

该功能块包含对可预见的事故（故障）发生后的最优处理。诸如通讯中断后的设备保护，不正常操作的识别和保护，紧急液位的处理、设备故障发生的处理等。

5.防雷系统

雷击一般分为直接雷击、感应雷击、地电位反击等多种形式。直接雷击的电效应致使落雷点及附近区域（据统计，可以是一个相关广泛的区域，在落雷点的1.5公里范围内都可能受到影响）的电气、电子线路和微电子设备遭到严重破坏。感应雷击涉及的范围很广，对微电子设备，特别是通讯设备和电子计算机网络系统的危害最大；据资料显示，遭雷击损坏的微电子设备，85％以上是由感应雷引起的。同样，由于操作不慎，当过电压加入信号端时同感应雷击一样，可以间接损坏微电子设备。

五、结束语

综上，污水泵站自动化的实施对于提高工作效率，节省工作时间都有着重要作用，并且还能使得污水处理变得着实有效。随着自动化技术的改进和发展，污水泵站自动化的水平会有一个更快更好的发展。

参考文献：

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