［摘要］針對污水泵站既有的就地啟動(dòng)柜，通過(guò)加裝監控設備、接入網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現了對污水池的污水水位、出口壓力、三相電壓、電流和工作場(chǎng)地視頻圖像的實(shí)時(shí)監測；可根據設定參數自動(dòng)起停電機，亦可接受遠程指令執行電機起停操作。本系統有效提高了泵機的利用率，降低了故障發(fā)生幾率，提升了城市污水泵站的智能管理水平。

［關(guān)鍵詞］污水泵站；變送器；安科瑞

1介紹

目前，國內三線(xiàn)城市的污水泵站仍主要采取人工值守，手動(dòng)控制，站點(diǎn)單獨運行的模式。伴隨互聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)的快速發(fā)展，排水泵站對升級自動(dòng)化控制等級，改善整體管理水平，提出更高要求。本文針對的是某城市的十處污水泵站，站內標配有污水泵三臺，功率均為55KW，安裝有就地起動(dòng)柜，起停方式為軟起動(dòng)起停。

2系統設計

本系統的終端監控設備結構框圖如圖１所示，該泵站終端監控設備通過(guò)交換機接入Intranet；通用控制器連接著(zhù)交換機的同時(shí)以CAN總線(xiàn)和分控制器通信，通用控制器以串口通信方式連接HMI；?？狄曨l監控設備接入交換機中；分控制器連接有液位、壓力、電壓、電流等變送器，通過(guò)A/D轉換讀取數據；分控制器的輸出繼電器與軟起動(dòng)器的控制回路相連接。

為*掌控污水泵的運行工況參數，本系統采用了Gems投入式液位變送器，模擬量輸出4-20mA，量程為0-1bar，經(jīng)分控制器A/D轉換后，映射為數字量0-800；采用了TRAFAG壓力變送器，模擬量輸出4-20mA，量程為0-1.5MPa，映射后對應數字量0-800；采用了開(kāi)合式霍爾電流變送器，25mm孔徑，輸出4-20mA，量程為0-300Ａ，映射后對應數字量０－８００；采用了單相交流電壓變送器，模擬量4-20mA輸出，量程為交流0-400V，映射后對應數字量0-800。以上變送器均采用DC24V供電。變送器輸出分別連接到分控器的模擬量輸入端A0-A7。為可靠實(shí)現遠程異地控制，分控制器的輸出繼電器Y0動(dòng)斷觸點(diǎn)串入軟起動(dòng)器的停止控制回路，分控制器的輸出繼電器Y1動(dòng)合觸點(diǎn)并入軟起動(dòng)器的起動(dòng)控制回路。

在安防設計方面，采用了?？低暤奈炇盗挟a(chǎn)品，基于螢石云SDK實(shí)現了PC端二次開(kāi)發(fā)接入本系統。開(kāi)發(fā)過(guò)程中，首先完成SDK庫和頭文件的加載；然后初始化OpenSDK_InitLib；接下來(lái)分配會(huì )話(huà)OpenSDK_AllocSession，同時(shí)注冊OpenSDK_MessageHandler回調函數；預覽功能實(shí)現需要打開(kāi)OpenSDK_StartRealPlayEx接口，MsgType==3(INS_PLAY_START)成功后，播放視頻畫(huà)面，使用StopRealPlay（Seld）結束播放?；胤殴δ艿膶?shí)現需要打開(kāi)OpenSDK_StartPlayBackEx接口，使用OpenSDK_GetOSDD-Time獲取回放時(shí)間點(diǎn)；在報警圖片推送功能上，使用Push_StartRecvEx(pushSecret)開(kāi)啟接收推送，從（sz-Content）解析出alarmPicUrl，以DecryptPicture獲取圖片內容，關(guān)閉接收推送調用函數Push_StopRecv()；以OpenSDK_FreeSession釋放會(huì )話(huà)?；谖炇疭DK實(shí)現了授權登錄、直播預覽、錄像回放、推送報警圖片的功能。為實(shí)現智能管理，通用控制器一方面通過(guò)Intra-net連接服務(wù)器，另一方面以無(wú)線(xiàn)方式接入TlinK云平臺，提供Web訪(fǎng)問(wèn)和手機端應用。Tlink平臺可以接收任意的數據協(xié)議格式，本系統配置的連接協(xié)議格式為：起始位：#JLJR；分隔符使用“；"；數據位14個(gè)字節，12個(gè)字節對應采集的數據，2個(gè)字節對應控制指令；數據長(cháng)度位1個(gè)字節；結束符：CRC8，配置為數據透傳模式。*站控制系統以標簽頁(yè)形式顯示每一處污水泵站的設備運行狀況，畫(huà)面如圖２所示。*站控制系統，能夠通過(guò)設定，自動(dòng)匯總泵站工況參數，生產(chǎn)統計報表。

3AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺

3.1平臺概述

安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計算到能效管理平臺的產(chǎn)品生態(tài)體系，AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺通過(guò)在污水廠(chǎng)源、網(wǎng)、荷、儲、充的各個(gè)關(guān)鍵節點(diǎn)安裝保護、監測、分析、治理裝置，用于監測污水廠(chǎng)能耗總量和能耗強度，*監測主要用能設備能效，保護污水廠(chǎng)運行安全可靠，提高污水廠(chǎng)能效，為污水處理的能效管理提供科學(xué)、精細的解決方案。

3.2平臺組成

AcrelEMS智慧水務(wù)綜合能效管理系統由變電站綜合自動(dòng)化系統、電力監控及能效管理系統組成，涵蓋了水務(wù)中壓變配電系統、電氣安全、應急電源、能源管理、照明控制、設備運維等，貫穿水務(wù)能源流的始終，幫助運維管理人員通過(guò)一套平臺、一個(gè)APP實(shí)時(shí)了解水務(wù)配電系統運行狀況，并且根據權限可以適用于水務(wù)后勤部門(mén)管理需要。

3.3平臺拓撲圖

3.4平臺子系統

3.4.1電動(dòng)機管理

馬達監控實(shí)現水務(wù)中電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，電動(dòng)機保護器能對過(guò)載、短路、缺相、漏電等異常情況進(jìn)行保護、監測和報警。*、準確地反映出故障狀態(tài)、故障時(shí)間、故障地點(diǎn)、及相關(guān)信息，對電機進(jìn)行健康診斷和預防性維護。同時(shí)支持與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現電動(dòng)機自動(dòng)或遠程控制，監視、控制各個(gè)工藝設備,保障正常生產(chǎn)。

3.4.2能耗管理

為水務(wù)搭建計量體系，顯示水務(wù)的能源流向和能源損耗，通過(guò)能源流向圖幫助水務(wù)分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區域。

將所有有關(guān)能源的參數集中在一個(gè)看板中，從多個(gè)維度對比分析，實(shí)現各個(gè)工藝環(huán)節的能耗對比，幫助領(lǐng)導掌控整個(gè)工廠(chǎng)的能源消耗，能源成本，標煤排放等的情況。

能耗數據統計采集水務(wù)中污水廠(chǎng)、自來(lái)水廠(chǎng)、水泵站等的用電、用水、燃氣、冷熱量消耗量，同環(huán)比對比分析，能耗總量和能耗強度計算，標煤計算和CO2排放統計趨勢。

能效分析按三級計量架構，分別進(jìn)行能效分析，契合能源管理體系要求，可對各車(chē)間/職能部門(mén)的能效水平進(jìn)行分析，同比、環(huán)比、對標等。通過(guò)污水處理產(chǎn)量以及系統采集的能耗數據，在污水單耗中生成污水單耗趨勢圖，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析，同時(shí)將污水的單耗與行業(yè)指標對標，以便企業(yè)能夠根據產(chǎn)品單耗情況來(lái)調整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

3.4.3環(huán)境監測

污水廠(chǎng)、自來(lái)水廠(chǎng)、水泵站等場(chǎng)所溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃氣體濃度展示和預警，保障污水廠(chǎng)、自來(lái)水廠(chǎng)、水泵站等安全運行。當可燃氣體或有害氣體濃度超標可自動(dòng)啟動(dòng)排風(fēng)風(fēng)機或新風(fēng)系統，排除隱患，保持良好的水處理環(huán)境。

3.5相關(guān)平臺部署硬件選型清單

電力監控、電能質(zhì)量、電動(dòng)機管理及配電室環(huán)境監控系統

應用場(chǎng)合（0.4KV）		產(chǎn)品	型號	功能
	0.4KV進(jìn)/出線(xiàn)		APView500	相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無(wú)功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓/電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動(dòng)/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點(diǎn)波形采樣、觸發(fā)及定時(shí)錄波，波形實(shí)時(shí)顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲，內存32G，16D0＋22D1，通訊2RS485＋1RS232＋1GPS，3以太網(wǎng)接口（＋1維護網(wǎng)口）＋1USB接口支持U盤(pán)讀取數據，支持61850協(xié)議
			APM520	該儀表采用交流采樣技術(shù)，能分別測量電網(wǎng)中的電流、電壓、功率、功率因數和電能等參數，可通過(guò)面板薄膜開(kāi)關(guān)設置倍率。帶RS-485通訊接口，采用Modbus協(xié)議;也可將電量信號轉換成標準的直流模擬信號輸出;或帶開(kāi)關(guān)量輸入/輸出，繼電器報警輸出等功能。
	電能質(zhì)量		ARC	測量I、U、Hz、cosΦ，具備過(guò)電壓保護、欠流鎖定、電網(wǎng)諧波過(guò)大保護功能,可控制電容器的投切，RS485/Modbus協(xié)議
			ANSVC	ANSVC低壓無(wú)功功率補償裝置并聯(lián)在整個(gè)供電系統中，能根據電網(wǎng)中負載功率因數的變化通過(guò)控制器控制電力電容器投切進(jìn)行補償,無(wú)功功率補償裝置采用散件組成方案，主要以電容電抗、投切開(kāi)關(guān)、控制器等組成。
			ANAPF	ANAPF系列有源電力濾波器通過(guò)電流互感器采集系統諧波電流，經(jīng)控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過(guò)功率執行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補償電流，并注入電力系統中，從而抵消非線(xiàn)性負載所產(chǎn)生的諧波電流。
電動(dòng)機保護器	電機回路		ARD3M	智能電動(dòng)機保護器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)保護器）適用于額定電壓至660V的低壓電動(dòng)機回路，集保護、測量、控制、通訊、運維于一體。其完善的保護功能確保電動(dòng)機安全運行，帶有邏輯可編程功能，可以滿(mǎn)足多種控制方式?？蛇x配不同通訊模塊適應現場(chǎng)通訊需求。該產(chǎn)品采用分體式結構，由主體、顯示單元、互感器組成，可適應各種柜體的安裝。具有許昌開(kāi)普研究院有限公司、繼電保護及自動(dòng)化設備質(zhì)量監督檢驗*檢測合格的型式檢驗報告證書(shū)和電磁兼容檢驗證書(shū)，
配套附件	0.4kV電流互感器		AKH-0.66	測量型互感器，采集交流電流信號
智能網(wǎng)關(guān)			Anet系列	8個(gè)RS485串口2kV隔離，2個(gè)以太網(wǎng)接口，支持ModbusRTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設備的接入，支持ModbusRTU、ModbusTCP、IEC-60870-5-104等上傳協(xié)議、支持多*不同數據服務(wù)要求，支持斷點(diǎn)續傳，裝置電源:220VAC/DC。
應用場(chǎng)合（配電室）		產(chǎn)品	型號	功能
環(huán)境監測	溫濕度		/	用于配電房溫度和濕度。工作電源：AC/DC85～265V工作溫度：-40.0℃～99.9℃工作濕度：0%RH～99%RH
	煙霧		/	光電式煙霧傳感;電源正極（DC12V）：+12V，繼電器輸出：常開(kāi)觸點(diǎn)
	水侵		/	接觸式水浸傳感器，監測變電所、電纜溝、控制室等場(chǎng)所積水情況，工作電源：DC10-30V工作溫度：-20℃~+60℃工作濕度：0%RH~80%RH響應時(shí)間：1s繼電器輸出：常開(kāi)觸點(diǎn)
	局方檢測		/	監測變壓器、開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)柜的局部放電
	門(mén)禁		/	常開(kāi)型；感應距離：30-50mm材質(zhì)：鋅合金，銀灰色電度干接點(diǎn)輸出
	攝像機		/	視頻監控
	開(kāi)關(guān)量模塊		ARTU-KJ8	8路開(kāi)關(guān)量輸入,8路繼電器輸出
智能網(wǎng)關(guān)			ANet-2E4SM	4路RS485串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC12V～36V。支持4G擴展模塊，485擴展模塊,可擴展16路。

4結語(yǔ)

本系統可實(shí)現自動(dòng)監測污水池水位、各污水泵出口壓力，出口壓力低或水位過(guò)高時(shí)，啟動(dòng)污水泵，出口壓力高或水位過(guò)低時(shí)，停止污水泵；具有啟停泵壓力值和水位值設定功能；同時(shí)可監測泵站內每臺泵的運行狀態(tài)、電機電壓，運行電流等工況參數；支持遠程異地控制污水泵的啟停；本系統提供視頻數據的播放、回看等安防功能。系統內所有監控數據經(jīng)光纖傳輸至站隊值班室，管理系統可對數據按照時(shí)間、站點(diǎn)、自定義等多種方式完成分析匯總。本系統可有效提高城市污水泵站管理水平，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。

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