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1、XX排水管理处泵站自动化系统解决方案1. 项目背景排污提升泵站是城市排污系统最主要的节点，也是城市水污染防治和城市排污防涝的骨干工程，担负着收集城市生活和生产污水，并及时排放的任务，是保证城市正常运转的生命线。随着城区规模不断扩大，XX污水管网也在不断增加，这就给城市给排水系统提出了更高的期望和要求。目前，全市污水排水管理在管理和运行上面临一定的难度。首先，排水管理泵站点多面广，造成人力资源的严重短缺；其次，泵站一站式管理，在管理方式及安全上存在诸多隐患；第三，增加维护人员造成管理成本加大；第四，给全管网带来调度运行和管理控制的难度，遇到突发事件难以及时响应和处理；第五，各泵站的现实情况，造成
2、各泵站运行维护成本高，工作强度大。为切实解决以上问题，提高城市污水排放自动化控制能力，同时提升生产控制、管理水平建立一套完整的雨（污）水泵站自动化系统已成为非常迫切的事情。2. 目标及建设原则2.1项目目标通过本系统建立一套覆盖全市的雨（污）水泵站自动化系统，从根本上改变排水管理的工作方式，能够极大地提高工作效率。建立和完善各排污泵站自动监测体系，逐步建立覆盖全省的污水排放预警监测网，实现排污泵站的自动化管理和科学协调、综合调度。2.2建设原则在本项目建设过程中，将遵循以下原则： 先进性与适用性系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用简便易用，容易掌
3、握，适合本项目特点。该系统汇聚当前众多先进技术，体现了当前自动化控制技术与网络技术的最新水平，适应系统发展的要求。 经济性与实用性充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。 可靠性与安全性系统的设计具有较高的可靠性，在系统故障或发生紧急情况后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。 开放性以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边环境的具体状况
4、灵活组合，可实现泵站的远程控制。 灵活性和扩展性系统设计中考虑到技术的发展和系统更新、扩充及升级的需要。预留本项目的系统扩展和功能接口。该项目设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口。 追求最优的系统配置在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以降低系统整体造价。3. 解决方案3.1建设思路本系统的建设思路是：总体规划、分步实施。大体分以下步骤建设：1、 建立针对各雨水、污水泵站的现场监测系统根据泵站的实际情况，建立泵站现场环境监测、水位监测；设置现场数据PLC、能够读取各种数据，
5、设置系统实时自动管理；能够根据需要自动开启排污栅栏，自动启动排水水泵。第一阶段实际意义：建立初步排污泵站自动化管理系统，逐步取消人工干预，减轻人工工作强度。2、 构架统一城市排水网络构架在完善各泵站自动化控制的基础上，统一规划全市试点排水网络架构，建立覆盖所有泵站及主要排污管道的视频监控系统，建立全市污水排水调度监测中心，做到自动监测（控制）和视频监控管理相结合。第二阶段实际意义：建立排污泵站管理运维体系，建立排污泵站监控调度中心，逐步减少人工现场巡检次数，基本实现泵站无人值守管理模式。3、 建设统一的城市防汛监测体系在前期工作基础上，不断完善现场泵站各类监测设备，逐步实现全市排污泵站自动化管
6、理和统一的视频监控体系。依托数字太原大平台，基于物联网应用技术建立雨水、污水预警监测系统，建立覆盖全市的雨污水泵站防汛信息平台。实现城市污水排水管理新模式。3.2技术架构3.2.1近期目标近期目标是通过本项目建设，实现第一批21个试点泵站的无人值守，操作控制权将全部上移至控制中心统一调度，统一进行业务流程重组。一期目标的实现可以最大化的节约人力资源，提高运行效率，降低成本，同时使运行的安全性、可靠度进一步加强，实现设备远程控制、远程管理的目的。排污泵自动化改造工程分为以下系统：中控室上位机系统，负责自动化全系统的检测、控制、响应，并能生成各生产报表供相关人员查看。泵站PLC控制系统，通过现场设
7、备及操作PLC，实现手动、自动、遥控三种控制方式。通讯系统借助电信运营商网络或VPN光纤广域网络进行对点通讯。安防系统，对泵站现场情况及设备运行情况进行监视并录像，为泵站安全运行提供保障，防止人为破坏及事故预防。根据泵站的实际情况，建立泵站现场环境监测、水位监测；设置现场数据PLC、能够读取各种数据，设置系统实时自动管理；能够根据需要自动开启排污栅栏，自动启动排水水泵。试点泵站系统现场条件见附表。3.2.2 结构设计在各个排污泵站采用分布式计算机控制系统，泵站控制以分散控制、集中管理的方式进行设计。系统整体设计采用分层结构，分别包括：基础控制平台层、通信应用调度层、系统数据管理层和生产质量分析
8、层，其中基础控制层是整个系统的基础和关键。控制功能软件是现场控制器的主程序，实现泵站无人职守下的全部控制功能，包含程序初始化、远程遥控、参数修改、水位自控、设备运行及事故应急等多种功能，其特点是集数据采集、通信、遥控、自控于一体，完成各种参数的自动巡回检测，进行数据整理、运算、存储、输出、报警，与远程控制中心通过VPN 通信方式构成广域通信网，实现远程通信和控制。控制功能系统具有以下功能：（1）采集泵站数据：压力、水位、水位差、流量等。（2）控制泵站设备：水泵运行、电动闸阀动作、格栅启停等。（3）水泵运行管理：根据水位变化和设备状态，结合设备运行时间，自动调整水泵运行顺序。（4）实时通信校正：
9、解释、执行中控室的遥控指令。（5）故障应急处理：对故障源定位、报警和处理。（6）模糊控制判断：根据不同水位区域，结合水位变化率，准确判断水泵投运数量。3.2.3 安防系统在各泵站安装设置红外对射报警和视频监控装置，可以起到视觉预警，同时达到防盗作用，通过VPN通信接入监控中心数字化图像监控工作站，进行报警显示、记录和录像，监视污水泵站设备安全和水位实况。3.2.4 虚拟编程在泵站水泵运行顺序控制方面，我们设计的思想是当一台泵起动时，真对本次运行时间进行计时，同时将其加到累计运行时间上，并按每个泵的累计运行时间进行排序，按排序结果置相应的起动序号。当系统根据模糊控制器的输出判定需要起动泵时，程序
10、检测相应的起动序号，按起动序号起动相应的水泵，停止序号的设定在起动时也同时完成的，即起动每一台泵时，按顺序也同时设定其停止序号，以保证先启的泵先停，后启的泵后停，避免一台或数台水泵长期工作，其他水泵闲置的情况；因此，当出现某一台泵故障时，自动控制程序会跳过该泵而正常运行控制，增强了自动程序的故障处理能力。由于控制器CPU 的局限性，在进行复杂控制时对控制器资源要求很大，会造成CPU 不必要的负担，为此我们在编程过程中把程序虚拟化，只考虑出现的情况，不进行全部设备优化。3.2.5预警监测平台在各泵站监测管理的基础上，逐步建立覆盖全市的污水排水预警监测系统。在该系统中采用统一系统架构、统一平台、统
11、一设计的模式进行整体设计。排水监测预警平台是城市排水预警系统数据信息处理和服务的核心，整个系统由计算机网络、数据库、应用系统组成，主要功能包括信息汇集、信息服务、预警信息发布模块等。污水排水监测预警系统结构针对城市排水预警系统实际需求和特点，结合XX污水排水管理处的实际现状，我们提供一套完整、可靠、实用、方便的整体解决方案：它由一体化泵站自动监测站、污水水位自动监测站和中心站（分中心站）组成。系统构成如下图所示： 污水排水监测预警设计总体示意图系统采用了自动监测和人工监测方式灵活布置污水排水站点，进行雨量、水位数据收集和上报，其通信系统可借助数字太原的平台通信方式，在本地可通过无线传输和预案设
12、定的报警级别实现分级声光告警，中心站（分中心站）通过多通信信道接收数据，并支持基于网络的远程查询及传真、短信发布、无线语音广播等发布方式。 4. 整体预算针对近期目标结合本项目实际情况，项目一期建设费用预算如下：1、 一期项目费用项 目 实 施 成 本 预 算 审 批 表预算名称：XX排水管理处泵站项目实施成本预算合同金额： 实施成本预算：￥99,173.30 预算时间交工日期:科目金额备 注直接材料￥60,630.00 安装调试费￥19,860.00 税金费用￥13,683.30 其它费用￥5,000.00 2、 泵站设备报价序号名称规格型号单位数量单价金额供货商货期备注合计：￥60,630
13、.00 1辅材套14200 4,200 2柜体（H*W*D）2200*800*600台14300 4,300 施耐德3CPU模块DVP32EH00R2-L(16DI和16DO)块13980 3,980 台达4模拟量输入模块DVP04AD-H2 (4AI)块21628 3,256 台达5以太网模块DVPEN01-SL块12880 2,880 台达6交换机KIEN1005 5个电口台13600 3,600 东土7触摸屏台118600 18,600 台达8互感器600/5个6380 2,280 彼爱琪9多功能电能表ACR120E套24380 8,760 上海安科瑞10电流变送器WS1526个4200
14、 800 浙江威盛11超声波液位计AR8000套21900 3,800 上海安锐12开关电源S-250-24个1342 342 明纬13中间继电器套1680 1,280 魏德米勒14断路器C65N 2P C6A个1190 190 施耐德15断路器C65N 2P C10A个8142 1,136 施耐德16断路器C120H 4P C20A个1126 126 施耐德17端子ZD2.5个1009 900 魏德米勒18端子标记条DEK5/5.5Plus MC NE个1002 200 魏德米勒3、 二期建设预算二期建设费用包括调度中心机房建设、网络建设及租赁费用、视频监控系统建设，预计费用约400万左右。
15、5. 系统意义本系统的建立将适应城市发展，随着城区面积的增加，污水泵站会不断地增加，本系统建立后，可以及时反馈各泵站运行信息和泵站现场情况，协调污水的排放关系，有利于管理处的整体节能降耗工作。减少管理费用。同时，各泵站将减少人工值班和日常维护工作，泵站的日常值班人员将腾出更多的精力处理更重要的事情，从而减轻了工作强度，提高了工作效率。规范了科学化操作、强化了人性化管理。预警监测平台的使用，将帮助排水管理处监控中心科学掌握污水排放规律，合理定制各污水泵站的启动时间，使流入污水厂的水量均衡，避免同时大量排水，提高运行的安全性、可靠性，运行质量、响应时间可以大幅领先于人工操作，同时，在减灾防灾、应急处理中发挥积极的作用。
