面向山西大水網(wǎng)供水工程自動(dòng)化系統(tǒng)開發(fā)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和儀表自動(dòng)化的飛速發(fā)展，供水工程運(yùn)行實(shí)現(xiàn)無人值守或少人值守已經(jīng)成為時(shí)代發(fā)展的必然要求。因?yàn)楣┧こ痰倪\(yùn)行和控制的設(shè)備復(fù)雜，電氣設(shè)施、機(jī)械設(shè)備和相應(yīng)輔機(jī)設(shè)備的操作缺一不可，所以安全的操作與控制對(duì)于供水工程來說是至關(guān)重要的。但是僅僅依靠工作人員巡回人工采集儀表的顯示數(shù)據(jù)及對(duì)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場手動(dòng)控制難以保證整個(gè)工程的安全運(yùn)行，并且工作人員長期保持一種勞動(dòng)強(qiáng)度大，思想高度集中的狀態(tài)，機(jī)組的潛在隱患很容易被疏漏。如何確定機(jī)組在

2、某一運(yùn)行工況下是否高效，能否通過在計(jì)算機(jī)上設(shè)定程序而使機(jī)組運(yùn)行過程中將安全事故發(fā)生的概率降到最低等問題，是擺在供水工程自動(dòng)化運(yùn)行前的重要課題。而供水工程綜合自動(dòng)化運(yùn)行與監(jiān)控系統(tǒng)是集控制、保護(hù)、運(yùn)行與管理于一體的系統(tǒng)，通過自動(dòng)監(jiān)控、運(yùn)行優(yōu)化和故障診斷可以大大提高供水工程的運(yùn)行安全與效率。
　　 本論文面向山西大水網(wǎng)供水工程自動(dòng)化建設(shè)，以太原理工大學(xué)211建設(shè)3期工程供水實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化運(yùn)行與監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)為依托，在系統(tǒng)分析國內(nèi)外自動(dòng)化

3、系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，分析了目前國內(nèi)供水工程自動(dòng)化系統(tǒng)存在的主要問題，重點(diǎn)從供水工程自動(dòng)化的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建、監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，參數(shù)測(cè)量技術(shù)、硬件選型與電路設(shè)計(jì)，軟件編制，試驗(yàn)研究等幾個(gè)方面進(jìn)行了研究。整個(gè)系統(tǒng)用分層、分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了面向?qū)ο蟮淖詣?dòng)化設(shè)計(jì)理念，把整個(gè)供水系統(tǒng)的液位測(cè)量、流量測(cè)量、壓力測(cè)量、水泵控制、閘門控制、電氣保護(hù)等功能全部納入其中。
　　 論文主要研究內(nèi)容包括：從實(shí)驗(yàn)室功能需求和實(shí)際情況出發(fā)，搭建實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；監(jiān)控系

4、統(tǒng)結(jié)構(gòu)；進(jìn)行硬件選型；對(duì)多種信號(hào)采集方式的比較和從實(shí)驗(yàn)室的具體實(shí)際情況出發(fā)，采用集散式監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過以太網(wǎng)通訊方式實(shí)現(xiàn)上位機(jī)及PLC系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信號(hào)傳輸；開發(fā)組態(tài)軟件人機(jī)界面；利用VB程序編制仿真模擬軟件，將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，分析其誤差產(chǎn)生原因，進(jìn)行系統(tǒng)可靠性分析研究；通過自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量閥門特性曲線的試驗(yàn)，檢驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性。本系統(tǒng)在硬件技術(shù)層面上選擇的是成熟的、可靠的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)備，具有良好的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性和較高的

5、性能價(jià)格比；軟件技術(shù)層面上選用的是成熟可靠的系統(tǒng)軟件、支持軟件和應(yīng)用軟件；操作系統(tǒng)采用的多任務(wù)實(shí)時(shí)控制的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫響應(yīng)速度快，可靠性好，使用方便；軟件系統(tǒng)具有自診斷功能，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身故障并指出，采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于擴(kuò)充功能和修改參數(shù)、畫面和操作流程。
　　 太原理工大學(xué)供水工程實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、水泵、閥門自動(dòng)控制、連鎖與報(bào)警、過程參數(shù)就地?cái)?shù)字顯示、電機(jī)軟啟動(dòng)與軟停機(jī)，機(jī)組變頻運(yùn)行的目的，經(jīng)過將近一年的運(yùn)行，

6、穩(wěn)定可靠，界面友好，操作方便，能夠充分滿足實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的，為今后大水網(wǎng)的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)提供了參考。但是由于實(shí)際功能需要有限，為避免造成資源浪費(fèi)，本實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)采用的是更適合本實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的集散式控制技術(shù)，而非當(dāng)今大型遠(yuǎn)距離供水工程通常采用的現(xiàn)場總線控制技術(shù)；由于本實(shí)驗(yàn)室僅能模擬一級(jí)泵站運(yùn)行情況，而對(duì)大型梯級(jí)引水泵站影響較大的上下級(jí)泵站間流量匹配及水量調(diào)度等因素尚無足夠的模擬研究能力，但是對(duì)于供水工程中的單級(jí)供水泵站自動(dòng)