安科瑞電機監控系統在城市污水泵的應用

安科瑞 劉秋霞

［摘要］針對污水泵站既有的就地啟動柜，通過加裝監控設備、接入網絡，實現了對污水池的污水水位、出口壓力、三相電壓、電流和工作場地視頻圖像的實時監測；可根據設定參數自動起停電機，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，降低了故障發生幾率，提升了城市污水泵站的智能管理水平。

［關鍵詞］污水泵站；變送器；安科瑞

1介紹

目前，國內三線城市的污水泵站仍主要采取人工值守，手動控制，站點單獨運行的模式。伴隨互聯網、云技術的快速發展，排水泵站對升級自動化控制等級，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，安裝有就地起動柜，起停方式為軟起動起停。

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交換機接入Intranet；通用控制器連接著交換機的同時以CAN總線和分控制器通信，通用控制器以串口通信方式連接HMI；海康視頻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A/D轉換讀取數據；分控制器的輸出繼電器與軟起動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。為可靠實現遠程異地控制，分控制器的輸出繼電器Y0動斷觸點串入軟起動器的停止控制回路，分控制器的輸出繼電器Y1動合觸點并入軟起動器的起動控制回路。

在安防設計方面，采用了海康威視的螢石系列產品，基于螢石云SDK實現了PC端二次開發接入本系統。開發過程中，首先完成SDK庫和頭文件的加載；然后初始化OpenSDK_InitLib；接下來分配會話OpenSDK_AllocSession，同時注冊OpenSDK_MessageHandler回調函數；預覽功能實現需要打開OpenSDK_StartRealPlayEx接口，MsgType==3(INS_PLAY_START)成功后，播放視頻畫面，使用StopRealPlay（Seld）結束播放。回放功能的實現需要打開OpenSDK_StartPlayBackEx接口，使用OpenSDK_GetOSDD-Time獲取回放時間點；在報警圖片推送功能上，使用Push_StartRecvEx(pushSecret)開啟接收推送，從（sz-Content）解析出alarmPicUrl，以DecryptPicture獲取圖片內容，關閉接收推送調用函數Push_StopRecv()；以OpenSDK_FreeSession釋放會話。基于螢石SDK實現了授權登錄、直播預覽、錄像回放、推送報警圖片的功能。為實現智能管理，通用控制器一方面通過Intra-net連接服務器，另一方面以無線方式接入TlinK云平臺，提供Web訪問和手機端應用。Tlink平臺可以接收任意的數據協議格式，本系統配置的連接協議格式為：起始位：#JLJR；分隔符使用“；"；數據位14個字節，12個字節對應采集的數據，2個字節對應控制指令；數據長度位1個字節；結束符：CRC8，配置為數據透傳模式。*站控制系統以標簽頁形式顯示每一處污水泵站的設備運行狀況，畫面如圖２所示。*站控制系統，能夠通過設定，自動匯總泵站工況參數，生產統計報表。

3AcrelEMS-SW智慧水務能效管理平臺

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品生態體系，AcrelEMS-SW智慧水務能效管理平臺通過在污水廠源、網、荷、儲、充的各個關鍵節點安裝保護、監測、分析、治理裝置，用于監測污水廠能耗總量和能耗強度，*監測主要用能設備能效，保護污水廠運行安全可靠，提高污水廠能效，為污水處理的能效管理提供科學、精細的解決方案。

3.2平臺組成

AcrelEMS智慧水務綜合能效管理系統由變電站綜合自動化系統、電力監控及能效管理系統組成，涵蓋了水務中壓變配電系統、電氣安全、應急電源、能源管理、照明控制、設備運維等，貫穿水務能源流的始終，幫助運維管理人員通過一套平臺、一個APP實時了解水務配電系統運行狀況，并且根據權限可以適用于水務后勤部門管理需要。

3.3平臺拓撲圖

3.4平臺子系統

3.4.1電動機管理

馬達監控實現水務中電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，電動機保護器能對過載、短路、缺相、漏電等異常情況進行保護、監測和報警。*、準確地反映出故障狀態、故障時間、故障地點、及相關信息，對電機進行健康診斷和預防性維護。同時支持與PLC、軟啟、變頻器等配合，實現電動機自動或遠程控制，監視、控制各個工藝設備,保障正常生產。

3.4.2能耗管理

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

將所有有關能源的參數集中在一個看板中，從多個維度對比分析，實現各個工藝環節的能耗對比，幫助領導掌控整個工廠的能源消耗，能源成本，標煤排放等的情況。

能耗數據統計采集水務中污水廠、自來水廠、水泵站等的用電、用水、燃氣、冷熱量消耗量，同環比對比分析，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，分別進行能效分析，契合能源管理體系要求，可對各車間/職能部門的能效水平進行分析，同比、環比、對標等。通過污水處理產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，并進行同比和環比分析，同時將污水的單耗與行業指標對標，以便企業能夠根據產品單耗情況來調整生產工藝，從而降低能耗。

3.4.3環境監測

污水廠、自來水廠、水泵站等場所溫濕度、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、自來水廠、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啟動排風風機或新風系統，排除隱患，保持良好的水處理環境。

3.5相關平臺部署硬件選型清單

電力監控、電能質量、電動機管理及配電室環境監控系統

4結語

本系統可實現自動監測污水池水位、各污水泵出口壓力，出口壓力低或水位過高時，啟動污水泵，出口壓力高或水位過低時，停止污水泵；具有啟停泵壓力值和水位值設定功能；同時可監測泵站內每臺泵的運行狀態、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光纖傳輸至站隊值班室，管理系統可對數據按照時間、站點、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，提升企業的經濟效益。

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