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

1、隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和儀表自動化的飛速發(fā)展，供水工程運行實現(xiàn)無人值守或少人值守已經(jīng)成為時代發(fā)展的必然要求。因為供水工程的運行和控制的設(shè)備復(fù)雜，電氣設(shè)施、機械設(shè)備和相應(yīng)輔機設(shè)備的操作缺一不可，所以安全的操作與控制對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)及對設(shè)備進行現(xiàn)場手動控制難以保證整個工程的安全運行，并且工作人員長期保持一種勞動強度大，思想高度集中的狀態(tài)，機組的潛在隱患很容易被疏漏。如何確定機組在

2、某一運行工況下是否高效，能否通過在計算機上設(shè)定程序而使機組運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化運行前的重要課題。而供水工程綜合自動化運行與監(jiān)控系統(tǒng)是集控制、保護、運行與管理于一體的系統(tǒng)，通過自動監(jiān)控、運行優(yōu)化和故障診斷可以大大提高供水工程的運行安全與效率。
　　 本論文面向山西大水網(wǎng)供水工程自動化建設(shè)，以太原理工大學(xué)211建設(shè)3期工程供水實驗室自動化運行與監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)為依托，在系統(tǒng)分析國內(nèi)外自動化

3、系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，分析了目前國內(nèi)供水工程自動化系統(tǒng)存在的主要問題，重點從供水工程自動化的實驗系統(tǒng)搭建、監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，參數(shù)測量技術(shù)、硬件選型與電路設(shè)計，軟件編制，試驗研究等幾個方面進行了研究。整個系統(tǒng)用分層、分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了面向?qū)ο蟮淖詣踊O(shè)計理念，把整個供水系統(tǒng)的液位測量、流量測量、壓力測量、水泵控制、閘門控制、電氣保護等功能全部納入其中。
　　 論文主要研究內(nèi)容包括：從實驗室功能需求和實際情況出發(fā)，搭建實驗室系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；監(jiān)控系

4、統(tǒng)結(jié)構(gòu)；進行硬件選型；對多種信號采集方式的比較和從實驗室的具體實際情況出發(fā)，采用集散式監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過以太網(wǎng)通訊方式實現(xiàn)上位機及PLC系統(tǒng)的實時信號傳輸；開發(fā)組態(tài)軟件人機界面；利用VB程序編制仿真模擬軟件，將實測數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)進行比較，分析其誤差產(chǎn)生原因，進行系統(tǒng)可靠性分析研究；通過自動化監(jiān)控系統(tǒng)進行測量閥門特性曲線的試驗，檢驗系統(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，具有良好的可維護性、可擴展性和較高的

5、性能價格比；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)實時控制的系統(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，能及時發(fā)現(xiàn)自身故障并指出，采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于擴充功能和修改參數(shù)、畫面和操作流程。
　　 太原理工大學(xué)供水工程實驗室自動化監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、水泵、閥門自動控制、連鎖與報警、過程參數(shù)就地數(shù)字顯示、電機軟啟動與軟停機，機組變頻運行的目的，經(jīng)過將近一年的運行，

6、穩(wěn)定可靠，界面友好，操作方便，能夠充分滿足實驗室教學(xué)實驗的目的，為今后大水網(wǎng)的自動化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)提供了參考。但是由于實際功能需要有限，為避免造成資源浪費，本實驗室自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用的是更適合本實驗室規(guī)模的集散式控制技術(shù)，而非當(dāng)今大型遠距離供水工程通常采用的現(xiàn)場總線控制技術(shù)；由于本實驗室僅能模擬一級泵站運行情況，而對大型梯級引水泵站影響較大的上下級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，但是對于供水工程中的單級供水泵站自動