淺談安科瑞馬達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)在城市污水泵的應(yīng)用

［摘要］針對(duì)污水泵站既有的就地啟動(dòng)柜，通過(guò)加裝監(jiān)控設(shè)備、接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(jiān)測(cè)；可根據(jù)設(shè)定參數(shù)自動(dòng)起停電機(jī)，亦可接受遠(yuǎn)程指令執(zhí)行電機(jī)起停操作。本系統(tǒng)有效提高了泵機(jī)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(guó)內(nèi)三線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(dú)運(yùn)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(duì)升級(jí)自動(dòng)化控制等級(jí)，改善整體管理水平，提出更高要求。本文針對(duì)的是某城市的十處污水泵站，站內(nèi)標(biāo)配有污水泵三臺(tái)，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(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的終端監(jiān)控設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖如圖１所示，該泵站終端監(jiān)控設(shè)備通過(guò)交換機(jī)接入Intranet；通用控制器連接著交換機(jī)的同時(shí)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；?？狄曨l監(jiān)控設(shè)備接入交換機(jī)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(zhuǎn)換讀取數(shù)據(jù)；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(yùn)行工況參數(shù)，本系統(tǒng)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(zhuǎn)換后，映射為數(shù)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(duì)應(yīng)數(shù)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(duì)應(yīng)數(shù)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(duì)應(yīng)數(shù)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(xiàn)遠(yuǎn)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(shè)計(jì)方面，采用了?？低暤奈炇盗挟a(chǎn)品，基于螢石云SDK實(shí)現(xiàn)了PC端二次開(kāi)發(fā)接入本系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)過(guò)程中，首先完成SDK庫(kù)和頭文件的加載；然后初始化OpenSDK_InitLib；接下來(lái)分配會(huì)話OpenSDK_AllocSession，同時(shí)注冊(cè)O(shè)penSDK_MessageHandler回調(diào)函數(shù)；預(yù)覽功能實(shí)現(xiàn)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(jié)束播放?；胤殴δ艿膶?shí)現(xiàn)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(bào)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(nèi)容，關(guān)閉接收推送調(diào)用函數(shù)Push_StopRecv()；以O(shè)penSDK_FreeSession釋放會(huì)話?；谖炇疭DK實(shí)現(xiàn)了授權(quán)登錄、直播預(yù)覽、錄像回放、推送報(bào)警圖片的功能。為實(shí)現(xiàn)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)線方式接入TlinK云平臺(tái)，提供Web訪問(wèn)和手機(jī)端應(yīng)用。Tlink平臺(tái)可以接收任意的數(shù)據(jù)協(xié)議格式，本系統(tǒng)配置的連接協(xié)議格式為：起始位：#JLJR；分隔符使用“；"；數(shù)據(jù)位14個(gè)字節(jié)，12個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)采集的數(shù)據(jù)，2個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)控制指令；數(shù)據(jù)長(zhǎng)度位1個(gè)字節(jié)；結(jié)束符：CRC8，配置為數(shù)據(jù)透?jìng)髂Ｊ健?站控制系統(tǒng)以標(biāo)簽頁(yè)形式顯示每一處污水泵站的設(shè)備運(yùn)行狀況，畫(huà)面如圖２所示。*站控制系統(tǒng)，能夠通過(guò)設(shè)定，自動(dòng)匯總泵站工況參數(shù)，生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

3AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)

3.1平臺(tái)概述

安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計(jì)算到能效管理平臺(tái)的產(chǎn)品生態(tài)體系，AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)通過(guò)在污水廠源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝保護(hù)、監(jiān)測(cè)、分析、治理裝置，用于監(jiān)測(cè)污水廠能耗總量和能耗強(qiáng)度，*監(jiān)測(cè)主要用能設(shè)備能效，保護(hù)污水廠運(yùn)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(xué)、精細(xì)的解決方案。

3.2平臺(tái)組成

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

3.3平臺(tái)拓?fù)鋱D

3.4平臺(tái)子系統(tǒng)

3.4.1電動(dòng)機(jī)管理

馬達(dá)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)水務(wù)中電機(jī)的保護(hù)、遙測(cè)、遙信、遙控功能，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器能對(duì)過(guò)載、短路、缺相、漏電等異常情況進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)測(cè)和報(bào)警。*、準(zhǔn)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(duì)電機(jī)進(jìn)行健康診斷和預(yù)防性維護(hù)。同時(shí)支持與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制，監(jiān)視、控制各個(gè)工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn)。

3.4.2能耗管理

為水務(wù)搭建計(jì)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(qū)域。

將所有有關(guān)能源的參數(shù)集中在一個(gè)看板中，從多個(gè)維度對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的能耗對(duì)比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個(gè)工廠的能源消耗，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況。

能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采集水務(wù)中污水廠、自來(lái)水廠、水泵站等的用電、用水、燃?xì)狻⒗錈崃肯牧?，同環(huán)比對(duì)比分析，能耗總量和能耗強(qiáng)度計(jì)算，標(biāo)煤計(jì)算和CO2排放統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)。

能效分析按三級(jí)計(jì)量架構(gòu)，分別進(jìn)行能效分析，契合能源管理體系要求，可對(duì)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(duì)標(biāo)等。通過(guò)污水處理產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在污水單耗中生成污水單耗趨勢(shì)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(biāo)對(duì)標(biāo)，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來(lái)調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

3.4.3環(huán)境監(jiān)測(cè)

污水廠、自來(lái)水廠、水泵站等場(chǎng)所溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃?xì)怏w濃度展示和預(yù)警，保障污水廠、自來(lái)水廠、水泵站等安全運(yùn)行。當(dāng)可燃?xì)怏w或有害氣體濃度超標(biāo)可自動(dòng)啟動(dòng)排風(fēng)風(fēng)機(jī)或新風(fēng)系統(tǒng)，排除隱患，保持良好的水處理環(huán)境。

3.5相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單

電力監(jiān)控、電能質(zhì)量、電動(dòng)機(jī)管理及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

應(yīng)用場(chǎng)合（0.4KV）		產(chǎn)品	型號(hào)	功能
	0.4KV進(jìn)/出線		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(chǔ)，內(nèi)存32G，16D0＋22D1，通訊2RS485＋1RS232＋1GPS，3以太網(wǎng)接口（＋1維護(hù)網(wǎng)口）＋1USB接口支持U盤(pán)讀取數(shù)據(jù)，支持61850協(xié)議
			APM520	該儀表采用交流采樣技術(shù)，能分別測(cè)量電網(wǎng)中的電流、電壓、功率、功率因數(shù)和電能等參數(shù)，可通過(guò)面板薄膜開(kāi)關(guān)設(shè)置倍率。帶RS-485通訊接口，采用Modbus協(xié)議;也可將電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的直流模擬信號(hào)輸出;或帶開(kāi)關(guān)量輸入/輸出，繼電器報(bào)警輸出等功能。
	電能質(zhì)量		ARC	測(cè)量I、U、Hz、cosΦ，具備過(guò)電壓保護(hù)、欠流鎖定、電網(wǎng)諧波過(guò)大保護(hù)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(bǔ)償裝置并聯(lián)在整個(gè)供電系統(tǒng)中，能根據(jù)電網(wǎng)中負(fù)載功率因數(shù)的變化通過(guò)控制器控制電力電容器投切進(jìn)行補(bǔ)償,無(wú)功功率補(bǔ)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(tǒng)諧波電流，經(jīng)控制器快速計(jì)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(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流，并注入電力系統(tǒng)中，從而抵消非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流。
電動(dòng)機(jī)保護(hù)器	電機(jī)回路		ARD3M	智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)保護(hù)器）適用于額定電壓至660V的低壓電動(dòng)機(jī)回路，集保護(hù)、測(cè)量、控制、通訊、運(yùn)維于一體。其完善的保護(hù)功能確保電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行，帶有邏輯可編程功能，可以滿(mǎn)足多種控制方式。可選配不同通訊模塊適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)通訊需求。該產(chǎn)品采用分體式結(jié)構(gòu)，由主體、顯示單元、互感器組成，可適應(yīng)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(hù)及自動(dòng)化設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)*檢測(cè)合格的型式檢驗(yàn)報(bào)告證書(shū)和電磁兼容檢驗(yàn)證書(shū)，
配套附件	0.4kV電流互感器		AKH-0.66	測(cè)量型互感器，采集交流電流信號(hào)
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(shè)備的接入，支持ModbusRTU、ModbusTCP、IEC-60870-5-104等上傳協(xié)議、支持多*不同數(shù)據(jù)服務(wù)要求，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，裝置電源:220VAC/DC。
應(yīng)用場(chǎng)合（配電室）		產(chǎn)品	型號(hào)	功能
環(huán)境監(jiān)測(cè)	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(jiān)測(cè)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(yīng)時(shí)間：1s繼電器輸出：常開(kāi)觸點(diǎn)
	局方檢測(cè)		/	監(jiān)測(cè)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(yīng)距離：30-50mm材質(zhì)：鋅合金，銀灰色電度干接點(diǎn)輸出
	攝像機(jī)		/	視頻監(jiān)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(kuò)展模塊，485擴(kuò)展模塊,可擴(kuò)展16路。

4結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(shè)定功能；同時(shí)可監(jiān)測(cè)泵站內(nèi)每臺(tái)泵的運(yùn)行狀態(tài)、電機(jī)電壓，運(yùn)行電流等工況參數(shù)；支持遠(yuǎn)程異地控制污水泵的啟停；本系統(tǒng)提供視頻數(shù)據(jù)的播放、回看等安防功能。系統(tǒng)內(nèi)所有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)經(jīng)光纖傳輸至站隊(duì)值班室，管理系統(tǒng)可對(duì)數(shù)據(jù)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(tǒng)可有效提高城市污水泵站管理水平，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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