张家港农村生活污水处理项目--控制网


张家港农村生活污水处理项目
企业:施耐德电气(中国)有限公司 日期:2019-08-24
领域: 点击数:131

1 项目背景

农村生活污水治理是农村水环境治理及人居环境改善的重点和难点所在,对于提升乡村基本公共服务水平、建设美丽宜居乡村、转变农村居民生活方式、推进城乡发展一体化具有重要意义。

2015年张家港市农村生活污水处理项目财政总投资24亿,工程规模包括各级收集池、泵站和动力输送管网建设。目标实现重点村、特色村全覆盖,农村生活污水处理率达到80%以上,涉及8个镇和一个农业示范园区包括杨舍镇、塘桥镇、金港镇、锦丰镇、乐余镇、凤凰镇、南丰镇、大新镇和现代农业示范园区范围,面积998.48平方公里,大约867个农村生活污水泵站。

2 项目目标

本项目要实现的目标如下:

(1)无人值守泵站;

(2)建立水务调度中心,实现远程监控;

(3)现场易于维护、能够实现远程维护;

(4)用户权限分级管理;

(5)现地站自控系统能够适应恶劣环境。

3 项目实施与应用

污水泵站主要包括仪表间、泵房、流量计井三部分组成。配置潜水泵2台,流量计、液位计各1只,视频监控系统1套,PLC控制器选用施耐德电气Modicon M340,协同完成泵站的自动控制及视频监控功能。泵站数据通过3G/4G网络传送至控制中心,控制中心计算机监控系统可对各泵站的数据进行监测、并具有数据存储、报表生成等功能,同时将泵站运行状态传送至各片区污水厂,在片区污水厂的监控系统界面上进行数据共享。

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图1 系统架构图

4 解决方案

本项目是基于施耐德电气EcoStruxure plant物联网架构, 是施耐德电气基于物联网,开放的,具有交互性的系统架构,融合了先进的物联网、移动、传感、云、分析和网络安全领域技术,是施耐德电气的“创新无处不在”理念的具体呈现。

EcoStruxure架构是一个行业领先的技术层级结构。一套经测试和验证、切实有效的参考性架构,一个支持大规模联网系统设计与运行的架构,提供卓越的安全性能。EcoStruxure涉及互联互通的产品、边缘控制以及应用、分析与服务。

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图2 EcoStruxure plant物联网架构

调度中心软件采用施耐德电气Wonderware System Platform,实现远程控制和维护,采集数据量大约3万点;控制中心软件系统具有仿真测试技术和泵站自动配置功能自动生成报表、曲线,减少了编程调试时间;实现用户权限分级管理,提供通用接口实现第三方系统接入。

农村污水排水泵站控制系统采用施耐德电气 Modicon M3402020H宽温涂层产品,应对恶劣环境,减少用户的维修成本和环境对设备的影响,泵站控制系统便于维护,所有模块支持带电热插拔,减少了维护成本。

5 项目特点

(1) 工程技术性强、与原有系统接口多

本工程是新建工程,单个泵站较为简单,但工程泵站数量庞大,地域分布广,须在控制中心实现对八百多个泵站的远程监控,并且需将其接入各片区污水厂的监控系统。每个污水处理厂监控系统不同,自动化控制模式、程序、接口都有所不同,需要控制中心系统软件为通用的平台软件,同时现地站控制系统的控制器能够实现远程调试和维护。

(2) 自动化要求高

本工程系统集成和自动化要求高,要求建成后的农村生活污水治理工程自控系统实现泵站的无人值守、无线网络传输、泵站的集中监控、易于远程维护和用户权限分级管理等功能,并且与原有污水厂监控系统是一个无缝衔接的完整控制系统。

(3) 现地站控制系统适应复杂环境

农村污水排水泵站地域分布广,同时污水排水泵站现场环境复杂,因此控制系统采用施耐德电气 Modicon M340宽温涂层产品,应对恶劣环境,减少用户的维修成本和环境对设备的影响。泵站控制系统便于维护,所有模块支持带电热插拔减少运维人员成本。

6 软件开发的关键性技术

(1)控制系统的仿真测试技术

本项目泵站数量较多,分布于张家港市农村各地,较为分散。工期紧,任务重,因此采用控制系统的仿真测试,测试完毕后对各泵站控制柜进行程序的下载,柜体安装后直接投入系统自动运行更加适合实际需要,也减少人员投入。

控制软件Wonderware System Platform采用面向对象的开发方法,将每台水泵、仪表等设备均作为一类对象进行处理,其均具有仿真测试模式,可实现模拟条件下的自动运行功能,可进行完备的仿真测试,便于现场施工结束后尽快投入运行,减少现场调试时间。

(2)监控系统软件的快速开发

本项目的实际情况,单个泵站的信息采集与显示不存在技术门槛,但本项目具有867个泵站,如何开发一套界面友好,数据查找方便的监控系统,同时又要实现泵站监控系统的快速开发,减少bug,保证软件开发质量,则是本项目的关键。

中心监控系统软件能自动配置泵站,即在InTouch View通过配置增加泵站、删除泵站和修改泵站信息,并能适应各种主流的通讯协议和通讯网络,泵站的界面会根据配置情况自动生成,相关的报表、曲线等也是自动生成的。

泵站的实时监控界面,可以展示其中一个泵站或采用树型目录上的某个泵站可进入某个泵站的实时运行界面。

报表提供了日报表、月报表、年报表和自定义报表,曲线和历史记录可以在网页上自由查询。

历史报警可以按点、按时间段组合查询。根据需要,授权用户还可以在网页上设置出口压力和启停泵站,还可以输入和修改泵站的基本资料,如用户数、机泵型号、扬程、流量、水管口径和维护记录等信息。

通过该技术,可大大加快泵站监控软件的开发速度,同时界面、曲线等功能均为自动生成,大大减少了软件开发的bug。

7 结语

根据《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》,未来新增污水处理设施主要集中在三线及县级乡镇污水处理,江苏省作为全国农村生活污水治理试点省,张家港农村污水泵站项目率先完成,具有全国示范作用,为农村污水处理及管理模式提供实践依据。

摘自《自动化博览》2019年8月刊

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