項(xiàng)目概要

本項(xiàng)目為某市第三水廠配套引水管道工程的取水泵站自控系統(tǒng)建設(shè)，近期20萬(wàn)m3/d、遠(yuǎn)期40萬(wàn)m3/d的取水規(guī)模。取水泵站承擔(dān)著將金沙江水從授水點(diǎn)輸送至市二水廠、三水廠的重要任務(wù)，同時(shí)具備應(yīng)急抽取黃河鎮(zhèn)水庫(kù)水源的能力。泵站內(nèi)設(shè)取水泵房（含3 臺(tái)取水泵、3 個(gè)電動(dòng)蝶閥、1 臺(tái)集水坑潛污泵及送 / 排風(fēng)風(fēng)機(jī)各 1 臺(tái)）、高低壓變配電間、原水水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀表間等設(shè)施，自控系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站設(shè)備工況的全面監(jiān)視與智能控制，保障供水安全穩(wěn)定。

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范

(1)《給水排水儀表自動(dòng)化控制工程施工及驗(yàn)收規(guī)程》CECS162-2022

(2)《自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50093-2013

(3)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2012

(4)《泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控與信息系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》SL583-2012

(5)《電氣裝置安裝工程施工和驗(yàn)收規(guī)范》50254-2014

雙水源切換：常規(guī)優(yōu)先取用金沙江原水，應(yīng)急時(shí)切換為黃河鎮(zhèn)水庫(kù)水源，兩條路徑均匯入調(diào)節(jié)水池實(shí)現(xiàn)水量緩沖，且水池設(shè)超越 / 溢流管保障供水安全。

全流程監(jiān)測(cè)：原水進(jìn)入調(diào)節(jié)水池后先經(jīng)多參數(shù)在線監(jiān)測(cè)，水質(zhì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳自控系統(tǒng)，形成“監(jiān)測(cè)—預(yù)警”閉環(huán)。

分級(jí)加壓：水泵機(jī)組，分期配置，加壓后通過(guò)差異化管徑輸水管網(wǎng)精準(zhǔn)輸送至目標(biāo)水廠。

多維度保障：電氣、自控、環(huán)境、管道四大輔助系統(tǒng)，覆蓋供電可靠性、遠(yuǎn)程管控、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境及管道安全，支撐工藝全流程穩(wěn)定落地。

自控架構(gòu)

泵站自控系統(tǒng)采用分層分布式架構(gòu)，由就地控制單元（PLC）、工業(yè)以太網(wǎng)、無(wú)線 VPN 網(wǎng)絡(luò)及水廠中控室遠(yuǎn)程管理平臺(tái)組成，構(gòu)建 “現(xiàn)場(chǎng)采集 - 本地控制 - 遠(yuǎn)程監(jiān)控”的完整控制鏈路，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)定期主動(dòng)上報(bào)、突發(fā)報(bào)警實(shí)時(shí)上報(bào)及遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)召測(cè)功能。

信息層——中央控制室

信息層搭配工業(yè)以太網(wǎng)及無(wú)線 VPN 網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)匯總、調(diào)度管控、報(bào)警統(tǒng)籌。泵站設(shè)備工況的本地監(jiān)測(cè)與控制，同時(shí)將數(shù)據(jù)上傳至水廠中控室進(jìn)行遠(yuǎn)程管理；可對(duì)取水泵、電動(dòng)蝶閥、潛污泵等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及軸溫、定子溫度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還能對(duì)原水水質(zhì)（pH、濁度、溶解氧等指標(biāo)）開(kāi)展在線監(jiān)測(cè)，具備定期數(shù)據(jù)上報(bào)、突發(fā)報(bào)警實(shí)時(shí)推送及遠(yuǎn)程召測(cè)、診斷等功能，為泵站安全穩(wěn)定運(yùn)行及供水調(diào)度提供自動(dòng)化支撐。

控制層——現(xiàn)場(chǎng)控制站

 現(xiàn)場(chǎng)控制站以施耐德M580冗余型PLC 控制單元為核心，作為泵站自控系統(tǒng)的本地化控制中樞，承接信息層的遠(yuǎn)程指令并執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的精準(zhǔn)管控，同時(shí)向上傳輸現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，是連接信息層與設(shè)備層的關(guān)鍵橋梁，具體功能如下：

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備直接管控：針對(duì)水泵、電動(dòng)蝶閥、集水坑潛污泵及送 / 排風(fēng)風(fēng)機(jī)等執(zhí)行設(shè)備，實(shí)現(xiàn)就地邏輯控制，可根據(jù)調(diào)節(jié)水池液位、管道壓力等參數(shù)，自動(dòng)完成泵組啟停切換、蝶閥開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)、潛污泵液位觸發(fā)啟停及風(fēng)機(jī)按需啟閉，同時(shí)支持本地手動(dòng) / 遠(yuǎn)程自動(dòng)控制模式無(wú)縫切換，保障無(wú)人值守場(chǎng)景下設(shè)備運(yùn)行的靈活性與安全性。

 故障預(yù)警與聯(lián)動(dòng)處置：具備本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)和故障報(bào)警功能，可對(duì)設(shè)備超溫、參數(shù)越限、通信中斷等異常情況及時(shí)觸發(fā)聲光報(bào)警，并自動(dòng)執(zhí)行基礎(chǔ)處置邏輯，如水泵超溫時(shí)暫停運(yùn)行、閥門(mén)故障時(shí)鎖定聯(lián)動(dòng)流程；同時(shí)可聯(lián)動(dòng) NVR 視頻監(jiān)控系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)取故障區(qū)域監(jiān)控畫(huà)面，為運(yùn)維人員提供直觀的現(xiàn)場(chǎng)參考。

雙向通信與遠(yuǎn)程協(xié)同：通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)和無(wú)線 VPN 網(wǎng)絡(luò)，將泵站工況、安防狀態(tài)等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至水廠中控室信息層，同時(shí)接收信息層下發(fā)的遠(yuǎn)程診斷指令和程序更新包，支持 PLC 遠(yuǎn)程程序下載與參數(shù)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制與遠(yuǎn)程管理的高效協(xié)同，夯實(shí)泵站自動(dòng)化、智能化運(yùn)行的控制基礎(chǔ)。

設(shè)備層——現(xiàn)場(chǎng)儀表

設(shè)備層是整個(gè)系統(tǒng)的感知終端與執(zhí)行載體，作為自控系統(tǒng)的底層單元，承擔(dān)著現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、指令執(zhí)行的核心職能，是實(shí)現(xiàn)泵站生產(chǎn)工藝自動(dòng)化監(jiān)測(cè)與控制的基礎(chǔ)保障，其穩(wěn)定運(yùn)行直接決定了整個(gè)自控系統(tǒng)的可靠性與精準(zhǔn)性。

工藝參數(shù)檢測(cè)設(shè)備包括調(diào)節(jié)水池及集水坑的超聲波液位計(jì)，用于監(jiān)測(cè)水位并聯(lián)動(dòng)泵組啟停；泵出口管道的壓力變送器，實(shí)時(shí)掌握加壓輸送壓力；進(jìn)水及外輸管道的電磁流量計(jì)，采集輸水流量并累計(jì)總送水量；此外還配置多參數(shù)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀表，可檢測(cè)原水的 pH / 溫度、濁度、電導(dǎo)率、溶解氧、COD、生物毒性、SS、氨氮等十余項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)原水水質(zhì)的全方位監(jiān)控。

視頻安防

視頻安防設(shè)備（泵房、配電間等區(qū)域的IP 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、NVR 存儲(chǔ)設(shè)備）、門(mén)禁及電子圍欄等安防聯(lián)動(dòng)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)場(chǎng)景與安防場(chǎng)景的一體化管控；還包含工業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、VPN 路由器等通信傳輸設(shè)備，以及 UPS 不間斷電源等供電保障設(shè)備，確保設(shè)備層與控制層的通信暢通及設(shè)備斷電續(xù)航。

總結(jié)

取泵站自控系統(tǒng)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

高可靠性：硬件采用工業(yè)級(jí)設(shè)備，具備防塵、防水、抗電磁干擾能力；系統(tǒng)支持雙機(jī)熱備、雙網(wǎng)冗余，故障切換時(shí)間≤1s，保障系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

易擴(kuò)展性：PLC 及 I/O 模塊支持模塊化擴(kuò)展，預(yù)留 50% 以上 I/O 點(diǎn)余量；軟件支持標(biāo)簽、畫(huà)面、數(shù)據(jù)庫(kù)容量 100% 擴(kuò)展，可滿足后期泵站擴(kuò)容需求。

智能化運(yùn)維：具備設(shè)備故障自診斷、在線調(diào)試、遠(yuǎn)程維護(hù)功能，支持報(bào)警信息多渠道推送（短信、郵件），降低運(yùn)維成本，提升管理效率。

安全防護(hù)：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)邊界隔離、內(nèi)部審計(jì)、主機(jī)防護(hù)，保障工控網(wǎng)絡(luò)安全；設(shè)置多級(jí)操作權(quán)限及密碼保護(hù)，防止非法操作。