一、項(xiàng)目基本概況

本項(xiàng)目為某市第三水廠配套引水管道工程取水泵站自控系統(tǒng)建設(shè)，設(shè)計(jì)取水規(guī)模：近期20萬m3/d，遠(yuǎn)期40萬m3/d。核心功能為金沙江水源至市二水廠、三水廠的輸送，含黃河鎮(zhèn)水庫應(yīng)急取水鏈路。泵站場內(nèi)設(shè)施：取水泵房（3臺(tái)取水泵、3個(gè)電動(dòng)蝶閥、1臺(tái)集水坑潛污泵、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)測儀表間。自控系統(tǒng)目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視及工藝過程自動(dòng)化控制。

二、設(shè)計(jì)依據(jù)及執(zhí)行規(guī)范

• 《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

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

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

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

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

三、工藝流程及自控覆蓋范圍

自控系統(tǒng)覆蓋取水泵站全工藝鏈路，核心流程及監(jiān)控節(jié)點(diǎn)如下：

1. 水源切換流程：常規(guī)取水鏈路為金沙江→調(diào)節(jié)水池；應(yīng)急取水鏈路為黃河鎮(zhèn)水庫→調(diào)節(jié)水池；調(diào)節(jié)水池設(shè)置超越/溢流管，相關(guān)閥門狀態(tài)及水池液位納入自控監(jiān)測。

2. 加壓輸送流程：水泵機(jī)組按近期/遠(yuǎn)期分期配置，泵組啟停、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)及輸水管網(wǎng)壓力、流量參數(shù)納入自控調(diào)控范圍，實(shí)現(xiàn)分級(jí)加壓與精準(zhǔn)輸送。

3. 輔助保障流程：電氣供電狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境（溫濕度）、管道壓力/泄漏狀態(tài)等輔助參數(shù)，納入自控系統(tǒng)監(jiān)測范圍，實(shí)現(xiàn)全場景覆蓋。

4. 水質(zhì)監(jiān)測流程：原水入調(diào)節(jié)水池后設(shè)多參數(shù)在線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，監(jiān)測數(shù)據(jù)（pH、溫度、濁度等）實(shí)時(shí)接入自控系統(tǒng)，完成采集-傳輸-存儲(chǔ)閉環(huán)。

四、自控系統(tǒng)架構(gòu)及功能配置

本項(xiàng)目自控系統(tǒng)采用分層分布式架構(gòu)（信息層、控制層、設(shè)備層），通過工業(yè)以太網(wǎng)及無線VPN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，構(gòu)建“現(xiàn)場采集-本地控制-遠(yuǎn)程監(jiān)控”鏈路，配置如下：

（一）信息層——中央控制室

信息層（中央控制室）配置：工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、無線VPN設(shè)備、監(jiān)控主機(jī)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、報(bào)警終端。功能：接收設(shè)備運(yùn)行/水質(zhì)/安防數(shù)據(jù)、下發(fā)遠(yuǎn)程指令、存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)、生成報(bào)表、觸發(fā)報(bào)警。

（二）控制層——現(xiàn)場控制站

控制層（現(xiàn)場控制站）配置：冗余型PLC控制單元、本地操作終端、聲光報(bào)警裝置、數(shù)據(jù)采集模塊。功能：

1. 本地控制：根據(jù)預(yù)設(shè)邏輯及現(xiàn)場參數(shù)（水池液位、管道壓力等），實(shí)現(xiàn)泵組、閥門、風(fēng)機(jī)、潛污泵等設(shè)備的自動(dòng)啟停與聯(lián)動(dòng)控制；支持本地手動(dòng)操作模式切換。

2. 異常處置：采集設(shè)備運(yùn)行參數(shù)（軸溫、定子溫度等），當(dāng)參數(shù)超閾值或出現(xiàn)通信中斷時(shí)，觸發(fā)本地聲光報(bào)警，并執(zhí)行預(yù)設(shè)保護(hù)邏輯（如超溫停機(jī)、故障鎖定）；聯(lián)動(dòng)NVR視頻監(jiān)控系統(tǒng)，調(diào)取故障區(qū)域畫面。

3. 數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)：將現(xiàn)場采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳至信息層，同時(shí)接收信息層下發(fā)的遠(yuǎn)程控制指令及程序更新包，支持PLC遠(yuǎn)程調(diào)試。

（三）設(shè)備層——現(xiàn)場感知與執(zhí)行終端

設(shè)備層（現(xiàn)場感知與執(zhí)行終端）配置：

1. 工藝參數(shù)采集設(shè)備：調(diào)節(jié)水池及集水坑配置超聲波液位計(jì)2臺(tái)；泵出口管道安裝壓力變送器3臺(tái)；進(jìn)水及外輸管道配置電磁流量計(jì)2臺(tái)；原水監(jiān)測點(diǎn)配置多參數(shù)水質(zhì)在線監(jiān)測儀1套，可監(jiān)測pH、溫度、濁度、電導(dǎo)率、溶解氧、COD、生物毒性、SS、氨氮等指標(biāo)。

2. 執(zhí)行設(shè)備：3臺(tái)取水泵（帶變頻控制模塊）、3個(gè)電動(dòng)蝶閥（帶電動(dòng)執(zhí)行器）、1臺(tái)集水坑潛污泵、送/排風(fēng)風(fēng)機(jī)各1臺(tái)，均配置電動(dòng)控制接口與自控系統(tǒng)對(duì)接。

3. 安防及輔助設(shè)備：泵房、配電間等區(qū)域配置IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)6臺(tái)、NVR存儲(chǔ)設(shè)備1套；門禁控制器2臺(tái)、電子圍欄30米；工業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)2臺(tái)、VPN路由器1臺(tái)；UPS不間斷電源1套（容量10kVA）。

五、系統(tǒng)核心技術(shù)參數(shù)

1. 硬件防護(hù)等級(jí)：現(xiàn)場儀表及PLC模塊防護(hù)等級(jí)≥IP65，具備防塵、防水、抗電磁干擾能力。

2. 冗余配置參數(shù)：PLC控制單元支持雙機(jī)熱備，故障切換時(shí)間≤1s；網(wǎng)絡(luò)采用雙網(wǎng)冗余架構(gòu)，保障通信連續(xù)性。

3. 擴(kuò)展預(yù)留：PLC及I/O模塊預(yù)留≥50%接口余量；數(shù)據(jù)服務(wù)器預(yù)留≥100%存儲(chǔ)容量擴(kuò)展空間。

4. 運(yùn)維配置：支持設(shè)備故障代碼采集與上傳；支持遠(yuǎn)程程序下載與參數(shù)調(diào)試；報(bào)警信息可通過短信、郵件雙渠道推送（需接入第三方通信模塊）。

5. 安全配置：設(shè)置三級(jí)操作權(quán)限（管理員、操作員、維護(hù)員）；配置工控防火墻，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊界隔離；具備操作日志審計(jì)功能。