一、項目基本概況

本項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，設計取水規(guī)模：近期20萬m3/d，遠期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)水庫應急取水鏈路。泵站場內(nèi)設施：取水泵房（3臺取水泵、3個電動蝶閥、1臺集水坑潛污泵、送/排風風機各1臺）、高低壓變配電間、原水水質監(jiān)測儀表間。自控系統(tǒng)目標：實現(xiàn)設備運行狀態(tài)實時監(jiān)視及工藝過程自動化控制。

二、設計依據(jù)及執(zhí)行規(guī)范

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

• 《自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》GB50093-2013

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

• 《泵站計算機監(jiān)控與信息系統(tǒng)技術導則》SL583-2012

• 《電氣裝置安裝工程施工和驗收規(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)水池設置超越/溢流管，相關閥門狀態(tài)及水池液位納入自控監(jiān)測。

2. 加壓輸送流程：水泵機組按近期/遠期分期配置，泵組啟停、轉速調(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，實現(xiàn)分級加壓與精準輸送。

3. 輔助保障流程：電氣供電狀態(tài)、設備運行環(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，實現(xiàn)全場景覆蓋。

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

四、自控系統(tǒng)架構及功能配置

本項目自控系統(tǒng)采用分層分布式架構（信息層、控制層、設備層），通過工業(yè)以太網(wǎng)及無線VPN網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，構建“現(xiàn)場采集-本地控制-遠程監(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、無線VPN設備、監(jiān)控主機、數(shù)據(jù)服務器、報警終端。功能：接收設備運行/水質/安防數(shù)據(jù)、下發(fā)遠程指令、存儲歷史數(shù)據(jù)、生成報表、觸發(fā)報警。

（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、聲光報警裝置、數(shù)據(jù)采集模塊。功能：

1. 本地控制：根據(jù)預設邏輯及現(xiàn)場參數(shù)（水池液位、管道壓力等），實現(xiàn)泵組、閥門、風機、潛污泵等設備的自動啟停與聯(lián)動控制；支持本地手動操作模式切換。

2. 異常處置：采集設備運行參數(shù)（軸溫、定子溫度等），當參數(shù)超閾值或出現(xiàn)通信中斷時，觸發(fā)本地聲光報警，并執(zhí)行預設保護邏輯（如超溫停機、故障鎖定）；聯(lián)動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：將現(xiàn)場采集的實時數(shù)據(jù)上傳至信息層，同時接收信息層下發(fā)的遠程控制指令及程序更新包，支持PLC遠程調(diào)試。

（三）設備層——現(xiàn)場感知與執(zhí)行終端

設備層（現(xiàn)場感知與執(zhí)行終端）配置：

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

2. 執(zhí)行設備：3臺取水泵（帶變頻控制模塊）、3個電動蝶閥（帶電動執(zhí)行器）、1臺集水坑潛污泵、送/排風風機各1臺，均配置電動控制接口與自控系統(tǒng)對接。

3. 安防及輔助設備：泵房、配電間等區(qū)域配置IP網(wǎng)絡攝像機6臺、NVR存儲設備1套；門禁控制器2臺、電子圍欄30米；工業(yè)級網(wǎng)絡交換機2臺、VPN路由器1臺；UPS不間斷電源1套（容量10kVA）。

五、系統(tǒng)核心技術參數(shù)

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

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

3. 擴展預留：PLC及I/O模塊預留≥50%接口余量；數(shù)據(jù)服務器預留≥100%存儲容量擴展空間。

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

5. 安全配置：設置三級操作權限（管理員、操作員、維護員）；配置工控防火墻，實現(xiàn)網(wǎng)絡邊界隔離；具備操作日志審計功能。