【正文】 農(nóng)村集中飲水工程測(cè)量及自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)書(shū)農(nóng)村集中飲水工程測(cè)量及自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)書(shū)第一章 系統(tǒng)概述、前言水資源短缺已經(jīng)成為全球性的問(wèn)題，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，日益增長(zhǎng)的用水需求與水資源短缺之間的矛盾迫使世界各國(guó)都在尋求解決的有效辦法。因此，采用現(xiàn)代化手段，建設(shè)水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)掌握區(qū)域水資源變化及利用情況，最大限度的調(diào)控使用效率，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。農(nóng)村集中飲水承擔(dān)該地區(qū)生活用水的取水、過(guò)濾、凈化以及給水、供水等工作，生產(chǎn)單元非常分散，尤其是大量的水源井、水源站、用戶(hù)和龐大的給水、供水管網(wǎng)分散在整個(gè)區(qū)域內(nèi)。采用原始的人工巡檢、人工操作的工作方式，導(dǎo)致數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、匯總和應(yīng)急處理的能力嚴(yán)重滯后?；谏鲜鲈?，為提升生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度指揮能力，保障設(shè)備、管網(wǎng)安全運(yùn)行，提高工作效率等，我們根據(jù)客戶(hù)的需求提出了整套工程地理信息系統(tǒng)及自動(dòng)化控制系統(tǒng)方案。、設(shè)計(jì)方案概述根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的范圍和特點(diǎn)，建立一套生產(chǎn)運(yùn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以各供水廠(chǎng)站為核心節(jié)點(diǎn)，建立局級(jí)生產(chǎn)調(diào)度指揮中心，下設(shè)由典供水廠(chǎng)、楊坡供水廠(chǎng)、頁(yè)坡供水廠(chǎng)、草堂供水廠(chǎng)、篤牯供水廠(chǎng)共五個(gè)控制分中心組成。傳輸方式根據(jù)各子系統(tǒng)的特點(diǎn)采用GPRS、光纖寬帶網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)。自控系統(tǒng)主要解決集中供水生產(chǎn)過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、各種儀表參數(shù)的采集及顯示，并完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制和管理，保證整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，便于領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)了解各供水點(diǎn)的供水量、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和控制、現(xiàn)代化的調(diào)度指揮系統(tǒng)可以充分發(fā)揮供水設(shè)施的作用，以保證最大限度的節(jié)約用水，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益雙豐收。、設(shè)計(jì)原則本方案從農(nóng)村集中供水的具體實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)遵循技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則，并綜合考慮施工、維護(hù)及操作因素，并將為今后的發(fā)展、擴(kuò)建、改造等因素留有擴(kuò)充的余地。做到配置合理，留有擴(kuò)展余地，技術(shù)先進(jìn)，性能價(jià)格比高，確保系統(tǒng)性能高質(zhì)量，高可靠性。具有以下原則：、先進(jìn)性與適用性系統(tǒng)的技術(shù)性能、質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，并且系統(tǒng)的安裝調(diào)試、軟件編制容易掌握，操作使用簡(jiǎn)便易行，適合中國(guó)國(guó)情和農(nóng)村集中供水的特點(diǎn)。該系統(tǒng)集計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)為一身，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求。同時(shí)該系統(tǒng)面向各種管理層，設(shè)備功能齊全、操作簡(jiǎn)便。、經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性充分考慮供農(nóng)村集中供水實(shí)際需要和信息技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，設(shè)計(jì)適合現(xiàn)場(chǎng)情況、符合用戶(hù)要求的系統(tǒng)配置方案，通過(guò)科學(xué)合理的配置組合，實(shí)現(xiàn)最佳的性能價(jià)格比，以便節(jié)約工程投資，同時(shí)保證系統(tǒng)功能實(shí)施的需求，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。、可靠性與安全性系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有較高的可靠性，在系統(tǒng)故障或事故造成中斷后，能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和一致性，并具備迅速恢復(fù)的功能，同時(shí)系統(tǒng)具有一整套完整的系統(tǒng)安全管理策略，可以保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全。、開(kāi)放性以現(xiàn)有成熟產(chǎn)品為對(duì)象設(shè)計(jì)，同時(shí)還考慮到周邊信息通信環(huán)境的現(xiàn)狀和技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，具有網(wǎng)絡(luò)通訊口，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。、可擴(kuò)充性系統(tǒng)設(shè)計(jì)中考慮到今后技術(shù)的發(fā)展和使用的需要，具有更新、擴(kuò)充和升級(jí)的可能。并根據(jù)今后集中供水工程的實(shí)際要求擴(kuò)展系統(tǒng)功能，同時(shí)，本方案在設(shè)計(jì)中留有冗余接口，以滿(mǎn)足將來(lái)發(fā)展需要。、最優(yōu)化的系統(tǒng)配置在滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)功能、質(zhì)量、性能、價(jià)格和服務(wù)等各方面要求的前提下，追求最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)備配置，以盡量降低系統(tǒng)造價(jià)。、足夠的擴(kuò)展容量該系統(tǒng)設(shè)備預(yù)留一定的擴(kuò)展容量，以便在系統(tǒng)中升級(jí)改造過(guò)程中增加新的控制點(diǎn)。此外系統(tǒng)還預(yù)留與計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化系統(tǒng)接口，也盡量考慮未來(lái)科學(xué)的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用。、提高綜合管理水平本方案通過(guò)中央控制系統(tǒng)對(duì)各子系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)掌握各子系統(tǒng)運(yùn)行情況。中央控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行綜合統(tǒng)籌、運(yùn)行方案優(yōu)化，保證設(shè)備在最佳情態(tài)下運(yùn)行，從而降低設(shè)備能耗，減少設(shè)備維修，達(dá)到提高綜合管理水平的目的。、集中供水控制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D 36 第二章 *農(nóng)村集中飲水工程現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的建立水源井泵房與供水站儲(chǔ)水罐之間數(shù)據(jù)檢測(cè)和設(shè)備控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水源站儲(chǔ)水罐對(duì)深井水泵機(jī)組遠(yuǎn)程自動(dòng)控制與運(yùn)行參數(shù)的自動(dòng)采集、傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示等功能，同時(shí)將數(shù)據(jù)信息接入縣級(jí)集中供水生產(chǎn)調(diào)度指揮中心的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水源井和水源站儲(chǔ)水罐運(yùn)行參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，達(dá)到水源井和供水站儲(chǔ)水罐的優(yōu)化運(yùn)行，提高水源井運(yùn)行效率，提高整體經(jīng)濟(jì)效益的目的。、系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想根據(jù)水源井泵房與供水站儲(chǔ)水罐分布的地域特點(diǎn)與通訊技術(shù)發(fā)展的水平。水源井運(yùn)行測(cè)控子系統(tǒng)包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)、無(wú)線(xiàn)數(shù)傳交換設(shè)備（采用GPRS、CDMA或通訊光纜）、現(xiàn)場(chǎng)PLC系統(tǒng)（用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工作狀態(tài)的監(jiān)視、控制以及數(shù)據(jù)采集）等，實(shí)現(xiàn)對(duì)水源井泵房與供水站儲(chǔ)水罐的監(jiān)控。把水源井和供水站儲(chǔ)水罐的各種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)送到現(xiàn)場(chǎng)PLC系統(tǒng)，然后經(jīng)無(wú)線(xiàn)數(shù)傳交換設(shè)備到監(jiān)控計(jì)算機(jī)，監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)采集的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)等生成設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)*線(xiàn)、歷史*線(xiàn)及數(shù)據(jù)表格，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各種故障顯示、生成，并對(duì)各種報(bào)表進(jìn)行打印等。、系統(tǒng)基本架構(gòu)*農(nóng)村集中飲水工程現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)分為兩個(gè)部分：現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)PLC系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。水源井泵房與供水站儲(chǔ)水罐的各種運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)由現(xiàn)場(chǎng)PLC系統(tǒng)采集獲得，并傳送到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，然后經(jīng)過(guò)GPRS、CDMA或通訊光纜傳到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備狀態(tài)及各種數(shù)據(jù)的顯示、處理、發(fā)布等。、現(xiàn)場(chǎng)PLC系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)PLC系統(tǒng)安裝在水源井泵房控制柜或箱內(nèi)，潛水泵采用軟啟動(dòng)器進(jìn)行開(kāi)啟和保護(hù)，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)各水泵的綜合測(cè)控和保護(hù)，功能包括潛水泵的電流測(cè)量、啟?？刂?、運(yùn)行停止?fàn)顟B(tài)檢測(cè)、接觸器故障檢測(cè)（燒死）、液位測(cè)量（如需要可選配）、流量測(cè)量（如需要可選配）、水壓測(cè)量（如需要可選配）、過(guò)載保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠壓告警等，功能強(qiáng)大，最適用于戶(hù)外水源井遠(yuǎn)程測(cè)控的設(shè)備，具有高可靠性，較寬的工作溫度范圍，較高的防雷防浪涌能力，較高的電磁抗干擾能力。軟啟動(dòng)內(nèi)的信號(hào)通過(guò)RS485接口和PLC進(jìn)行連接。供水水泵安裝電流互感器和電流表及電壓表，熱保護(hù)器，斷路器等對(duì)水泵進(jìn)行保護(hù)?？刂乒瘢ㄏ洌﹥?nèi)安裝電子電度表，對(duì)用電量進(jìn)行精確計(jì)量.現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接地，需要的地方安裝避雷器！420毫安的信號(hào)加裝信號(hào)隔離器。潛水泵出口配備電磁流量計(jì)和壓力變送器，儲(chǔ)水罐內(nèi)安裝超聲波液位計(jì)，用來(lái)顯示儲(chǔ)水罐內(nèi)的液位和對(duì)水泵進(jìn)行控制，供水泵出口安裝電磁流量計(jì)和壓力變送器，輸出420毫安信號(hào)傳送到配電柜上的PLC模擬量模塊。PLC上實(shí)現(xiàn)水泵的開(kāi)啟和關(guān)閉，在上位機(jī)和組態(tài)系統(tǒng)上顯示流量，壓力，液位，運(yùn)行狀態(tài)，故障顯示，報(bào)表及等相關(guān)參數(shù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵的控制。PLC模擬量約為32個(gè)點(diǎn)，開(kāi)關(guān)量模塊約為96個(gè)點(diǎn)，預(yù)留20%余量、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)PLC系統(tǒng)的水廠(chǎng)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集處理，對(duì)所控設(shè)備進(jìn)行控制。在該控制方式下，實(shí)現(xiàn)對(duì)水廠(chǎng)、泵站的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，如開(kāi)泵過(guò)程為先開(kāi)泵后開(kāi)閥，停泵過(guò)程為先關(guān)閥后停泵等。、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)通訊技術(shù)與設(shè)備的選擇是構(gòu)建數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)最豐富多彩的部分，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理，通訊技術(shù)的選擇十分重要。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為數(shù)