给排水工程自动化技术

给排水工程自动化技术

摘要：给排水自动化技术的管理与控制是保证工程质量优劣的首要前提，给排水自动化技术的设计不仅关系到工程的质量，而且关系到人民群众的切身利益。基于此，本文对给排水工程自动化技术进行分析。关键词：给排水；自动化；应用1我国水资源利用的现状我国的淡水资源十分丰富，达到了全球淡水资源的6%，在全球淡水资源总量中位列第四名。但是，由于我国人口过多，人均淡水资源量只有2300m3，仅达到世界平均水平的25%，是世界上人均淡水资源最匮乏的国家之一。随着我国社会经济和科技水平的不断进步发展，我国的用水需求量逐渐增多，这导致我国淡水资源和社会发展的矛盾越来越大。除此之外，由于对淡水资源的过度开发，导致我国出现了十分严重的生态环境问题，严重的影响了人们的生活与社会生产。因此，将我国水资源的利用率尽可能提高，把水资源的浪费情况尽可能的降低，全面提高给排水自动化技术水平，确保水资源可以持续发展。2给排水自动化技术（SCADA）概述2.1计算机技术近年来，计算机技术的飞速发展，使得windows操作系统和网络技术不断的更新换代，功能也越来越强大现在的SCADA系统都是基于windows的，具有很好的图形化人机界面，其中PC机主要是用来做调度中心，SCADA系统就是通过一些组态软件平台，来完成给排水调度相关数据的采集与处理，并将这些数据显示和记录建档。其中，MMI的趋势分析和控制功能，优化了给排水的调度，提高了节能降耗的水平，而网络功能则大大扩展了多级SCADA系统的功能，更有利于水厂的多级管理。2.2通讯技术通讯技术的选择关系到SCADA系统设计的合理性，它使SCADA系统变得更加的丰富。在SCADA系统的上层管理中，选择了LAN、WAN和Intranet等网络技术作为通讯技术，它们都是采用TCP/IP作为通讯协议的，并通过网关、路由器等连接形成一个系统。在SCADA系统终端中，数据线连接多数采用串行互连总线ＲS232、ＲS485和USB等方式，其中USB是能进行热切换、即插即用的接口，效率较高，得到了最广泛的应用。在现场、测量仪表与智能终端之间的通讯方式则包括无线通讯和有线通讯两类。无线通讯主要用在SCADA系统与测压终端、水源泵群、城市排水网之间的通讯，主要有微波、扩频通讯、卫星通讯、铱星通讯、超短波通讯、短波通讯、GSM、CDMA、双向无线寻呼等方式，其中双向无线寻呼是一种既可靠又廉价的通讯方式。有线通讯是指通过公共数据网进行通讯的方法，如PSDNISDN和BISDN等，特别是BISDN综合宽带数据网和光纤入户工程的推广和应用，在很大程度上方便和提升了城镇给排水SCADA系统终端的通讯功能，如：水源测压点、水源井、污水监控站等。2.3控制技术控制技术的可靠性主要是由控制设备的性能决定的，这些控制设备不仅包括SCADA系统的下位机，还包括下位控制单元，如：远方终端RTU，智能测控装置、专用的RTU，智能仪表、智能控制器以及PLC系统等虽然在每个SCADA系统中都会有若干台控制设备，但主要有三种模式：PC+PLC模式、PC+单片机模式和纯进口的PC+RTU模式。PC+PLC模式是一种可靠性较高的技术产品，特点是严谨、方便，安装容易，编程简单易学，能给用户提供高性能的硬件，系统软件平台水平较高，用户软件平台易学、易懂，在给排水SCA-DA系统中主要用于复杂的计算和顺序逻辑控制，而且规模越大就越经济，在自来水厂中得到广泛的应用，主要用于对自来水净水过程、污水处理过程、自来水二级泵站多泵系统、远程调水中多泵阀等的控制单片机RTU只能用于做测压点终端、简单水源井控制和简单环境的数据采集，但价格较低，而纯进口的PC+RTU模式费用非常昂贵，所以这两种模式应用较少目前，主流的模式为混合模式，即采用PLC和单片机RTU构成混合SCADA下位机。2.4传感技术在SCADA系统中许多数据要进行现场的采集和调控。比如水位、压力、温度等等都需要通过传感器来进行采集和分析。传感器分为智能型和非智能型两种，智能型设置了报警设置，具有数据显示功能，非智能型只能用于电量标准化信号灯转换和非电量理化数据的转换。3提高SCADA系统的稳定3.1充分利用社会资源计算机技术和通讯技术是巨大的社会资源，因此，要加强SCADA系统的稳定性，就必须要加强对计算机技术和通讯技术的应用能力。主要可以通过以下几个方面提高社会资源的利用效率：①可以利用快速发展的计算机网络平台构建SCADA调度中心；②利用公共通讯网络和WAN技术构成SCADA调度中心；③利用防火墙技术和INTERNET技术对SCADA调度进行远程控制；④利用增值业务和无线双向寻呼业务进行SCADA的远程通讯；⑤加强网络交流，通过网络学习SCADA的新技术。3.2加强SCADA系统的集成能力将SCADA系统变成一个商品，进行集中生产，从而构建出合理、廉价、可靠的SCADA系统。主要可以采用以下两种技术：①对调度中心的软件进行升级，改用Windows95以上平台的软件，从而一次性的解决多个系统之间的升级、备份、优化、上网的功能，摆脱了系统集成商的暗箱操作，使系统维护更加的可靠自主。当选择工作通讯网也不能解决问题时，要尽可能的选择商品化和专业化的产品，构建出合理的SCADA通讯网。许多科研单位研发的通讯设备由于批量较小，容易出现质量差的情况，因此，要加强SCADA系统的规模化生产，提高SCADA系统的规模化效益。②构成SCADA系统影响最大的是单元设备PLC和RTU。对于较为复杂的程序进行控制时要选用PKC，但要注意PLC的通讯接口是否合适。在对数据进行采集和控制时要先对供方市场进行充分的调查，并进行技术分析，选择可以与上位机进行通讯的智能仪表。在选择使用PTU还是PCU时要选择市场中出售的商品，由于市场中出售的商品都是批量生产的，因此，具有售前和售后服务、提供了正确的接口使用方法。为降低成本不建议使用进口高价的PTU。3.3SCADA系统设备制造商的建议在生产SCADA系统时所使用的设备要以开放性为原则，程序设计、界面、通讯和接口等都要按照国际标准来进行设计；所设计的SCADA系统中的应用程序要可以在多个平台上进行移植；设计的SCADA系统的规模要按照需求进行变化伸缩；SCA-DA系统不能依赖特定的供应商平台。在进行SCADA系统设计时要选择最新的技术和产品，选用高性能的CPU可以降低造价，提高SCADA系统的可靠性。加强软件的科研投入，建设一个自动化的系统，采用商品化的产品，除了现场的安装之外，其余的大部分工作都要采用开发软件，加强对不同领域的应用，形成自己的NOWHOW。结语：SCADA系统是给排水自动化技术的基础，我们只有通过加强对SCADA系统的应用，才能逐步提高我国给排水自动化技术的水平，使我国水资源的利