供水管网阀门远程调控系统研制与应用.pdf
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1、供水管网阀门远程调控系统研制与应用 郑州市自来水总公司袁洪涛申元甲,施东文宋向阳 摘要:针对管网阀门人工现场操作现状,系统提出实现管网阀门远程调控的技术解决方案。 实施应用情况表明该系统起到优化管网运行、 提高供水系统安全可靠行等重要作用。 生产实 践验证供水管网阀门远程调控系统的研制具有推广应用价值。 关键词:管网阀门远程调控RTU SCADA系统管网优化运行 科学调度的实质是根据需要对系统资源进行优化配置和实时调控。 一个完整的供水系统是 包括从水源、水处理构筑物和供水管网以及到用户终端的连续、密闭系统。全面科学的调度 管理对保证供水系统安全、高效运行至关重要。 控制理论指出: 完善的控制
2、系统应能实现对系统各个组成部分实时调控。 技术进步为实现 “调 度依据信息化、调度决策智能化、调度执行自动化”的“调度三化”提供了技术手段和实施 可能o 1管网阀门调控模式现状和不足 近年来,随着技术进步和改造资金投入,多数供水企业建立了供水数据监测与控制系统 (SCADA),实现水源和原水输水系统监测、净水构筑物、工艺设备监控以及供水管网测压等 功能。部分供水企业还建立“呼叫中心”热线电话系统和管网地理信息系统(GIS)。上述系 统的建立能及时监控供水设备运行和发现管网事故, 极大提升了供水服务水平。 一限于技术、 设备和系统设计理念等多方面原因, 对管网调度管理和运行调控还限于人工操作。
3、水压遥测 和事故信息获取、 采集与判断已实现信息化和自动化, 但阀门启闭和调节还必须依靠操作工 人到现场人工手动完成。这至少有以下几点不足: 供水管网工况瞬时万变,实现管网实时优化运行靠人现场调节几乎不可能实现。 为确保供水系统安全运行, 在发生重大供水事故时, 需对管网中若干重要阀门多次反复调 控,人工操作难以胜任o 管网事故信息的获取判断到人工现场调控阀门, 根据城市规模、 抢修力量及交通路况情况, 会有1h左右的延时。这会造成事故损失扩大,引发相关问题媒体已有大量正反面报道。 目前管网调度模式对用户端不能实现及时合理的调节和控制。 2管网阀门远程调控的意义 管网阀门是供水系统中的重要设施
4、,起到输送、关断、调节供水流量、压力和改变流向等管 网调控作用,是供水系统畅通输配和管网抢修、维护、改造的重要保证措施。管网阀门上述 功能的及时实现直接影响供水安全和供水行业的服务质量。 重要的是, 当供水系统发生重大 故障以及处理大的爆管事故时, 管网阀门如不能及时有效的调控将延误处理事故时机, 造成 严重后果。 供水管网科学调度与实时调控首先要解决阀门远程调控问题, 管网中若干重要阀门和关键阀 门如能实现及时有效的调控直接影响供水安全, 在调度中心直接实现对管网重要阀门远程调 控操作对保证供水系统安全正常运行具有重要意义o 3实现方案、 供水系统实现科学调度的关键是增加控制手段和工作模式与
5、管理制度的创新。 针对完全依靠 人工操作调控阀门不能及时应对突发事故处理、不利于供水管理和服务的现状。 通过对项目目标、设备工作环境以及RTU、电动执行机构等因素和设备技术参数进行考察和 分析研究-提出利用现有管网测压RTU设备对管网重要阀门进行遥测、遥控的技术方案, 以 及时应对管网事故和适应工况变化,提高供水管理和服务水平o 31 7技术方案 远程通讯控制终端选型 管网阀门远程调控系统和现有SCADA系统兼容,充分利用现有的设备、无线频谱等资源o RTU 选用我公司现有SCADA系统中采用的MOSCAD RTU,根据控制目标重新编写相应控制程序o 上位机组态编程 在调度中心端上位机设定控制
6、窗口和操作画面,通过基于短波电台的无线SCADA系统实时检 测阀门端运行参数,通过指令控制MOSCAD RTU实现对阀门的遥测遥控功能。 执行机构选型 管网阀门安装在潮湿环境下的阀门井里,工作环境恶劣。为确保控制可靠性和设备安全, 选 用防护等级为IP68电动头和高可靠性阀门配合作为执行机构,达到正常工作要求。 电源 在被控阀门点附近单位寻找合适的动力照明电源作为被控阀门系统的工作电源。 根据电源 情况选择电动头的驱动电源方式。条件许可情况下,尽可能选用动力电源作为工作电源o 附属仪表 为及时掌握阀门调控情况和效果,在阀门下游安装压力传感器。采集的压力信号通过RTU传 输到SCADA系统,平时
7、作为测压点使用o 32 系统安全措施、 为保证设备安全和人身安全,方案设计和项目实施采取的技术措施有: 供电安全 由于工作场合特殊, 电源箱设计有漏电保护器。 电动头电源仅在进行远程调控操作时通过RTU 控制接通,阀门井内设备平时和市电隔离。 阀门井及井盖设计选型: 良好的外部环境是设备安全运行的重要因素。尽管设计选用设备能满足“浸水环境”工作, 为提高系统可靠性,阀门井设计采用电信防水井盖,防止雨水侵入阀门井。为执行机构提供 良好的外部工作环境。 阀门井设计考虑对井室积水下渗处理,井室内设计有渗水坑。 井室内设定位置设计安装干簧管水位开关, 某种原因阀门井进杉渗水, 水位达到设定高度时 RT
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