智能泵站控制系统


作者:Kay Miller 日期:2018/09/13 来源:PROCESS《流程工业》

在污水处理厂的大型泵站中,尤其是当一家运营商管理着70个泵站时,其水泵或者电机是由3家不同的供应商安装的,使用3种或4种不同的控制系统的情况并不少见。而现代化的技术改造则提供了将泵站硬件和软件统一起来的大好机遇,虽然在技术改造的框架内允许继续将水泵原来使用的电机以及机械装置保留下来,但泵站设备所有的传感器、电气元器件和自动化控制装置都会被替换下来。但事实上许多企业并没有这么做,大多数运营商只是在一步步地改进和完善他们的泵站。

在水处理过程中,水泵足够的功率是泵站设计的头等大事,只有这样水泵才能完成输送污水的任务
在水处理过程中,水泵足够的功率是泵站设计的头等大事,只有这样水泵才能完成输送污水的任务

如果运营商打算在技术改造中对泵站的控制系统也进行现代化改造,企业可以在招标书中明确地指出现代化技术改造中应该使用哪种硬件,因为每个应用工程师或者程序员都有自己编写的用于水泵安装调试的软件模块,这样一来就在一定程度上失去了安装在泵站设备中的软件保障。对于运营商来讲,这将大大提高泵站设备的维护保养成本,有时成本甚至会和改造之前一样高,因为维修技术人员必须像在放大镜下一样仔细地检查每一个程序语句,查找错误。

为了降低这些费用,Wago公司设计了一款泵站水泵控制应用软件。这一软件将常用任务中反复使用的基本功能与高自由度的参数设置结合到一起。在这款软件中,凡是与泵站维护保养项目有关的变量只需进行简单的配置,不必编写程序。这就大大地缩短了泵站设备维护保养的工期。

应用软件的硬件基础是Wago公司的750型I/O系统,具有500多种不同的I/O模块和大量的数据接口,可以毫不费力地完成异构系统和泵站设备系统扩展后的种种连接。这种泵控制方式是一种普遍通用的控制方式,确保了给水和污水净化处理领域中的设备在整个系统中的联网。这一软件是按照泵站有2~6台不同功率水泵的标准而设计的,完全满足泵站运行时通常遇到的不同任务提出的要求。

备用系统

为了确保在发生故障时或者在维护保养期间泵站随时可以投入使用,企业通常都在泵站中安装使用不同类型的泵。按照这些泵的工作性质来讲,可以将其分为基本负荷泵、峰值负荷泵、排空泵和备用泵。但泵站中的辅助泵不能仅仅是在峰值载荷时或者在冗余时才使用,相反它们应该按照规定的时间间隔启动运行,避免发生故障。否则,长期在受污染的环境中闲置不用,会使设备的连接件和辅助机械部件等受到腐蚀,影响其正常工作。利用Wago公司开发的应用软件,企业可以将泵站中各个泵设置成不同性质的泵。软件控制系统会在一定工作循环后交换各个泵的性质设定,确保泵站中的各个水泵都能有规律的定期运行,始终保持正常的工作状态。另外,控制软件还可对泵的运行时间进行监控,并在经过了一段设定的静止时间后,自动启动这些泵,防止它们受到腐蚀。

避免峰值载荷

在需要接通电源和启动多台水泵时,应尽可能的不要同时启动这些水泵,避免突然增加电网的负荷。此时,Wago公司的控制器就会按照一定的延时时间,依次启动各台水泵。在这种情况下,第2台型号相同的水泵会在第1台水泵启动之后按照设定的延时时间自动启动。而延时时间的长短则可以在有效负载管理中进行设置,这取决于现场的具体工作情况,可以方便地在设备控制器上进行参数设置和修改。这样能够最大限度地减少电网负荷,也避免了需要应急电源来帮助启动。

灵活的水位控制

通过改变水泵的工作参数可以让水泵系统免受污垢杂物的困扰,例如积留泵轴和泵体上的油脂类沉积物。为了避免污染,至少可以延长污染的时间,水泵的接电和断电时间应是十分灵活的。利用I/O系统中PFC 200和PFC100系列以太网控制器中的e!Cockpit工程软件,企业可以准确地设置水泵的接电和断电时间。在完成设置后,水泵就可以灵活地在略高于或者略低于设定的水位时完成接电和断电的切换。这就能够使泵轴所处的水位高低无规律的变化,使油脂类的沉积物有着更好的分布,不会总是在同一水位高度接电或者断电,使油脂类污染物沉积在同一水位高度上。

为了使泵轴能够更加直观地使用标准化的应用软件,实现基于网络的可视化,不仅能够从中央控制室对水泵工况的监控和调整而且也可以在泵站现场对水泵进行控制和设置,Wago公司提供了带有触摸屏的控制器。利用这种笔记本式的控制器可以自由设置某台水泵需要承担的任务。按照IEC 61131-3标准程序语言设计的水泵控制程序提供了可以对最多6台不同型号水泵的通用控制功能。信息的控制程序可以由用户根据自身需要进行编写。

这里的信息控制包括了用户对水泵设备提出的各种要求。这些具体要求迫使水泵运营商和技术服务商比以往任何时候都要考虑到它们的存在,并重新考虑自己的维护保养策略,拿出更加有效的维护保养措施。Wago公司的应用软件为企业在解决这些问题时提供了坚实的基础。