前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了農(nóng)村飲水安全工程中自動化系統(tǒng)設(shè)計范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：農(nóng)村飲水安全工程是惠及隴原兒女的民生工程和社會效益突出的公益事業(yè)。目前各地農(nóng)村水廠自動化程度存在顯著差異。文章以平?jīng)鍪徐o寧縣某水廠自動化系統(tǒng)的設(shè)計和施工為例，探討自動化系統(tǒng)設(shè)計的標準形式，為類似工程的自動化設(shè)計和施工提供相應參考。

關(guān)鍵詞：自動化系統(tǒng)；標準化；典型設(shè)計；現(xiàn)代化管理

1工程概況

平?jīng)鍪徐o寧縣西部脫貧攻堅農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程項目區(qū)先后建成了七個人飲工程，但是由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展和人民生活水平不斷提高，用水量不斷增大，加之靜寧縣西北部水資源匱乏，干旱少雨，大口井出水量明顯不足，工程部分輸水管道老化、破損嚴重，常出現(xiàn)限時供水或連續(xù)多日供不上水的情況[1]。2017年相關(guān)部門規(guī)劃在該地區(qū)實施新工程，可以解決7514戶32563人農(nóng)村人口飲水不穩(wěn)定問題。該工程的實施將傳統(tǒng)、落后的散供水水源統(tǒng)籌利用，能更進一步的提高水廠供水保證率。根據(jù)實際情況和工藝要求，自動化系統(tǒng)分別在一級泵站、二級泵站和高位水池三個區(qū)域設(shè)置站點，并在管理所辦公樓控制中心集中控制和監(jiān)測三個區(qū)域的設(shè)備運行狀態(tài)。

2設(shè)計方案

主站設(shè)置在二級泵站，下設(shè)一級泵站和高位水池兩個分站，整個系統(tǒng)對一級泵站、二級泵站、蓄水池水位、泵站供水流量進行實時監(jiān)控，主站雙CPU雙電源冗余，各站I/O卡件預留30%。因各站距離較遠，加上丘陵地區(qū)地形復雜，敷設(shè)光纖難度較大，各站之間通過無線通訊的方式實現(xiàn)相互的數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)上位機為工業(yè)控制計算機，配套windows操作系統(tǒng)及組態(tài)王編程軟件。下位機為西門子s7-300PLC的軟、硬件系統(tǒng)。上位機停機不影響下位機正常工作。主站PLC及工控機電源取自市電，不間斷電源UPS將市電穩(wěn)壓后供給用電設(shè)備，同時給蓄電池組進行充電。當停電發(fā)生時，UPS斷開市電回路，繼續(xù)給用電設(shè)備供電，蓄電池組供放電時間不小于30min。分站系統(tǒng)供電設(shè)備選用太陽能蓄電池，太陽能板選用單晶型式，功率50W，太陽能蓄電池選用12V/63Ah。水泵控制柜和電動閥控制柜具有手動/自動轉(zhuǎn)換功能，正常情況下控制柜的選擇開關(guān)都打在自動位置，水泵的啟停和電動閥門的開關(guān)由內(nèi)部程序進行選擇。當高位水池水位到達設(shè)定的上（下）限水位時，水泵出口電動閥自動關(guān)閉（開啟），水泵自動停止（啟動）。自動控制系統(tǒng)根據(jù)水位下降的速度控制水泵運行的速度，當其中一臺水泵出現(xiàn)故障時，自動切換到備用的一臺泵組運行。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

目前水利工程自動化系統(tǒng)大都采用二層或三層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，第一層為現(xiàn)地測量控制層(現(xiàn)地單元層)，第二層為集中監(jiān)控層(主控單元層)，第三層為生產(chǎn)調(diào)度管理層(管理單元層)[2，8]?，F(xiàn)場傳感器測量電壓、電流、液位、流量等信號并傳送到數(shù)據(jù)采集模塊，各分站將采集到的信號數(shù)據(jù)通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)送到PLC主站，PLC主站與工控機通過以太網(wǎng)相連接，最終將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳送到人機界面，從而實現(xiàn)了對現(xiàn)場情況的監(jiān)控。

4設(shè)計標準化的意義

農(nóng)村飲水安全工程自動化設(shè)計還沒有相應的標準和規(guī)范，但典型設(shè)計可以起到一個標準性的作用，可以較為普遍地應用。如系統(tǒng)由主站和若干個分站組成，主站由哪幾個模塊組成，分站由哪幾個模塊組成，每個模塊都包括確定的硬件配置和參數(shù)設(shè)置，不同規(guī)模的工程只是分站設(shè)置的數(shù)量不同而已。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，微處理器的運算速度也成指數(shù)級的速度提高，各種電子設(shè)備不斷更新?lián)Q代。農(nóng)村飲水安全工程自2003年開始在全國各地實施，至今已經(jīng)經(jīng)歷了十五年的發(fā)展，控制系統(tǒng)的技術(shù)革新導致其不同階段具有不同的控制方式。九十年代建造的一些水廠，并無集中控制功能，對機泵的操作都在控制箱上進行，而且現(xiàn)場的液位、流量等數(shù)據(jù)需要工作人員到現(xiàn)場抄錄。到了二十一前十年，水廠的自動化系統(tǒng)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)集中控制功能，操作臺可以對現(xiàn)場設(shè)備進行遠程操作，并且有數(shù)碼顯示屏顯示現(xiàn)場的模擬量數(shù)據(jù)。這種控制方式采用繼電器的控制方式，開關(guān)按鈕容易損壞，自動化程度不高。近十多年水廠自動化系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到以工控機顯示器或觸摸屏作為人機界面，無人值守、少人值守、自動運行的程度[6]。自動化系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢是一體化、信息化。在農(nóng)村飲水安全工程中，不同區(qū)域、不同功能的泵站、水廠，經(jīng)過通訊網(wǎng)絡(luò)，有機的結(jié)合成一個整體，由調(diào)度中心集中進行管理[3,5]。調(diào)度中心數(shù)據(jù)庫接入無線公網(wǎng)并進行加密，上級部門或管理人員可直接通過隨身攜帶的手機軟件，輸入密鑰后查詢到數(shù)據(jù)庫的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，從而實現(xiàn)隨時隨地了解整個系統(tǒng)運行情況的目的。農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程將原有的不同形式的控制系統(tǒng)重新整合起來，規(guī)模的擴大和自動化程度的提高直接降低了水廠的運行成本，減少了人員配置，同時標準化的設(shè)計起到規(guī)范作用以供參考，從而使自動化設(shè)計具有整體性，人員培訓和系統(tǒng)管理工作也更加容易。

5結(jié)束語

農(nóng)村飲水安全工程自動化設(shè)計應在保證可靠性、安全穩(wěn)定性、實時性和實用性的前提下，在結(jié)構(gòu)和形式上充分考慮設(shè)計的標準化，在系統(tǒng)硬件及軟件上充分考慮系統(tǒng)的開放性。具體設(shè)計方案要根據(jù)水廠管理人員的需求，并考慮生產(chǎn)廠家的建議，最終確定[4]。自動化設(shè)計水平直接影響后續(xù)的管理和維護工作，整個自動化系統(tǒng)的設(shè)計、施工、管理、維護，必須建立相配套的、科學的、實用的標準規(guī)范和制度體系，以實現(xiàn)對水廠現(xiàn)代化管理的目標。與此同時，隨著云計算等高新技術(shù)的引入，將信息資源整合、業(yè)務(wù)流程優(yōu)化等業(yè)務(wù)統(tǒng)一到了同一個平臺上，為用戶提供智能化的接口，從而減少了大量的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、UPS電源等硬件資源，節(jié)約投資成本，提高管理效率[7]。

參考文獻：

[1]甘肅省水利廳,甘肅省農(nóng)村飲水安全工程“十二五”規(guī)劃報告[S].

[2]黃祚繼,黃忠赤,馬浩.水利工程自動化現(xiàn)狀與適應技術(shù)分析研究[J].水利建設(shè)與管理,2012,32(10):53-55.

[3]劉輝.水利水電工程勘測設(shè)計行業(yè)信息化發(fā)展思考[J].水利規(guī)劃與設(shè)計,2017(1):78-81.

[4]趙勇.試論泵站電氣自動化的設(shè)計思路[J].陜西水利,2011(2):47-48.

作者：蘇燾 單位：平?jīng)鍪兴娍睖y設(shè)計院