安科瑞电机监控系统在城市污水泵的应用

安科瑞 刘秋霞

［摘要］针对污水泵站既有的就地启动柜，通过加装监控设备、接入网络，实现了对污水池的污水水位、出口压力、三相电压、电流和工作场地视频图像的实时监测；可根据设定参数自动起停电机，亦可接受远程指令执行电机起停操作。本系统有效提高了泵机的利用率，降低了故障发生几率，提升了城市污水泵站的智能管理水平。

［关键词］污水泵站；变送器；安科瑞

1介绍

目前，国内三线城市的污水泵站仍主要采取人工值守，手动控制，站点单独运行的模式。伴随互联网、云技术的快速发展，排水泵站对升级自动化控制等级，改善整体管理水平，提出更高要求。本文针对的是某城市的十处污水泵站，站内标配有污水泵三台，功率均为55KW，安装有就地起动柜，起停方式为软起动起停。

2系统设计

本系统的终端监控设备结构框图如图１所示，该泵站终端监控设备通过交换机接入Intranet；通用控制器连接着交换机的同时以CAN总线和分控制器通信，通用控制器以串口通信方式连接HMI；海康视频监控设备接入交换机中；分控制器连接有液位、压力、电压、电流等变送器，通过A/D转换读取数据；分控制器的输出继电器与软起动器的控制回路相连接。

为*掌控污水泵的运行工况参数，本系统采用了Gems投入式液位变送器，模拟量输出4-20mA，量程为0-1bar，经分控制器A/D转换后，映射为数字量0-800；采用了TRAFAG压力变送器，模拟量输出4-20mA，量程为0-1.5MPa，映射后对应数字量0-800；采用了开合式霍尔电流变送器，25mm孔径，输出4-20mA，量程为0-300Ａ，映射后对应数字量０－８００；采用了单相交流电压变送器，模拟量4-20mA输出，量程为交流0-400V，映射后对应数字量0-800。以上变送器均采用DC24V供电。变送器输出分别连接到分控器的模拟量输入端A0-A7。为可靠实现远程异地控制，分控制器的输出继电器Y0动断触点串入软起动器的停止控制回路，分控制器的输出继电器Y1动合触点并入软起动器的起动控制回路。

在安防设计方面，采用了海康威视的萤石系列产品，基于萤石云SDK实现了PC端二次开发接入本系统。开发过程中，首先完成SDK库和头文件的加载；然后初始化OpenSDK_InitLib；接下来分配会话OpenSDK_AllocSession，同时注册OpenSDK_MessageHandler回调函数；预览功能实现需要打开OpenSDK_StartRealPlayEx接口，MsgType==3(INS_PLAY_START)成功后，播放视频画面，使用StopRealPlay（Seld）结束播放。回放功能的实现需要打开OpenSDK_StartPlayBackEx接口，使用OpenSDK_GetOSDD-Time获取回放时间点；在报警图片推送功能上，使用Push_StartRecvEx(pushSecret)开启接收推送，从（sz-Content）解析出alarmPicUrl，以DecryptPicture获取图片内容，关闭接收推送调用函数Push_StopRecv()；以OpenSDK_FreeSession释放会话。基于萤石SDK实现了授权登录、直播预览、录像回放、推送报警图片的功能。为实现智能管理，通用控制器一方面通过Intra-net连接服务器，另一方面以无线方式接入TlinK云平台，提供Web访问和手机端应用。Tlink平台可以接收任意的数据协议格式，本系统配置的连接协议格式为：起始位：#JLJR；分隔符使用“；"；数据位14个字节，12个字节对应采集的数据，2个字节对应控制指令；数据长度位1个字节；结束符：CRC8，配置为数据透传模式。*站控制系统以标签页形式显示每一处污水泵站的设备运行状况，画面如图２所示。*站控制系统，能够通过设定，自动汇总泵站工况参数，生产统计报表。

3AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台

3.1平台概述

安科瑞电气具备从终端感知、边缘计算到能效管理平台的产品生态体系，AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台通过在污水厂源、网、荷、储、充的各个关键节点安装保护、监测、分析、治理装置，用于监测污水厂能耗总量和能耗强度，*监测主要用能设备能效，保护污水厂运行安全可靠，提高污水厂能效，为污水处理的能效管理提供科学、精细的解决方案。

3.2平台组成

AcrelEMS智慧水务综合能效管理系统由变电站综合自动化系统、电力监控及能效管理系统组成，涵盖了水务中压变配电系统、电气安全、应急电源、能源管理、照明控制、设备运维等，贯穿水务能源流的始终，帮助运维管理人员通过一套平台、一个APP实时了解水务配电系统运行状况，并且根据权限可以适用于水务后勤部门管理需要。

3.3平台拓扑图

3.4平台子系统

3.4.1电动机管理

马达监控实现水务中电机的保护、遥测、遥信、遥控功能，电动机保护器能对过载、短路、缺相、漏电等异常情况进行保护、监测和报警。*、准确地反映出故障状态、故障时间、故障地点、及相关信息，对电机进行健康诊断和预防性维护。同时支持与PLC、软启、变频器等配合，实现电动机自动或远程控制，监视、控制各个工艺设备,保障正常生产。

3.4.2能耗管理

为水务搭建计量体系，显示水务的能源流向和能源损耗，通过能源流向图帮助水务分析能源消耗去向，找出能源消耗异常区域。

将所有有关能源的参数集中在一个看板中，从多个维度对比分析，实现各个工艺环节的能耗对比，帮助领导掌控整个工厂的能源消耗，能源成本，标煤排放等的情况。

能耗数据统计采集水务中污水厂、自来水厂、水泵站等的用电、用水、燃气、冷热量消耗量，同环比对比分析，能耗总量和能耗强度计算，标煤计算和CO2排放统计趋势。

能效分析按三级计量架构，分别进行能效分析，契合能源管理体系要求，可对各车间/职能部门的能效水平进行分析，同比、环比、对标等。通过污水处理产量以及系统采集的能耗数据，在污水单耗中生成污水单耗趋势图，并进行同比和环比分析，同时将污水的单耗与行业指标对标，以便企业能够根据产品单耗情况来调整生产工艺，从而降低能耗。

3.4.3环境监测

污水厂、自来水厂、水泵站等场所温湿度、烟雾、积水浸水、视频、UPS电池间可燃气体浓度展示和预警，保障污水厂、自来水厂、水泵站等安全运行。当可燃气体或有害气体浓度超标可自动启动排风风机或新风系统，排除隐患，保持良好的水处理环境。

3.5相关平台部署硬件选型清单

电力监控、电能质量、电动机管理及配电室环境监控系统

4结语

本系统可实现自动监测污水池水位、各污水泵出口压力，出口压力低或水位过高时，启动污水泵，出口压力高或水位过低时，停止污水泵；具有启停泵压力值和水位值设定功能；同时可监测泵站内每台泵的运行状态、电机电压，运行电流等工况参数；支持远程异地控制污水泵的启停；本系统提供视频数据的播放、回看等安防功能。系统内所有监控数据经光纤传输至站队值班室，管理系统可对数据按照时间、站点、自定义等多种方式完成分析汇总。本系统可有效提高城市污水泵站管理水平，提升企业的经济效益。

参考文献：

［1］贾博，张卫萍，王志红．*污水泵站的研究与应用［Ｊ］．广东化工，2017（4）：103-1-4．

［2］吴矫．ＰＬＣ控制系统在污水池项目中的应用[J]．山东工业技术，2016(24):3．

［3］李悦，杨树臣，高力新等．一种基于PV供电的低功耗无线测温节点的设计[J]．吉林工程技术师范学院学报，2017,33(9):91-93

［4］唐伟，王思宇，姚妍彬等．保定市排水总公司数字化信息管理平台建设[J]．信息化建设，2016(5):16.

［5］咸云飞，王成．基于GPRS无线网络的污水泵站控制系统［Ｊ］．自动化技术与应用，2014(7):56-58．

［6］贺方昕．城市污水泵站运行综合管理计算机系统研究[J]．自动化与仪器仪表，2017(3):176-178．

［7］王尧．油田污水泵站中PLC自动控制系统[J]．油气田地面工程，2014(4):60-61．

［8］安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版

［9］周继秋，杨伟东.城市污水泵远程智能监控系统研究