CN101021725A - 污水泵站监控系统 - Google Patents

Abstract

本污水泵站监控系统的污水泵站的液位计经模拟量输入模块接入可编程序控制器PLC，PLC经输出模块与各台水泵的电动阀和格栅机的电动开关连接。各水泵出水口安装与PLC连接的流量计。PLC实时读取液位数据，在到达设定不同液位启动或关闭一台或多台水泵。PLC按顺序启动各水泵，启动顺序定时轮换。需同时启动多台泵时，PLC延时错位顺序启动。PLC根据设定的时间，定时启闭格栅机。PLC与服务端计算机相连接，向其传送各设备运行数据。各设备可进行手工启闭，不受液位影响。服务端计算机与泵站监控系统计算机远程连接，传送泵站设备运行数据，发生异常向其报警。本系统泵站无需值守，自动运行，记录存储设备运行数据，生成相关图表，并可远程实时监控多个泵站。

Description

污水泵站监控系统

(一)技术领域

本发明涉及计算机自动控制领域，具体为一种污水泵站监控系统。

(二)技术背景

污水泵站的污水池内都配备有3～5台水泵及1台格栅机。以往都需要人工值守，因污水进水量时时改变，需要根据污水池的水位，决定开启水泵的台数，污水池内的格栅机也需要定时开动。如下暴雨时，污水流量可猛增数倍，若不能及时开泵，污水会溢出，造成事故。反之污水流量减小、污水池内水位下降时不及时关泵，若水位降至低于泵的吸水口，抽水管干抽，将造成电流过大、烧坏水泵。城市中配有多个污水泵站，为其管理各个泵站均需要配备管理人员，且需要全天值守，工作量大。且难以集中掌控所有泵站的运行。特别是污水泵站内环境恶劣、臭味刺鼻，不适合人在内长时间工作值班。

另外污水泵站各台泵的运行时间、耗电量等数据也无法记录、存储、查询、统计。

(三)发明内容

本发明的目的是设计一种污水泵站监控系统，可根据污水池水位自动开启一台或多台水泵，也可定时开动格栅机，还可存储记录泵站内各设备的运行情况并实时传送到系统监控中心，监控中心可以监视和控制所有的污水泵站。

本发明设计的污水泵站监控系统的污水泵站包括安装于污水池内的3～5台水泵及1台格栅机，还包括可编程序控制器和液位计，液位计经模拟量输入模块接入可编程序控制器，可编程序控制器经输出模块与各台水泵的电动阀和格栅机的电动开关连接。各水泵出水口安装流量计，流量计经模拟量输入模块接入可编程序控制器。

可编程序控制器实时读取液位数据，在到达设定的4～6个液位时，根据不同的液位，可编程序控制器启动或关闭一台或多台水泵。可编程序控制器根据设定的时间，定时启动格栅机，并在其往返运行一周后关闭格栅机。

各台水泵和格栅机还接有手动控制开关，需要时可进行手工启闭，不受液位的影响。可断开该泵站的水泵和格栅机与服务端计算机的连接直接用各设备所接的手动控制开关进行手工启闭，在维修时即可使用。手动控制开关还有与服务端计算机连接的电控机构，在服务端计算机屏幕的操作窗口上设有各台设备的手动启闭按钮，可以通过点击按钮操纵设备手动控制开关的电控机构开或关。

手动启闭时运行状态也在服务端计算机屏幕显示。

在各台泵和格栅机启动关闭时，可编程序控制器自动记录存储各泵和格栅机的启动与关闭时刻。各台泵接有电量变换器，经模拟量输入模块连接可编程序控制器。各台泵的运行电流、电压数据送入可编程序控制器存储。

可编程序控制器与服务端计算机相连接，泵站各台设备的运行数据传送到服务端计算机，实现数据实时监测、并可完成数据报表。通过服务端计算机可自动修改可编程序控制器内的水泵启动关闭液位、格栅机定量启动时间等参数。服务端计算机根据各台水泵的运行电流、电压、时间计算其耗电量，根据格栅机的运行时间及功率计算其耗电量，从而得到该泵站每天的总耗电量。

可编程序控制器有水泵启动监控软件，根据液位计信号，按顺序启动其连接的各台水泵，启动顺序定时轮换，以使各台泵的总运行时间相近。当需要同时启动多台泵时，可编程序控制器采取延时错位启动，以防止多台泵同时启动时电流过大导致跳闸而影响设备的正常使用。当某台泵发生故障启动失败时，可编程序控制器发送启动指令后未能接受到该泵的电流电压运行数据、即及时按顺序启动下一台泵。

服务端计算机根据所记录存储的各台设备运行数据，统计设备的运行时间，根据设定的维修周期，到达维修时间即给出维修提示。

服务端计算机与泵站监控系统计算机，即客户端计算机远程连接，可通过互联网、或局域网、或无线信号连接。各泵站的服务端计算机均将其所管理设备运行数据远程传送到泵站监控系统计算机，管理人员可远程实时监测各泵站运行情况、远程控制各泵站的设备的启闭。

出现停电情况时，可编程序控制器保存检测的数据，服务端计算机保存各设备启动的设置数据，系统监控计算机保存各泵站运行数据。

当水泵出现过载，或达到将低于水泵吸水口的危险液位，或电压、电流过低或过高，或某台设备不能正常启动等异常情况时，服务端计算机自动及时向监控系统计算机报警，监控系统计算机安装有声光报警设施，接到报警后声光报警。

在泵站内部装有摄像头，与服务端计算机连接，服务端计算机将泵站内各设备的状态图像传送给监控系统计算机，即监控中心可选择观看到各泵站设备的状态图像。

本发明污水泵站监控系统的优点为：1、自动控制污水泵站各排污设备(多台水泵和格栅机)的运转，整个过程无须人工的干预，根据污水量的当前状况、自动按照设计的参数运行，自动记录存储各台设备运行的原始数据，并进行信息处理，提供各种报表和运行曲线图；2、也可进行手动控制操纵，服务端计算机同样也可记录手动控制时各台设备的运行数据；3、泵站监控系统计算机与各服务端计算机远程连接，系统计算机可设置于任何方便的控制地点，如控制室，办公室；不受距离影响、集中远程实时监控系统的多个泵站，实时掌握各泵站各台设备运行状态，提高了污水泵站运行自动化和管理效率；4、泵站监控系统能够生成和记录各泵站实时瞬时流量，电流，电压，液位，并绘制出曲线，和生成相应的年月日报表。

(四)附图说明

图1为本污水泵站监控系统实施例结构框图；

图2为本污水泵站监控系统实施例某个泵站的设备连接示意图。

(五)具体实施方式

本污水泵站监控系统实施例的污水泵站如图1、2所示，一个污水泵站包括安装于有进水口2和出水口7的污水池内的3台水泵1及1台格栅机3，还包括服务端计算机、可编程序控制器和液位计4、流量计6。水泵1为潜水泵。液位计3为超声波液位计，流量计6的传感器5安装于各台水泵1的出水口，可用一拖三的流量计。液位计4和流量计6经模拟量输入模块将液位信号、各水泵1的出水流量信号送入可编程序控制器，可编程序控制器经输出模块与各台水泵1的控制柜内电动阀和格栅机3控制柜内的电动开关连接。各台水泵1接有电量变换器，各泵的电量变换器和格栅机3的电动开关经模拟量输入模块连接可编程序控制器。可编程序控制器与服务端计算机相连接。服务端计算机接有调制解调器，通过互联网与泵站监控系统计算机远程连接。

可编程序控制器存储有开泵液位参数A、B、C和关泵液位参数a、b、c，C＞c＞B＞b＞A＞a，可编程序控制器实时读取并存储液位计数据，当达到A液位，可编程序控制器启动一台水泵，达到B液位，保持两台水泵启动状态，达到C液位，三台水泵同时启动。液位降至c液位，关闭三台启动状态的泵中的一台，保持两台水泵启动状态，液位降至b液位，再关闭一台启动状态的泵，留下一台水泵为启动状态，液位降至a液位，关闭最后一台启动状态的泵。可编程序控制器有水泵启动管理软件，将该泵站内的水泵按I、II、III顺序编号，根据液位计信号，按泵的编号顺序启动，启动顺序每天轮换。即第一天，当达到A液位时，先启动I号泵，当达到B液位时，再启动II号泵，当达到C液位时，启动III号泵。第二天改变启动顺序，当达到A液位时，先启动II号泵，当达到B液位时，再启动III号泵，当达到C液位时，启动I号泵。

可编程序控制器根据设定的时间，定时启动格栅机，并在其往返运行一周后关闭格栅机。

各台水泵和格栅机还接有手动控制开关，可断开该泵站的水泵和格栅机与服务端计算机的连接直接用手动控制开关进行手工启闭，此时手动启闭时设备运行状态不在服务端计算机屏幕显示。手动控制开关另有与服务端计算机连接的电控机构，服务端计算机屏幕的操作窗口上还设有各台设备的手动启闭按钮，可通过手动控制开关或服务端计算机的按钮进行手工启闭，此时设备运行状态也在服务端计算机屏幕显示。

当进水量大污水池内水位迅速上升需要同时启动多台泵时，可编程序控制器采取延时错位启动，即一台泵启动后延时一分钟再启动第二台泵，以避免启动时电流过大的冲击。

在各台泵和格栅机启动关闭时，可编程序控制器自动记录存储各泵和格栅机的启动与关闭时刻。可编程序控制器还记录存储各台泵的运行电流、电压数据。

通过服务端计算机或监控系统计算机可自动修改设置各个泵站的可编程序控制器内的水泵启动关闭液位、格栅机定量启动时间等参数。

可编程序控制器将泵站各台设备的运行数据传送到服务端计算机，实现数据实时监测、并可完成各类数据报表，如按时间绘制瞬时进水流量，液位变化曲线，各台泵的电流，电压变化曲线，生成相应的年月日各台设备运行报表等。服务端计算机或监控系统计算机还根据各个泵站的各台水泵的运行电流、电压、时间计算其耗电量，根据格栅机的运行时间及功率计算其耗电量，从而得到各泵站每天的总耗电量。服务端计算机根据所记录存储的各个泵站的各台设备运行数据，统计设备的运行时间，根据设定的维修周期，到达维修时间即给出维修提示，并将维修提示传送给监控系统计算机。

当某台泵发生故障启动失败时，可编程序控制器未接受到该泵的电流电压运行数据、即及时按顺序启动下一台泵。并同时将设备故障信息传送给服务端计算机，服务端计算机向监控系统计算机传送设备故障信息并报警。

可编程序控制器内还存储有危险液位参数D，到达D液位即水池液面即将低于水泵吸水口，此时服务端计算机自动向监控系统计算机报警。

服务端计算机实时读取各台设备的电压、电流数据，当有异常，即出现过载，或者电压电流过低或过高，自动向监控系统计算机报警。

监控系统计算机安装有声光报警设施，接到服务端计算机的报警信号可给出声光报警。

在泵站内部装有摄像头，与服务端计算机连接，服务端计算机将泵站内各设备的状态图像传送给监控系统计算机。

当泵站出现停电情况时，可编程序控制器保存检测的数据，服务端计算机保存各设备启动的设置数据；当监控系统计算机停电时，其保存各泵站运行数据。

Claims (10)

1一种污水泵站监控系统，其污水泵站包括安装于污水池内的3～5台水泵及格栅机，其特征在于：

还包括可编程序控制器和液位计(4)，液位计(4)经模拟量输入模块接入可编程序控制器，可编程序控制器经输出模块与各台水泵(1)的电动阀和格栅机(3)的电动开关连接；

可编程序控制器实时读取并存储液位计(4)数据，在到达设定的4～6个液位时，根据不同的液位设定，可编程序控制器启动或关闭一台或多台水泵(1)；可编程序控制器根据设定的时间，定时启动格栅机(3)，并在其往返运行一周后关闭格栅机(3)；

在各台泵(1)和格栅机(3)启动、关闭时，可编程序控制器自动记录存储各泵(1)和格栅机(3)的启动与关闭时刻；各台泵(1)接有电量变换器，经模拟量输入模块连接可编程序控制器；各台泵(1)的运行电流、电压数据送入可编程序控制器存储。

2、根据权利要求1所述的污水泵站监控系统，其特征在于：

所述可编程序控制器存储有水泵启动管理软件，根据液位计(4)信号，按顺序启动其连接的各台水泵(1)，启动顺序定时轮换。

3、根据权利要求1所述的污水泵站监控系统，其特征在于：

所述可编程序控制器延时错位依次启动多台泵(1)。

4、根据权利要求1所述的污水泵站监控系统，其特征在于：

各台水泵(1)出水口安装有流量计(6)的传感器(5)，流量计(6)经模拟量输入模块接入可编程序控制器，可编程序控制器实时读取并存储各流量计数据。

5、根据权利要求1至4中任一项所述的污水泵站监控系统，其特征在于：

污水泵站内还安装有服务端计算机，所述可编程序控制器与服务端计算机相连接，可编程序控制器将泵站各台设备的运行数据传送到服务端计算机存储；服务端计算机修改、设置泵站可编程序控制器内的水泵启动关闭液位、格栅机定量启动时间参数。

6、根据权利要求5所述的污水泵站监控系统，其特征在于：

各台水泵(1)和格栅机(3)还接有手动控制开关，断开该泵站的水泵和格栅机与服务端计算机的连接、用手动控制开关直接进行手工启闭；和/或所述各台水泵和格栅机所接手动控制开关有与服务端计算机连接的电控机构，通过服务端计算机手动控制电控机构的启闭，此时手动启闭时设备运行状态仍在服务端计算机屏幕显示。

7、根据权利要求5所述的污水泵站监控系统，其特征在于：

各污水泵站的服务端计算机与泵站监控系统计算机通过互联网、或局域网、或无线信号远程连接，监控系统计算机远程监测并存储各泵站设备运行数据，和/或控制各泵站内各台设备的运行，和/或修改、设置泵站可编程序控制器内的水泵启动关闭液位、格栅机定量启动时间参数。

8、根据权利要求5所述的污水泵站监控系统，其特征在于：

服务端计算机或监控系统计算机根据所记录存储的各台设备运行数据，统计设备的运行时间，根据设定的维修周期，到达维修时间即给出维修提示。

9、根据权利要求5所述的污水泵站监控系统，其特征在于：

泵站可编程序控制器内还存储有水池液面即将低于水泵吸水口的危险液位参数D，到达D液位服务端计算机自动向监控系统计算机报警。

10、根据权利要求5所述的污水泵站监控系统，其特征在于：

在泵站内部装有摄像头，与服务端计算机连接，服务端计算机将泵站内各设备的状态图像传送给监控系统计算机。

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