排水泵站（下簡稱泵站）作為市政建設和管理工程的主要設施，擔負著城市排水防澇的重要任務。從目前國內大部分的泵站控製和管理來看還是處於相當 落後的狀況，與國外相比具有很大的差異。 在zai電dian氣qi控kong製zhi上shang，自zi動dong化hua監jian控kong程cheng度du低di，大da部bu分fen的de泵beng站zhan僅jin有you單dan級ji的de常chang規gui控kong製zhi。在zai管guan理li水shui平ping上shang，大da部bu分fen泵beng站zhan的de管guan理li記ji錄lu和he統tong計ji都dou是shi手shou工gong操cao作zuo。泵beng站zhan控kong製zhi和he管guan理li沒mei有you形xing成cheng區qu域yu化hua的de網wang絡luo。隨sui著zhe國guo民min經jing濟ji的de飛fei速su發fa展zhan，對dui市shi政zheng建jian設she和he管guan理li提ti出chu了le更geng高gao的de要yao求qiu。所suo以yi必bi需xu對dui現xian有you泵beng站zhan控kong製zhi和he管guan理li進jin行xing改gai造zao和he完wan善shan。向xiang國guo外wai無wu人ren化hua泵beng站zhan監jian控kong管guan理li發fa展zhan，以yi達da到dao減jian員yuan增zeng效xiao和he提ti高gao管guan理li水shui平ping的de目mu的de。該gai項xiang目mu是shi以yi上shang海hai市shi浦pu東dong新xin區qu塘tang橋qiao泵beng站zhan為wei實shi施shi對dui象xiang
，進jin行xing整zheng個ge泵beng站zhan的de自zi動dong化hua監jian控kong和he管guan理li的de改gai造zao。
2.泵站工況概述
塘橋泵站位於上海市浦東新區塘橋路黃浦江邊，該泵站主要用於附近地區的汙水排放處理和防汛抗澇。服務麵積240公頃，總排水量為13.8米3/秒。
2.1設備分布
同大部分的泵站一樣，其設備分布平麵圖如下（圖1）所示。
①進出水閘門：用來防止黃浦江江水倒灌和泵站維修。
②集水池：dixiaguandaodewushuihuijizaicijishuichi
，jishuichibeibuxiuganggezhafenchengneiwaiqu，wushuiyouneiquliujinggezhachuwuhou，daowaiqupairuhuangpujiangzhong。jishuichineiwaiqubiananzhuangyouchaoshengboyeweiyiyonglaijianceneiwaiqushuiweiheshuiweicha。
③除汙機：泵站裝有鋼絲繩牽引式格柵除汙機2台，除汙機用於把附於格柵上的垃圾和汙物從集水池中提出來處理。
④變壓器房：為保證泵站的可靠工作，泵站建有兩座800KVA電力變壓器。電力變壓器安裝有溫度監控器監測三相溫度，當溫度超限能自動啟動風機降溫和報警。
⑤水泵房：塘橋泵站安裝了六台180 kW的軸流水泵

；在存水房裝有水位檢測器。
⑥控製櫃房：房內裝有進線櫃2台（櫃1
，13）；功率因素補償櫃4台（櫃2，3，11，12）；泵開關櫃（櫃4-6，8-10）和聯接櫃1台（櫃7）。
2.2控製要求
以塘橋泵站為設施對象
，進行整個泵站的自動化監控和管理的改造。
①改造泵站的水泵控製開關櫃，使之具有就地和遠程控製的功能。
②改造泵站的功率因素補償櫃，能實現就地自動補償和遠程電網監控。
③改造泵站的變壓器房對於變壓器A
，B，C三相溫度進行遠程顯示，高溫報警等功能；
④建立泵站的控製室
，對泵站實施三級控製，在控製室內設置自動化監控操作台和信號處理櫃。
⑤采用SIEMENS的S7-300係列PLC
，對整個泵站實現自動化監控 
，水泵將根據泵的狀態 
，水位，雨量，電網狀況，閘門位置等工況自動投切。
⑥通過對水位差的檢測，提示或自動投切除汙機。
⑦采用高性能的10英寸真彩LCD觸摸式顯示屏，對整個泵站進行動態監控管理
，故障報警
，工況記錄和報表打印。
⑧預留通信接口
，可通過電話線路或DDN網聯網進行區域監控和數據傳送。
3.硬件係統構成
  根據以上要求，我們開發研製了下述這套塘橋泵站自動化監控係統。係統的結構見圖2。 主要 的配置如下。
3．1 PLC配置
    泵站自動化監控係統的PLC采用SIEMENS的S7-300係列。根據係統要求 ，PLC總體配置如下：
①    中央處理模塊（CPU）：選用CPU314，內存RAM擴展到64K。
②    數字量輸入模塊（DI）：選用SM321,共8塊（16點/塊）。處理128點輸入信號。
③    數字量輸出模塊（DO）：選用SM322,4塊為16點/塊，4塊為8點/塊。處理96點輸出信號。
④    模擬量輸入模塊（AI）：選用SM331,共3塊（8點/塊）。處理24點輸入信號。
⑤    通信模塊：選用CP340,共2塊，1塊為RS232接口，1塊為RS485接口。
PLC采用了四個框架，在RTU信號櫃內有三個
，其中一個為備用擴展框架；另一個在操作台內
，通過IM361擴展連接

，這樣簡化了接線，大大地提高可靠性。
3．2觸摸屏配置
    觸摸屏采用了日本DIGTAL公司的570 HMI（當時SIEMENS還沒有此類HMI）來 實 現上述要求。HMI是以RS232接口與PLC的CP340連接，采用SIEMENS的3964R的協議完 成 通信。
3．3電網監控配置
    電網監控采用法國SOCOMEC公司的DIRIS M型的電量監控器
，可檢測三相四線製 的相電壓，線電壓，相電流，零線電流
，有功無功功率，功率因素，頻率及相應的最大值。監控器以RS485接口采用MODBUS協議與PLC的CP340連接，傳送電網監控數據。因為泵站是采用 雙路電網進線，故應用了兩套電量監控器，分別安裝兩側進線櫃上。
    其他的裝置的信號都是通過數字量或模擬量點出點入與PLC連接。

遠程網絡 
控製室 
現場設備 
4．軟件監控實現
 塘橋泵站自動化監控係統的軟件主要有兩部分：PLC監控軟件和觸摸屏圖控軟件。 PLC監控 軟件由幾大模塊組成。
4．1係統檢測和故障處理模塊
係統檢測處理所有的輸入信號，根據具體情況將作出不同響應。處理的信號有：六台泵電機的溫度和振動；進出水閘門狀態
；存水房液位；防火防盜安全；兩台電源變壓器溫度；雨量；四台功率因素補償櫃工況；電網工況（電壓欠壓和過壓監控；三相電流過載監控
；缺相監控；三相不平衡監控
；功率過載監控；功率因素監控；電量累計）；汙水池水位等。
    係統故障分類為三級:一yi級ji故gu障zhang定ding義yi為wei最zui高gao級ji。當dang發fa生sheng此ci類lei故gu障zhang
，將jiang禁jin止zhi所suo有you控kong製zhi輸shu出chu。聲sheng光guang報bao警jing，記ji錄lu打da印yin
，在zai顯xian示shi屏ping上shang顯xian示shi故gu障zhang類lei型xing和he解jie決jue方fang法fa。隻zhi有you在zai排pai除chu故gu障zhang，按an人ren工gong複fu位wei鍵jian後hou係xi統tong恢hui複fu正zheng常chang工gong作zuo。二er級ji故gu障zhang定ding義yi為wei次ci級ji。當dang發fa生sheng此ci類lei故gu障zhang時shi將jiang禁jin止zhi故gu障zhang點dian的de控kong製zhi輸shu出chu，係xi統tong作zuo自zi動dong調tiao正zheng繼ji續xu當dang前qian操cao作zuo。故gu障zhang報bao警jing和he恢hui複fu同tong一yi級ji故gu障zhang。三san級ji故gu障zhang定ding義yi位wei最zui低di級ji。當dang發fa生sheng此ci類lei故gu障zhang時shi
，僅jin聲sheng光guang預yu警jing，不bu中zhong斷duan當dang前qian操cao作zuo。根gen據ju係xi統tong中zhong產chan生sheng的de各ge種zhong故gu障zhang實shi施shi相xiang關guan的de故gu障zhang聲sheng光guang報bao警jing和he記ji錄lu。此ci刻ke觸chu摸mo式shi顯xian示shi屏ping進jin入ru故gu障zhang報bao警jing畫hua麵mian，顯xian示shi故gu障zhang內nei容rong，性xing質zhi，地di點dian
，時shi刻ke和he解jie決jue方fang案an，並bing打da印yin。
4．2除汙機和排水泵的運行處理
    泵站有兩台除汙機,係統對除汙機的工況進行監控。故障信號置位，置二級故障報警
，由<係統故障處理>模mo塊kuai處chu理li。根gen據ju信xin號hao狀zhuang態tai點dian亮liang或huo熄xi滅mie有you關guan指zhi示shi燈deng。機ji同tong時shi在zai觸chu摸mo式shi顯xian示shi屏ping上shang顯xian示shi。當dang除chu汙wu機ji櫃gui上shang的de選xuan擇ze開kai關guan選xuan擇ze遠yuan控kong

，操cao作zuo台tai在zai泵beng自zi動dong運yun行xing前qian，先xian進jin行xing排pai汙wu操cao作zuo。采cai用yong水shui位wei差cha檢jian測ce，則ze根gen據ju水shui位wei差cha標biao誌zhi實shi施shi自zi動dong排pai汙wu。在zai自zi動dong排pai汙wu時shi，先xian在zai現xian場chang聲sheng光guang預yu警jing，再zai運yun行xing裝zhuang置zhi。
    泵啟動櫃有六台與操作台相聯進行控製。
①當故障信號置位，置二級故障報警，由<係統故障處理>模塊處理。
②根據信號狀態點亮或熄滅有關指示燈。 
③當泵開關櫃上的選擇開關選擇遠控，在操作台上可實施四種泵運行方式：手動方式；自動方式；預抽空方式；檢修方式。
④在操作台上對每台泵設置有各自的狀態指示燈；手動操作按紐和選擇開關。
⑤單台泵的選擇開關有四檔：停止；檢修
；手動和自動。當設置手動檔時可實施手動或預抽空操作。在自動檔時則允許該泵進入係統自動運行組態。
⑥在係統操作上設置有三檔的選擇開關：停止
；自動和預抽空。<停止>禁止所有泵的運行；<自動>允許單台泵選擇開關設置在自動檔的泵進入自動運行組態。<預抽空>允許單台泵選擇開關設置在手動檔的泵預抽空運行。
⑦泵的啟動和停止要延時依次投入和退出。
⑧泵的基本聯鎖條件：A.一級故障，電源故障禁止所有泵運行；B.泵電機故障，泵啟動櫃故障禁止對應泵運行；C.泵的不同運行要附合上述泵啟動櫃，操作台之間的正確設置；D.水位聯鎖。
⑨當滿足上述不同聯鎖條件，泵可進入手動，檢修,預抽空或自動運行。
⑩在泵自動運行時,要根據水位點和水位區來確定需運行的泵數
；判斷能投入自動組態的泵是否滿足上述要求


，如不滿足，則故障報警
；如ru可ke組zu態tai的de泵beng多duo於yu所suo需xu投tou入ru運yun行xing的de泵beng，則ze依yi據ju這zhe些xie泵beng運yun行xing時shi間jian累lei計ji數shu小xiao的de泵beng投tou入ru運yun行xing。隨sui著zhe水shui位wei降jiang低di，逐zhu步bu退tui出chu當dang前qian運yun行xing時shi間jian最zui長chang的de泵beng。
4．3數據處理和人機界麵處理
①數據統計：泵啟動櫃交流接觸器動作計數；泵運行時間累計；泵站排水量累計；降雨量累計；用電量累計。
②數據設置：水位值，水位差值和流量值設置

；變壓器的溫度和瓦斯值設置；雨量值設置；泵電機的溫度和震動值設置；電力參數設置；防盜有效與否設置。
③與觸摸式顯示屏的數據通信：觸摸式顯示屏采用工業級人機介麵。主要完成下列任務：泵站運行監控；故障報警,記錄和排除提示；參數設置；模擬鍵盤操作；數據記錄處理；工藝曲線顯示；工況模擬顯示；泵站概貌顯示。
④打印機打印處理：故障隨機打印；運行狀態打印；參數設置打印；工作報表打印
；動態曲線打印；設備狀態打印
；數據統計打印；顯示屏幕打印。
5．結語
  塘橋泵站自動化監控係統自1998年改造至今已近兩年，正常運行證明：整個係統設計合理 先進
；操作簡便
；可靠性高；完全符合用戶預期的要求，將推廣應用至其他地區。