高效的移动式污水泵站

移动污水泵站的创新自动化技术

作者:Wigert Glorius 文章来源:PROCESS《流程工业》 点击数:54 发布时间:2018-05-18
工业企业必须在其工业污水排放到市政污水处理厂之前,对自己的污水进行预处理,而这时常常遇到因修复下水道,需要保持管道干燥而无法运作的情况。为此,德国Braunschweig市的市政排水部门开发了一个可以有效运行和监控的移动式污水泵站。
高效的移动式污水泵站

在近1 400 km的地下排水管网中,常常由于下水道的短期检修或者某一段下水道的工程施工而不能通水。在这种情况下,Braunschweig市污水净化处理厂(SE | BS)员工就会使用移动式污水泵站,这种泵站通过临时分流将常规情况下从地下管道中流通的污水临时经地面上的管道输送出去。

原来的移动泵站由一台发电用的柴油机和发动机以及移动式无线通信装置组成。在实践中,因为每一种通信仪器都永久性地归属特定的功率装置,因此这一解决方案不够灵活。此外,每次使用时都要费时费力地检查通信系统,以确保所有信息都正确地到达控制系统。由于这一系统是20世纪80年代设计制造的,因此无法保证配件供应。因此,通信系统报告的往往不是操作信息和高度状况数据,而是电缆的故障报警信息。在经历相当大的周折后,这一系统才能与主控系统建立联系。

新的移动泵站解决方案由独立的3个单元组成:应急发电机、带有功率元件的控制柜和负责报警的控制柜

在这样的背景条件下,移动泵站的故障停机常常无法报告到控制中心,因此长期以来也无法实现数据的在线监控。这种老式解决方案的另一个缺点是柴油机对临街居民的废气污染。Braunschweig市污水净化处理厂的电气技术员Fabian Arlt先生因此开始全力攻克移动泵站最佳驱动解决方案的难关。在技术培训班中,他学习了控制器和控制器编程软件PC Worx,以及Phoenix Contact公司开发的可视化工具Web-Visit的应用。根据这些软硬件技术,Arlt先生开发了一套可节约成本的移动泵站使用的创新方法,即模块化的移动泵站。

可变的配套组合

新的解决方案由3个独立的单元组成:应急发电机、带有功率元件的控制柜和一个作为控制和报警的控制柜,彼此可以相互组合。控制柜中分出两根带有16针的编码连接器的电缆,由于采用了编码技术,两根电缆不会相互混淆。第一根电缆连接应急发电机,第二根电缆连接集成了功率单元的控制柜,控制柜可以自动检测已经连接的模块,并根据单泵或者双泵来分配功率。

连接好电缆之后,连接编码就会激活控制器中的相应程序。当功率单元和控制单元连接起来之后,安装在电源控制柜中的Vegamet 624检测仪就向像PLC可编程序控制器发出一个表示下水道中污水液面高低的4~20 mA的模拟信号。操作者现场将这一信号经开关点输入到控制柜或者控制点来控制泵的工作。功率单元也可以在不用控制单元的情况下工作运行,此时由最高液位检测仪来控制泵的工作。

不间断的电源保障

许多供应商能够为不同的水资源管理任务提供合适的元器件及组件。在使用了Phoenix Contact公司提供了控制系统后,不同的设备就能构成移动式污水泵站的整体系统,而且其控制系统独立于各个系统的生产厂家。“利用这一解决方案我们可以随时通过中央控制系统了解移动泵站的运行情况,当控制移动泵站出现问题时我们也会立即知道。” Fabian Arlt先生说道。

中央控制柜中安装有Trio公司研发生产的不间断电源(USV=UPS)。利用这一不间断电源,移动泵站可以在没有电网电源的情况下连续工作10个小时。当集成有功率单元的控制柜与中央控制系统连接时,控制柜中的电压缓冲器就可以向功率控制柜检测仪供电。PLC可编程序控制器中有智能控制程序,能够实现动力设备的自动控制和监控。它的工作情况与原来的系统大不相同,它仅在污水泵需要电力驱动时才向电动机供电,这减少了噪音的环境污染。因为柴油机因此不需要始终工作,也为污水净化处理厂节约了电力能源成本。

中央控制柜配备了Phoenix Contact公司研发的TD 1030型控制面板,利用这一控制台,操作者可以操作移动泵站,设定可变参数。此外,Fabian Arlt先生还在控制面板中嵌入了一份故障明细表,这使得操作者可以清楚地知道移动泵站出现了什么问题。

BLT部门负责人Timo Grünhoff先生(后)在Fabian Arlt先生实施项目的过程中给出了新的建议

故障报警

应用软件控制的PLC可编程序控制器的程序可以使用远程控制技术协议。在将移动泵站出现的故障报警传递到主控系统时,使用的是Videc的Modbus现场总线的ODP开放式数据传输协议。ODP通信技术协议可以将信息、报警提示分为故障报警和历史数据两大类,从而可以按照信息的优先权传输信息。经通信技术协议详细配置的数据利用GPRS通用无线分组业务进行通信,从而减少了移动无线链路上的业务量。ODP开放式数据传输协议系统需要一个ODC服务器,使用户可以轻松地与不同的中央控制系统建立联系。

结语

Braunschweig市政污水净化处理厂运行和控制系统负责人Timo Grünhoff先生解释说道:“利用这一新的解决方案,我们有了从现场设备层次到中央控制层次统一的集成式管理系统,可以更好、更高效地操作和控制移动泵站了。”