管網閥門是供水系統中的重要設施,起到輸送、關斷、調節供水流量、壓力和改變流向等管網調控作用,是供水系統暢通輸配和管網搶修、維護、改造的重要保證措施。
管網閥門上述功能的及時實現直接影響供水安全和供水行業的服務質量。重要的是,當供水系統發生重大故障以及處理大的爆管事故時,管網閥門如不能及時有效地調控將延誤處理事故時機,造成嚴重後果。
供水管網科學排程與實時調控首先要解決閥門遠端調控問題,管網中若干重要閥門和關鍵閥門能否實現及時有效地調控直接影響供水安全,在排程中心直接實現對管網重要閥門遠端調控操作對保證供水系統安全正常執行具有重要意義。
實現方案
供水系統實現科學排程的關鍵是增加控制手段和工作模式與管理制度的創新。針對完全依靠人工操作調控閥門不能及時應對突發事故處理、不利於供水管理和服務的現狀,通過對專案目標、裝置工作環境以及rtu、電動執行機構等因素和裝置技術引數進行考察和分析後,提出利用現有管網測壓rtu裝置對管網重要閥門進行遙測、遙控的技術方案,以及時應對管網事故和適應工況變化,提高供水管理和服務水平。
技術方案
①遠端通訊/控制終端選型
管網閥門遠端調控系統和現有scada系統相容,可以充分利用現有裝置、無線頻譜等資源。rtu選用現有scada系統中採用的moscadrtu,根據控制目標重新編寫相應控制程式。
②上位機組態程式設計
在排程中心端上位機設定控制視窗和操作畫面,通過基於短波電台的無線scada系統實時檢測閥門端執行引數,通過指令控制moscadrtu實現對閥門的遙測、遙控功能。
③執行機構選型
管網閥門安裝在潮濕環境下的閥門井裡,工作環境惡劣。為確保控制可靠性和裝置安全,選用防護等級為ip68的電動頭和高可靠性閥門配合作為執行機構,達到正常工作要求。
④電源在被控閥門點附近單位尋找合適的動力/照明電源作為被控閥門系統的工作電源。根據電源情況選擇電動頭的驅動電源方式。在條件許可的情況下,盡可能選用動力電源作為工作電源。
⑤附屬儀表
為及時掌握閥門調控情況和效果,在閥門下游安裝壓力感測器。採集的壓力訊號通過rtu傳輸到scada系統,平時作為測壓點使用。
系統安全措施
為保證裝置安全和人身安全,方案設計和專案實施採取的技術措施有:
①供電安全
由於工作場合特殊,電源箱設計有漏電保護器。電動頭電源僅在進行遠端調控操作時通過rtu控制接通,閥門井內裝置平時和市電隔離。
②閥門井及井蓋設計選型
良好的外部環境是裝置安全執行的重要因素。儘管設計選用裝置能滿足「浸水環境」工作,為提高系統可靠性,閥門井設計採用電信防水井蓋,防止雨水侵入閥門井,為執行機構提供良好的外部工作環境。閥門井設計考慮了對井室積水作下滲處理,井室內設有滲水坑。
井室內設定位置設計安裝幹簧管水位開關,若因某種原因閥門井進水/滲水,水位達到設定高度時rtu會傳送水位報警資訊提示檢修。
③操作時管網執行安全
閥門遠端操作採取「動—停—動」的間歇執行模式進行控制,減少因閥門調控產生壓力波動對管網安全執行的影響。該控制過程由「排程端上位機—現場rtu」在程式控制下共同實現。
④操作許可權及系統管理
關鍵閥門是影響供水執行的重要裝置,為防止誤操作,排程中心上位機設有登陸密碼和管理許可權,並制定了相應的管理操作規程,如:對閥門遠端調控系統操作實行操作票制度、定期對閥門進行啟閉操作防止裝置鏽蝕、根據季節定時遙控接通電動頭內建防潮除濕電熱裝置等。
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