铁路给水系统自动化应用

　　摘要：“守护神2000”是针对铁路给排水工作的特点研发而成的铁路给水集中监控系统，通过它可极大的提高工作效率，减少水损耗，减少值班人员，降低工程造价，实现远程遥控、遥测，遥信。
　　关键词：给水　自动化　守护神　三遥　增效
　　中图分类号：TU112.7　文献标识码：A　文章编号：16 72-3791(2012)01(b)-0066-02
　　铁路给排水系统是铁路系统的重要组成部分，其工作正常常与否、效率的高低与否直接影响列车的安全正点。
　　长期以来，限干各种技术因素，铁路给排水工作一直靠人工进行现场设备检测，开泵关泵等操作，工作效率低，损耗大。
　　近年来，在我国水资源日趋紧张的新形势下，再加上列车普遍提速，铁路给排水工作的重要性日益突出。以往那种手工进行设备操作、设备检修，人工统计数据、制作报表，凭工作经验进行调度的工作方法已不能适应新形势下对铁路给排水工作的要求，全面采用高科技手段，运用计算机技术、自动化技术、通迅技术为铁路给排水工作服务，向科技要效率、要效益己成为大势所趋。
　　北京宜世通信息技术有限公司针对铁路给排水工作的特点研发而成的“守护神2000”铁路给水集中监控系统可极大的提高工作效率，减少损耗。
　　呼和浩特铁路局包头水电段与北京宜世通信息技术有限公司共同合作，对“守护神2000”系统做了进一步加强和完善，形成了新一代“守护神2000”铁路给水集中监控系统。同时，双方根据包头水电段所管理的包兰线沿线给排水系统的具体特点，采用“守护神2000”共同设计并建设了铁路给水集中监控系统，本系统统建成大大提高了水电段给水工作的管理水平和工作效率。
　　1　守护神2000铁路给水系统简介
　　1.1　“守护神2000”简介-
　　北京宜世通信信息技术有限公司采用国际主流自动化控制技术PLC(可编程控制器)，结合中国铁路的实际情况研发而成的铁路给水集中监控系统。
　　“守护神2000”是由铁道部五大设计院和众多铁路部门组成的铁道部给排水科技情报网唯一推荐的铁路给排水自动化产品。
　　1.2　“守护神2000”能到达效果
　　“守护神2000"可使7500km2(半径50公里)范围内的铁路给排水系统(包括：水源、水厂、给水所、水塔等)实现自动化测控。具体为：
　　遥测：中央控制室可通过无线／有线信道遥测给排水系统各个环节的各种工艺参数、设备参数，如：水位、压力、流量、浊度，余氯含量、泵的工作电流、泵状态等。
　　遥控：中央控制室可通过无线／有线信道遥控泵、电控阀门等电动设备的开关或开闭，
　　自动报警：设备发生放障或艺参数超标时，中控室可报警。
　　自动生成报表：系统可自动生成各种生成报表。
　　支持网络监测：多台计算机同时监测生成情况。
　　1.3　“守护神2000”的特点
　　采用无线和有线通讯技术，适合铁路给排水系统地形复杂，生产环节多且分散的特点，
　　采用PLC控制结构(淘汰了可靠性差的单片机技术)，真正做到稳定可靠、免维护，适合铁路要求安全高的特点。
　　性能价格比好，价格约是进口同类系统的特点。
　　2　包头水电段给水系统现状及特点
　　多年来，铁路给排水己形成了自己的工作特点。即从水源地、加压泵站、配水站、输水管道到给水所(水厂)、水塔，给水环节多且分散，周围环境复杂多变。尤其是在我国西北水源普遍较紧缺，多以通过水源井取地下水为主。整个供水系统中，水源井、泵站、给水所、水塔分布较广，再加上北方冬季气温较低，地形等环境较复杂，这绐整个给水系统的管理工作带来了很大难度，不得已很多供水环节如水源井泵房等都要派专人三班值守，即使这样，给水系统的管理依然面临较多难题：如：水损耗大，设备隐患不易发现，设备故障后不能及时报警，水量、水压、水质等参数不能准确统计。
　　包头水电段下设包西、临河水电车间地处包兰线，地理位置重要，肩负着为列车、车站等运输、生产、生活部门供水的重任，其供水系统发挥以上北方铁路供水系统的特点。
　　包头水电段包西车间水源为地下水，整个给水系统包括4口深井、2个水塔。水源井分布较散，造成管理不便。
　　包头水电段临河车间佃斗，水源为地卜水，共有7口井。水厂工艺为将进厂的原水过滤后，由二级泵站扬至水塔。水源井中最远的距水厂约20kin，最近的约8kin。由于供水环节相距很远，各个给水构筑物和给水设备的工艺参数和设备参数很难管理。
　　以上两个车间的给水系统，均人工值守，人工检测，人工调度。
　　3　给水集中监控系统设计目标
　　通过采用“守护神2000”铁路给水集中监控系统，使包头水电段的两个车间的给水系统实现以下目标：
　　3.1　工艺参数，设备参数的遥测
　　在各车间的调度室内，针对各水源井的潜水泵、二级泵站的离心泵的三相工作电流、电压；水池、水塔内的实际水位；各给水环节的扬水压力等参数实施定点遥测，连续巡枪。从而使整个给水系统各个工艺环节和生产设备随时处“守护神2000"系统的监视之下，值班司机只需在调度室内通过计算机即可掌握整个给水系统的工作情况。
　　3.2　遥控
　　在各个车间的调度室内，能控制控制各潜水泵、离心泵的开停；能遥测各种控制点的开关状态；能根据某点的遥测数据及状态，实现对某控点的遥控功能；遥控命令及执行情况查询。
　　3.3　设备故障、工艺参数和设备参数异常时的自动报警功能
　　“守护神2000”系统具有防过流、防过压、防欠压、防缺相、防空抽等保护功能，当系统发现以上严重故障时，可自动停泵并报警，同时打印机自动打印报警的井号、时间以及其它设备参数。
　　3.4　生产数据的自动存储和历史数据的查询
　　系统可自动按天存储生产数据，并可查询以往的历史数据。
　　4　设计方案
　　(1)在各车间调度室设立：“守护神2000”央控制子系统，值班人员可通过计算机屏幕随时监测各生产环节的工艺参数，如：清水池、水塔水位等，监测生产设备的设备参数，如；三相电流、电压等，参数异常时可随时报警。值班人员可通过计算机开、停各水源井的潜水泵、二级泵房的离心泵。
　　(2)在各水源井、取水泵房，二级泵房、水塔等处安装“守护神2000”现场测控子系统RTu，距调度室较近处安装“守护神2000”有线RTU；较远处安装“守护神2000”无线RTU。RTU与各传感器配合，可采集到各种工艺参数和设备参数，并将这些参数通过“守护神2000”通迅系统传送到调度室，同时RTU可执行调度室发来的控制命令，开泵、关泵等。
　　5　投入产出效益分析；
　　5.1　减少工作人员带来的减员增效
　　若按原有工作制度在两个车间给水系统中每眼水源井的泵房均应配备值班人员，水厂、二级泵房内还有相关的值班人员，估计所有的值班人员约为60人，“守护神2000”安装后三个车间的调度室三班值守，每班2人，共需18人，减少42人，按人均年收入4万元计算，采用“守护神2000”后可节省的人员费用即超过168万元每年，这意味着仅因减少人员费用所带来的效益产出，就可于当年收回整个自动化系统的投资。
　　5.2　减少水耗、能耗所带来的效益产曲
　　“守护神2000”运行后，各种工艺参数均被计算机随时监控，如水池、水塔水位等，通过对这些工艺参数的监测，值班人员可随时发现故障的原因并采取措施，同时值班人员可通过计算机科学地控制、调度相关水泵的开停，从而减少水耗和能耗。
　　5.3　及早发现设备隐患，及时发现设备故障，并采取相应预防和修正措施所带来的效益产出
　　“守护神2000"系统可随时监测各种设备参数，如：泵的工作电流，工作电压等，并可在设备参数异常时自动报警，从而防止了过流、过压、欠流、欠压、缺相等原因造成的设备损坏。
　　5.4　提高工作效率所带来的效益产出
　　“守护神2000”通过监控各种工艺参数，设备参数。实现对各个系统的全局管理，提高了供水工作的效率。
　　5.5　与有人值守减少值班的办公用房和办公设施，采暖等投资
　　有人值守泵房需设值班间和休息间，办公用品、生活设施、冬季采暖等投资，这也是一笔较大投入，采用自动化省去这笔投资。节约带来效益产出。
　　6　对未来系统扩展的展望
　　针对给水系统现状，我们认为未来的自动化系统可进一步扩展、完善，主要针对以下几个方面。
　　(1)在段调度建立全段计算机给水口动化调度系统，将沿线各个车间的给水集中监控系统的工作汇集到调度系统。
　　(2)在水电段办公楼内建设办公自动化系统，并与给水自动化调动系统相结合，使得主管段长、技术室主任、专业工程师等管理者通过自己办公室的计算机即可了解全段的给水生产情况。
　　(3)进一步完善各车间的给水集中监控系统，将车站客车给水栓的压力监测等环节也纳入监控系统之中。
　　(4)在下属其它车间建立给水集中监控系统。7结语
　　本系统采用国际主流的自动化测控技术。
　　系统充分适应目前水电段给水系统的需求。
　　本系统的使用将提高给水工作效率和降低成本。
　　全系统合理的投资水平，可至多两年内收回投资。
　　对未来系统升级的支持，入“五遥系统(遥控、遥测、遥信、遥视、遥测”的扩