污水泵站自动控制系统的改造研究

阳晓玲，曾彦彰

(桂林市排水工程管理处泵站管理所，广西 桂林 541002)

0 引 言

污水泵站作为市政工程的配套设施，在现代城市建设中起着非常关键的作用。城市需要通过分布在城市中的各个污水泵站，对城市污水进行收集和处理。随着城市规模的不断扩大，城市生活污水量和工业废水量也在迅速增长，原有的污水泵站自动控制系统已经无法满足现代污水排放和处理的需要，大多数都需要进行相应的技术改造。

1 现行污水泵站设备的控制工艺及存在的问题

1.1 污水泵站设备的控制工艺

污水经过管网进入到泵站，首先要经过格栅机对固体垃圾进行过滤，将其中容易捞取的垃圾，通过皮带机输送到垃圾箱当中。过滤后的污水需要经过沉沙池，然后在污水集水池当中储存，当水位到达预先设置的启泵水位时，潜水泵便会启动（启动一台或多台），并将污水排出[1]。目前污水泵站水泵的自动控制，通常都是采取在集水井中安装超声波液位仪的方式，超声波液位仪能够将集水井中的水位信号传送给自动控制系统（PLC），然后由PLC自动控制水泵开启和关闭；另外一种运行方式是在集水井当中安装上水位开关，然后将水位开关的信号传送给PLC，等到水位达到预先设置好的水位后，便自动开启或关闭污水泵进行排污处理工作[2]。

1.2 污水泵站普遍存在的问题

1.2.1 液位不稳造成设备寿命受影响

由于一些污水泵站的泵启动是由液位仪控制，所以在开始进水时，往往会因为水位不稳定，造成水泵出现连续启停的问题，这容易影响水泵的平稳运行和使用寿命。

1.2.2 备用泵利用率不高

通常情况下污水泵站均配备了备用水泵，以保证水泵发生故障时或者检修时，污水处理仍然能够正常进行。但是如果备用水泵在集水井中长时间不运行，那么可能会导致电机的绝缘电阻下降，从而影响水泵的正常使用寿命。

1.2.3 集水泵水位增长速度影响水泵启动

由于季节变化导致降水量存在明显差异，一些水泵站泵坑水位很容易受到水位变化的影响，在雨季水泵启动的时间间隔过短，容易造成瞬间的电流过大，进一步造成配电柜跳闸的现象。

1.2.4 人工控制

一些污水泵站还在采用人工控制阀门的开度，由于人为的因素，在控制阀门时容易疏忽，会造成泵坑水位过高的问题，进而导致泵室被淹。

1.2.5 自动控制系统不完善

部分泵站的控制系统线路不完整，对于主要设置的保护不够完善，导致自动控制系统不能完全发挥其作用。由于部分设备长期失修，系统网格结构陈旧落后，容易导致各泵站与中央控制室之间的数据包丢失，导致数据的准确性、完整性和及时性受到不同程度的影响。另外，部分污水泵站的中央控制室显示大屏为静态的模拟信号屏，往往只能显示系统中的少量信息，对每个泵站的具体运行情况不能实时监控，因此很难保证信息的完整性。

2 污水泵站的改造措施

2.1 液位仪及水泵的改造

在原有的启动液位仪基础上，再加设一个停止液位仪，停止液位仪可比原液位低一些，这样能够有效缓解开始进水时水流冲击造成水泵启动频繁的问题，从而有效提高了水泵的使用寿命。另外，液位仪的位置也要设置合理，因为大多数污水泵站都是靠水池内的液位来控制水泵开关的，因此，控制水位的液位仪尽量不要设置在水流较快的地方，同时为了检修方便，也不能设置在检修困难的地方。还有水泵起动和停止的水位也要设置合理，如果水泵启动和停止的位置过近，水泵的开启会比较频繁，容易对设备造成危害，但是如果启动和停止的位置设置过远，但控制系统突然发生故障，则很容易造成污水满溢的问题。通常情况下只有在雨季时，所有水泵才需要同时运行，但为了保证每台水泵实际运行时间均衡，不能让某一台水泵在水中长期搁置，必须交替使用，这样才能保护所有水泵的使用寿命。

2.2 视频监控系统的改造

按照无人值守的自动化监控标准，对污水泵站的所有监控系统进行排查和改造，要保证视频监控系统能够对现场生产过程图像信息进行实时传送，并可通过远程控制系统来监控各组设备的运行情况。对监控设备、传感器或变送器进行重新调试或接入，对已经损坏的设备及时更换；同时增加所需要的信号。采用先进的视频信号采集设备，并通过光缆来进行信号的传输。尽量增加系统控制中心的硬盘录像时间，同时设置上自动报警系统，在夜间要设定移动侦测报警系统。

2.3 电气设备的改造

对提升泵控制箱进行改造时，可在控制箱内增加格栅过电流、过力矩保护和报警的功能；为了保证同组粗、细格栅中的粗格栅或者细格栅出现故障时，另外的格栅正常运行，需要对粗细格栅进行独立控制；对提升泵的漏水、过电流保护和报警功能以及电动阀门过力矩进的保护和报警功能行完善；对于运行电流过大的泵控电机可在其主回路中增设线路的电流检测仪器，以便进行过流和堵转的保证；在低压运行线柜中加设上带有通信接口的智能电力监测装置，采用串行方式连入到服务器网络中，用来监测泵站低压侧的主要电量。

2.4 线路的改造

对整个泵站控制系统的控制回路进行检测和整理，对存在问题的地方进行维修和改正。增加对设备的集中控制能力，对没有集控功能的设备进行控制改造；排查原有走线，对主回路、控制回路和信号回路的走线进行分开设置，避免线间的电磁干扰影响线路传输质量；将连接智能仪表的导线改换成屏蔽导线。

2.5 中央控制系统的改造

中央控制系统包括软件和硬件两大部分：软件是指操作系统、数据处理系统及图文处理系统等；硬件包括主控电脑、网络设备和显示器等。对于软件的改造应该进行相应系统的版本更新、扩大数据库存的存储量以及相应的软件开发及升级等；对于硬件系统的改造，主要考虑对电脑主机、处理器、显示器、存储器等硬件设备进行更换和检修，以相关的硬件设备都能够满足污水泵站自动控制系统运行要求为标准[3]。

3 结束语

改造之后的污水泵站自动控制系统，具有对各泵站信息的自动采集、传输和控制功能。具有强大的信息管理、信息分析和处理功能；同时还应该具有以图形和图表为显示形式的系统运动状态显示功能。通过对污水泵站控制系统进行全面改造，能够使现代污水泵站的运行、调试和业务管理与现代信息化和自动化技术接轨，进而保证污水泵站的污水处理能力能够满足城市发展的要求。

[1] 王明军.基于PLC的污水泵站自动控制系统[J].自动化技术与应用，2010，29（5）：115-116.

[2] 王涛，周琦.污水提升泵站无人值守的改造[J].中国给水排水，2010，26（10）：137-138.

[3] 攀石，赵群，刘如有.控制技术在污水泵站中的应用[J].数控技术，2011（6）：13-16.