安科瑞王丹丹acrel2021

【摘要】：隨著水廠水質(zhì)管理技術(shù)和管理水平的提升,，達到了在線監(jiān)測系統(tǒng)通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的反饋,，及時發(fā)現(xiàn)問題，快速處理事故,，優(yōu)化了水資源的利用率,，提高了供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，從而有效地提高供水安全,，為水廠工藝調(diào)整提供保障,。

【關(guān)鍵詞】：在線監(jiān)測設(shè)備；水質(zhì)管理平臺,；研究

1.水廠在線水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的管理模式

現(xiàn)通過舉例烏魯木齊市紅雁池水廠中在線水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用,，來說明在線水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)在水質(zhì)管理中的作用。烏魯木齊市紅雁池水廠是烏魯木齊烏拉泊水庫供水,，將水送到水廠,，水處理合格后，再輸送給用戶,。該水廠分為東廠區(qū)和西廠區(qū),，目前供水量為17萬立方，可供51萬戶居民日常用水,。

本水廠中在線水質(zhì)監(jiān)測是由在線監(jiān)測設(shè)備（濁度計,、PH計、余氯分析儀,、氨氮在線監(jiān)測儀,、電導(dǎo)率儀、溶解氧測定儀,、出水顆粒儀等監(jiān)測設(shè)備）為主,，通過相關(guān)的專用分析軟件、網(wǎng)絡(luò),，將水樣采集,、水樣預(yù)處理、水樣測量,、數(shù)據(jù)處理的過程動態(tài)監(jiān)測,，形成數(shù)據(jù)后發(fā)送至水質(zhì)管理平臺,，為有效保障水廠生產(chǎn)、工藝調(diào)節(jié)提供可靠保障,。

2.水廠水質(zhì)管理中在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成

在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)主要是由在線監(jiān)測設(shè)備,、遠程監(jiān)測控制器、數(shù)據(jù)傳輸,、水質(zhì)管理平臺組成,。在線監(jiān)測系統(tǒng)分為采樣模塊、配水模塊,、分析模塊和控制模塊四大模塊,，系統(tǒng)的主要功能就是自動完成樣品的采集、分析以及數(shù)據(jù)的采集和傳輸任務(wù),。整個系統(tǒng)啟動后,，就會按系統(tǒng)設(shè)定的程序自動開始采集水樣、分析水樣,，然后監(jiān)測數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)采集傳輸傳到水質(zhì)管理平臺的服務(wù)器并保存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,。

2.2在線監(jiān)測系統(tǒng)的管理

紅雁池水廠在線檢測系統(tǒng)中在線設(shè)備數(shù)量較多，在原水,、澄清池,、濾后水、出水等主要環(huán)節(jié)均安裝有在線監(jiān)測設(shè)備,，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳送至水質(zhì)管理平臺,，水質(zhì)監(jiān)測中心管理本水廠水質(zhì)管理工程平臺，通過實驗室數(shù)據(jù)檢測與在線設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)比對,，確定在線監(jiān)測設(shè)備的穩(wěn)定性,。該廠在線監(jiān)測設(shè)備為安科瑞生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)電力儀表APM520、智能操控裝置ASD500,、0.4kV電流互感器AKH-0.66,、智能網(wǎng)關(guān)Anet系列等。

2.2.1遠程監(jiān)測控制器

本水廠中,，采用安科瑞Anet系列遠程在線監(jiān)測傳輸終端設(shè)備,，該設(shè)備支持接收上級主站系統(tǒng)下達的命令，并轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的智能系列單元,，完成對廠站內(nèi)各開關(guān)設(shè)備的分合閘遠程控制或裝置的參數(shù)整定,，實現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能，以達到遠動輸出調(diào)度命令的目標(biāo),。

2.2.2網(wǎng)絡(luò)電力儀表

水體的濁度主要來源于上游水源中的原水，水在流動過程中帶動水底泥沙會增加水體的濁度,。在本水廠中,，在線監(jiān)測系統(tǒng)的且全部為安科瑞制造,，APM5系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表（以下簡稱儀表）按IEC國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，具有全電量測量,、電能統(tǒng)計,、電能質(zhì)量分析（包括諧波、間諧波,、閃變）,、故障錄波功能(包括電壓暫升暫降中斷、沖擊電流等記錄),、事件記錄功能及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能,，主要用于電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控。該系列儀表配有功能豐富的DI/DO模塊,、AO模塊,、無線通訊模塊、漏電測溫模塊,，可以靈活實現(xiàn)電氣回路全電量測量及開關(guān)狀態(tài)監(jiān)控,。

2.2.3智能操控裝置

本水廠具有每天產(chǎn)出17萬方水的供水能力，水廠運用在線設(shè)備對水廠水質(zhì)中ＰＨ指標(biāo)進行控制,。在本水廠中共計５臺,，且全部為安科瑞制造，ASD系列開關(guān)柜綜合測控裝置用于3~35kV戶內(nèi)開關(guān)柜,，適用于中置柜,、手車柜、固定柜,、環(huán)網(wǎng)柜等多種開關(guān)柜,。具有一次回路模擬圖及開關(guān)狀態(tài)指示，高壓帶電顯示及核相,，自動溫濕度控制,，加熱回路故障告警，分合閘回路完好指示,、分合閘回路電壓測量,、預(yù)分預(yù)合閃光指示、電氣節(jié)點無線測溫,，人體感應(yīng)自動照明,，語音提示，電參數(shù)測量及RS485通訊接口等眾多功能,，集操作,、顯示于一體，這些功能的具備保障了ＰＨ計的使用簡單,、便捷,，使傳送到水質(zhì)管理平臺的數(shù)據(jù)真實,、可靠，達到及時調(diào)整工藝的目的,。

2.2.4電流互感器

根據(jù)本水廠的生產(chǎn)狀況,，選用安科瑞互感器配套網(wǎng)絡(luò)電力儀表，產(chǎn)品翻蓋式設(shè)計,，外形美觀,，接線方便。翻蓋材料選用透明聚碳酸酯,，能清楚看到二次引線接線情況,。立式方孔型，可穿越1-3根匯流排,，不但具有Ⅰ,、Ⅱ型的特點，而且可作供電系統(tǒng)計量電能用,，以及可與電流繼電器配套作保護用,。

2.2.5水質(zhì)管理平臺

水質(zhì)監(jiān)測中心作為制水廠水質(zhì)數(shù)據(jù)管理部門，管理該水質(zhì)管理工程平臺,，通過實驗室數(shù)據(jù)檢測與在線設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)比對,，確定在線監(jiān)測設(shè)備的穩(wěn)定性。水質(zhì)管理平臺是在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集中反饋,、集合的中心層面,，在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)中水質(zhì)管理平臺是由２臺監(jiān)控電腦、數(shù)據(jù)控制軟件,、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,、現(xiàn)場控制單元ＥＣＵ、ＰＬＣ控制站等組成,，通過多連接途徑的傳輸系統(tǒng),，對供水生產(chǎn)工藝，水質(zhì)變化情況進行控制,。水質(zhì)管理平臺具有調(diào)節(jié)液位,、壓力、流量,、流速等參數(shù),，故障判斷、報警等功能,。水質(zhì)管理平臺通過計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠得到有效可靠的數(shù)據(jù),，實現(xiàn)了在線實時監(jiān)測、監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)化管理。

3.AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺

3.1平臺概述

安科瑞電氣具備從終端感知,、邊緣計算到能效管理平臺的產(chǎn)品生態(tài)體系,，AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺通過在污水廠源、網(wǎng),、荷、儲,、充的各個關(guān)鍵節(jié)點安裝保護,、監(jiān)測、分析,、治理裝置,，用于監(jiān)測污水廠能耗總量和能耗強度，監(jiān)測主要用能設(shè)備能效,，保護污水廠運行安全可靠,，提高污水廠能效，為污水處理的能效管理提供科學(xué),、精細的解決方案,。

3.2平臺組成

AcrelEMS智慧水務(wù)綜合能效管理系統(tǒng)由變電站綜合自動化系統(tǒng)、電力監(jiān)控及能效管理系統(tǒng)組成,，涵蓋了水務(wù)中壓變配電系統(tǒng),、電氣安全、應(yīng)急電源,、能源管理,、照明控制、設(shè)備運維等,，貫穿水務(wù)能源流的始終,，幫助運維管理人員通過一套平臺、一個APP實時了解水務(wù)配電系統(tǒng)運行狀況,，并且根據(jù)權(quán)限可以適用于水務(wù)后勤部門管理需要,。

3.3平臺拓?fù)鋱D

3.4平臺子系統(tǒng)

3.4.1變電站綜合自動化系統(tǒng)及電力監(jiān)控

對水務(wù)配電系統(tǒng)中35kV、10kV電壓等級配置繼電保護和弧光保護,，實現(xiàn)遙測,、遙信、遙控,、遙調(diào)等功能,，對異常情況及時預(yù)警。

監(jiān)測變壓器,、水泵,、鼓風(fēng)機的電流、電壓、有功/無功功率,、功率因數(shù),、負(fù)荷率、溫度,、三相平衡,、異常報警等數(shù)據(jù)。

3.4.2電能質(zhì)量監(jiān)測與治理

水務(wù)中大量的大功率電機,、水泵變頻啟動導(dǎo)致配電系統(tǒng)中存在大量諧波,，通過監(jiān)測其配電系統(tǒng)的諧波畸變、電壓波動,、閃變和容忍度指標(biāo)分析其電能質(zhì)量,，并配置對應(yīng)的電能質(zhì)量治理措施提高供電電能質(zhì)量。

3.4.3電動機管理

馬達監(jiān)控實現(xiàn)水務(wù)中電機的保護,、遙測,、遙信、遙控功能,，電動機保護器能對過載,、短路、缺相,、漏電等異常情況進行保護,、監(jiān)測和報警。準(zhǔn)確地反映出故障狀態(tài),、故障時間,、故障地點、及相關(guān)信息,，對電機進行健康診斷和預(yù)防性維護,。同時支持與PLC、軟啟,、變頻器等配合,，實現(xiàn)電動機自動或遠程控制，監(jiān)視,、控制各個工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn),。

3.4.4能耗管理

為水務(wù)搭建計量體系，顯示水務(wù)的能源流向和能源損耗,，通過能源流向圖幫助水務(wù)分析能源消耗去向,，找出能源消耗異常區(qū)域。

將所有有關(guān)能源的參數(shù)集中在一個看板中,，從多個維度對比分析,，實現(xiàn)各個工藝環(huán)節(jié)的能耗對比,，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個工廠的能源消耗，能源成本,，標(biāo)煤排放等的情況,。

能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計采集水務(wù)中污水廠、自來水廠,、水泵站等的用電,、用水、燃氣,、冷熱量消耗量,，同環(huán)比對比分析，能耗總量和能耗強度計算,，標(biāo)煤計算和CO2排放統(tǒng)計趨勢。

能效分析按三級計量架構(gòu),，分別進行能效分析,，契合能源管理體系要求，可對各車間/職能部門的能效水平進行分析,，同比,、環(huán)比、對標(biāo)等,。通過污水處理產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù),，在污水單耗中生成污水單耗趨勢圖，并進行同比和環(huán)比分析,，同時將污水的單耗與行業(yè)/國家指標(biāo)對標(biāo),，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗,。

3.4.5智能照明控制

系統(tǒng)為污水廠,、自來水廠、水泵站等提供了照明控制管理方案,，支持單控,、區(qū)域控制、自動控制,、感應(yīng)控制,、定時控制、場景控制,、調(diào)光控制等多種控制方式,，模塊可根據(jù)經(jīng)緯度自動識別日出日落時間實現(xiàn)自動控制功能，盡量利用自然光照,，實現(xiàn)室內(nèi),、廠區(qū)照明的智能控制達到安全,、節(jié)能、舒適目的,。

3.4.6電氣安全

3.4.6.1電氣火災(zāi)監(jiān)測

監(jiān)測配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度,，實現(xiàn)對污水廠、自來水廠,、水泵站的電氣安全預(yù)警,。

3.4.6.2消防應(yīng)急照明和疏散指示

根據(jù)預(yù)先設(shè)置的應(yīng)急預(yù)案快速啟動疏散方案引導(dǎo)人員疏散。系統(tǒng)接入消防應(yīng)急照明指示系統(tǒng)數(shù)據(jù),，通過平面圖顯示疏散指示燈具工作狀態(tài)和異常情況,。

3.4.6.3消防設(shè)備電源監(jiān)測

監(jiān)測消防設(shè)備的工作電源是否正常，保障在發(fā)生火災(zāi)時消防設(shè)備可以正常投入使用,。

3.4.6.4防火門監(jiān)控系統(tǒng)

防火門監(jiān)控系統(tǒng)集中控制其各終端設(shè)備即防火門監(jiān)控模塊,、電動閉門器、電磁釋放器的工作狀態(tài),，實時監(jiān)測疏散通道防火門的開啟,、關(guān)閉及故障狀態(tài)，顯示終端設(shè)備開路,、短路等故障信號,。系統(tǒng)采用消防二總線將具有通信功能的監(jiān)控模塊相互連接起來，當(dāng)終端設(shè)備發(fā)生短路,、斷路等故障時,，防火門監(jiān)控器能發(fā)出報警信號，能指示報警部位并保存報警信息,，保障了電氣安全的可靠性,。

3.4.7環(huán)境監(jiān)測

污水廠、自來水廠,、水泵站等場所溫濕度,、煙霧、積水浸水,、視頻,、UPS電池間可燃氣體濃度展示和預(yù)警，保障污水廠,、自來水廠,、水泵站等安全運行。當(dāng)可燃氣體或有害氣體濃度超標(biāo)可自動啟動排風(fēng)風(fēng)機或新風(fēng)系統(tǒng),，排除隱患,，保持良好的水處理環(huán)境。

3.4.8分布式光伏監(jiān)測

實時監(jiān)測低壓并網(wǎng)柜每路的電流,、電壓,、功率等電氣參數(shù)及斷路器開關(guān)狀態(tài),，逆變器運行監(jiān)視，對逆變器直流側(cè)每一光伏組串的輸入直流電壓,、直流電流,、直流功率，逆變器交流電壓,、交流電流,、頻率、功率因數(shù),、當(dāng)前發(fā)電功率,、累計發(fā)電量進行監(jiān)測，以曲線方式繪制上述監(jiān)測的各個參量的歷史數(shù)據(jù),。

平臺結(jié)合廠區(qū)實際分布情況,，通過3D或2.5D平面圖顯示分布式光伏組件在屋頂、車棚的分布情況,，顯示匯流箱,、并網(wǎng)點位置，各個屋頂?shù)难b機容量,。

3.4.9工藝仿真監(jiān)控

平臺通過2D、3D方式實時監(jiān)視粗格柵,、污水提升,、細格柵、曝氣沉砂,、改良生化處理,、二沉、加氯接觸消毒,、污泥濃縮壓濾,、生物除臭等工藝設(shè)備運行狀態(tài)。在格柵清渣機,、污水提升泵,、回流泵、曝氣風(fēng)機,、加藥泵,、濃縮壓濾機、吸沙泵,、吸泥泵等低壓電動機控制柜或低壓饋電柜安裝電動機保護,，進行短路、過流,、過載,、起動超時,、斷相、不平衡,、低功率,、接地/漏電、te保護,、堵轉(zhuǎn),、逆序、溫度等保護以及外部故障連鎖停機,，與PLC,、軟啟、變頻器等配合,，實現(xiàn)電動機自動或遠程控制,，監(jiān)視、控制各個工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn),。

4相關(guān)平臺部署硬件選型清單

4.1電力監(jiān)控,、電能質(zhì)量、電動機管理及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

5.結(jié)語

針對水源水水質(zhì)的特點,，烏魯木齊紅雁池水廠選擇了39臺在線水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備,，建立了完整的在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。通過在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用,，在線水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備均能夠及時準(zhǔn)確地反映水質(zhì)實際變化情況,，監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，系統(tǒng)運行穩(wěn)定,，將現(xiàn)代化技術(shù)和信息化手段融為一體,，大大優(yōu)化了水質(zhì)變化情況的控制率，同時對水廠生產(chǎn)及工藝調(diào)整過程中水質(zhì)變化進行了實時監(jiān)控,，從而提高了供水的可靠性,、安全性。通過本水廠在線監(jiān)測系統(tǒng)對水質(zhì)管理工程中的應(yīng)用的研究發(fā)現(xiàn),，水廠要按照水廠水質(zhì)的實際情況,，選擇合適的在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，為水廠工藝調(diào)整和供水安全提供有利保障,。