鐵路給水系統自動化應用

　　摘要：“守護神2000”是針對鐵路給排水工作的特點研發而成的鐵路給水集中監控系統，通過它可極大的提高工作效率，減少水損耗，減少值班人員，降低工程造價，實現遠程遙控、遙測，遙信。
　　關鍵詞：給水　自動化　守護神　三遙　增效
　　中圖分類號：TU112.7　文獻標識碼：A　文章編號：16 72-3791(2012)01(b)-0066-02
　　鐵路給排水系統是鐵路系統的重要組成部分，其工作正常常與否、效率的高低與否直接影響列車的安全正點。
　　長期以來，限干各種技術因素，鐵路給排水工作一直靠人工進行現場設備檢測，開泵關泵等操作，工作效率低，損耗大。
　　近年來，在我國水資源日趨緊張的新形勢下，再加上列車普遍提速，鐵路給排水工作的重要性日益突出。以往那種手工進行設備操作、設備檢修，人工統計數據、制作報表，憑工作經驗進行調度的工作方法已不能適應新形勢下對鐵路給排水工作的要求，全面采用高科技手段，運用計算機技術、自動化技術、通迅技術為鐵路給排水工作服務，向科技要效率、要效益己成為大勢所趨。
　　北京宜世通信息技術有限公司針對鐵路給排水工作的特點研發而成的“守護神2000”鐵路給水集中監控系統可極大的提高工作效率，減少損耗。
　　呼和浩特鐵路局包頭水電段與北京宜世通信息技術有限公司共同合作，對“守護神2000”系統做了進一步加強和完善，形成了新一代“守護神2000”鐵路給水集中監控系統。同時，雙方根據包頭水電段所管理的包蘭線沿線給排水系統的具體特點，采用“守護神2000”共同設計并建設了鐵路給水集中監控系統，本系統統建成大大提高了水電段給水工作的管理水平和工作效率。
　　1　守護神2000鐵路給水系統簡介
　　1.1　“守護神2000”簡介-
　　北京宜世通信信息技術有限公司采用國際主流自動化控制技術PLC(可編程控制器)，結合中國鐵路的實際情況研發而成的鐵路給水集中監控系統。
　　“守護神2000”是由鐵道部五大設計院和眾多鐵路部門組成的鐵道部給排水科技情報網唯一推薦的鐵路給排水自動化產品。
　　1.2　“守護神2000”能到達效果
　　“守護神2000"可使7500km2(半徑50公里)范圍內的鐵路給排水系統(包括：水源、水廠、給水所、水塔等)實現自動化測控。具體為：
　　遙測：中央控制室可通過無線／有線信道遙測給排水系統各個環節的各種工藝參數、設備參數，如：水位、壓力、流量、濁度，余氯含量、泵的工作電流、泵狀態等。
　　遙控：中央控制室可通過無線／有線信道遙控泵、電控閥門等電動設備的開關或開閉，
　　自動報警：設備發生放障或藝參數超標時，中控室可報警。
　　自動生成報表：系統可自動生成各種生成報表。
　　支持網絡監測：多臺計算機同時監測生成情況。
　　1.3　“守護神2000”的特點
　　采用無線和有線通訊技術，適合鐵路給排水系統地形復雜，生產環節多且分散的特點，
　　采用PLC控制結構(淘汰了可靠性差的單片機技術)，真正做到穩定可靠、免維護，適合鐵路要求安全高的特點。
　　性能價格比好，價格約是進口同類系統的特點。
　　2　包頭水電段給水系統現狀及特點
　　多年來，鐵路給排水己形成了自己的工作特點。即從水源地、加壓泵站、配水站、輸水管道到給水所(水廠)、水塔，給水環節多且分散，周圍環境復雜多變。尤其是在我國西北水源普遍較緊缺，多以通過水源井取地下水為主。整個供水系統中，水源井、泵站、給水所、水塔分布較廣，再加上北方冬季氣溫較低，地形等環境較復雜，這紿整個給水系統的管理工作帶來了很大難度，不得已很多供水環節如水源井泵房等都要派專人三班值守，即使這樣，給水系統的管理依然面臨較多難題：如：水損耗大，設備隱患不易發現，設備故障后不能及時報警，水量、水壓、水質等參數不能準確統計。
　　包頭水電段下設包西、臨河水電車間地處包蘭線，地理位置重要，肩負著為列車、車站等運輸、生產、生活部門供水的重任，其供水系統發揮以上北方鐵路供水系統的特點。
　　包頭水電段包西車間水源為地下水，整個給水系統包括4口深井、2個水塔。水源井分布較散，造成管理不便。
　　包頭水電段臨河車間佃斗，水源為地卜水，共有7口井。水廠工藝為將進廠的原水過濾后，由二級泵站揚至水塔。水源井中最遠的距水廠約20kin，最近的約8kin。由于供水環節相距很遠，各個給水構筑物和給水設備的工藝參數和設備參數很難管理。
　　以上兩個車間的給水系統，均人工值守，人工檢測，人工調度。
　　3　給水集中監控系統設計目標
　　通過采用“守護神2000”鐵路給水集中監控系統，使包頭水電段的兩個車間的給水系統實現以下目標：
　　3.1　工藝參數，設備參數的遙測
　　在各車間的調度室內，針對各水源井的潛水泵、二級泵站的離心泵的三相工作電流、電壓；水池、水塔內的實際水位；各給水環節的揚水壓力等參數實施定點遙測，連續巡槍。從而使整個給水系統各個工藝環節和生產設備隨時處“守護神2000"系統的監視之下，值班司機只需在調度室內通過計算機即可掌握整個給水系統的工作情況。
　　3.2　遙控
　　在各個車間的調度室內，能控制控制各潛水泵、離心泵的開停；能遙測各種控制點的開關狀態；能根據某點的遙測數據及狀態，實現對某控點的遙控功能；遙控命令及執行情況查詢。
　　3.3　設備故障、工藝參數和設備參數異常時的自動報警功能
　　“守護神2000”系統具有防過流、防過壓、防欠壓、防缺相、防空抽等保護功能，當系統發現以上嚴重故障時，可自動停泵并報警，同時打印機自動打印報警的井號、時間以及其它設備參數。
　　3.4　生產數據的自動存儲和歷史數據的查詢
　　系統可自動按天存儲生產數據，并可查詢以往的歷史數據。
　　4　設計方案
　　(1)在各車間調度室設立：“守護神2000”央控制子系統，值班人員可通過計算機屏幕隨時監測各生產環節的工藝參數，如：清水池、水塔水位等，監測生產設備的設備參數，如；三相電流、電壓等，參數異常時可隨時報警。值班人員可通過計算機開、停各水源井的潛水泵、二級泵房的離心泵。
　　(2)在各水源井、取水泵房，二級泵房、水塔等處安裝“守護神2000”現場測控子系統RTu，距調度室較近處安裝“守護神2000”有線RTU；較遠處安裝“守護神2000”無線RTU。RTU與各傳感器配合，可采集到各種工藝參數和設備參數，并將這些參數通過“守護神2000”通迅系統傳送到調度室，同時RTU可執行調度室發來的控制命令，開泵、關泵等。
　　5　投入產出效益分析；
　　5.1　減少工作人員帶來的減員增效
　　若按原有工作制度在兩個車間給水系統中每眼水源井的泵房均應配備值班人員，水廠、二級泵房內還有相關的值班人員，估計所有的值班人員約為60人，“守護神2000”安裝后三個車間的調度室三班值守，每班2人，共需18人，減少42人，按人均年收入4萬元計算，采用“守護神2000”后可節省的人員費用即超過168萬元每年，這意味著僅因減少人員費用所帶來的效益產出，就可于當年收回整個自動化系統的投資。
　　5.2　減少水耗、能耗所帶來的效益產曲
　　“守護神2000”運行后，各種工藝參數均被計算機隨時監控，如水池、水塔水位等，通過對這些工藝參數的監測，值班人員可隨時發現故障的原因并采取措施，同時值班人員可通過計算機科學地控制、調度相關水泵的開停，從而減少水耗和能耗。
　　5.3　及早發現設備隱患，及時發現設備故障，并采取相應預防和修正措施所帶來的效益產出
　　“守護神2000"系統可隨時監測各種設備參數，如：泵的工作電流，工作電壓等，并可在設備參數異常時自動報警，從而防止了過流、過壓、欠流、欠壓、缺相等原因造成的設備損壞。
　　5.4　提高工作效率所帶來的效益產出
　　“守護神2000”通過監控各種工藝參數，設備參數。實現對各個系統的全局管理，提高了供水工作的效率。
　　5.5　與有人值守減少值班的辦公用房和辦公設施，采暖等投資
　　有人值守泵房需設值班間和休息間，辦公用品、生活設施、冬季采暖等投資，這也是一筆較大投入，采用自動化省去這筆投資。節約帶來效益產出。
　　6　對未來系統擴展的展望
　　針對給水系統現狀，我們認為未來的自動化系統可進一步擴展、完善，主要針對以下幾個方面。
　　(1)在段調度建立全段計算機給水口動化調度系統，將沿線各個車間的給水集中監控系統的工作匯集到調度系統。
　　(2)在水電段辦公樓內建設辦公自動化系統，并與給水自動化調動系統相結合，使得主管段長、技術室主任、專業工程師等管理者通過自己辦公室的計算機即可了解全段的給水生產情況。
　　(3)進一步完善各車間的給水集中監控系統，將車站客車給水栓的壓力監測等環節也納入監控系統之中。
　　(4)在下屬其它車間建立給水集中監控系統。7結語
　　本系統采用國際主流的自動化測控技術。
　　系統充分適應目前水電段給水系統的需求。
　　本系統的使用將提高給水工作效率和降低成本。
　　全系統合理的投資水平，可至多兩年內收回投資。
　　對未來系統升級的支持，入“五遙系統(遙控、遙測、遙信、遙視、遙測”的擴