鐵路給水系統(tǒng)自動(dòng)化應(yīng)用

　　摘要：“守護(hù)神2000”是針對(duì)鐵路給排水工作的特點(diǎn)研發(fā)而成的鐵路給水集中監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)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(jià)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、遙測(cè)，遙信。
　　關(guān)鍵詞：給水　自動(dòng)化　守護(hù)神　三遙　增效
　　中圖分類號(hào)：TU112.7　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　文章編號(hào)：16 72-3791(2012)01(b)-0066-02
　　鐵路給排水系統(tǒng)是鐵路系統(tǒng)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(diǎn)。
　　長(zhǎng)期以來(lái)，限干各種技術(shù)因素，鐵路給排水工作一直靠人工進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備檢測(cè)，開泵關(guān)泵等操作，工作效率低，損耗大。
　　近年來(lái)，在我國(guó)水資源日趨緊張的新形勢(shì)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(jìn)行設(shè)備操作、設(shè)備檢修，人工統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、制作報(bào)表，憑工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)度的工作方法已不能適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)鐵路給排水工作的要求，全面采用高科技手段，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通迅技術(shù)為鐵路給排水工作服務(wù)，向科技要效率、要效益己成為大勢(shì)所趨。
　　北京宜世通信息技術(shù)有限公司針對(duì)鐵路給排水工作的特點(diǎn)研發(fā)而成的“守護(hù)神2000”鐵路給水集中監(jiān)控系統(tǒng)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(shù)有限公司共同合作，對(duì)“守護(hù)神2000”系統(tǒng)做了進(jìn)一步加強(qiáng)和完善，形成了新一代“守護(hù)神2000”鐵路給水集中監(jiān)控系統(tǒng)。同時(shí)，雙方根據(jù)包頭水電段所管理的包蘭線沿線給排水系統(tǒng)的具體特點(diǎn)，采用“守護(hù)神2000”共同設(shè)計(jì)并建設(shè)了鐵路給水集中監(jiān)控系統(tǒng)，本系統(tǒng)統(tǒng)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(hù)神2000鐵路給水系統(tǒng)簡(jiǎn)介
　　1.1　“守護(hù)神2000”簡(jiǎn)介-
　　北京宜世通信信息技術(shù)有限公司采用國(guó)際主流自動(dòng)化控制技術(shù)PLC(可編程控制器)，結(jié)合中國(guó)鐵路的實(shí)際情況研發(fā)而成的鐵路給水集中監(jiān)控系統(tǒng)。
　　“守護(hù)神2000”是由鐵道部五大設(shè)計(jì)院和眾多鐵路部門組成的鐵道部給排水科技情報(bào)網(wǎng)唯一推薦的鐵路給排水自動(dòng)化產(chǎn)品。
　　1.2　“守護(hù)神2000”能到達(dá)效果
　　“守護(hù)神2000"可使7500km2(半徑50公里)范圍內(nèi)的鐵路給排水系統(tǒng)(包括：水源、水廠、給水所、水塔等)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)控。具體為：
　　遙測(cè)：中央控制室可通過(guò)無(wú)線／有線信道遙測(cè)給排水系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的各種工藝參數(shù)、設(shè)備參數(shù)，如：水位、壓力、流量、濁度，余氯含量、泵的工作電流、泵狀態(tài)等。
　　遙控：中央控制室可通過(guò)無(wú)線／有線信道遙控泵、電控閥門等電動(dòng)設(shè)備的開關(guān)或開閉，
　　自動(dòng)報(bào)警：設(shè)備發(fā)生放障或藝參數(shù)超標(biāo)時(shí)，中控室可報(bào)警。
　　自動(dòng)生成報(bào)表：系統(tǒng)可自動(dòng)生成各種生成報(bào)表。
　　支持網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)：多臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)監(jiān)測(cè)生成情況。
　　1.3　“守護(hù)神2000”的特點(diǎn)
　　采用無(wú)線和有線通訊技術(shù)，適合鐵路給排水系統(tǒng)地形復(fù)雜，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多且分散的特點(diǎn)，
　　采用PLC控制結(jié)構(gòu)(淘汰了可靠性差的單片機(jī)技術(shù))，真正做到穩(wěn)定可靠、免維護(hù)，適合鐵路要求安全高的特點(diǎn)。
　　性能價(jià)格比好，價(jià)格約是進(jìn)口同類系統(tǒng)的特點(diǎn)。
　　2　包頭水電段給水系統(tǒng)現(xiàn)狀及特點(diǎn)
　　多年來(lái)，鐵路給排水己形成了自己的工作特點(diǎn)。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(huán)節(jié)多且分散，周圍環(huán)境復(fù)雜多變。尤其是在我國(guó)西北水源普遍較緊缺，多以通過(guò)水源井取地下水為主。整個(gè)供水系統(tǒng)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(huán)境較復(fù)雜，這紿整個(gè)給水系統(tǒng)的管理工作帶來(lái)了很大難度，不得已很多供水環(huán)節(jié)如水源井泵房等都要派專人三班值守，即使這樣，給水系統(tǒng)的管理依然面臨較多難題：如：水損耗大，設(shè)備隱患不易發(fā)現(xiàn)，設(shè)備故障后不能及時(shí)報(bào)警，水量、水壓、水質(zhì)等參數(shù)不能準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)。
　　包頭水電段下設(shè)包西、臨河水電車間地處包蘭線，地理位置重要，肩負(fù)著為列車、車站等運(yùn)輸、生產(chǎn)、生活部門供水的重任，其供水系統(tǒng)發(fā)揮以上北方鐵路供水系統(tǒng)的特點(diǎn)。
　　包頭水電段包西車間水源為地下水，整個(gè)給水系統(tǒng)包括4口深井、2個(gè)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(jìn)廠的原水過(guò)濾后，由二級(jí)泵站揚(yáng)至水塔。水源井中最遠(yuǎn)的距水廠約20kin，最近的約8kin。由于供水環(huán)節(jié)相距很遠(yuǎn)，各個(gè)給水構(gòu)筑物和給水設(shè)備的工藝參數(shù)和設(shè)備參數(shù)很難管理。
　　以上兩個(gè)車間的給水系統(tǒng)，均人工值守，人工檢測(cè)，人工調(diào)度。
　　3　給水集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)
　　通過(guò)采用“守護(hù)神2000”鐵路給水集中監(jiān)控系統(tǒng)，使包頭水電段的兩個(gè)車間的給水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：
　　3.1　工藝參數(shù)，設(shè)備參數(shù)的遙測(cè)
　　在各車間的調(diào)度室內(nèi)，針對(duì)各水源井的潛水泵、二級(jí)泵站的離心泵的三相工作電流、電壓；水池、水塔內(nèi)的實(shí)際水位；各給水環(huán)節(jié)的揚(yáng)水壓力等參數(shù)實(shí)施定點(diǎn)遙測(cè)，連續(xù)巡槍。從而使整個(gè)給水系統(tǒng)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)和生產(chǎn)設(shè)備隨時(shí)處“守護(hù)神2000"系統(tǒng)的監(jiān)視之下，值班司機(jī)只需在調(diào)度室內(nèi)通過(guò)計(jì)算機(jī)即可掌握整個(gè)給水系統(tǒng)的工作情況。
　　3.2　遙控
　　在各個(gè)車間的調(diào)度室內(nèi)，能控制控制各潛水泵、離心泵的開停；能遙測(cè)各種控制點(diǎn)的開關(guān)狀態(tài)；能根據(jù)某點(diǎn)的遙測(cè)數(shù)據(jù)及狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)某控點(diǎn)的遙控功能；遙控命令及執(zhí)行情況查詢。
　　3.3　設(shè)備故障、工藝參數(shù)和設(shè)備參數(shù)異常時(shí)的自動(dòng)報(bào)警功能
　　“守護(hù)神2000”系統(tǒng)具有防過(guò)流、防過(guò)壓、防欠壓、防缺相、防空抽等保護(hù)功能，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)以上嚴(yán)重故障時(shí)，可自動(dòng)停泵并報(bào)警，同時(shí)打印機(jī)自動(dòng)打印報(bào)警的井號(hào)、時(shí)間以及其它設(shè)備參數(shù)。
　　3.4　生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)存儲(chǔ)和歷史數(shù)據(jù)的查詢
　　系統(tǒng)可自動(dòng)按天存儲(chǔ)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并可查詢以往的歷史數(shù)據(jù)。
　　4　設(shè)計(jì)方案
　　(1)在各車間調(diào)度室設(shè)立：“守護(hù)神2000”央控制子系統(tǒng)，值班人員可通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕隨時(shí)監(jiān)測(cè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)，如：清水池、水塔水位等，監(jiān)測(cè)生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)備參數(shù)，如；三相電流、電壓等，參數(shù)異常時(shí)可隨時(shí)報(bào)警。值班人員可通過(guò)計(jì)算機(jī)開、停各水源井的潛水泵、二級(jí)泵房的離心泵。
　　(2)在各水源井、取水泵房，二級(jí)泵房、水塔等處安裝“守護(hù)神2000”現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控子系統(tǒng)RTu，距調(diào)度室較近處安裝“守護(hù)神2000”有線RTU；較遠(yuǎn)處安裝“守護(hù)神2000”無(wú)線RTU。RTU與各傳感器配合，可采集到各種工藝參數(shù)和設(shè)備參數(shù)，并將這些參數(shù)通過(guò)“守護(hù)神2000”通迅系統(tǒng)傳送到調(diào)度室，同時(shí)RTU可執(zhí)行調(diào)度室發(fā)來(lái)的控制命令，開泵、關(guān)泵等。
　　5　投入產(chǎn)出效益分析；
　　5.1　減少工作人員帶來(lái)的減員增效
　　若按原有工作制度在兩個(gè)車間給水系統(tǒng)中每眼水源井的泵房均應(yīng)配備值班人員，水廠、二級(jí)泵房?jī)?nèi)還有相關(guān)的值班人員，估計(jì)所有的值班人員約為60人，“守護(hù)神2000”安裝后三個(gè)車間的調(diào)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(wàn)元計(jì)算，采用“守護(hù)神2000”后可節(jié)省的人員費(fèi)用即超過(guò)168萬(wàn)元每年，這意味著僅因減少人員費(fèi)用所帶來(lái)的效益產(chǎn)出，就可于當(dāng)年收回整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的投資。
　　5.2　減少水耗、能耗所帶來(lái)的效益產(chǎn)曲
　　“守護(hù)神2000”運(yùn)行后，各種工藝參數(shù)均被計(jì)算機(jī)隨時(shí)監(jiān)控，如水池、水塔水位等，通過(guò)對(duì)這些工藝參數(shù)的監(jiān)測(cè)，值班人員可隨時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的原因并采取措施，同時(shí)值班人員可通過(guò)計(jì)算機(jī)科學(xué)地控制、調(diào)度相關(guān)水泵的開停，從而減少水耗和能耗。
　　5.3　及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，并采取相應(yīng)預(yù)防和修正措施所帶來(lái)的效益產(chǎn)出
　　“守護(hù)神2000"系統(tǒng)可隨時(shí)監(jiān)測(cè)各種設(shè)備參數(shù)，如：泵的工作電流，工作電壓等，并可在設(shè)備參數(shù)異常時(shí)自動(dòng)報(bào)警，從而防止了過(guò)流、過(guò)壓、欠流、欠壓、缺相等原因造成的設(shè)備損壞。
　　5.4　提高工作效率所帶來(lái)的效益產(chǎn)出
　　“守護(hù)神2000”通過(guò)監(jiān)控各種工藝參數(shù)，設(shè)備參數(shù)。實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)系統(tǒng)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(shè)施，采暖等投資
　　有人值守泵房需設(shè)值班間和休息間，辦公用品、生活設(shè)施、冬季采暖等投資，這也是一筆較大投入，采用自動(dòng)化省去這筆投資。節(jié)約帶來(lái)效益產(chǎn)出。
　　6　對(duì)未來(lái)系統(tǒng)擴(kuò)展的展望
　　針對(duì)給水系統(tǒng)現(xiàn)狀，我們認(rèn)為未來(lái)的自動(dòng)化系統(tǒng)可進(jìn)一步擴(kuò)展、完善，主要針對(duì)以下幾個(gè)方面。
　　(1)在段調(diào)度建立全段計(jì)算機(jī)給水口動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)，將沿線各個(gè)車間的給水集中監(jiān)控系統(tǒng)的工作匯集到調(diào)度系統(tǒng)。
　　(2)在水電段辦公樓內(nèi)建設(shè)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，并與給水自動(dòng)化調(diào)動(dòng)系統(tǒng)相結(jié)合，使得主管段長(zhǎng)、技術(shù)室主任、專業(yè)工程師等管理者通過(guò)自己辦公室的計(jì)算機(jī)即可了解全段的給水生產(chǎn)情況。
　　(3)進(jìn)一步完善各車間的給水集中監(jiān)控系統(tǒng)，將車站客車給水栓的壓力監(jiān)測(cè)等環(huán)節(jié)也納入監(jiān)控系統(tǒng)之中。
　　(4)在下屬其它車間建立給水集中監(jiān)控系統(tǒng)。7結(jié)語(yǔ)
　　本系統(tǒng)采用國(guó)際主流的自動(dòng)化測(cè)控技術(shù)。
　　系統(tǒng)充分適應(yīng)目前水電段給水系統(tǒng)的需求。
　　本系統(tǒng)的使用將提高給水工作效率和降低成本。
　　全系統(tǒng)合理的投資水平，可至多兩年內(nèi)收回投資。
　　對(duì)未來(lái)系統(tǒng)升級(jí)的支持，入“五遙系統(tǒng)(遙控、遙測(cè)、遙信、遙視、遙測(cè)”的擴(kuò)