艾默生TD2100供水专用变频器在自来水厂集中监控系统中的应用.docx

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1、艾默生TD2100供水专用变频器在自来水厂集中监控系统中的应用艾默生TD2100供水专用变频器在自来水厂集中监控系统中的应用基于动力环境集中监控系统PSMS的能源一体化解决方案，正在朝着集成化、模块化方向开展。艾默生公司TD2100供水专用变频器做为智能设备接入到PSMS集中监控系统中,便于集中治理,综合控制，以及故障告警的及时有效处理。充分利用艾默生TD2100供水专用变频器强大的通讯联网功能，逐步实现供水泵站的少人或者无人值守，已成为供水系统实现供水压力集中监控的一个必不可少的局部，也是艾默生网络能源有限公司一体化柔性解决方案的一种详细表达。随着高层建筑逐年增加，传统的采用水箱或者水塔供水

2、方式已经不能知足当代供水行业的要求。日常的生活用水经常是随时间而变化的，因季节、昼夜相差很大，用水和供水的不平衡集中表如今水压上，假如用水多而供水少那么水压低，造成用水不便；用水少而供水多那么水压高，造成能源的浪费。怎样可以根据管网压力的变化进展智能化和数字化的调节和控制，以保障供水系统的响应速度和供水质量，到达供、用水的平衡是关键。艾默生公司的TD2100变频器是集变频和智能供水控制于一体的恒压供水专用变频器。它用恰当的水泵电控方案来取代小区住宅和贸易大厦楼顶水箱或者水塔,实现水泵电机无级调速，根据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以知足用水要求，是目前较先进

3、、公道的节能型供水系统。采用以小区或者社区为统一整体的供水方案，会使设备的利用率及节能比例大大进步，并减少初始投资和占地面积。TD2100供水专用变频器以其环保、节能和供水质量高等优点在供水行业中得到了广泛的应用，其中，武汉市二次供水公司小区供水压力集中监控系统就是一个典型的应用。二、TD2100供水专用变频器在武汉二次供水PSMS集中监控系统的组网方案根据武汉市二次供水公司的技术要求，PSMS集中监控系统设计规模如下：武汉市二次供水公司设立监控中心，并设置监控主机；监控中心目前监控3个小区供水站，分别为汉口2个、武昌1个；按照监控系统技术要求和传输资源情况，确定采用目前常用的公共网PSTNP

4、ublicSwitchedTelephoneNetwork做为传输资源。通过PSTN拨号MODEM轮询的方式，将监控信息通过MOXA多串口卡接入监控主机。在变频器分布区域较广，且需要集中监视和控制，但布线较困难，而有备用线使用时，这是一种理想的解决方案。利用PSMS集中监控系统，可实现对各供水站内的TD2100供水专用变频器等智能设备的联网控制。实时监视各供水站中智能变频器的运行参数，包括输出电压、输出电流、输出频率、输出转矩、管网压力反应值等重要参数；并能实现对变频器的参数修改，功能控制；当供水系统或者变频器发生故障时，通过MODEM自动拨号功能，自动启动预先设定的号码和信息，及时通知设备维

5、护人员进展相应处理，可以方便地实现供水站的无人值守。艾默生TD2100供水专用变频器做为一种智能设备接入到PSMS集中监控系统中，其组网方式如下列图所示：在各供水站的SDA-1收集器是由SDA-IO和SDA-OCE两局部组成，有内置MODEM卡。SDA-1收集器除了通过SDA-IO监测10路AI/DI及3路DO以外，还可以通过SDA-OCE实时地收集底端TD2100智能变频器的运行数据，并按照邮电总局规定的协议YDN23协议和数据标准与PSMS集中监控中心进展通讯。该组网方案具有以下几个显著优点：1.系统组网简单，简化了布线，降低了安装和维护本钱。2.造价低，组网灵敏，易于扩大，公共网PSTN

6、拨号、专线方式可选。3.利用MOXA多串口扩展卡来扩展计算机串口，可以根据实际需要的串口数目来灵敏扩大串口板的数目，一台监控主机最多可扩展到4块PCI卡共128个串口，可以知足绝大多数的需要。4.MOXAC320系列智能型多串口卡带有2个CPU，大大提升了数据的传输速率。5.MOXA多串口扩展卡的模块化构造，使系统晋级扩容等对串口扩展灵敏。而且各模块、各串口之间是“相对独立的，即便一个串口损坏也不会影响到其他串口，导致其他串口都不可用，防止了“滚雪球效应。6.留意MODEM需要成对使用；且常将位于监控中心的MODEM设置为自动应答方式ATS00，而端局供水站侧的MODEM应设置为上电自动拨号且

7、掉线自动重拨。三、TD2100供水专用变频器的通讯协议格式艾默生TD2100供水专用变频器带有标准的RS485通讯接口：异步，半双工。在通讯经过中，一般是变频器做为从机，而PC机监控主机做为主机。采用主机“轮询，从机“应答的点对点通讯方式。3.1协议帧格式艾默生TD2100供水专用变频器采用不定长ASCII码通讯协议。数据格式如下列图所示：其中，校验位可以是无校验NONE、奇校验ODD或者偶校验EVEN，相应地也就有三种数据格式。数据在串行异步通讯经过中，是以数据包的形式，一帧一帧发送的。异步传输帧构造如下列图所示：在异步传输帧构造中帧头为7EH；帧尾为0DH；从机地址变频器地址的设定范围为0

8、126，7FH127为播送通讯地址，各变频器从机收到播送地址时不必应答，但所有从机都要响应该命令；命令区/响应区是指主机发生的命令和从机对命令的应答；索引区是对命令区所发命令的进一步解释和补充，例如：同样是变频器停机命令，是正常停机、自由停机还是紧急停机，就要在索引区加以区别；数据区那么代表了变频器的设定频率、运行频率、输出电压、输出电流、当前压力值等参数值；校验和是指从“从机地址到数据区“运行数据的全部字节转换为ASCII码的连续累加和；称该协议为不定长ASCII码通讯协议，是由于在串行通讯传输的单个异步串行帧长度最长为18字节，而有些控制命令仅为14字节长，例如：1#变频器的开机命令格式为

9、：7E0102000001830D，就只有14个字节。在发送经过中，帧头7EH和帧尾0DH直接以十六进制发送，中间字节要先转换成ASCII码，再按先高位后低位的顺序发送。3.2通讯参数的设置艾默生TD2100供水专用变频器的主要通讯参数设定，如下表所示：四、武汉市自来水公司TD2100恒压供水系统的根本功能4.1TD2100供水专用变频器的功能及特点艾默生TD2100供水专用变频器是集供水控制和供水治理一体化的智能变频器。内置供水专用PID调节器，只需加一只压力传感器，即可方便地组成供水闭环控制系统。传感器反应的水压信号直接送入变频器自带的PID调节器输入口，而压力设定既可以使用变频器的键盘在

10、本地设定，也可以采用一只电位器以模拟量的形式送入。逐日可设定多段压力运行，以适应供水压力的变化。TD2100供水专用变频器的主要功能有：TD2100供水专用变频器=PLC+变频嚣+PID调节器全面供水解决方案，灵敏配置常规泵、消防泵、休眠泵、排污泵，便于实现水泵房全面自动化循环泵方式：4台固定泵方式：7台变频泵固定方式最多可以控制7台泵，可选择“先开先关和“先开后关适用泵容量不用场合2种水泵关闭顺序。变频泵循环方式最多可以控制4台泵，系统以“先开先关的顺序关泵。用户指定设置功能，可实现周末节假日等6段特定日供水压力控制消防输入和控制功能，即使变频器故障时，仍能自动启动消防泵内置进水池、污水池水

11、位检测电路和逻辑控制电路，无须外加水位开关管网超/欠压、火警/水池缺水等多种输入与检测保护，可保障供水系统平安故障自动拨号功能，方便实现泵房无人职守运行4.2TD2100供水专用变频器运行状态实时监测及控制PSMS集中监控系统可以完成对端局变频器及环境的实时遥测YC、遥信YX、遥控YK和遥调YT的“四遥功能，实时监视所有变频器的运行状态，监视供水站的环境状况，记录和分析相关监控数据，到达对各地市供水站及环境的实时集中监控。下列图是在武汉市监控中心的监控主机上显示的万松园供水站TD2100供水专用变频器的实时运行界面。监控中心是整个PSMS集中监控系统的治理中心，主要完玉成网的监控信息的统计处理

12、及分析。监控中心主要由监控主机、效劳器、打印机及相关附属设备所组成。监控主机是监控中心的系统监控平台，主要负责所属被监控供水站的监控设备的数据采集、分析、统计整理功能，监控主机同时具有历史数据保存和根本的告警功能。监控主机软件主要包括四个功能模块：监控模块、报表模块、治理模块及告警模块。监控模块指位于各个供水站的收集设备，主要完成变频器、智能电量表、压力反应信号等监控对象的数据收集和控制，直接与监控对象相连接；报表模块完成根本的供水站监控信息的查询、统计、及打印功能；治理模块主要完成人员治理和系统配置治理；告警模块主要完成系统的告警治理功能。实时监视功能主要是TD2100变频器从机运行参数的实

13、时监视，包括输出电压，输出电流，输出频率，输出转矩，实时压力反应值等重要参数。实时收集供水站设备的监控信息，并送往监控主机；实时承受和执行来自监控主机的监测和控制命令；对被监控智能设备主要包括TD2100智能变频器、智能电表，以串行接口的方式采集告警信息和发送监测和控制命令。参数设置和控制功能主要是通过监控主机远程对各供水站的TD2100变频器进展参数设置和控制。在监控中心实现对端局供水站变频器的开机、停机、故障复位、自由停车、紧急停车、设置当前运行频率给定、设置当前运行压力指令等。报表功能监控主机对实时数据和历史数据提供报表功能，主要功能包括：显示及打印当前指定TD2100变频器的运行数据；

14、显示及打印所指定的某一关键信号量的曲线；显示及打印指定TD2100变频器的统计数据；显示及打印某一时间段的操纵记录。治理功能治理功能主要包括系统设置和人员权限治理两局部。系统设置主要用于对监控主机工作参数的设置。人员权限治理主要是针对不同的工作人员分配不同等级的治理权限，包括系统治理权限，控制权限及操纵权限。软件系统的设计对系统治理和维护人员进展多级权限分类以区分限制各级别用户对系统的访问和操纵才能，保证系统操纵的平安性；数据存储治理功能PSMS集中监控系统对收集的TD2100变频器实时数据根据系统的需要进展存储治理，主要包括：关键数据定时存储机制；告警信息的存储；用户操纵记录的存储等；故障告

15、警处理功能在PSMS监控维护中心，监控系统能及时检测和报告各供水站TD2100变频器的异常情况。当变频器出现故障时，系统可以自动提示告警。通过声、光和醒目的告警提示窗口等多种手段及时反映告警信息，并能通过MODEM自动拨打预先设定好的或者手机号码，方便调度人员报各部门及时处理。监控系统为用户对系统所做的治理和维护操纵进展跟踪记录，为系统日后出现运行事故提供辅助分析功能以追究相关的事故责任。同时系统进展在线运行状态诊断和监测，能及时发现系统各功能单元故障情况，便于系统故障的维护处理；五、完毕语武汉市自来水厂在采用了艾默生TD2100供水专用变频器进展变频恒压供水控制后,获得了特别明显的节能效果。

16、首先,在设计、施工中彻底取代了高位水箱、水池、水塔供水等传统的供水方式，消除了水质的二次污染；其次，该厂的供水调峰才能明显进步，不仅对一天内的中午和晚上的生活用水顶峰，而且对由于天气情况引起的绿化用水顶峰和时间不确定的基建用水顶峰，都能正确自动调节，消除了主管网压力波动，进步了供水质量；第三，大大降低了开泵、切泵和停泵的次数，减少了对设备的冲击，延长了设备的使用寿命；第四，艾默生TD2100供水专用变频器做为一种智能设备接入到PSMS集中监控系统中,实现了对变频器运行状态的实时监测、告警信息的实时上报，以及对被控制对象的运行参数设置和远程控制。总之，利用艾默生TD2100供水专用变频器的远程通讯组网功能，逐步实现供水泵站的少人或者无人值守，已成为供水系统实现供水压力集中监控的一种开展趋势。主要参考文献：1TD2100系列供水专用变频器用户手册；2TD2100系列供水专用变频器技术手册；3武汉二次供水监控系统技术建议书；4艾默生TD2100供水专用变频器串行接口通讯协议V1.300