水厂取水泵站自控系统案例

项目概要

本项目为某市第三水厂配套引水管道工程的取水泵站自控系统建设，近期20万m³/d、远期40万m³/d的取水规模。取水泵站承担着将金沙江水从授水点输送至市二水厂、三水厂的重要任务，同时具备应急抽取黄河镇水库水源的能力。泵站内设取水泵房（含3 台取水泵、3 个电动蝶阀、1 台集水坑潜污泵及送 / 排风风机各 1 台）、高低压变配电间、原水水质监测仪表间等设施，自控系统需实现对泵站设备工况的全面监视与智能控制，保障供水安全稳定。

设计标准及规范

(1)《给水排水仪表自动化控制工程施工及验收规程》CECS162-2022

(2)《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2013

(3)《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012

(4)《泵站计算机监控与信息系统技术导则》SL583-2012

(5)《电气装置安装工程施工和验收规范》50254-2014

工艺流程

双水源切换：常规优先取用金沙江原水，应急时切换为黄河镇水库水源，两条路径均汇入调节水池实现水量缓冲，且水池设超越 / 溢流管保障供水安全。

全流程监测：原水进入调节水池后先经多参数在线监测，水质数据实时上传自控系统，形成“监测—预警”闭环。

分级加压：水泵机组，分期配置，加压后通过差异化管径输水管网精准输送至目标水厂。

多维度保障：电气、自控、环境、管道四大辅助系统，覆盖供电可靠性、远程管控、设备运行环境及管道安全，支撑工艺全流程稳定落地。

自控架构

泵站自控系统采用分层分布式架构，由就地控制单元（PLC）、工业以太网、无线 VPN 网络及水厂中控室远程管理平台组成，构建 “现场采集 - 本地控制 - 远程监控”的完整控制链路，实现数据定期主动上报、突发报警实时上报及远程实时召测功能。

信息层——中央控制室

信息层搭配工业以太网及无线 VPN 网络，实现远程数据汇总、调度管控、报警统筹。泵站设备工况的本地监测与控制，同时将数据上传至水厂中控室进行远程管理；可对取水泵、电动蝶阀、潜污泵等设备运行状态及轴温、定子温度等参数进行实时监测，还能对原水水质（pH、浊度、溶解氧等指标）开展在线监测，具备定期数据上报、突发报警实时推送及远程召测、诊断等功能，为泵站安全稳定运行及供水调度提供自动化支撑。

控制层——现场控制站

 现场控制站以施耐德M580冗余型PLC 控制单元为核心，作为泵站自控系统的本地化控制中枢，承接信息层的远程指令并执行现场设备的精准管控，同时向上传输现场实时数据，是连接信息层与设备层的关键桥梁，具体功能如下：

现场设备直接管控：针对水泵、电动蝶阀、集水坑潜污泵及送 / 排风风机等执行设备，实现就地逻辑控制，可根据调节水池液位、管道压力等参数，自动完成泵组启停切换、蝶阀开关联动、潜污泵液位触发启停及风机按需启闭，同时支持本地手动 / 远程自动控制模式无缝切换，保障无人值守场景下设备运行的灵活性与安全性。

 故障预警与联动处置：具备本地数据存储和故障报警功能，可对设备超温、参数越限、通信中断等异常情况及时触发声光报警，并自动执行基础处置逻辑，如水泵超温时暂停运行、阀门故障时锁定联动流程；同时可联动 NVR 视频监控系统，自动调取故障区域监控画面，为运维人员提供直观的现场参考。

双向通信与远程协同：通过工业以太网和无线 VPN 网络，将泵站工况、安防状态等数据实时上传至水厂中控室信息层，同时接收信息层下发的远程诊断指令和程序更新包，支持 PLC 远程程序下载与参数调试，实现现场控制与远程管理的高效协同，夯实泵站自动化、智能化运行的控制基础。

设备层——现场仪表

设备层是整个系统的感知终端与执行载体，作为自控系统的底层单元，承担着现场数据采集、指令执行的核心职能，是实现泵站生产工艺自动化监测与控制的基础保障，其稳定运行直接决定了整个自控系统的可靠性与精准性。

工艺参数检测设备包括调节水池及集水坑的超声波液位计，用于监测水位并联动泵组启停；泵出口管道的压力变送器，实时掌握加压输送压力；进水及外输管道的电磁流量计，采集输水流量并累计总送水量；此外还配置多参数水质在线监测仪表，可检测原水的 pH / 温度、浊度、电导率、溶解氧、COD、生物毒性、SS、氨氮等十余项水质指标，实现原水水质的全方位监控。

视频安防

视频安防设备（泵房、配电间等区域的IP 网络摄像机、NVR 存储设备）、门禁及电子围栏等安防联动设备，可实现生产场景与安防场景的一体化管控；还包含工业级网络交换机、VPN 路由器等通信传输设备，以及 UPS 不间断电源等供电保障设备，确保设备层与控制层的通信畅通及设备断电续航。

总结

取泵站自控系统特点与优势

高可靠性：硬件采用工业级设备，具备防尘、防水、抗电磁干扰能力；系统支持双机热备、双网冗余，故障切换时间≤1s，保障系统连续稳定运行。

易扩展性：PLC 及 I/O 模块支持模块化扩展，预留 50% 以上 I/O 点余量；软件支持标签、画面、数据库容量 100% 扩展，可满足后期泵站扩容需求。

智能化运维：具备设备故障自诊断、在线调试、远程维护功能，支持报警信息多渠道推送（短信、邮件），降低运维成本，提升管理效率。

安全防护：通过网络安全系统实现边界隔离、内部审计、主机防护，保障工控网络安全；设置多级操作权限及密码保护，防止非法操作。