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1、杭州市無人值班供水泵站 杭州市無人值班供水泵站 十年運(yùn)行的實(shí)踐與思考十年運(yùn)行的實(shí)踐與思考 杭州市水務(wù)控股集團(tuán)有限公司 張嘉恩 給水排水雜志社杭州市無人值班供水泵站十年運(yùn)行的實(shí)踐與思考杭州市無人值班供水泵站十年運(yùn)行的實(shí)踐與思考 現(xiàn)狀 體會(huì) 建議 給水排水雜志社多人值班 少人值班 無人值班 多人值班 少人值班 無人值班 大勢(shì)所趨 大勢(shì)所趨 給水排水雜志社現(xiàn)狀 無人值班模式目前限于中小型泵站 原因：供水規(guī)模小，風(fēng)險(xiǎn)小 0.4KV電機(jī)，不用頻繁操作10KV高壓配電柜 工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備單一，易于實(shí)現(xiàn)全程自控 給水排水雜志社現(xiàn)狀 杭州市無人值班供水泵站十年運(yùn)維總結(jié)“無人值班”，非“無人值守”部分泵站有保安駐2、守 供水企業(yè)派員工定期巡檢 巡檢頻率根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而有所差異 給水排水雜志社遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái) 生產(chǎn) 安防 給水排水雜志社生產(chǎn) 給水排水雜志社安防 給水排水雜志社自控系統(tǒng) 由工業(yè)級(jí)PLC、光纖以太網(wǎng)和通用組態(tài)軟件組成的DCS，實(shí)現(xiàn)了泵站運(yùn)行的自動(dòng)控制監(jiān)測(cè)。（1）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采集來的各類信號(hào)通過MODBUS傳輸?shù)絇LC輸入輸出模塊,由PLC中的CPU模塊進(jìn)行運(yùn)算處理；（2）網(wǎng)絡(luò)鏈路層：各泵站的子PLC之間以及泵站PLC與中控室之間由以太網(wǎng)進(jìn)行通信,上位機(jī)通過OPC從泵站PLC系統(tǒng)上遠(yuǎn)程讀取數(shù)據(jù)；（3）管理控制層：通過對(duì)上送的信號(hào)進(jìn)行分析、處理、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、存儲(chǔ),根據(jù)泵站的運(yùn)行工況,對(duì)機(jī)組的3、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制。給水排水雜志社控制方式（1）自動(dòng)控制：由PLC按照設(shè)定的參數(shù),自動(dòng)完成機(jī)泵開停；（2）遠(yuǎn)程控制：操作人員在中控室點(diǎn)擊鼠標(biāo)進(jìn)行機(jī)泵開停；（3）就地控制：操作人員在機(jī)旁控制箱進(jìn)行機(jī)泵開停。給水排水雜志社主要控制功能（1）機(jī)組開停；（2）數(shù)據(jù)采集：實(shí)時(shí)采集運(yùn)行數(shù)據(jù)；（3）數(shù)據(jù)處理：運(yùn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)存入硬盤，根據(jù)需要生成各類泵站運(yùn)行報(bào)表；（4）自動(dòng)調(diào)節(jié)適應(yīng)工況：根據(jù)工況變化，自動(dòng)選擇開停機(jī)組、調(diào)節(jié)變頻機(jī)組的頻率；（5）報(bào)警：發(fā)出聲光提示并自動(dòng)記錄，可隨時(shí)查看；（6）權(quán)限管理：設(shè)置多個(gè)操作級(jí)別,每個(gè)級(jí)別各有權(quán)限。給水排水雜志社杭州市無人值班供水泵站發(fā)展概況杭州市無人值班供水泵站發(fā)展概況 24、005年，杭州市主城區(qū)第一批無人值班供水泵站投運(yùn) 給水排水雜志社杭州市無人值班供水泵站發(fā)展概況杭州市無人值班供水泵站發(fā)展概況 十年來，杭州水司在中小型泵站大規(guī)模推廣無人值班的管理模式 有人值班泵站，通過進(jìn)行一系列的技術(shù)改造，使其具備無人值班的條件 新建泵站，一律按無人值班進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì) 給水排水雜志社杭州市主城區(qū)無人值班泵站發(fā)展概況 年份 泵站數(shù)量 機(jī)泵數(shù)量 清水池?cái)?shù)量 視頻數(shù)量 2005 3 10 3 10 2017 23 73 25 98 給水排水雜志社杭州市主城區(qū)無人值班泵站發(fā)展概況 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 泵站數(shù)量 機(jī)泵數(shù)量 清水池?cái)?shù)量 視頻畫面5、數(shù)量 2004年 2017年 給水排水雜志社體會(huì) 運(yùn)行管理的角度 給水排水雜志社體會(huì) 無人值班對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備穩(wěn)定性有更高的要求 部分非電信號(hào)短期難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控 應(yīng)急響應(yīng)的環(huán)節(jié)和時(shí)間有所增加 二級(jí)熱線中心和調(diào)度中心漸成雛形 徹底實(shí)現(xiàn)“無人值守”還受制約 給水排水雜志社無人值班對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備穩(wěn)定性有更高的要求 有人值班改為無人值班，巡檢頻率急劇下降。如果設(shè)備故障率不能同比下降，泵站運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增加。增加巡檢頻率和人手，與推廣無人值班管理模式的初衷背道而馳。從目前情況看，無人值班泵站的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題的頻率并不低，特別是由有人值班改成無人值班的泵站表現(xiàn)得尤為明顯。因?yàn)檫@些泵站在當(dāng)初改為無人值班6、的設(shè)計(jì)中，只是加裝了自控系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，而沒有考慮到要更換老舊設(shè)備，來滿足無人值班的要求。給水排水雜志社部分非電信號(hào)短期難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控 無人值班變電站的數(shù)量、規(guī)模和普及程度大大超過了無人值班泵站。變電站的關(guān)鍵信息幾乎全部都是電信號(hào)，電信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)就是易于采集、處理和傳輸。而泵站的很多關(guān)鍵信息是非電信號(hào)，非電信號(hào)首先要轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，才能處理和傳輸。掌握設(shè)備狀態(tài)和泵站運(yùn)行的信息，主要靠各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)：清水池水位、出水壓力、出水流量、濁度、余氯、電壓、電流等。受客觀條件的制約，仍然有不少運(yùn)行信息尚未實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。如機(jī)泵的振動(dòng)，杭州市主城區(qū)大部分無人值班泵站是日供水規(guī)模不到1000 m3的小型泵站，一臺(tái)7、機(jī)組的價(jià)格可能跟在線測(cè)振裝置旗鼓相當(dāng)，使用在線測(cè)振就很不經(jīng)濟(jì)。給水排水雜志社應(yīng)急響應(yīng)的環(huán)節(jié)和時(shí)間有所增加 在中控室能獲取到的現(xiàn)場(chǎng)信息相當(dāng)有限：數(shù)據(jù) 當(dāng)發(fā)現(xiàn)某泵站運(yùn)行數(shù)據(jù)有異常，需要派人趕赴現(xiàn)場(chǎng)查看 G20峰會(huì)保障“只有萬無，沒有一失”：派人值守 給水排水雜志社二級(jí)熱線中心漸成雛形 無人值班泵站大多處于管網(wǎng)末端、服務(wù)于特定區(qū)域 運(yùn)行狀況稍有變化，就會(huì)影響到周邊地區(qū)用水 盡管有時(shí)候周邊地區(qū)發(fā)生停水或降壓供水并不一定是因?yàn)楸谜具\(yùn)行有異常，但不可否認(rèn)的是由泵站運(yùn)行異常引起的概率很大 只要無人值班泵站周邊發(fā)生停水或降壓供水，中控室值班人員就首當(dāng)其沖，被詢問泵站是否有異常，承擔(dān)起熱線服務(wù)的職能 給水排水雜8、志社二級(jí)熱線中心漸成雛形 有人值班模式：現(xiàn)場(chǎng)值班人員掌握第一手信息，對(duì)供水異常原因能解釋得比較到位。無人值班模式：中控室值班人員只能通過在線數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷。泵站內(nèi)部原因，尚能作答。泵站外部原因，即使出問題的供水管網(wǎng)距離泵站近在咫尺，中控室值班人員也無從知曉，更不能對(duì)供水異常作出解釋。中控室值班人員因掌握信息有限而不能及時(shí)作出合理解釋，很容易給外界造成在推諉的錯(cuò)覺?！叭齺怼惫芾斫?jīng)常碰到的困境 給水排水雜志社二級(jí)調(diào)度中心 關(guān)聯(lián)度大的幾個(gè)泵站涉及供水調(diào)度 實(shí)例：S泵站與L泵站相距較近，只有一根輸水管道相連，S泵站出水壓力和L泵站清水池水位就有很大的關(guān)聯(lián)性。幾個(gè)相關(guān)聯(lián)的泵站遇到清洗清水池、設(shè)備檢修9、等事件 中控室值班人員不但要負(fù)責(zé)單個(gè)泵站的機(jī)組開停、運(yùn)行參數(shù)調(diào)控，還要統(tǒng)籌兼顧與其關(guān)聯(lián)泵站的出水壓力和清水池水位 局部地區(qū)的供水調(diào)度 給水排水雜志社二級(jí)熱線中心和調(diào)度中心漸成雛形 無人值班泵站數(shù)量急劇增多量變到質(zhì)變 中控室值班人員不再僅僅是看監(jiān)控 熱線和調(diào)度成為日常工作的重要組成部分 給水排水雜志社二級(jí)熱線中心和調(diào)度中心漸成雛形 給水排水雜志社“無人值守”受制約 周邊社會(huì)環(huán)境復(fù)雜，須有門衛(wèi)負(fù)責(zé)防火防盜、阻止閑雜人員入內(nèi)。現(xiàn)場(chǎng)管理徹底實(shí)現(xiàn)無人化，即“無人值守”，還有難度。但無論是委托當(dāng)?shù)卮迕裱膊?，還是派保安看守，費(fèi)用均大大低于派正式員工24小時(shí)不間斷駐守。推廣無人值班的管理模式，“減員增效”目的10、已經(jīng)基本達(dá)到。今后的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是“機(jī)器換人”,通過加強(qiáng)“技防”措施來替代保安和村派巡查人員，由“無人值班”逐漸過渡到“無人值守”。給水排水雜志社體會(huì) 無人值班泵站運(yùn)行管理還存在痛點(diǎn) 我們的痛點(diǎn)是智慧水務(wù)的市場(chǎng)機(jī)會(huì) 給水排水雜志社建議 運(yùn)行管理的角度 給水排水雜志社建議 優(yōu)化整個(gè)城市的泵站布局 優(yōu)化整個(gè)城市的泵站布局 工藝選擇和設(shè)備選型以“免維護(hù)”為目標(biāo) 工藝選擇和設(shè)備選型以“免維護(hù)”為目標(biāo) 緊盯工況變化調(diào)整運(yùn)行參數(shù)設(shè)置 緊盯工況變化調(diào)整運(yùn)行參數(shù)設(shè)置 完善遠(yuǎn)程報(bào)警提示 完善遠(yuǎn)程報(bào)警提示 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡檢管理加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡檢管理 給水排水雜志社 建議付諸實(shí)施 需要智慧水務(wù)提供手段 給水排水雜志社優(yōu)化整個(gè)11、城市的泵站布局 不僅要著眼于完善單個(gè)泵站的軟硬件，更要放眼于提高整個(gè)城市供水可靠性 過去，一些城中村自建供水設(shè)施，一村一泵站 從整個(gè)城市供水系統(tǒng)的層面來審視：布局不合理、運(yùn)行不經(jīng)濟(jì) 麻雀雖小，五臟俱全，在日常運(yùn)行管理的投入并不低 嘗試新建一個(gè)上規(guī)模的泵站來取代原有的三個(gè)村級(jí)小泵站 節(jié)省了大量的管理成本，取得了預(yù)期的效果 決策有風(fēng)險(xiǎn)，需要數(shù)據(jù)支撐 給水排水雜志社工藝選擇和設(shè)備選型以“免維護(hù)”為目標(biāo)工藝選擇和設(shè)備選型以“免維護(hù)”為目標(biāo) 無人值班泵站長(zhǎng)期、安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行 不僅僅要有先進(jìn)的自控系統(tǒng)和全方位的監(jiān)控設(shè)備 更是依賴于供水設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的整潔有序 設(shè)計(jì)要高起點(diǎn)，施工要高質(zhì)量，12、驗(yàn)收要高標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)是源頭，施工、驗(yàn)收的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)來自設(shè)計(jì) 工藝選擇和設(shè)備選型必須要把可靠性放在第一位，以“免維護(hù)”為目標(biāo) 工藝環(huán)節(jié)要少；每個(gè)工藝環(huán)節(jié)要有一定的冗余性；設(shè)備結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)單 給水排水雜志社緊盯工況變化調(diào)整運(yùn)行參數(shù)設(shè)置緊盯工況變化調(diào)整運(yùn)行參數(shù)設(shè)置 報(bào)表自動(dòng)生成，如果沒有大的異常，就很少會(huì)被人關(guān)注。新建泵站大多是城市擴(kuò)張的產(chǎn)物，位于城鄉(xiāng)結(jié)合部。由于城市化進(jìn)程的加速，在泵站投運(yùn)后的幾年內(nèi)，時(shí)常會(huì)遇到用水量劇增、外部管網(wǎng)改造，峰谷波動(dòng)的時(shí)間和幅值會(huì)有很大變化，需要調(diào)整運(yùn)行參數(shù)設(shè)置。及時(shí)撲捉到規(guī)律性的細(xì)微變化至關(guān)重要 給水排水雜志社完善遠(yuǎn)程報(bào)警提示完善遠(yuǎn)程報(bào)警提示 泵站數(shù)量劇增，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)劇增 13、單靠值班人員的雙眼無法同時(shí)關(guān)注到眾多數(shù)據(jù)的異常變化，必將更加依賴于智能化監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警提示。優(yōu)化監(jiān)控界面。讓人一目了然，而不眼花繚亂。精準(zhǔn)調(diào)整報(bào)警值。外部管網(wǎng)的改造、供水范圍的調(diào)整，泵站的水壓和流量必然有所變化。報(bào)警值的調(diào)整目前還是靠值班人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。靈活設(shè)置報(bào)警類型。報(bào)警要能覆蓋到所有可能發(fā)生的異常狀況。給水排水雜志社加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡檢管理加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡檢管理 定人、定時(shí)、定點(diǎn)、定線路、定內(nèi)容 減少巡檢時(shí)間、頻率、線路、內(nèi)容的隨意性 依靠科技手段，采用巡檢管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)查看巡檢情況 加強(qiáng)巡檢管理的目的，是要提高識(shí)別運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的概率 從根本上降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，還是首先要從設(shè)計(jì)源頭上把關(guān) 給水排水雜志社總結(jié) 供水泵站推廣無人值班模式 改變的不僅僅是值班方式、人數(shù) 改變的是整個(gè)供水管理的“生態(tài)”給水排水雜志社總結(jié) 無人值班供水泵站還有改進(jìn)空間 改進(jìn)要付諸實(shí)施還存在一些障礙 消除這些障礙有賴于智慧水務(wù)的發(fā)展 給水排水雜志社謝 謝！給水排水雜志社