1 管網(wǎng)閥門調(diào)控現(xiàn)狀
     近年來,隨著技術進步和改造資金投入,多數(shù)供水企業(yè)建立了供水數(shù)據(jù)監(jiān)測與控制系統(tǒng)( SCADA) ,實現(xiàn)了水源和原水輸送系統(tǒng)監(jiān)測、凈水構(gòu)筑物和工藝設備監(jiān)控以及供水管網(wǎng)測壓等功能。部分供水企業(yè)還建立了“呼叫中心”熱線電話系統(tǒng)和管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(GIS) 。上述系統(tǒng)的建立能及時監(jiān)控供水設備運行和發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)事故,極大提升供水服務水平。
     限于技術、設備和系統(tǒng)設計理念等多方面原因,對管網(wǎng)調(diào)度管理和運行調(diào)控還限于人工操作。水壓遙測和事故信息獲取、采集與判斷已實現(xiàn)信息化和自動化,但閥門啟閉和調(diào)節(jié)還必須依靠操作工人到現(xiàn)場手動完成。這主要有以下幾點不足:
     ① 供水管網(wǎng)工況瞬時萬變,管網(wǎng)實時優(yōu)化運行靠人工現(xiàn)場調(diào)節(jié)幾乎不可能實現(xiàn)。
     ② 為確保供水系統(tǒng)安全運行,在發(fā)生重大供水事故時,需對管網(wǎng)中若干重要閥門多次反復調(diào)控,人工操作難以勝任。
     ③ 從管網(wǎng)事故信息的獲取、判斷到人工現(xiàn)場調(diào)控閥門,根據(jù)城市規(guī)模、搶修力量及交通路況情況,會有1 h左右的延時。這會造成事故損失擴大,引發(fā)相關問題。
     ④ 目前管網(wǎng)調(diào)度模式對用戶端不能實現(xiàn)及時合理的調(diào)節(jié)和控制。
     2 管網(wǎng)閥門遠程調(diào)控的意義
     管網(wǎng)閥門是供水系統(tǒng)中的重要設施,起到輸送、關斷、調(diào)節(jié)供水流量、壓力和改變流向等管網(wǎng)調(diào)控作用,是供水系統(tǒng)暢通輸配和管網(wǎng)搶修、維護、改造的重要保證措施。
     管網(wǎng)閥門上述功能的及時實現(xiàn)直接影響供水安全和供水行業(yè)的服務質(zhì)量。重要的是,當供水系統(tǒng)發(fā)生重大故障以及處理大的爆管事故時,管網(wǎng)閥門如不能及時有效地調(diào)控將延誤處理事故時機,造成嚴重后果。
     供水管網(wǎng)科學調(diào)度與實時調(diào)控首先要解決閥門遠程調(diào)控問題,管網(wǎng)中若干重要閥門和關鍵閥門能否實現(xiàn)及時有效地調(diào)控直接影響供水安全,在調(diào)度中心直接實現(xiàn)對管網(wǎng)重要閥門遠程調(diào)控操作對保證供水系統(tǒng)安全正常運行具有重要意義。
     3 實現(xiàn)方案
     供水系統(tǒng)實現(xiàn)科學調(diào)度的關鍵是增加控制手段和工作模式與管理制度的創(chuàng)新。針對完全依靠人工操作調(diào)控閥門不能及時應對突發(fā)事故處理、不利于供水管理和服務的現(xiàn)狀,通過對項目目標、設備工作環(huán)境以及RTU、電動執(zhí)行機構(gòu)等因素和設備技術參數(shù)進行考察和分析后,提出利用現(xiàn)有管網(wǎng)測壓RTU設備對管網(wǎng)重要閥門進行遙測、遙控的技術方案,以及時應對管網(wǎng)事故和適應工況變化,提高供水管理和服務水平。
     3．1 技術方案
     ① 遠程通訊/控制終端選型
     管網(wǎng)閥門遠程調(diào)控系統(tǒng)和現(xiàn)有SCADA系統(tǒng)兼容,可以充分利用現(xiàn)有設備、無線頻譜等資源。RTU選用現(xiàn)有SCADA系統(tǒng)中采用的MOSCAD RTU,根據(jù)控制目標重新編寫相應控制程序。
     ② 上位機組態(tài)編程 
在調(diào)度中心端上位機設定控制窗口和操作畫面,通過基于短波電臺的無線SCADA 系統(tǒng)實時檢測閥門     ③ 執(zhí)行機構(gòu)選型 
管網(wǎng)閥門安裝在潮濕環(huán)境下的閥門井里,工作環(huán)境惡劣。為確?？刂瓶煽啃院驮O備安全,選用防護等級為IP68的電動頭和高可靠性閥門配合作為執(zhí)行機構(gòu),達到正常工作要求。
     ④ 電源 
在被控閥門點附近單位尋找合適的動力/照明電源作為被控閥門系統(tǒng)的工作電源。根據(jù)電源情況選擇電動頭的驅(qū)動電源方式。在條件許可的情況下,盡可能選用動力電源作為工作電源。
     ⑤ 附屬儀表 
為及時掌握閥門調(diào)控情況和效果,在閥門下游安裝壓力傳感器。采集的壓力信號通過RTU傳輸?shù)絊CADA系統(tǒng),平時作為測壓點使用。
     3．2 系統(tǒng)安全措施
     為保證設備安全和人身安全,方案設計和項目實施采取的技術措施有:
     ① 供電安全 
由于工作場合特殊,電源箱設計有漏電保護器。電動頭電源僅在進行遠程調(diào)控操作時通過RTU控制接通,閥門井內(nèi)設備平時和市電隔離。
     ② 閥門井及井蓋設計選型 
良好的外部環(huán)境是設備安全運行的重要因素。盡管設計選用設備能滿足“浸水環(huán)境”工作,為提高系統(tǒng)可靠性,閥門井設計采用電信防水井蓋,防止雨水侵入閥門井,為執(zhí)行機構(gòu)提供良好的外部工作環(huán)境。閥門井設計