摘要：介紹了XX供水工程中供水計量及控制系統(tǒng)的構(gòu)成和設(shè)計、實施方案以及對主要設(shè)備的要求，闡述了文丘里管流量計系統(tǒng)和計算機遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展。 關(guān)鍵詞：XX供水工程；流量計量；文丘里流量計；控制系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò) XX供水工程是XX供水公司興建的xx以及沿線的各個市等城鎮(zhèn)提供XX飲用源水和農(nóng)田灌溉用水的跨流域大型調(diào)水工程（工程全長83km，年供水量約18×108m3）。工程始建于1964年，后經(jīng)三期擴建逐步形成6級供水泵站。它利用XX天然河道輸水，調(diào)水流入XX水庫，由于近年來用水量的不斷增加和大量污水直接或間接進(jìn)入輸水管道，使水質(zhì)受到不同程度的污染。從2000年起開始改造輸水管道，形成了一個供水面積約300km3供水系統(tǒng)，并利用最新技術(shù)建造了一個覆蓋面廣、功能強大的計量、控制自動化與監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了清污分流，保證源水不受二次污染。 1、 對主要設(shè)備的要求 XX供水改造工程沿線的36個分水點根據(jù)當(dāng)?shù)赜盟康那闆r分別采用DN100-1 400的鋼管供水，鋼管的前端設(shè)有蝶閥，并配套有電動執(zhí)行機構(gòu)。流量計量采用古典文丘里管配以3351型差壓變送器和NPLJ型智能流量顯示儀組成的差壓流量計系統(tǒng)，流量儀和PLC之間采用Profibus通信相連。數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控由PLC負(fù)責(zé)完成。根據(jù)計量站點無人值守和自動控制的需要，對站內(nèi)采用的設(shè)備提出以下要求： ① 蝶閥及執(zhí)行器。首先是在數(shù)據(jù)采集方面，必須有開度批示以及表征設(shè)備狀態(tài)的信號，蝶閥執(zhí)行器的就地控制單元必須支持標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)總線通信協(xié)議。其次是在控制方面，蝶閥和執(zhí)行器必須配合可靠以滿足遙控操作的需求。 ② 流量計量儀表及系統(tǒng)。首先它必須具有計量并顯示總流量的功能，且應(yīng)得到國家相關(guān)部門或授權(quán)部門的計量認(rèn)證；其次，由于累積數(shù)通常較大，故流量儀累積值的輸出必須采用數(shù)據(jù)通信方式，最好支持標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)總線通信協(xié)議；第三，流量儀應(yīng)具有斷電保護(hù)與數(shù)據(jù)記憶功能。 ③ 數(shù)據(jù)采集和控制裝置。如果采用標(biāo)準(zhǔn)的總線通信協(xié)議，可使PLC更加簡單可靠；但如果選用了不支持標(biāo)準(zhǔn)的總線（特別是流量儀），則應(yīng)改用工控機來實現(xiàn)該步。本系統(tǒng)采用的是前者。 ④ 電源。對供給計量用的電源必須是帶后備式的不間斷電源。 2、 流量儀表的選擇 東深供水的計量由于流量計必須安裝于地面以下6-8m處，且不允許拆下復(fù)校，因而采用了大口徑古典文丘里差壓流量計，已應(yīng)用10-20年的前三期工程證明了其計量的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確、可靠的，圖1是東深供水文丘里差壓流量計的原理圖 當(dāng)水流過文丘里管時，文丘里管將產(chǎn)生與流量相對應(yīng)的差壓信號，并將此差壓信號輸出到3351智能差壓變送器。NPLJ型智能流量顯示儀以計算機通訊的方式（HART）接收差壓變送器輸出的差壓信號，并以編程方式計算和顯示供水管線的流量、總量、溫度、時間等數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)由我國流量儀表研發(fā)和生產(chǎn)基地開封儀表廠提供，具有以下特點： ① 文丘里管全部經(jīng)過國家法定計量部門授權(quán)的計量站實流標(biāo)定（在流量測量的的全范圍內(nèi)均布10個檢定點，每點檢點6次），經(jīng)修正后系統(tǒng)誤差≤0.5%。 ② 差壓變送器采用美國NP3051系列產(chǎn)品，測量準(zhǔn)確度高。 ③ 差壓數(shù)據(jù)的傳輸采用總線方式。差壓變送器和流量顯示儀采用4-20mA或HART通信方式，這樣做消除了由于數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換而引起的誤差。 ④ 系統(tǒng)具有溫壓補償功能?？蓪α髁窟M(jìn)行溫度在線補償及定值補償。 ⑤ NPLJ型智能流量顯示儀具有五段修正流出系數(shù)功能。根據(jù)文丘里管實際流量標(biāo)定結(jié)果，設(shè)定不同流量時的流出系數(shù)，再根據(jù)實際流量大小的不同自動從存儲器中查到對應(yīng)的流出系數(shù)，以此值按GB/T2624規(guī)定的迭代方法進(jìn)行實時流量計算，實現(xiàn)了擴大量水設(shè)備的流量范圍和提高準(zhǔn)確度的目標(biāo)。一般文丘里管計量的范圍度為3：1，本系統(tǒng)經(jīng)過系統(tǒng)修正計算后，裝置計量范圍度可達(dá)15：1以上。 ⑥ NPLJ型顯示儀可同時顯示瞬時流量和累積流量，八位累積流量顯示，可滿足長時間大流量計量的要求。 ⑦ NPLJ型顯示儀支持MODBUS通訊，可以方便地和PLC、計算機連接以實現(xiàn)計量數(shù)據(jù)的上傳。 ⑧ NPLJ型顯示儀具有掉電保護(hù)與記憶功能。 3、 網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu) 東深改造工程由于其本身的重要性和泵站間相互關(guān)聯(lián)性強，對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提出較高的要求。東深供水的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由兩個相對獨立的網(wǎng)絡(luò)組成，一個是專門用于泵站計算機監(jiān)控的100M雙星型以太網(wǎng)，主要負(fù)責(zé)各泵站的計算機監(jiān)控；另一個是光纖復(fù)用傳輸系統(tǒng)OTN環(huán)網(wǎng)，作為圖像監(jiān)視系統(tǒng)、語音系統(tǒng)、會議電視系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)和分水點監(jiān)控系統(tǒng)等的主用網(wǎng)。同時還提供了通道以作為泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的備用網(wǎng)。 圖2是東深改造工程綜合通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。沿線36個分水點全部分接于三個OTN子環(huán)上，實現(xiàn)分水點監(jiān)控系統(tǒng)、語音系統(tǒng)及圖像系統(tǒng)與調(diào)度中心的聯(lián)網(wǎng)。 4、 結(jié)束語 該流量分布式計量及控制系統(tǒng)的主要設(shè)備在XX輸水計量站已成功運行了近一年，與香港方面的流量計量數(shù)據(jù)相比，系統(tǒng)總誤差在±2%以內(nèi)。在XX供水改造工程（四期）中，上述設(shè)備、系統(tǒng)技術(shù)還會得到應(yīng)用，并將得到進(jìn)一步完善和發(fā)展。