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時(shí)間：2023-03-03 15:44:40
序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇泵站自動(dòng)化控制范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
Abstract: China's multi pump station, wide distribution, almost all provinces and autonomous regions and municipalities directly under the central government have pumping stations, mainly for flood control, irrigation, drainage, water supply etc.. The last century fifty or sixty's pumping stations are using conventional protection and control, to in the late 90's began to use the automatic control system of pumping station automation equipment, relative to the European and American developed countries control system there are still many gaps. With the recent city construction scale is continually expanding, city water, city drainage automatic control requirements more and more. Therefore, a set of integrated automation system is required to complete and rational operation of these components, and complete the protection, these components control. This paper describes the composition and characteristics of comprehensive automation of pumping station control system. Combined with the comprehensive automation of pumping station system development experience. On the comprehensive automation of pumping control system detailed description, so that more people understand and application.
Keywords: pumping station automation control system features
中圖分類號：O652.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）
一、泵站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)：
1、高度的可靠性：系統(tǒng)采用成熟的全開放式分層、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，上下控制層采用現(xiàn)場總線通訊模式，大大提高了系統(tǒng)設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換速度和系統(tǒng)通訊工作的穩(wěn)定性。
2、高度的實(shí)時(shí)性：系統(tǒng)能適應(yīng)泵站現(xiàn)場環(huán)境的要求，實(shí)時(shí)性好，抗干擾能力強(qiáng)。
3、良好的開放性和擴(kuò)充性：專用現(xiàn)場總線通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的采用使系統(tǒng)設(shè)備可方便靈活的進(jìn)行擴(kuò)充。所有的硬件均為模塊化，構(gòu)成一個(gè)通用、開放的結(jié)構(gòu)體系；應(yīng)用軟件采用OPC技術(shù)，使得系統(tǒng)應(yīng)用軟件構(gòu)成一個(gè)開放式的接口環(huán)境。
4、完備的安全性：系統(tǒng)對每一功能操作提供檢查和校核，操作有誤時(shí)，被禁止并報(bào)警：在人機(jī)通信中設(shè)置操作口令，按控制層次實(shí)現(xiàn)操作閉鎖；系統(tǒng)采用冗余和模塊化技術(shù)，使系統(tǒng)的局部故障不影響系統(tǒng)整體的正常運(yùn)行。
5、完備操作性：系統(tǒng)采用全漢化界面，使運(yùn)行人員可方便直觀的進(jìn)行遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)控制和操作。
6、可維護(hù)性：系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)模式，設(shè)備的模塊化使技術(shù)人員在方便的對必要的設(shè)備進(jìn)行更換和維修，保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。
7、良好的友善性：采用全漢化界面，操作方便，人機(jī)接口功能強(qiáng)，符合泵站運(yùn)行人員的操作習(xí)慣。
8、設(shè)計(jì)的合理性：嚴(yán)格按照系統(tǒng)的電氣主接線圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，并充分考慮用戶的實(shí)際情況及要求，使系統(tǒng)布局合理，美觀實(shí)用。
二、泵站系統(tǒng)主控級的主要功能：
系統(tǒng)主控級的主要功能包括：1．?dāng)?shù)據(jù)采集與處理；2．安全運(yùn)行監(jiān)視；3．實(shí)時(shí)控制與調(diào)整；4．監(jiān)視、記錄、報(bào)告；5．事件順序記錄；6．事故追憶和相關(guān)量記錄：7．正常操作指導(dǎo)和事故處理操作指導(dǎo)；8．?dāng)?shù)據(jù)通訊；9．屏幕顯示；l0．泵站設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理；lI．系統(tǒng)診斷。各主要功能闡述如下：
1.主控級自動(dòng)采集和處理泵站設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)．主要采集的數(shù)據(jù)及處理功能為：
主控級收集由現(xiàn)地控制單元采集的電氣量；各現(xiàn)地控制單元將采集到的電度量上送主控級進(jìn)行處理：主控級自動(dòng)從各現(xiàn)地控制單元采集非電量：對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分類篩選及整理．去除無用的數(shù)據(jù)后，將“壓縮”了的數(shù)據(jù)存人數(shù)據(jù)庫。
2.安全運(yùn)行監(jiān)視包括全站運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視及參數(shù)在線修改、狀態(tài)監(jiān)視、越限檢查、過程監(jiān)視、趨勢分析和監(jiān)控系統(tǒng)異常監(jiān)視：
(1)安全運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視及參數(shù)在線修改：值班人員可對全站各主設(shè)備及輔助設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視控制和在線修改。對系統(tǒng)中的所有設(shè)備．只有具有一定操作權(quán)限的值班人員才能在線修改相應(yīng)權(quán)限的運(yùn)行參數(shù)。
(2)狀態(tài)監(jiān)視：狀態(tài)分兩類。一類為自動(dòng)狀態(tài)，如水泵的自動(dòng)起動(dòng)等；另一類為受控狀態(tài)，就是由來自人工控制的命令所引起的狀態(tài)。
(3)越限檢查：能夠檢查設(shè)備越限狀態(tài)并發(fā)出報(bào)警，越限狀態(tài)信號在CRT上顯示并記錄。
(4)過程監(jiān)視功能：監(jiān)視水泵各種運(yùn)行工況的轉(zhuǎn)換過程所經(jīng)歷的各主要操作步驟。
(5)趨勢分析功能：分析水泵運(yùn)行參數(shù)的變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障征兆，提高水泵運(yùn)行的安全性。
(6)輔助設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視和分析功能：監(jiān)視水泵及泵站各間歇運(yùn)行的輔助設(shè)備(如排水泵、空壓機(jī)等)起動(dòng)次數(shù)、運(yùn)行時(shí)間和間歇時(shí)間。通過數(shù)據(jù)變化情況，分析其對應(yīng)的設(shè)備是否異常。
(7)監(jiān)控系統(tǒng)異常監(jiān)視功能：監(jiān)控系統(tǒng)的硬件或軟件發(fā)生事故則立即發(fā)出報(bào)警信號，并顯示和打印記錄，指示故障部位。
3.實(shí)時(shí)控制與調(diào)整：
(1)操作員可通過操作員站的顯示器、鍵盤等，對監(jiān)控對象進(jìn)行水泵的啟停、定值和限值的設(shè)定、報(bào)警復(fù)歸等控制與調(diào)節(jié)。
(2)自動(dòng)功率因數(shù)控制：按照電力系統(tǒng)的要求。自動(dòng)投切電容器。
4.監(jiān)控和事件記錄：
(1)監(jiān)視：中控室的監(jiān)控機(jī)配有彩色CRT顯示器，用于顯示泵站的運(yùn)行情況。同時(shí)，配備一套馬賽克模擬屏，模擬顯示泵站的運(yùn)行情況。
(2)記錄、報(bào)告：把全站所有監(jiān)控對象的操作、報(bào)警事件及實(shí)時(shí)參數(shù)報(bào)表等記錄下來。并顯示和打印。
5.記錄、報(bào)告的主要內(nèi)容：
記錄、報(bào)告的主要內(nèi)容包括：1)操作事件記錄；2)報(bào)警及事件記錄；3)定值變更記錄；4)報(bào)表；5)趨勢記錄；6)事件SOE記錄。
6.故追憶和相關(guān)量記錄：
記錄在事故發(fā)生前5s和后20s時(shí)間里重要實(shí)時(shí)參數(shù)的變化情況。
7.正常操作指導(dǎo)和事故處理操作指導(dǎo)：
(1)正常操作：能根據(jù)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)判斷設(shè)備是否允許操作并給出相關(guān)的標(biāo)志。
(2)事故處理：在出現(xiàn)故障征兆或發(fā)生事故時(shí)，由監(jiān)控系統(tǒng)提出事故處理和恢復(fù)運(yùn)行的指導(dǎo)性意見。
8.數(shù)據(jù)通信：
(1)通過一路載波通道，一路光纜通道，與水調(diào)部門通信。同時(shí)。通過一路光纜通道與電力調(diào)度部門通信。
(2)可實(shí)現(xiàn)與MIS系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)等接口通信。
(3)可實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場各控制單元間的相互通信。
9.屏幕顯示：
畫面顯示是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能之一，畫面調(diào)用將允許以自動(dòng)或召喚方式實(shí)現(xiàn)。畫面種類包括各種系統(tǒng)圖、棒形圖、曲線、表格、提示語句等。畫面清晰穩(wěn)定、構(gòu)圖合理、刷新速度快且操作簡單。
10.泵站設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理：
積累泵站運(yùn)行數(shù)據(jù)，為提高泵站運(yùn)行、維護(hù)水平提供依據(jù)。
11.系統(tǒng)診斷：
(1)系統(tǒng)設(shè)備硬件故障診斷包括對各工作站計(jì)算機(jī)及設(shè)備、通訊接口、通道等的運(yùn)行情況進(jìn)行在線和離線診斷，故障點(diǎn)能診斷到模塊。
(2)軟件故障診斷：軟件運(yùn)行時(shí)，若遇故障能自動(dòng)給出故障性質(zhì)及部位，并提供相應(yīng)的軟件診斷工具。
三、泵站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)
泵站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，不僅可以避免誤操作，防止運(yùn)行事故，減少運(yùn)行人員； 并可以提高設(shè)備和工程利用率、延長設(shè)備壽命、實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行。泵站自動(dòng)化應(yīng)是泵站運(yùn)行管理發(fā)展趨向。
1、泵站的基本模式兩種：為全自動(dòng)化方式、半自動(dòng)化方式。（1）全自動(dòng)化方式：泵站是靠設(shè)置在前池或出水池上的水位繼電器(壓力變送器)控制機(jī)組的啟動(dòng)、停機(jī)或進(jìn)行各種調(diào)節(jié)。當(dāng)水位(或壓力、壓差)上升或下降到限定位置時(shí)，發(fā)出動(dòng)作信號傳給控制臺的線路繼電器或計(jì)算機(jī)。當(dāng)線路繼電器動(dòng)作時(shí)，按規(guī)定程序動(dòng)作(啟動(dòng)或停機(jī))的執(zhí)行機(jī)構(gòu)也發(fā)生動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常由時(shí)間繼電器和控制啟動(dòng) (或停機(jī)) 程序的繼電器或?yàn)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)。這種自動(dòng)方式對泵站設(shè)備的技術(shù)要求高，要有較完備的運(yùn)行可靠性和自動(dòng)處理運(yùn)行故障的能力。全自動(dòng)化泵站除了控制機(jī)組的啟動(dòng)和停機(jī)之外，對于進(jìn)出水管道的工作壓力、電動(dòng)機(jī)溫升、軸承與填料函的溫度、泵站的引入母線與自動(dòng)控制母線上的電壓等，都以作用在事故繼電器上的特殊繼電器(傳感器、變送器)進(jìn)行監(jiān)視。一旦工作狀況超越規(guī)定值，事故繼電器動(dòng)作，使工作機(jī)停機(jī)，在有備用機(jī)組場合，可使備用機(jī)組自動(dòng)投入。發(fā)生事故的機(jī)組，只有在消除了故障的原因之后才能再次啟動(dòng)。
（2）半自動(dòng)化方式：對于經(jīng)濟(jì)條件較差，資金投入不足的泵站，可以采取比較筒單的半自動(dòng)化計(jì)算機(jī)監(jiān)控方案。這種方式可根據(jù)經(jīng)濟(jì)條件適當(dāng)?shù)販p少傳感設(shè)備采用開環(huán)控制。即無執(zhí)行元件，通過計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算出的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可以通過手工方法進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)。對于泵站技術(shù)改造，可以采用計(jì)算機(jī)輔助監(jiān)控系統(tǒng)。泵站控制操作仍由常規(guī)裝置來完成，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能主要是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、優(yōu)化計(jì)算、事故記錄、打印制表等。其優(yōu)點(diǎn)是在運(yùn)行中即使監(jiān)控系統(tǒng)本身發(fā)生故障，泵站機(jī)組仍能維持正常運(yùn)行。但系統(tǒng)能力較低，對自動(dòng)化水平的提高或升級有一定的限制等是其主要缺點(diǎn)。不過該方案對系統(tǒng)性能要求不高．因而投資較少．比較容易實(shí)現(xiàn)。
三、結(jié)束語：
通過這幾年的實(shí)踐，泵站自動(dòng)化系統(tǒng)多優(yōu)勢已經(jīng)顯現(xiàn)，通過簡化電氣設(shè)備來減少廠房面積，節(jié)省土建投資；改善工作環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，做到安全和文明生產(chǎn)。要根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，借鑒一些泵站自動(dòng)化的成功經(jīng)驗(yàn)，選擇合適的生產(chǎn)廠家，在自動(dòng)化系統(tǒng)創(chuàng)新改造中少走彎路，節(jié)約資金，使泵站系統(tǒng)更加科學(xué)、合理、長期穩(wěn)定運(yùn)行。希望與廣大讀者共同研討，增強(qiáng)對該系統(tǒng)的認(rèn)識和應(yīng)用。隨著城市飲水工程和排澇工程的不斷增多，該系統(tǒng)將在市場中得到更多的應(yīng)用。它的功能將不斷得到完善和提高。
中圖分類號：F407.67 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 12-0000-01
The Automation Control System of Oil Gathering and Transportation Pumping
Zhou Ling,Dai Bin,Zhao Min,Qi Dequan
(China Petroleum and Jidong Oilfields Land Oilfield Operation Area,Tangshan063200,China)
Abstract:Pumping oil gathering operation and management of backward production status,design automation control system.Describes Opto22 ME computer monitoring system structure and function,and its pumping station separator Kong gathering applications.Application results show that the system can real-time automatic monitoring and control process in gathering parts of the production process parameters to ensure the production of oil and gas gathering and transportation safety,optimize the operation conditions,improve production efficiency.
Keywords:Oil field gathering pumping station;Automatic control systems;Real-time monitoring;Separator;Application
一、前言
作為一個(gè)老站，設(shè)備陳舊老化，事故率、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高、職工勞動(dòng)強(qiáng)度大的矛盾日益突出，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，集輸處理量不斷增加。由于監(jiān)測參數(shù)量多，以往靠人工檢測儲油罐液面、油水界面對盤庫不準(zhǔn)，手動(dòng)控制脫水器界面難度高，這些因素給首站生產(chǎn)操作和管理帶來很大困難。為適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，使生產(chǎn)和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，根據(jù)首站現(xiàn)狀，實(shí)施了集輸泵站的自動(dòng)化改造，并成功地用于集輸泵站的自動(dòng)化生產(chǎn)中。
二、自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)介紹
（一）ME控制系統(tǒng)簡介
根據(jù)首站現(xiàn)狀，采用美國Opto22公司的ME計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)作為首站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的骨干結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)采用上、下位機(jī)方式，在現(xiàn)場采用多級CPU進(jìn)行控制處理，各I/O模塊對輸入輸出信號能提供4000V的隔離，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性、靈活性優(yōu)于其他系統(tǒng)。系統(tǒng)的上位機(jī)主要由工控機(jī)、控制軟件組成；下位機(jī)主要由控制器、智能板、I/O模塊組成。上位機(jī)與控制器通過100Mb/s以太網(wǎng)進(jìn)行通信，控制器與智能板通過RS485進(jìn)行串行通信，I/O模塊直接插在智能板上?？刂栖浖纳衔粰C(jī)通過以太網(wǎng)下載至控制器。
該控制系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：一是可靠性高、二是可維護(hù)性高、三是智能化、四是實(shí)用性強(qiáng)。
（二）ME控制系統(tǒng)構(gòu)成
站內(nèi)設(shè)有一套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，分為兩級控制，上位機(jī)控制設(shè)在主控室，負(fù)責(zé)全站工藝流程數(shù)據(jù)管理，根據(jù)不同工藝流程，將控制崗位劃分為分離器崗、計(jì)量崗和外輸崗，每個(gè)崗位均設(shè)現(xiàn)場控制機(jī)一套，負(fù)責(zé)工藝流程顯示、數(shù)據(jù)采集與控制。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)均達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
1.現(xiàn)場控制單元
現(xiàn)場控制單元分布于聯(lián)合站的各個(gè)崗位，負(fù)責(zé)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和控制策略的實(shí)現(xiàn)，是智能聯(lián)合站的核心部件。其采集數(shù)據(jù)主要包括：每臺分離器的液位、入口壓力和溫度、出口匯管壓力和溫度、脫水泵房和外輸泵房的進(jìn)出口壓力、溫度、流量泵的電流和電壓、每臺流量計(jì)的來油溫度和壓力。
各控制單元和上位監(jiān)控站同時(shí)作為控制網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，能進(jìn)行高速對等通訊。ME控制系統(tǒng)采用的現(xiàn)場控制單元主控器為SNAP-LCM4主控器，可支持串口、ARCNET、以太網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)多種通訊方式組合，滿足工業(yè)現(xiàn)場的要求。ME控制系統(tǒng)采用SNAP-B3000單元處理器，其主要功能是可完成和主控器之間的多種通訊方式，并對主控器的要求做出快速的響應(yīng)；實(shí)現(xiàn)I/0的智能化，處理簡單的邏輯功能，對本單元的I/0點(diǎn)進(jìn)行定期掃描。
2.上位機(jī)監(jiān)控站
上位機(jī)監(jiān)控站可以通過組態(tài)構(gòu)成各種功能畫面，借助于這些畫面可以完成對生產(chǎn)過程的監(jiān)視及控制。它主要顯示參數(shù)總貌、工段、細(xì)目、趨勢、流程圖畫面、設(shè)備啟停狀態(tài)及PID調(diào)節(jié)功能、系統(tǒng)顯示畫面示意及各種報(bào)表功能，系統(tǒng)數(shù)據(jù)覆蓋了全部生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，便于形成完整的實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，分別設(shè)有離器區(qū)生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示畫面和工藝流程顯示畫面。
聯(lián)合站的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)進(jìn)入信息中心的數(shù)據(jù)庫中，通過分析軟件，可及時(shí)形成各類分析圖表。使用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)頁瀏覽器可以對系統(tǒng)信息進(jìn)行監(jiān)測，生產(chǎn)運(yùn)行情況、設(shè)備情況、計(jì)量數(shù)據(jù)、油氣產(chǎn)量等數(shù)據(jù)一目了然。
三、自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在分離器崗的現(xiàn)場應(yīng)用及效益分析
（一）現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)例
實(shí)例1：2005年3月12日凌晨3點(diǎn)，操作人員發(fā)現(xiàn)1#分離器采油六隊(duì)的液位由原來的0.98mm降到0.65mm，壓力由0.28Mpa降到0.23Mpa，及時(shí)到現(xiàn)場進(jìn)行檢查，排除了分離器的故障，經(jīng)過分析判斷，認(rèn)為是采油六隊(duì)的來液量減少，立即與采油六隊(duì)聯(lián)系。經(jīng)過巡線，發(fā)現(xiàn)是采油隊(duì)一個(gè)計(jì)量站的外輸管線穿孔。由于首站發(fā)現(xiàn)及時(shí)，使采油隊(duì)在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題解決問題，避免了場地污染等事態(tài)的擴(kuò)大。
（二）有助于操作人員準(zhǔn)確調(diào)節(jié)油氣分離器
2主要機(jī)電設(shè)備的選擇
在進(jìn)行主要機(jī)電設(shè)備的選擇工作時(shí)，其根本目的就是確保在長時(shí)間的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中，確保排澇泵站運(yùn)行中的安全性和穩(wěn)定性。為了達(dá)到上述的目的，還需要對所選擇使用的電氣設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，在檢驗(yàn)的過程中，可以利用系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式的情況下，當(dāng)電路出現(xiàn)短路時(shí)對短路電流的檢查。在通常的情況下，都是使用的S形變壓器，也就是CB10系列中，一種帶有鋁合金外殼的干式變壓器，通過實(shí)踐的證明，這種變壓器工作中表現(xiàn)出來的性能非常好。而其中的高壓開關(guān)柜，應(yīng)用的是KYN開關(guān)柜，如果和普通的開關(guān)柜進(jìn)行比較，它的優(yōu)勢非常明顯，不僅占用的面積非常小，而且它在開端能力表現(xiàn)方面也非常強(qiáng)。這里面的低壓配電柜中，所應(yīng)用的電柜結(jié)構(gòu)不是非常復(fù)雜，這種電柜就是低壓配電柜，形狀類似于抽屜，另外有一個(gè)最突出的優(yōu)點(diǎn)，就是有很好的安全性，為了確保泵站的功率能夠達(dá)到有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，可以根據(jù)實(shí)際情況增加無功補(bǔ)償柜。值得注意的一點(diǎn)是，因?yàn)橹行⌒团艥潮谜驹陬~電電壓方面比較高，也就有一個(gè)問題，就是它的實(shí)際容量根本就達(dá)不到額定電壓的數(shù)值，這樣持續(xù)的工作下去，水泵以及電機(jī)的使用時(shí)間就會縮短，所以需要使用一定的方式，減少機(jī)械之間這種頻繁的相互碰撞，所以在設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的時(shí)候，其大部分部件都是使用軟啟動(dòng)器來進(jìn)行起動(dòng)。在這里面，直接啟動(dòng)的應(yīng)用通常都是針對那些容量非常小的設(shè)備。而為了能讓泵站高效而正常的運(yùn)行，在高低壓電力電纜的設(shè)計(jì)中，就必須使用一些特殊的材料，比如使用優(yōu)點(diǎn)非常多的銅芯交聯(lián)聚氯乙烯絕緣護(hù)套電力電纜。
3監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)工作以及控制技術(shù)
就泵站的保護(hù)和綜合監(jiān)控系統(tǒng)而言，其工作的方式主要有兩種，手動(dòng)和自動(dòng)。接下來就以排澇泵站，是有5臺機(jī)組的為例，對其的保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)，以及控制技術(shù)進(jìn)行詳盡的闡述。第一，其開機(jī)的臺數(shù)必須要根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況來確定，具體而言，就是需要根據(jù)進(jìn)水池的水位來進(jìn)行確定。對機(jī)組的控制過程，主要是需要操作人員進(jìn)行操作。比如在中控臺按鈕，或者是在電機(jī)出線柜前進(jìn)行手動(dòng)的操作。在確定需要啟動(dòng)的機(jī)組之后，觀察開機(jī)的狀態(tài)是首要的工作，在觀察中的內(nèi)容有2個(gè)方面。第一觀察就冷卻水指示是否正常。第二點(diǎn)，就是在機(jī)組的出水管位置，其電動(dòng)蝶閥是否在全開的位置。在一般的情況下，這兩種情況都有對應(yīng)的燈光提示。當(dāng)繼電器已經(jīng)通電后，電容補(bǔ)償柜的斷路器必須可以打到合閘的位置，那么斷路器和另外位置的就必須可以馬上接通，在這種情況下，就必須讓選擇開關(guān)SAC處在手動(dòng)的狀態(tài)。最后一步就是進(jìn)行線圈的合閘處理，讓Y3電吸合，從而斷路器才能合閘，與此同時(shí)，只要按下合閘按鈕后，HA就可以完成。這個(gè)過程也會受保護(hù)裝置的監(jiān)督，因此操作過程要相當(dāng)謹(jǐn)慎。因?yàn)樵跀嗦菲魇周嚨暮蠑嗦菲髑?，其所在的位置也要符合有關(guān)的規(guī)定要求，除此之外，保護(hù)系統(tǒng)還會對手車開關(guān)的實(shí)際位置，還有斷路器的實(shí)際狀態(tài)等，進(jìn)行下一步的檢測。也就是說，只有當(dāng)所有條件都滿足規(guī)定的要求時(shí)，才可以進(jìn)行合閘操作。機(jī)組的停機(jī)操作程序和啟動(dòng)程序比較，停機(jī)操作程序要簡單很多，如果有機(jī)組需要進(jìn)行停機(jī)操作，那么只要直接按下分閘的按鈕TA就可以，在這種情況下，分閘線圈Y2就會通電，從而斷路器就會有分閘的操作。除此之外，還必須把斷路器的手車搖回到原來的位置，其次就是讓SAC選擇停止的開關(guān)位置，最后，把電容補(bǔ)償柜調(diào)整到分閘的位置，而機(jī)組冷卻水的電磁閥，需要在幾分鐘后才會關(guān)閉。如果是就自動(dòng)工作方式的監(jiān)控而言，其保護(hù)系統(tǒng)必須把SAC選擇開關(guān)放在“自動(dòng)”的位置。除此之外，機(jī)組的開啟和停止主要是池里水位的高低決定的。因此如果它想實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的工作方式，就必須滿足以下兩個(gè)要求。第一點(diǎn)，它必須能順利的開機(jī)。第二點(diǎn)，斷路器必須經(jīng)常處在熱備用的狀態(tài)。業(yè)內(nèi)人士應(yīng)該都非常清楚，在這種情況下，中間的繼電器1－6KM的作用是控制機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)或停止的。而數(shù)字顯示控制儀1WX，以及2WX都是有六個(gè)水位控制器所組成。依據(jù)泵站機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，有幾個(gè)水位是必須要設(shè)置的，比如停機(jī)的水位。這里的開機(jī)水位主要表示除了停機(jī)水位之外，其他所有部分的水位。同樣的道理，控制儀2WX也要有對應(yīng)的水位，比如3#機(jī)開機(jī)水位，還有4#機(jī)的開機(jī)水位，也包括5#機(jī)的開機(jī)水位。但是這六個(gè)水位的數(shù)據(jù)不能保持一致，在工作中，最合理的狀態(tài)就是保持各個(gè)對位之間有一定的水位差，這些控制要求是工作中都需要牢記的。
中圖分類號：TV675 文章編號：1009-2374（2015）15-0038-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.019
社會的發(fā)展需要解放生產(chǎn)力，生產(chǎn)力的解放建立在科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升和科技人才的大量涌現(xiàn)。時(shí)下，泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用越來越廣，自動(dòng)化控制技術(shù)憑借自身優(yōu)勢使泵站的管理體系和功能結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化，避免了人力時(shí)代的諸多弊端，在給人類社會帶來便利的同時(shí)將泵站的工程技術(shù)推向高峰。在科技時(shí)代席卷全球的大趨勢下，著力提升泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的有效應(yīng)用成為解決當(dāng)前問題的關(guān)鍵所在。
1 泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及功能需求
1.1 泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
眾所周知，泵站就是設(shè)置水電機(jī)組、電力設(shè)施、管道及閘門的房屋，能夠產(chǎn)生相當(dāng)大的液壓動(dòng)力及氣壓動(dòng)力的有效裝置。追本溯源，泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)大體經(jīng)歷了三個(gè)歷史階段，分別發(fā)生在20世紀(jì)80年代、20世紀(jì)90年代和20世紀(jì)末期。縱觀泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展歷史，大約都是人們利用電子技術(shù)改善泵站運(yùn)行狀態(tài)，在結(jié)合軍事需求、技術(shù)需求、自動(dòng)化控制需求等多種因素的基礎(chǔ)上不斷完善自身技術(shù)水平，在取得蓬勃發(fā)展的基礎(chǔ)上呈現(xiàn)出目前的發(fā)展現(xiàn)狀：由“機(jī)械電氣化”向“自動(dòng)化控制”轉(zhuǎn)變。機(jī)械生產(chǎn)是各大國家的重中之重，提高泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的有效運(yùn)用成為當(dāng)前亟待解決的問題。以當(dāng)前飛速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)為依托，泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀已經(jīng)處于較為發(fā)達(dá)的水平，在改善泵站運(yùn)行機(jī)制和技術(shù)操作等領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)揮了不可替代的作用。即便如此，泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展仍存在需要改善的地方，眾多企業(yè)的生產(chǎn)效率及人員技術(shù)水平存在提升空間，沒有達(dá)到機(jī)械強(qiáng)國的高度，泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展存在眾多弊端，而要改變這一現(xiàn)狀，就必須以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及專業(yè)人才為基點(diǎn)，著力使泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)水平有所提升。
1.2 泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的功能需求
泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)擺脫了以往人力控制缺點(diǎn)，通過自動(dòng)化控制技術(shù)將郵箱、電機(jī)和泵這三種基本設(shè)備連接起來，利用閥門、電閘等多種裝置實(shí)現(xiàn)泵站的自動(dòng)化控制。與此同時(shí)，泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)也存在功能需求，其主要由基本功能、高級功能和修飾這三種功能需求構(gòu)成。其中基本功能是指完成較為基本的操作功能需要，基本功能需求需要完成采集機(jī)電數(shù)據(jù)、控制機(jī)組功能及數(shù)據(jù)預(yù)警報(bào)表等。高級功能則主要包括應(yīng)急機(jī)制、遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)和控制、自動(dòng)化控制技術(shù)調(diào)節(jié)功能等需求。修飾，顧名思義，就是通過視覺、觸覺等人體感知自動(dòng)化控制的靈活性來實(shí)現(xiàn)人機(jī)信息的交換。泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的這三種功能是相輔相成、相互影響的，并不能獨(dú)立存在。此外，泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的這三種功能也會以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，在內(nèi)部發(fā)生轉(zhuǎn)換與遞進(jìn)，自動(dòng)化控制技術(shù)首先要以可靠性和實(shí)用性為最基本的需求，除此之外，創(chuàng)新功能是泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)提高的靈魂與核心，只有具備創(chuàng)新的精神和開拓的視野才能更好地迎合泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)有效應(yīng)用的需求。
2 泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)有效應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)及改善途徑
2.1 泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)有效應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)
縱觀當(dāng)今世界，高新技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)已逐漸取代人力勞動(dòng)，生產(chǎn)、工作效率與科學(xué)技術(shù)互相作用、相互促進(jìn)。泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的逐漸完善對于企業(yè)或單位的工作質(zhì)量和進(jìn)度有著不可替代的促進(jìn)作用。所謂泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)，就是準(zhǔn)確讀取信息來源，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的機(jī)械操作，具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確度。泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的有效應(yīng)用擺脫了設(shè)備或機(jī)械受人類主觀因素的影響，使得泵站的信息處理操作沿著既定的技術(shù)程序精準(zhǔn)運(yùn)行，避免了眾多負(fù)面因素的影響，達(dá)到了人力所不能及的運(yùn)行高度，極大地減輕了人類的操作負(fù)擔(dān)。泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的有效應(yīng)用，使得現(xiàn)場運(yùn)行更具安全性和可靠性，其所帶有的自動(dòng)預(yù)警裝置和檢測裝置有效地減輕了設(shè)備的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，更好地延長機(jī)電自動(dòng)化控制設(shè)備的使用壽命和運(yùn)行周期。此外，泵站機(jī)電自動(dòng)化控制設(shè)備有利于維修和保養(yǎng)，能很好地改善設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)所帶有的功能比較全面，適應(yīng)面極為廣泛，泵站的機(jī)電自動(dòng)化控制設(shè)備可以節(jié)省眾多人力、物力、財(cái)力，有利于刪減冗雜的部門和人力，促進(jìn)了能源及材料的節(jié)省，可以說，泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)將會取得長足的發(fā)展，其有效應(yīng)用已延展到各個(gè)領(lǐng)域。
2.2 泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)有效應(yīng)用的提升途徑
泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)具有較強(qiáng)的復(fù)合性，機(jī)電的自動(dòng)化囊括了信息整理學(xué)、計(jì)算機(jī)程序等多門學(xué)科內(nèi)容，隨著人類社會的不斷實(shí)踐與發(fā)展，泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)也需要與時(shí)俱進(jìn)，取其精華。21世紀(jì)的人類社會更加偏向于智能化和自動(dòng)化，對于生活和工作的追求也發(fā)生了改變。首先，機(jī)電自動(dòng)化必須要結(jié)合智能化這一重要發(fā)展方向，漸漸地向智能領(lǐng)域的自動(dòng)化控制邁進(jìn)。從目前的發(fā)展局勢來看，智能化具有性能高、運(yùn)行快、應(yīng)用廣等特點(diǎn)，注定成為自動(dòng)化控制系統(tǒng)的開發(fā)主流。其次，泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)要注意依靠網(wǎng)絡(luò)這一現(xiàn)代化科技平臺，遠(yuǎn)程控制就必須通過網(wǎng)絡(luò)建立，將自動(dòng)化控制的終端設(shè)立于泵站，就能很好地進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，甚至是家庭型控制。最后，泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)要講求自動(dòng)化和綠色化，機(jī)電系統(tǒng)自動(dòng)化控制的核心就是自動(dòng)操作，要重點(diǎn)鞏固機(jī)電系統(tǒng)與人力的關(guān)系，逐步走向人機(jī)聯(lián)合，通過自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的綠色化和生態(tài)化。時(shí)下，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)已成為人類社會所極力追求的，要想取得長足發(fā)展就必須使用綠色環(huán)保的機(jī)電設(shè)備和運(yùn)行程序，時(shí)刻與回歸自然的時(shí)代大潮相結(jié)合，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與人民大眾的真實(shí)所需，切實(shí)提高泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)，促進(jìn)自動(dòng)化控制技術(shù)的實(shí)際效用。
3 結(jié)語
截至目前，機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)具有較長的發(fā)展歷史，人類社會在不斷探索與實(shí)踐中逐漸改善著這一融貫中西的技術(shù)。機(jī)電自動(dòng)化控制在泵站排澇泵過程中占據(jù)主要地位，該項(xiàng)技術(shù)與實(shí)際問題相結(jié)合，以高新技術(shù)為依托，發(fā)生推進(jìn)和進(jìn)一步變革也是必然的，泵站機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的有效發(fā)展是勞動(dòng)人民不斷創(chuàng)新的結(jié)果，對于解放和發(fā)展生產(chǎn)力有著極為重要的作用，成為社會發(fā)展與進(jìn)步的重要基礎(chǔ)。
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中圖分類號：TV675文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
在建設(shè)泵站時(shí)，采用自動(dòng)化系統(tǒng)，不但能提升設(shè)備的運(yùn)行效率、使用時(shí)間，還能有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提升管理水平。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展為建立一套高效、實(shí)用性較強(qiáng)的監(jiān)測、管控系統(tǒng)提供了技術(shù)支持。而微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)作為自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的組成部分，它讓自動(dòng)化控制系統(tǒng)變得更加完善、可靠，并且還能夠避免以往常常出現(xiàn)的設(shè)備事故，大大提升了設(shè)備的完好率。
1.微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組成
泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)中微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括主輔機(jī)自動(dòng)控制、勵(lì)磁裝置以及主機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)、微機(jī)保護(hù)等各個(gè)部分，用的是分散和集中相結(jié)合的監(jiān)控方式。其中勵(lì)磁控制用的中國核工業(yè)電機(jī)運(yùn)行開發(fā)公司生產(chǎn)出的數(shù)字化微機(jī)磁裝置，人機(jī)界面系統(tǒng)主要用的是液晶漢字顯示，參數(shù)設(shè)定用的是菜單操作，全部強(qiáng)電輸入信號在輸入CPU系統(tǒng)之前都通過隔離進(jìn)一步轉(zhuǎn)化形成弱電信號。當(dāng)輸入及輸出的信號通過光隅隔離之后，CPU的模擬信號會通過隔離放大再輸出[1]。
其次，美國通用電氣公司生產(chǎn)出來的微機(jī)型管理繼電器綜合了保護(hù)、控制、通信以及故障檢測、功率測量為一體。當(dāng)設(shè)定參數(shù)時(shí)既能夠通過表面設(shè)置的鍵盤直接輸入，同時(shí)也可以上位機(jī)下載。在泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)中微機(jī)型管理繼電器就是采用該公司生產(chǎn)的，其中主機(jī)用的是SR469微機(jī)型管理繼電器，主要作用是保護(hù)、控制、檢測大中容量電機(jī)；站變用的是SR750微機(jī)型饋線管理繼電器，主要保護(hù)線路與小型變壓器。在監(jiān)控系統(tǒng)中，上位機(jī)用的是EC2000，并且還配置有SQL Server數(shù)據(jù)庫軟件，具有一定的網(wǎng)絡(luò)Web瀏覽功能[2]。在和外局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)后可以進(jìn)行實(shí)時(shí)發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)，讓廣域網(wǎng)上面的全部用戶瀏覽，其中涉及到的重要監(jiān)測數(shù)據(jù)要寫入中心數(shù)據(jù)庫。
最后，主輔機(jī)自動(dòng)控制與主機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)兩個(gè)部分通過監(jiān)控單元實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)選用的是兩套容量大、可靠性高，并且?guī)в须姴灏喂δ艿脑O(shè)備，每個(gè)控制單元的PLC都是以工業(yè)級、太網(wǎng)專用模塊將太網(wǎng)和主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行直接連接，以此確保數(shù)據(jù)高速可靠地傳輸。主控計(jì)算機(jī)用PLC采集監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，像：壓力量、電量及水位等，談后由PLC發(fā)送指令，控制主輔機(jī)、變配電設(shè)備。
2.微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)
微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)綜合了保護(hù)、檢測、管控、通信等各項(xiàng)功能，能夠充分保護(hù)電源獨(dú)立，并且還不會受到通信系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)方面的影響，可完全獨(dú)立地進(jìn)行工作。其中的勵(lì)磁硬件設(shè)備運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)，體積較小且非常便于維護(hù)、維修。關(guān)于參數(shù)的設(shè)置既可以按照現(xiàn)場數(shù)據(jù)鍵入，也可在上位機(jī)中下載。除了閘門PLC之外，其它各個(gè)部分與上位機(jī)之間使用的是一樣的通信協(xié)議，這就保證了通信的可靠性，尤其是保護(hù)了直接和PLC通信，讓整個(gè)系統(tǒng)變得更有層次感，更加符合分布式的構(gòu)造要求[3]。各個(gè)系統(tǒng)之間可以聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，也可以單獨(dú)運(yùn)行，彼此之間的影響很小，可以靈活當(dāng)?shù)剡x用，這就提高了整個(gè)系統(tǒng)的安全系數(shù)。同時(shí)，該系統(tǒng)可以按照上下游水位、葉片角度變化等，自動(dòng)分析計(jì)算出不同機(jī)組的抽水流量，累計(jì)抽水量，錄入歷史數(shù)據(jù)庫。
3. 微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的功能
其一，監(jiān)測功能，其主要體現(xiàn)在上位機(jī)對現(xiàn)場各種設(shè)備運(yùn)行參數(shù)與運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測上。站變、主電機(jī)電流、主電機(jī)上下導(dǎo)瓦、主變等的溫度都被送進(jìn)保護(hù)單元，通過PLC與上位機(jī)通信。并且水壓力、油壓力及氣壓力通過現(xiàn)場壓力變送器進(jìn)行變換之后，再由PLC與上位機(jī)交換信息。勵(lì)磁裝置的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測出來的數(shù)據(jù)，由RS-485通信線由PLC與上位機(jī)通信，其中勵(lì)磁綜合控制器上面的液晶顯示屏能夠直接顯示出對應(yīng)機(jī)組的運(yùn)行情況。而葉片角度、上下游水位、閘門開高、貯能罐油位分別是葉片角度編碼器、超聲波水位計(jì)與閘門測控儀、紅外線液位探頭進(jìn)行現(xiàn)場采集的，采集到的信號通過PLC轉(zhuǎn)換變成數(shù)字量之后傳送到上位機(jī)。泵站所設(shè)備得到的回訊信號由反向檢測出的電壓判斷，而廠房設(shè)備開停情況、二次回路運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)設(shè)備報(bào)警信號都是由PLC傳送到上位機(jī)的，并經(jīng)其監(jiān)測[4]。
其二，微機(jī)勵(lì)磁功能，上位機(jī)通過設(shè)定閉環(huán)來調(diào)節(jié)恒功率因素的運(yùn)行、恒無功功率的運(yùn)行，一旦上位機(jī)發(fā)生故障，勵(lì)磁綜合控制器就會在現(xiàn)場通過鍵盤來調(diào)節(jié)主要的運(yùn)行參數(shù)。上位機(jī)能夠?qū)崟r(shí)記錄晶閘管勵(lì)磁裝置中的運(yùn)行參數(shù)，如果電機(jī)發(fā)生勵(lì)磁保護(hù)性跳閘，裝置運(yùn)行不正常或者失控情況時(shí)，不單單在上位機(jī)中出現(xiàn)信號，在現(xiàn)場的液晶顯示屏總也會出現(xiàn)相關(guān)信號。
其三，控制、管理功能。微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要通過上位機(jī)直接對7373電動(dòng)刀閘、737斷路器以及1#、2#站變斷路器側(cè)儲能、分合實(shí)施控制，而現(xiàn)場的監(jiān)控單元主要下達(dá)主機(jī)斷路其分合控制的命令。葉片角度大小按照運(yùn)行情況，及時(shí)調(diào)節(jié)。空壓機(jī)與供排水泵的開或者停主要由上位機(jī)按照設(shè)定參數(shù)，通過監(jiān)控單位自動(dòng)調(diào)節(jié)。其次，因微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在上位機(jī)上面設(shè)置了故障報(bào)警、系統(tǒng)運(yùn)行各個(gè)參數(shù)設(shè)置等很多個(gè)菜單畫面，所以，運(yùn)行管理人員能夠通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)獲得上位機(jī)中菜單來了解主機(jī)溫度參數(shù)、技術(shù)參數(shù)以及輔機(jī)系統(tǒng)中的水位、水壓力、油位等[5]。而通過故障報(bào)警畫面可以了解各種設(shè)備故障情況，主輔機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。用鼠標(biāo)、鍵盤還可以及時(shí)調(diào)整磁系統(tǒng)中的運(yùn)行方式、運(yùn)行參數(shù)、調(diào)整葉片角度等等。為了進(jìn)一步加強(qiáng)管理，微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)還設(shè)置了多層防護(hù)程序，尤其是在關(guān)閉斷路器之前，需要完成合閘之前的各種準(zhǔn)備工作，否則，上位機(jī)就會自動(dòng)閉鎖，不能順利進(jìn)入下一步操作。
其四，保護(hù)功能。微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)保護(hù)裝置可以適時(shí)判斷設(shè)備故障，記錄故障發(fā)生的時(shí)間、類型，進(jìn)一步反映出故障的各種數(shù)據(jù)、波形等。系統(tǒng)上位機(jī)通過PLC輪流查詢每套保護(hù)裝置，當(dāng)出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，把保護(hù)跳閘事件、跳閘報(bào)告、自檢報(bào)告等會一并上傳到上位機(jī)系統(tǒng)中。而主機(jī)保護(hù)SR469裝置能夠?qū)崿F(xiàn)過流保護(hù)、低頻率保護(hù)、橫差保護(hù)、縱差保護(hù)、失步保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)等等。并且除了電量方面保護(hù)之外，主機(jī)上下導(dǎo)瓦、推力瓦的溫度與勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)狀態(tài)保護(hù)功能等。主機(jī)的溫度保護(hù)一般有兩種方式：①把溫度電阻Pt100接入SR469，通過邏輯分析判斷；②借助壓力式溫度計(jì)把開關(guān)量接入PLC，用在主機(jī)跳閘方面。
其次，主變SR745具有零序差保護(hù)、比例式差動(dòng)保護(hù)、過激磁保護(hù)、過流保護(hù)、低電壓保護(hù)、零序電壓保護(hù)、自適應(yīng)波制動(dòng)保護(hù)等。只要設(shè)定相應(yīng)參數(shù)，主變可以靈活地選用上述保護(hù)，除了電量保護(hù)之外，還有主變溫度保護(hù)、主變本體重瓦斯保護(hù)等，而站變的SR750有一定的過流、速斷保護(hù)功能。
總之，微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，管理人員只需要用鼠標(biāo)、鍵盤就可檢查、管控現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行情況，這樣不但可以減少運(yùn)行值班人員數(shù)量，還可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。當(dāng)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)以后，還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享，非常便于查詢，進(jìn)而就為樞紐運(yùn)行管理、調(diào)整決策提供了便利。
【參考文獻(xiàn)】
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中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）05-0107-03
1 污水處理廠及泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)概述
廈門水務(wù)中環(huán)污水處理有限公司筼筜污水處理廠下轄沿筼筜湖周邊濱北1號、北2號、北3號，湖中，濱南1號、2號、3號、4號，及海天、寨上、象嶼等共計(jì)36（其中含22個(gè)截流泵井）個(gè)污水提升泵站。這些泵站作為筼筜污水處理廠的廠外泵站，經(jīng)市政管網(wǎng)將污水提升引入至廠內(nèi)進(jìn)行廢水處理后，達(dá)標(biāo)排放。匯水面積達(dá)70 km2，服務(wù)人口150萬人。
污水泵站均采用西門子S7-200可編程邏輯控制器（PLC）、PC機(jī)、觸摸屏等自動(dòng)化控制設(shè)備，配合液位計(jì)、流量計(jì)等儀表進(jìn)行污水提升智能控制。
2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1 主站（控制中心）
主站自控系統(tǒng)采用西門子S7-200系列的CPU-226PLC做主機(jī)，通過無線數(shù)傳電臺以“輪詢”方式對8個(gè)子站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制，并預(yù)留一個(gè)通訊端口，將來與全廠中控系統(tǒng)聯(lián)接。采用二臺工控機(jī)通過組態(tài)軟件“組態(tài)王”與西門子主機(jī)通信， 接收主機(jī)發(fā)送的全部泵站自控?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在顯示屏（系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)圖見圖1）。
2.2 子站
采用西門子S7-200PLC實(shí)現(xiàn)泵站運(yùn)行自動(dòng)控制、液位、流量等現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，并通過無線數(shù)傳電臺與主站實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與遠(yuǎn)程控制。
2.3 通訊方式的選擇
由于8個(gè)污水泵站分布在筼筜湖周邊，有線通訊方式施工復(fù)雜，投資成本高，決定采用無線通訊方式，無線通訊有兩種方案：
①利用公網(wǎng)（如GPRS、CDMA、電話網(wǎng)），主要優(yōu)點(diǎn)是一次投資少，覆蓋率廣。主要缺點(diǎn)是穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性較差，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)有一定的延時(shí)。
②無線數(shù)傳電臺方式，主要優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低廉、施工快捷、運(yùn)行可靠、維護(hù)簡單。主要缺點(diǎn)是傳輸范圍有限（5 km）。經(jīng)過對比，根據(jù)8個(gè)污水泵站的實(shí)際情況（最遠(yuǎn)的污水泵站離主站不超過4 km），決定采用無線數(shù)傳電臺方式。
3 子站自動(dòng)控制系統(tǒng)
污水泵站的工藝流程大致相同，均為：地下管網(wǎng)污水泵站格柵機(jī)濾渣污水集水井提升泵房經(jīng)過多級泵站提升污水處理廠。主要控制對象設(shè)備有：進(jìn)出水閘門、格柵機(jī)、除污機(jī)、提升泵等。泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)要求集數(shù)據(jù)采集、智能控制于一身，主要功能包括以下幾個(gè)方面：
3.1 控制方式
有手動(dòng)、自動(dòng)兩種控制方式，由控制屏上轉(zhuǎn)換開關(guān)切換。手動(dòng)方式由控制屏上按鈕手動(dòng)操作；自動(dòng)方式由PLC控制。自動(dòng)方式又分強(qiáng)制自動(dòng)和遙控自動(dòng)兩種，由PLC輸入端子設(shè)置，強(qiáng)制自動(dòng)由子站PLC全權(quán)控制，用于通訊出故障時(shí)，獨(dú)立運(yùn)行。遙控自動(dòng)為主站自動(dòng)或手動(dòng)遙控。
3.2 主要控制功能
根據(jù)集水井水位的變化控制泵的開、停。不出現(xiàn)低水位抽空泵，也不發(fā)生溢流；泵的開、停順序：循環(huán)開停機(jī)，即先開先停，循環(huán)運(yùn)行；分南北池的泵站，分池運(yùn)行時(shí)，兩池液位應(yīng)能獨(dú)立控制，合池運(yùn)行時(shí)兩池輪流開機(jī)；根據(jù)粗格柵前后液位差和時(shí)間周期控制格柵機(jī)的啟停；根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)閘門啟閉機(jī)的控制；實(shí)現(xiàn)無軸螺旋輸渣機(jī)與粗格柵的聯(lián)動(dòng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對輸渣機(jī)的工作狀態(tài)的測控；最多開機(jī)臺數(shù)控制：有的泵站需限制開機(jī)臺數(shù)，以免造成管道溢流或泵站自回流。最多開機(jī)臺數(shù)在強(qiáng)制自動(dòng)方式，由子站PLC控制，在遙控方式由主站主機(jī)控制；緊急關(guān)總閘控制：當(dāng)機(jī)房發(fā)生管道破裂大量漏水或火災(zāi)等緊急情況，主站可通過遙控方式關(guān)斷泵站電源總閘，防止事故擴(kuò)大。
3.3 機(jī)組故障保護(hù)要求
過載保護(hù)：除熱繼電器等硬件保護(hù)外，還進(jìn)行PLC軟件過載保護(hù)（水泵額定電流的110%），雙重保護(hù)；抽空泵保護(hù)（水泵欠載保護(hù)，額定電流的60%）；電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)保護(hù)（/h啟動(dòng)次數(shù)>10次為頻繁啟動(dòng)），防止因控制回路元件觸點(diǎn)接觸不良引起電機(jī)頻繁開停，燒毀交流接觸器或電機(jī)；潛水泵漏水、超溫保護(hù)。
3.4 泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制流程
3.4.1 污水泵的自動(dòng)控制
在集水井內(nèi)安裝一臺超聲波液位計(jì)，測量集水井液位。潛水泵根據(jù)集水井液位，按照預(yù)定的運(yùn)行方案自動(dòng)增減水泵開啟臺數(shù)。具體運(yùn)行模式如下。
①在PLC自動(dòng)控制模式下，PLC按照集水井液位設(shè)置點(diǎn)自動(dòng)起動(dòng)或停止相應(yīng)臺數(shù)的進(jìn)水泵。
②由低至高，集水井液位包括以下設(shè)置點(diǎn)。
低液位設(shè)置點(diǎn)：當(dāng)液位降至此設(shè)置點(diǎn)以下時(shí)，PLC發(fā)出低液位報(bào)警，并停止所有自動(dòng)運(yùn)行的污水泵（無論強(qiáng)制自動(dòng)還是遙控自動(dòng)）。
停止所有泵的液位：當(dāng)液位降至此設(shè)置點(diǎn)以下時(shí)，PLC停止所有處于自動(dòng)運(yùn)行的的污水泵。
起動(dòng)第一臺進(jìn)水泵的液位：當(dāng)液位升至此設(shè)置點(diǎn)以上時(shí)，PLC起動(dòng)第一臺進(jìn)水泵；當(dāng)液位降至此設(shè)置點(diǎn)以下時(shí)，PLC保持運(yùn)行一臺進(jìn)水泵而停止多余的泵。
起動(dòng)第二臺進(jìn)水泵的液位：當(dāng)液位升至此設(shè)置點(diǎn)以上時(shí)，PLC起動(dòng)第二臺進(jìn)水泵；當(dāng)液位降至此設(shè)置點(diǎn)以下時(shí)，PLC保持運(yùn)行二臺進(jìn)水泵而停止多余的泵。
起動(dòng)第三臺進(jìn)水泵的液位：當(dāng)液位升至此設(shè)置點(diǎn)以上時(shí)，PLC起動(dòng)第三臺進(jìn)水泵。
高液位設(shè)置點(diǎn)：當(dāng)液位升至此設(shè)置點(diǎn)以上時(shí)，PLC發(fā)出高液位報(bào)警。
污水泵自動(dòng)輪換運(yùn)行：當(dāng)一臺泵連續(xù)運(yùn)行時(shí)間大于所設(shè)定的污水泵連續(xù)運(yùn)行時(shí)間，則自動(dòng)停止運(yùn)行，同時(shí)啟動(dòng)另一臺泵，防止泵長時(shí)間運(yùn)行出現(xiàn)過熱故障。
當(dāng)泵的開機(jī)臺數(shù)和液位連續(xù)1 h（時(shí)間可調(diào)）無變化時(shí)，則再啟動(dòng)一臺泵，將液位抽低，加快管道內(nèi)污水流動(dòng)，增加管道污水庫容量。
③當(dāng)PLC采集到泵的故障信號，自動(dòng)判斷屬于報(bào)警故障還是須要停機(jī)的故障，屬于須要停機(jī)的故障則馬上停止正在運(yùn)行的泵，并馬上啟動(dòng)另一臺泵。
④當(dāng)污水泵手動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，PLC自動(dòng)起動(dòng)的泵的數(shù)量相應(yīng)減少。
⑤污水泵停機(jī)后需等待10 min后才能再次起動(dòng)，泵防止頻繁啟動(dòng)；兩臺污水泵的起動(dòng)間隔為30 s。
3.4.2 格柵的自動(dòng)控制
在格柵前后設(shè)超聲波液位差計(jì)，測量格柵前后液位差；格柵機(jī)根據(jù)前后液位差或設(shè)定的運(yùn)行時(shí)間與運(yùn)行周期自動(dòng)運(yùn)行，時(shí)間和周期均可根據(jù)進(jìn)水雜質(zhì)情況調(diào)整。具體運(yùn)行模式如下：
①在PLC自動(dòng)控制模式下，PLC按照時(shí)間設(shè)置或液位差設(shè)置自動(dòng)起動(dòng)或停止格柵。
②時(shí)間模式：當(dāng)某臺格柵的等待（停機(jī)）時(shí)間大于設(shè)定值時(shí)，PLC起動(dòng)該臺格柵；當(dāng)某臺格柵運(yùn)行時(shí)間大于設(shè)定值時(shí)，PLC停止該格柵，并啟動(dòng)該格柵的下一個(gè)計(jì)時(shí)周期。所有格柵共用一套等待時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間設(shè)置值，但每臺格柵有各自的等待時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間計(jì)時(shí)。
③液位差模式：當(dāng)液位差測量值大于起動(dòng)格柵液位差設(shè)置值時(shí)，PLC起動(dòng)格柵；當(dāng)液位差測量值小于停止格柵液位差設(shè)置值時(shí)，PLC停止格柵。
實(shí)現(xiàn)無軸螺旋輸渣機(jī)與格柵的聯(lián)動(dòng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對輸渣機(jī)的工作狀態(tài)的測控。
3.4.3 出水電動(dòng)閥門控制模式
PLC自動(dòng)控制模式下，操作員站或觸摸屏下達(dá)開、關(guān)閥指令。
4 主站功能
主站自控系統(tǒng)采用西門子S7-200系列的CPU-226PLC做主機(jī)，通過無線數(shù)傳電臺以“輪詢”方式對8個(gè)子站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制，并預(yù)留一個(gè)通訊端口，將來與全廠中控系統(tǒng)聯(lián)接。
采用二臺工控機(jī)通過組態(tài)軟件“組態(tài)王”與西門子主機(jī)通信， 接收主機(jī)發(fā)送的全部泵站自控?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在顯示屏。顯示方式多樣，有指示燈狀態(tài)顯示、虛擬儀表數(shù)碼顯示、光棒圖模擬顯示、動(dòng)態(tài)曲線跟蹤、歷史曲線查詢、形象動(dòng)畫顯示等。人機(jī)界面友好，操作方便，關(guān)鍵控制點(diǎn)密碼保護(hù)，系統(tǒng)安全可靠。計(jì)算機(jī)參與設(shè)備管理，累計(jì)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，計(jì)算電能消耗。并可根據(jù)事先設(shè)定的監(jiān)控范圍、對流量、液位等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控，一旦超出設(shè)定范圍，計(jì)算機(jī)立即啟動(dòng)聲光報(bào)警，并將這一時(shí)刻的有關(guān)數(shù)據(jù)、工況記錄下來，以供分析、決策，并按要求生成相關(guān)報(bào)表。計(jì)算機(jī)所測數(shù)據(jù)可按一定時(shí)間間隔記錄在硬盤上，可根據(jù)需要隨時(shí)將有關(guān)數(shù)據(jù)打印出來。
5 運(yùn)行狀態(tài)和分析
泵站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制以來，運(yùn)行狀況良好，不僅大大減輕了值班人員的工作強(qiáng)度，提高生產(chǎn)力，且為管理人員提供了科學(xué)可靠的相關(guān)管理數(shù)據(jù)依據(jù)。為污水處理廠科學(xué)管理、調(diào)度、決策打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
6 結(jié) 語
隨著泵站自動(dòng)化系統(tǒng)的日益完善，智能化控制及對控制設(shè)備的綜合保護(hù)等優(yōu)勢逐漸體現(xiàn)出來，越來越多的污水提升泵站已經(jīng)將上述技術(shù)功能作為泵站自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)藍(lán)本。泵站自動(dòng)化系統(tǒng)也將在未來的污水提升泵站控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
隨著我國各主力油田不斷發(fā)展，如何在注水開發(fā)方面形成以注水為龍頭，加快注水的速度，保證注水的平穩(wěn)運(yùn)行等，這就對注水泵站提出了新的要求，而通過自動(dòng)化的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行水量的存儲、計(jì)量、注水等任務(wù)的控制，是其發(fā)展的必然趨勢。
1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理
本注水站的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在高壓注水站的運(yùn)行監(jiān)視與控制管理中運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)與智能傳感技術(shù)。系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)方式是集散式，上位機(jī)在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的作用下，進(jìn)行采集與管理數(shù)據(jù)，并提供人與界面，下位機(jī)基于PLC，使用在注水站中所設(shè)置的傳感器組、采集主機(jī)組與輔助設(shè)備等的各運(yùn)行信息，在PLC的作用下，對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，使現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)、就地控制的功能得以實(shí)現(xiàn)，使用的所有現(xiàn)場儀表都是智能儀表或者是能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送的標(biāo)準(zhǔn)儀表信號，信號直接與PLC相接[1]。
2 介紹該系統(tǒng)的功能
本系統(tǒng)的檢測功能與調(diào)控功能都比較健全，主要有采集與處理注水站中每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)，監(jiān)視與處理事件，具備人機(jī)對話、自動(dòng)調(diào)控、收集與記錄問題數(shù)據(jù)等不同的功能。
2.1 采集與處理系統(tǒng)主要的監(jiān)控參數(shù)數(shù)據(jù)
本自動(dòng)化系統(tǒng)主要有兩大部分的監(jiān)控目標(biāo)，即機(jī)組參數(shù)與工藝參數(shù)。
機(jī)組參數(shù)：主要包含有注水泵的排量、平衡壓力、進(jìn)出口壓力、電機(jī)風(fēng)冷壓力、電機(jī)前后軸瓦溫度等等。
注水工藝參數(shù)：主要包含有來水的溫度、流量、來水的壓力、注水管網(wǎng)壓力、水罐液位等等。通常情況下，為了與注水量的變化相一致，按照實(shí)際所用的注水量，對泵出口閥的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，或者是通過變頻，進(jìn)行注水電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，以便與合理注水的要求相符。
由于不同類型的采集數(shù)據(jù)，對于注水泵的各工況參數(shù)，系統(tǒng)要及時(shí)的進(jìn)行采集，以便做出相對應(yīng)的處理[2]。
2.2 監(jiān)視與處理事件
對注水站動(dòng)態(tài)的全過程，系統(tǒng)可以進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，如果機(jī)泵是處于不正常的運(yùn)行狀態(tài)，則會有聲光報(bào)警產(chǎn)生，主要有注水泵進(jìn)水壓力低報(bào)警、電機(jī)前后軸瓦溫度高限報(bào)警、風(fēng)冷低壓報(bào)警等等。且報(bào)警與報(bào)警處理分別對不同的報(bào)警進(jìn)行了優(yōu)先級的設(shè)立，以便使報(bào)警信息得到區(qū)分，特殊情況下，需要停機(jī)待處理，使值班人員引起注意，從而按照所揭示的事故，快速進(jìn)行有效處理。
2.3 自動(dòng)調(diào)控功能
自開啟泵時(shí)，對每個(gè)機(jī)泵的流量與軸功率都要進(jìn)行不間斷的監(jiān)測，而且其出口的壓力與系統(tǒng)的壓力之差也是連續(xù)檢測，基于變化的壓差，使泵出口的開度得到自行調(diào)節(jié)，直至與合理的壓力一致，從而使每個(gè)泵都運(yùn)行在良好的區(qū)域，進(jìn)而整個(gè)注水系統(tǒng)就達(dá)到了動(dòng)態(tài) 。
2.4 人機(jī)對話功能
系統(tǒng)還能夠提供最佳的人機(jī)界面，通過注水站的流程圖、實(shí)物圖、表格等各種各樣的形式，將電壓、電流、泵壓、風(fēng)冷壓及工礦區(qū)間、油壓及機(jī)泵前后軸壓溫度等各物理量直觀形象的顯示出來，從而對于注水站所有設(shè)備的運(yùn)行情況，值班人員都能夠快速準(zhǔn)確的掌握，對于注水站的一些輔助設(shè)備，還可以實(shí)行控制盒操作。
2.5 收集記錄故障數(shù)據(jù)與管理歷史數(shù)據(jù)
對注水站發(fā)生運(yùn)行的數(shù)據(jù)及發(fā)生的事故等歷史數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)均可以保留下來，便于以后的查詢，而且設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間也可以有效統(tǒng)計(jì)，使設(shè)備在維修時(shí)有可靠的依據(jù)。
3 技術(shù)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效果
3.1 機(jī)泵運(yùn)行更安全
對于注采設(shè)備而言，最重要的就是安全。一般一臺注水機(jī)泵的價(jià)值超過了50萬元，如果有事故發(fā)生，則帶來的經(jīng)濟(jì)損失是無可估量的。通過使用注水站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，可以使注水站的值班人員更快速地掌握設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際數(shù)據(jù)。
3.2 注水單耗大大降低，經(jīng)濟(jì)效益有效增加
系統(tǒng)主要是通過可編程組態(tài)軟件，且采用了系統(tǒng)壓力自建閉環(huán)調(diào)控的方法，從而使設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)調(diào)控實(shí)現(xiàn)[3]?；跈C(jī)泵的安全運(yùn)行，快速有效地對注水動(dòng)態(tài)的變化進(jìn)行調(diào)整，從而使泵始終運(yùn)行于最佳經(jīng)濟(jì)區(qū)域，彌補(bǔ)了由于未進(jìn)行及時(shí)調(diào)整而出現(xiàn)的節(jié)流增大損失與閥門開度減少等的情況，使注水單耗得到了有效的降低，增加了經(jīng)濟(jì)效益。
3.3 設(shè)備磨損減小，工人勞動(dòng)強(qiáng)度降低
泵閥啟閉的調(diào)節(jié)主要是變頻器，可以平緩地開啟，使泵閥的使用期限延長[4]。整個(gè)注水站的機(jī)泵設(shè)備都是全方位的監(jiān)測保護(hù)，彌補(bǔ)了由于外界因素使突然損壞設(shè)備，此外，系統(tǒng)完善的數(shù)據(jù)監(jiān)測功能與調(diào)控功能，能夠讓各崗位上的工人直觀了解全站的運(yùn)行情況，根本不用人工采集數(shù)據(jù)與調(diào)整，使工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。
4 結(jié)語
通過采用該注水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，不僅達(dá)到了機(jī)組參數(shù)與注水工藝參數(shù)遠(yuǎn)程控制與檢測的目標(biāo)，而且數(shù)據(jù)的傳輸更可靠、精確，操作人員的數(shù)量也明顯減少，勞動(dòng)強(qiáng)度也大大降低。該系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)使泵的效率增強(qiáng)，機(jī)組的損耗減少，較之于人工控制，系統(tǒng)節(jié)能超過了5%，使二次的采油成本降低，這對于有效挖掘老油田與油田注水系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。
參考文獻(xiàn)
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上海城投原水有限公司徐涇泵站于2012年7月建成投入使用，向上海青浦徐涇、華新兩鎮(zhèn)、閔行華漕鎮(zhèn)等三鎮(zhèn)提供優(yōu)質(zhì)的青草沙原水。徐涇泵站的投入使用改善了該地區(qū)近50萬人口的用水水質(zhì)。
徐涇泵站的設(shè)計(jì)日供水量為20萬噸，在整個(gè)上海原水系統(tǒng)中是小泵站。企業(yè)出于減員增效的目的，泵站的設(shè)計(jì)目標(biāo)是無人（或少人）值守。但同時(shí)供水安全對于上海這座國際性的大都市有著無比的重要性和必要性。因此泵站必須有一套強(qiáng)大而穩(wěn)定的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，使得較少的人力投入就可以完成整個(gè)生產(chǎn)過程的監(jiān)控，確保泵站設(shè)備運(yùn)行的安全、保證原水供應(yīng)的不間斷。
由于泵站的設(shè)計(jì)定位是無人（少人）值守，所以泵站的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)必須具有以下的幾點(diǎn)特性：
1.高穩(wěn)定性與易維護(hù)性
原水泵站是全年365天24小時(shí)不間斷工作的泵站，所以自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)必須具有極高的穩(wěn)定性，才能給予生產(chǎn)活動(dòng)有力保障。同時(shí)出于企業(yè)效益的考慮，系統(tǒng)還須具有維護(hù)簡便和維護(hù)周期長的特性，這樣可以減少后期人力成本的投入。
2.高度的自動(dòng)化程度
由于泵站不配或只配少量的工作人員，要完成泵站內(nèi)數(shù)量、種類眾多的生產(chǎn)設(shè)備操作幾乎不可能。這時(shí)如果依靠自動(dòng)化控制系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)簡便快捷的設(shè)備操作，甚至可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的設(shè)備操控。
3.完善的報(bào)警機(jī)制
自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)必須具有完善的報(bào)警機(jī)制，可以讓工作人員第一時(shí)間獲悉問題并按照相應(yīng)的預(yù)定流程去解決問題。
4.數(shù)據(jù)的可靠傳輸
泵站的安全運(yùn)行至關(guān)重要，實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)測是保障安全運(yùn)行的有效手段。將數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確傳輸至上級管理單位以及原水調(diào)度中心，可以保證原水管網(wǎng)整體調(diào)度的安全性。同時(shí)也等于多了兩雙眼睛同時(shí)在關(guān)注徐涇泵站的生產(chǎn)活動(dòng)，大大提高了及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題的概率。
原水徐涇泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)完全滿足了以上幾點(diǎn)需求：
4.1泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)
自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的下位機(jī)選用了AB品牌的ControlLogix系列PLC，采用了雙CPU雙網(wǎng)絡(luò)冗余架構(gòu)。采集設(shè)備信號的I/O機(jī)架通過冗余的controlnet網(wǎng)絡(luò)與冗余的主、副CPU機(jī)架相連接，而主、副CPU機(jī)架分別通過以太網(wǎng)連接網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。當(dāng)主CPU出現(xiàn)故障時(shí)，副CPU通過連接兩機(jī)架之間的通訊光跳線獲得訊息，立即接替主CPU的工作職責(zé)。故障的CPU排除問題后，自動(dòng)變?yōu)楦盋PU工作。這種架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了真正意義上的控制器無擾動(dòng)切換，具有很高的可靠性。
controlLogix系列的PLC采用了模塊化的設(shè)計(jì)，友善的編程環(huán)境，易于學(xué)習(xí)、使用，使得維護(hù)工作的難度大大的降低。
自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)選用了安裝Intouch軟件的PC。上位機(jī)有兩臺PC，1臺作為工程師站、1臺作為操作員站。工程師站安裝Intouch的開發(fā)版本，可以進(jìn)行人機(jī)交互界面的開發(fā)與修改并具有程序的運(yùn)行功能。操作員站安裝Intouch的運(yùn)行版本，只具有程序運(yùn)行功能。兩臺上位機(jī)互為冗余，獨(dú)立運(yùn)行，各自通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)向下位機(jī)ControlLogix PLC讀取數(shù)據(jù)。兩臺上位機(jī)的同時(shí)使用大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4.2泵站監(jiān)控系統(tǒng)的功能
徐涇泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的兩大功能：設(shè)備的控制與數(shù)據(jù)的處理。
4.2.1設(shè)備的控制
泵站主要設(shè)備如下：10kV變配電設(shè)備，400V變配電設(shè)備，水泵變頻器，水泵軟啟動(dòng)，出口液控閥等。
設(shè)備的控制分為兩層：就地層與遠(yuǎn)控層。就地層就是在設(shè)備本身的控制面版上進(jìn)行操作，具有較高的優(yōu)先級別。遠(yuǎn)控層就是在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制。就地與遠(yuǎn)控的選擇切換通過設(shè)備上的選擇按鈕來實(shí)現(xiàn)。
徐涇泵站是按無人（少人）值守標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的泵站，泵組的開?？梢栽谟?jì)算機(jī)端通過輕點(diǎn)鼠標(biāo)而實(shí)現(xiàn)一步化的操作。原先需要在400V變配電設(shè)備、變頻器、出口液控閥等三處地方安排三個(gè)工作人員來完成的開停泵操作，現(xiàn)在只需一個(gè)工作人員坐在電腦前就可以完成。工作人員通過計(jì)算機(jī)操作，將控制指令發(fā)往PLC，PLC按照預(yù)定的操作流程去控制相應(yīng)設(shè)備，設(shè)備之間按照一定的順序聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，此種操作方式無論在效率和準(zhǔn)確性上都大大超越了人工就地控制的方式。而且根據(jù)不同的權(quán)限授予，工作人員除了可以在泵站內(nèi)的操作站，還可以在上級管理單位的操作站上對泵站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)泵站真正的無人值守。
4.2.2數(shù)據(jù)的采集與處理
徐涇泵站監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)眾多，主要分為以下幾類：
（1）生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)包括壓力、流量、水質(zhì)等。
（2）電氣數(shù)據(jù)包括電壓、電流、功率、開關(guān)位置等。
（3）設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)包括變頻器開停故障狀態(tài)，閥門開閉狀態(tài)，水泵轉(zhuǎn)速與水泵故障等。
（4）設(shè)備健康狀態(tài)數(shù)據(jù)包括水泵、電機(jī)的溫度與振動(dòng)數(shù)據(jù)等。
由于數(shù)據(jù)量大，少量的工作人員無法同時(shí)兼顧這些數(shù)據(jù)，監(jiān)控系統(tǒng)必須具有完善的報(bào)警機(jī)制，將關(guān)鍵信息第一時(shí)間呈現(xiàn)給工作人員。系統(tǒng)必須對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理，除了數(shù)據(jù)本身還應(yīng)該將可能的故障提示給工作人員。比如系統(tǒng)對泵站的出口壓力進(jìn)行數(shù)值的判斷，根據(jù)預(yù)設(shè)定值，進(jìn)行壓力過低或過高的警報(bào)提示。又如系統(tǒng)對泵站的振動(dòng)頻譜進(jìn)行分析判斷，根據(jù)相關(guān)的國標(biāo)，提示水泵可能存在的故障，或提醒工作人員設(shè)備老化的趨勢。
4.2.3泵站數(shù)據(jù)的上傳
徐涇泵站隸屬于松浦原水廠管轄，徐涇泵站的生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過服務(wù)器經(jīng)由兩條數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送至松浦原水廠數(shù)據(jù)服務(wù)器。兩條數(shù)據(jù)鏈路一條為點(diǎn)對點(diǎn)SDH數(shù)據(jù)專線，另一條為具有固定IP地址的ADSL。兩條數(shù)據(jù)鏈路同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，互為備用。
現(xiàn)代化泵站廣泛應(yīng)用于城市供水、灌溉、排澇等各個(gè)方面，與生產(chǎn)生活息息相關(guān)。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和完善，泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠?qū)⒖刂?、運(yùn)行、管理集中于一體，實(shí)現(xiàn)泵站控制的自動(dòng)化和智能化。本文分析了泵站自動(dòng)化系統(tǒng)存在的一些問題，并探討基于智能控制器的泵站自動(dòng)化系統(tǒng)解決方案。
1.泵站自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
我國大多數(shù)泵站自動(dòng)化系統(tǒng)主要采用可編程邏輯控制器（PLC）為基礎(chǔ)的分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，PLC的配置靈活，具有較強(qiáng)的安全性、可靠性和適應(yīng)性，但它的開放性不強(qiáng)。中小型泵站在自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)置中采用PLC的成本偏高[1]，自動(dòng)化系統(tǒng)不適用于小型泵站，相反會增加小型泵站的施工操作步驟，造成資源的浪費(fèi)，影響小型泵站系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。目前我國運(yùn)用自動(dòng)化系統(tǒng)的泵站也存在一些問題，例如整體系統(tǒng)不完善，功能設(shè)計(jì)不合理，注重自動(dòng)化忽視管理、缺乏設(shè)備維保措施等，甚至自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行一段時(shí)間后就處于癱瘓狀態(tài)，再加上技術(shù)人員的缺乏，使實(shí)際操作中無法發(fā)揮其功能性。
2.基于智能控制器的泵站自動(dòng)化系統(tǒng)解決方案
為解決我國泵站自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀及問題，本文提出基于智能控制器的泵站自動(dòng)化系統(tǒng)，其主要功能包括泵站電氣量采集、水位采集、報(bào)警、一鍵開機(jī)、自動(dòng)開機(jī)、遠(yuǎn)程控制等。基于智能控制器的泵站自動(dòng)化系統(tǒng)的常規(guī)操作按鈕與一般控制系統(tǒng)操作一致，有利于快速實(shí)現(xiàn)操作人員的智能化操作。
2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
泵站自動(dòng)化系統(tǒng)的控制器設(shè)置在常規(guī)電氣柜之內(nèi)，二者是一體的，省去了另外設(shè)置單獨(dú)控制柜的步驟，有效地節(jié)省空間和接線。系統(tǒng)的核心就是控制器，泵站智能系統(tǒng)主要由進(jìn)線柜、泵控制柜、無功補(bǔ)償柜、站用配電柜、安全預(yù)防系統(tǒng)等構(gòu)成。其中，進(jìn)線啟動(dòng)柜的功能主要包括接入總進(jìn)線電源、進(jìn)線繼電的保護(hù)、泵站智能控制、信息數(shù)據(jù)的采集與交流、運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)提醒等；泵站控制柜在整個(gè)系統(tǒng)中的功能包括自動(dòng)完成啟動(dòng)和停止、電動(dòng)機(jī)的繼電保護(hù)、運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)提醒等；泵站的配電由站用配電柜完成；安全預(yù)防系統(tǒng)能夠保障系統(tǒng)的安全性，發(fā)揮出警告信號的作用[2]。具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖1所示：
2.2 站級智能控制器
泵站智能控制器具有一鍵開機(jī)、水位自動(dòng)開機(jī)和遠(yuǎn)方遙控開機(jī)三種泵開機(jī)方式，整個(gè)裝置在開機(jī)的過程中同時(shí)進(jìn)行控制進(jìn)、出水閘門的操作，若閘門操作失敗系統(tǒng)會進(jìn)行信號提醒，直至信號警告恢復(fù)正常才能二次執(zhí)行泵開機(jī)操作。其中一鍵開機(jī)于傳統(tǒng)水利系統(tǒng)的操作運(yùn)行性質(zhì)是一致的，便于工作人員的快速操作；水位自動(dòng)開機(jī)是根據(jù)水位情況的泵開機(jī)操作，保障泵站無人值班情況下的系統(tǒng)操作；遠(yuǎn)方遙控開機(jī)是接受主站的開機(jī)命令后，運(yùn)用智能控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操作。泵站智能控制器全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控泵站運(yùn)行狀態(tài)，并將信息及時(shí)發(fā)送至主站[3]。工作泵出現(xiàn)故障會造成停車現(xiàn)象，此時(shí)系統(tǒng)會自動(dòng)選擇啟動(dòng)備用泵進(jìn)行操作，能夠控制故障對泵站系統(tǒng)造成的影響。
泵站智能控制器具有一鍵停機(jī)、水位自動(dòng)停機(jī)、遠(yuǎn)方遙控停機(jī)這三種停機(jī)方式，泵站控制器在接受到停車命令之后，會對其控制的系統(tǒng)內(nèi)所有泵集中發(fā)出停車命令。如果“出水閘門關(guān)閉控制”在系統(tǒng)內(nèi)顯示投入使用，在泵自動(dòng)停止之后系統(tǒng)會自動(dòng)完成出關(guān)閉水閘門的實(shí)際操作。系統(tǒng)出水閘門關(guān)閉的操作中，如果出水閘門完全關(guān)閉，表明系統(tǒng)完成自動(dòng)控制出水閘門的關(guān)閉操作，否則系統(tǒng)會自動(dòng)發(fā)出警告提醒，報(bào)警并響起“閘門操作失敗動(dòng)作”的提示音；如果“出水閘門關(guān)閉控制”在系統(tǒng)內(nèi)完全顯示退出，則表示不需要進(jìn)行相關(guān)實(shí)際操作。如果“進(jìn)水閘門關(guān)閉控制”在系統(tǒng)內(nèi)顯示投入使用，泵站停止之后系統(tǒng)會自動(dòng)操作并完成進(jìn)水閘門的關(guān)閉。在關(guān)進(jìn)水閘門的操作中，如果進(jìn)水閘門完全關(guān)閉，表明關(guān)進(jìn)水閘門控制完成，否則系統(tǒng)會自動(dòng)發(fā)出警告提醒，報(bào)出“閘門操作失敗動(dòng)作”的提示音；如果“進(jìn)水閘門關(guān)閉控制”在系統(tǒng)內(nèi)完全顯示退出，則表示不需要進(jìn)行相關(guān)實(shí)際操作。
2.3 泵智能保護(hù)控制器
泵智能保護(hù)控制器安裝于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的泵控制柜中，其功能是就地完成泵站的自動(dòng)化控制，有效地保障電動(dòng)機(jī)繼電功能的實(shí)現(xiàn)，泵智能保護(hù)控制器在整個(gè)智能控制系統(tǒng)中發(fā)揮重要的執(zhí)行作用。泵智能保護(hù)控制器在自動(dòng)狀態(tài)下，其功能主要是根據(jù)主站的命令執(zhí)行就地開機(jī)、主站遙控開機(jī)等具體操作；而在備用狀態(tài)下，其主要功能是根據(jù)主站命令實(shí)施備用開機(jī)操作。泵智能保護(hù)控制器的開機(jī)也是按照步驟進(jìn)行的，其主要步驟包括判斷系統(tǒng)開機(jī)條件、完成閘閥的控制操作、判斷閘閥位置、完成降壓啟動(dòng)、實(shí)現(xiàn)全壓運(yùn)行等幾個(gè)重要過程；如果智能保護(hù)控制器在開機(jī)過程中出現(xiàn)障礙或受阻，系統(tǒng)會立即發(fā)出警報(bào)提醒，發(fā)出全面停止操作命令后執(zhí)行停止操作。也能夠通過人為操作執(zhí)行停車，其主要方式包括就地停車和主站遙控停車。在開機(jī)過程中系統(tǒng)如果出現(xiàn)故障和阻礙警報(bào)提醒，系統(tǒng)會自動(dòng)實(shí)施停機(jī)操作。在執(zhí)行保護(hù)狀態(tài)中，系統(tǒng)如果發(fā)出停機(jī)命令信號，在此情況下關(guān)閘閥操作不會立即執(zhí)行，但此時(shí)如果需要同時(shí)進(jìn)行關(guān)閉閘閥的操作，利用出口編程能夠?qū)崿F(xiàn)保護(hù)與關(guān)閉閘閥的操作[4]。
2.4 系統(tǒng)特點(diǎn)
泵站智能控制器與泵機(jī)組保護(hù)控制器采用串行通信相互聯(lián)系，其中泵站智能控制器是系統(tǒng)主站，能夠同時(shí)連接16臺泵機(jī)組保護(hù)控制器，共同完成泵組的一鍵開機(jī)、水位開機(jī)、遠(yuǎn)程控制開機(jī)等操作。
泵站智能系統(tǒng)運(yùn)用先進(jìn)的泵站專家控制系統(tǒng)技術(shù)，該技術(shù)能夠根據(jù)環(huán)境、泵機(jī)組設(shè)備運(yùn)行變化等數(shù)據(jù)信息，不斷完善和優(yōu)化泵組設(shè)備的組合，通過增加設(shè)備的使用率實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的作用，提高泵站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。泵站智能控制系統(tǒng)還運(yùn)用泵站安全預(yù)防技術(shù)，該技術(shù)能夠智能識別和檢測安全故障；該技術(shù)能夠在開機(jī)前自動(dòng)檢測管理區(qū)域是否安全，若出現(xiàn)非安全故障或情況，系統(tǒng)會自動(dòng)關(guān)閉泵組并發(fā)出警告信號，保障工作人員的安全；在無人值班期間利用自動(dòng)檢測功能保障區(qū)域的安全性，防止財(cái)產(chǎn)、設(shè)備等丟失、破壞現(xiàn)象。泵站智能系統(tǒng)還運(yùn)用先進(jìn)的泵站熱點(diǎn)數(shù)據(jù)無線定制點(diǎn)播與推送技術(shù)，系統(tǒng)管理和操作人員可以利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)了解各類熱點(diǎn)信息，實(shí)現(xiàn)了泵站的智能化、網(wǎng)絡(luò)化管理；系統(tǒng)利用先進(jìn)的云計(jì)算技術(shù)，有效地提高了智能化管理水平和系統(tǒng)操作工作效率，節(jié)約管理成本。泵站自動(dòng)化系統(tǒng)的操作與常規(guī)操作基本無差別，其按鈕設(shè)置一致，促進(jìn)操作人員盡快熟練智能操作。
3.結(jié)語
總之，泵站對生產(chǎn)生活具有重要意義，泵站自動(dòng)化系統(tǒng)的完善有利于泵站運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)泵站管理的現(xiàn)代化?；谥悄芸刂破鞯谋谜咀詣?dòng)化系統(tǒng)采用與常規(guī)控制系統(tǒng)相似的自動(dòng)化操作界面，運(yùn)用先進(jìn)的智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)泵站運(yùn)行管理的自動(dòng)化操作，保障泵站系統(tǒng)設(shè)備的安全和穩(wěn)定。
參考文獻(xiàn)：
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所謂泵站，一般指的是排水泵站，它是市政服務(wù)建設(shè)體系中一項(xiàng)基礎(chǔ)的設(shè)施機(jī)構(gòu)，致力于對城市污水的排放以及洪澇的防治工作，為人們的生產(chǎn)與生活提供了必不可少的保障。然而，我國的泵站電氣自動(dòng)化水平并不高，與發(fā)達(dá)國家相比還有一定的差距大多數(shù)泵站實(shí)行的仍然是單機(jī)常規(guī)控制，且管控能力不強(qiáng)，具有一定的缺陷。針對這種現(xiàn)象，我們必須不斷提升泵站的電氣自動(dòng)化水平，借鑒國外的先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無人發(fā)展模式，使泵站的職能得到充分的發(fā)揮，滿足當(dāng)前社會的發(fā)展的需求。
1泵站電氣自動(dòng)化的必要性
改革開放以來，我國的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展，并逐步走向成熟，在各個(gè)領(lǐng)域都得到了充分地應(yīng)用，這在泵站的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用中也有一定的體現(xiàn)，且取得了一些成果。然而，從我國當(dāng)前的泵站自動(dòng)化控制技術(shù)來看，大部分泵站還存在一系列問題，這很大程度上是由于泵站的自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)不完善。一方面當(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)缺乏一定的技術(shù)參照標(biāo)準(zhǔn)，另一方面，對泵站的自動(dòng)化需求缺乏深入了解，對泵站的實(shí)際工作需要把握不夠，這就造成了在泵站的實(shí)際運(yùn)行過程中，往往會出現(xiàn)不合實(shí)際的現(xiàn)象。舉一個(gè)簡單的例子，泵站的I/0點(diǎn)設(shè)備在技術(shù)參數(shù)、檢測控制以及配置等方面都與泵站的自動(dòng)化運(yùn)行狀態(tài)有著密不可分的聯(lián)系。然而，由于我國的自動(dòng)化水平起步較晚，再加上傳統(tǒng)思想的影響，開發(fā)商將簡單的泵站設(shè)備開關(guān)機(jī)操作單純的認(rèn)為是對自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，因此，著重將計(jì)算機(jī)信息技術(shù)應(yīng)用于對泵站設(shè)備的開關(guān)機(jī)幕前操作。而實(shí)際上泵站的電氣自動(dòng)化技術(shù)不單單是能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)開關(guān)或者電腦監(jiān)控，它更包含了泵站勵(lì)磁系統(tǒng)開發(fā)、水利監(jiān)控以及繼電保護(hù)與優(yōu)化等多個(gè)方面，這些都是泵站電氣自動(dòng)化的重要環(huán)節(jié)，且有著密不可分的聯(lián)系。泵站的電氣自動(dòng)化綜合了計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信以及信息化等多種技術(shù)在內(nèi)，具有一定的專業(yè)性。我國的電氣自動(dòng)化技術(shù)起步較晚，發(fā)展比較緩慢，在水泵站的工作實(shí)踐中經(jīng)驗(yàn)并不是很豐富，而且，我國目前還未建立起完善的自動(dòng)化技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，因此，必須加強(qiáng)對泵站電氣自動(dòng)化的實(shí)踐，不斷改進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，使其能夠滿足我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求，發(fā)揮其在我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)中的作用。
2泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)中存在的問題
2.1泵站的控制、測量與保護(hù)性能不協(xié)調(diào)。與發(fā)達(dá)國家相比，我國的泵站電氣自動(dòng)化水平還比較落后，盡管近年來，我國的大型泵站自動(dòng)化水平得到了有效的提升，然而在實(shí)際運(yùn)行過程中，還存在一些設(shè)計(jì)方面的問題，這嚴(yán)重制約了泵站電氣自動(dòng)化的發(fā)展。首先，在先前的泵站自動(dòng)化建設(shè)中，主要致力于對控制系統(tǒng)、測量以及保護(hù)等方面的技術(shù)研究。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，大多數(shù)的生產(chǎn)商開始投入了對泵站電氣自動(dòng)化技術(shù)的開發(fā)與研究，也逐漸認(rèn)識到了泵站測量、保護(hù)與控制的重要作用。作為泵站運(yùn)行中重要的環(huán)節(jié)，繼電保護(hù)是尤為重要的，它還具有測量、保護(hù)的作用。目前，繼電保護(hù)的對象主要是對設(shè)備電氣開關(guān)，進(jìn)而起到對電量的測量以及控制作用。因此，在對泵站電氣自動(dòng)化進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，必須充分考慮到設(shè)備的電量測量、控制以及保護(hù)的相互聯(lián)系，協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)的性能。
2.2泵站設(shè)計(jì)的自動(dòng)化控制環(huán)節(jié)不科學(xué)。泵站在進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)時(shí)，會將其按照結(jié)構(gòu)層次分為不同的控制單元，主要包括順序控制和其他的獨(dú)立控制。這種劃分模式不夠具體，且具有一定的模糊性，影響了泵站電氣自動(dòng)化功能的發(fā)揮。因此，在設(shè)計(jì)階段，就要對泵站的電氣自動(dòng)化進(jìn)行優(yōu)化，對于多個(gè)獨(dú)立控制的單元應(yīng)進(jìn)行有針對性的優(yōu)先處理。另外，要對自動(dòng)化控制的各個(gè)單元的信息指令進(jìn)行不斷地優(yōu)化，使各部分控制單元能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立操作，發(fā)揮各自的職能優(yōu)勢，進(jìn)而降低泵站設(shè)備的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，保障泵站電氣自動(dòng)化的有效實(shí)施。
3泵站電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)思路
3.1合理定位泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)思路。當(dāng)前的泵站電氣自動(dòng)化水平之所以達(dá)不到應(yīng)有的水平，很大程度上是由于對泵站的電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)不夠科學(xué)。因此，必須對泵站進(jìn)行有效的考察，在對泵站進(jìn)行了解與分析的基礎(chǔ)上，重新對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審視與合理定位。自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)性比較強(qiáng)，且綜合了多種復(fù)雜的現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)。因此，要想使泵站設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)電氣自動(dòng)化，必須有充分的資金、技術(shù)以及環(huán)境作為支撐。只有滿足了這三方面的需求，才能夠保障泵站電氣自動(dòng)化的有效實(shí)施，這也是實(shí)現(xiàn)泵站電氣自動(dòng)化的基礎(chǔ)保證。
3.2有效選擇自動(dòng)化控制系統(tǒng)。對自動(dòng)化控制系統(tǒng)的選擇，也影響著泵站電氣自動(dòng)化功能的發(fā)揮。因此，一定要立足于泵站的發(fā)展實(shí)際，選擇有效的自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行模式。例如通信協(xié)議設(shè)備與主機(jī)操控的聯(lián)合使用，這種操控模式是通過監(jiān)控主機(jī)來實(shí)現(xiàn)對指令的操控，該設(shè)備對通信協(xié)議設(shè)備沒有太大的要求，它注重的是主機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。一旦主機(jī)出現(xiàn)了問題，整個(gè)系統(tǒng)的傳輸指令將會受到限制，因此，必須選擇優(yōu)質(zhì)的監(jiān)控主機(jī)，保障自動(dòng)化控制系統(tǒng)的有效運(yùn)行。除此之外，還有遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)操控與主機(jī)操控的聯(lián)合使用，這種模式能夠?qū)TU、開關(guān)量輸入及輸出等進(jìn)行相應(yīng)的繼電保護(hù)，是一種比較可靠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。然而，該系統(tǒng)的成本比較高，在選擇時(shí)，要充分考慮到泵站的實(shí)際發(fā)展情況與資金狀況。
3.3實(shí)現(xiàn)信息化、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)模式。信息時(shí)代的到來，使水利工程也實(shí)現(xiàn)了信息化，而泵站信息作為其中最重要也最基礎(chǔ)的一個(gè)環(huán)節(jié)，它能夠?yàn)楸谜具\(yùn)行提供各方面的動(dòng)態(tài)信息，該設(shè)計(jì)具有重要的價(jià)值，它是對水利信息的高度綜合，保障了泵站的有效運(yùn)行。另外，我國的電氣自動(dòng)化技術(shù)缺乏科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，使許多泵站在進(jìn)行電氣自動(dòng)化研究時(shí)，對自動(dòng)化設(shè)計(jì)的主要方向把握不夠準(zhǔn)確。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)能夠明確電能的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，無論是使用電腦還是電表都需要有一個(gè)合理的依據(jù)，而設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化能夠?yàn)檫@些設(shè)計(jì)提供可靠的參考依據(jù)，使泵站的自動(dòng)化形成一個(gè)整齊的系統(tǒng)，進(jìn)而促進(jìn)泵站電氣自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。結(jié)束語市場經(jīng)濟(jì)條件下，我國對泵站的電氣自動(dòng)化水平提出了更高的要求。它不僅能夠?qū)υO(shè)備開關(guān)機(jī)實(shí)行自動(dòng)操作，而且能夠?qū)崿F(xiàn)泵站的實(shí)時(shí)檢測、故障預(yù)警以及信息傳輸?shù)认到y(tǒng)控制。在對泵站電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要從多方面出發(fā)，將資金、技術(shù)、環(huán)境等因素充分考慮在內(nèi)，保障泵站的電氣自動(dòng)化技術(shù)得到順利實(shí)施。
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