浅析微机监控系统在泵站的合理应用

张红玉 马华明

【摘 要】微機监控系统综合了保护、检测、管控、通信等功能，能够保护电源，不会受到设备运行以及通信系统的干扰，能够独立进行工作。微机监控系统中的励磁硬件设备的设计采用了模块化设计，便于维护。因此其在泵站远程监控中具有重要应用价值。

【关键词】微机监控系统；泵站；合理应用

引言：

随着计算机技术的发展，自动化技术以及网络技术的发展为建立高效的监测以及管控体系提供了很大的帮助，在建立泵站中，自动化技术的采取不仅提高了设备的与运行率，还能够提高管理效率，本文主要以具体的工程为例说明微机监控系统在泵站的应用。

一、工程基本情况

宁夏大型泵站工程始建于上世纪七十年代，主要包括固海、盐环定、红寺堡、固海扩灌、南山台子、扁担沟和甘城子7处，共有泵站100座，装机638台套，灌溉面积241.6万亩，是宁夏水利工程的重要组成部分。自建成投运以来，有效缓解了我区中部干旱带水资源极度缺乏的现状，稳定解决了40多万贫困人口的温饱问题，为改善生态环境，维护民族团结和农村社会稳定做出了历史性贡献。由于受当时技术条件限制，工程建设标准低，加之运行时间长、维修改造资金不足，普遍存在机电设备老化、配套工程不完善、运行状况恶化等问题，能源单耗在4.93- 6.65千瓦时/千吨米之间，设备完好率仅40- 66%。因此，抢抓中央“扩内需、保增长”历史机遇，实施大型泵站更新改造项目。规划改造泵站51座，更新主水泵191台，主电机262台及配套机电设备，建设泵站自动监控及信息化系统，改造辅助设施等。项目实施后，泵站工程设备完好率达到95%以上，装置效率提高到60%以上，能源单耗降低到4.5度/千吨米，灌溉保证率达到75%，可改善灌溉面积115万亩，新增节水补灌面积55万亩。

二、微机监控系统基本参数设计及功能介绍

微机监控系统参数的设计既可以通过现场数据录入，也能够从上位机中下载得到。在通信方面，上位机和除了闸门以外的各个部分全部采用相同的通信协议，可靠性高，整个系统的设计更加具有层次性，能够保证灵活的选用系统参数，安全性高[1]。

泵站微机监控系统的设计需要实现的功能包括检测功能、控制管理功能、微机励磁功能以及保护功能等。微机监控系统的检测功能主要体现在上位机监测各种设备的运行状态和参数变化中。在完整微机监控系统设计中，站变、主变以及主电机上下导瓦等的温度都会输送到保护单元中，进而与上位机通信。现场压力变送器把水压力、油压力等信息变换后，与上位机的信息交换。RS-485通信线将励磁装置的状态监测到的数据域上位机通信，对应机组的运行情况能够在励磁综合控制器上显示出来。在现场的信息采集中，叶片角度能够采用叶片角度编码器采集信息，上下游水位通过超声波水位计来采集信息，储能罐油位通过红外线液位探头采集信息，这些采集到的信息通过PLC转换为数字信号后传输到上位机。泵站设备检测的电压判断得到的通讯信号，泵站设备的运行状态以及报警信号等都是传送到上位机进行监测。

设备运行的功率参数通过上位机闭环进行调节，若是上位机出现故障，在现场就可以通过励磁综合控制器来调节键盘的主要运行参数。上位机能够说是记录励磁装置的运行参数，在装置运行不正常情况下，上位机和液晶显示屏中会出现相应的信号[2]。

微机监控系统的管理控制功能的实现。微机监控系统设计中，上位机直接控制电动道闸、断路器等，现场的监控单元主要实现分和控制命令、依照实际运行情况，及时调节叶片角度大小。上位机设定空压机以及供排水泵的参数，并自动调节参数变化。在设计中，上位机能够实现故障报警功能呢，在系统的运行参数中设定了各个菜单画面，能够清晰的获得主机温度参数以及水压力、油位等信息。磁系统中的运行方式以及参数等仅仅通过鼠标以及键盘就能实现调整。为加强系统的管理工程，在微机监控系统的设计中还涉及了多层防护程序。

微机监控系统能够实现保护功能，微机监控系统能够精确的记录故障发生的时间以及类型等，进而判断故障参数变化。保护装置的查询通过PLC轮流查询，一旦出现保护动作，上位机能够把保护动作信息传达到系统中。主机保护的设计能够实现横差保护以及过电流保护等，除了电量保护方面。还设计了励磁参数状态的保护。

三、泵站监控系统的设计和应用

系统监控对象主分为主设备和辅助设备，主要设备包括变压器、电动机等，辅助设备包括隔离开关、断路器、空压机、配电设备、闸门等。泵站系统监控内容包括设备的运行状态、设备的模拟电量以及计算机设备的运行状况等。

当前在泵站监控系统的应用中，采用的系统基本结构主要是开放分层式的系统结构，机组和变压器的设计布置在同一控制网络中，能够实现不同系统之间的闭锁控制以及信息共享功能，系统计算机来存储机组运行信息，实现计算机自动化管理。在泵站的计算机控制系统的设计中，将信息的采集和控制融为一体，能够实现信息的显示、设备运行状态的监控和控制，并能够实现报警、数据分析以及打印报表，远程监控系统的设计构成了分布式控制系统，监控网络保护结构见图1所示。

在监控系统的配置中主要包括三层，第一层为站控级，包括网络打印机、工作站以及通信站等，第二层是工业冗余以太环网，有通信光缆和交换机组成，第三层是现地控制单元。泵站设备的控制设计采用了站控级控制室操作员站集中控制的方式，根据实际的工作情况自动控制，在与设备操作相关的控制以及现地单元的控制中采用手动控制，能够实现受到操作规程。现地控制站在执行操作中，不仅能够执行上位控制层的命令，同时也能监控设备的运行状态[3]。

四、微机监控系统在泵站的应用效果

系统设计将太网、自动化系统、变电站等连接在一起形成统一的系统，系统采用了太网交换机为德国赫斯曼R32- FX/FX工业太网交换机，极大地增加了系统的抗干扰能力。在机组保护控制方面采用了PLC可标称控制软件，设备运行的稳定性大大提高，在机组LCU的设计中触摸屏的设计能够显示运行参数，方便控制。

在辅机控制系统的设计中包括了排水供水、真空抽水以及压缩空气等系统，各个系统的设计相互独立，全部连接到LCU中，接受机组LCU的命令，控制操作更加方便。在电源的设计中，所有保护设备接入太环网均是采用TCP光纤环网。即使环网上存在个别断点，也不会影响网络的运行。保护测控装置采用了模块化设计更加突出了控制优势。从经济性角度分析，微机监控系统的设计能够根据流量的要求来确定最佳泵组台数，减少了资金投入。

微机监控系统在泵站的运行中实现了少人值守、经济高效的的目的，泵站启停更加自动化，能够自动控制盒显示泵站信息，实现故障报警功能，经过2年时间的使用，微机监控系统运行正常，设备良好，达到了设计要求，开机效率大大提高，提高了劳动效率。

五、结语

综上所述，本文主要具体的工程为例，分析微机监控系统在泵站中的应用。微机监控系统在在泵站的使用中已经经过了十多年的发展，技术比较成熟，当前有不少大型排洪泵站已经采用了微机监控系统的设计，在以后的发展中，各个泵站微机监控系统将会加强联系，实现水资源的充分利用。

参考文献：

[1]孙达新，芮红霞，王东，等.微机监控系统在引滦工程潮白河泵站中的应用[J].海河水利，2011（1）：46- 47.

[2]郭莉莉，李辰霄.浅谈微机监控系统在泗阳第二抽水站中的应用[J].江苏水利，2012（3）：27- 27，30.

[3]成占五.马南水闸电排站微机监控系统的结构及其设备配置[J].科技创新与应用，2014（28）：202- 202.