自动化监控系统在泵站中的应用论述

安月兰王亚峰张琳

（1山东省济宁市黄淮水利勘测设计院 山东济宁 272019 2山东省济宁市水利工程施工公司山东济宁 272019 3山东省济宁书水利局设计院 山东济宁 272019）

自动化监控系统在泵站中的应用论述

安月兰1王亚峰2张琳3

（1山东省济宁市黄淮水利勘测设计院 山东济宁 272019 2山东省济宁市水利工程施工公司山东济宁 272019 3山东省济宁书水利局设计院 山东济宁 272019）

现阶段，泵站自动化监控系统的应用越来越普及，成为水利工程建设中必不可少的重要基础性设施。本文主要探讨在泵站对自动化监控系统的基本要求及其功能的实现，对于行业发展以及解决日常中出现的问题具有一定的指导意义。

泵站；自动化；监控

随着计算机技术、网络技术、信息技术的应用，在很多行业中都实现了自动化运行，极大的改善了人们的工作状况，提高了工作效率。水利工程是城市发展的基础性工程，通过自动化技术的应用，完成了对泵站的实时监控，做到“无人值班、少人值守”，并且提高了泵站运行的安全性、可靠性，对于泵站的安全运行及发展具有非常重要的意义。

1 泵站自动化监控系统应用的基本要求

在泵站中应用自动化监控系统的时候，一般要满足以下几个方面的条件：

1.1 可靠性与安全性

可靠性与安全性一方面是基于网络系统而言的，在泵站自动化系统中一定要选择安全、可靠、稳定的通信网络，才能实现对泵站的实时监控，通常在大型泵站中采用双网络的措施来增强网络的可靠性。另一方面可靠性与安全性是指的各种电气设备比如计算机、网络设备、传感器、自动化控制设备等。

1.2 实用性

应用自动化监控，应该保证系统的实用性，便于人们操作，界面简洁明了，屏幕上各项数据排列要合理，有效利用索引功能便于查找。所产生的各项数据报表、报警信息等要醒目，易引起人们的注意与重视。

1.3 先进性

泵站自动化监控系统要应用先进的技术设备，结合泵站的实际情况进行合理的配置，并且要符合相关的标准要求，及时升级更新各系统数据参数，从而保证自动化监控系统的先进性。

1.4 经济性

通常泵站建设需要投入大量的资金，用来实现对设备精度的要求、各项设备的配置以及对机组稳定性的要求等。为了避免投资浪费，同时还要满足泵站运行的各项指标要求，需要对设计方案不断优化，以保证系统的经济性。

2 泵站自动化监控系统的发展

泵站监控系统在我国起步相对发达国家来说是比较晚的，其发展基本可分为三个阶段：（1）常规控制并由计算机辅助（简称CASC）；（2）计算机监控与常规控制共同应用（简称CCSC）；（3）通过计算机系统实现的自动化监控系统（简称CBSC）。

其中，第二个阶段目前常用于对老泵站的升级改造，但是由于改造环节繁琐，既浪费人力物力，又会增加系统故障的几率，不宜推广。而当前应用较多的是第三个阶段的自动化监控系统，利用现代的计算机技术、网络技术，实现了对泵站安全运行的实时监控，可以说是泵站安全运行技术的一大飞跃。

目前在实际应用中的自动化监控系统可以分为两类：一是集中式控制，是利用一台或是两台计算机实现对泵站中各种设备的实时监控；另一种是开放、分层分布式的监控系统，这种控制系统分工明确，主控系统主要用来控制泵站的全局，负责进行统计分析，而现地控制系统（LCU）主要是负责收集数据信息，对设备的运行进行监控，以及完成控制系统的操作。在实际应用中大都采用分层、分布式的控制方法，

3 泵站自动化监控系统的数据传输

数据信息的传输是保证泵站自动化运行的重要部分，目前常用的数据信息传输主要是PLC，其他的还可能用到站内励磁、保护、温度巡检等各方面的信息传输系统，这些都是和设备生产厂家所签订的通信协议相关的。但是在市场上大都是采用一些标准的通信协议，像MODBUSRTU与MODBUSTCP等，这样就给泵站自动化监控系统的发展增加了一定的困扰。不过，目前出现的一种嵌入式控制PC端的通信设备被应用到自动化监控系统中，有效的解决了监控系统的数据传输问题，使泵站自动化监控技术更加的智能。

4 泵站自动化监控系统的主要功能

4.1 设备的运行状态检测

运行设备的状态检测具有较高的技术性，是保证泵站安全运行的基本条件。在自动化监控下，对泵站的重要设备以及重要部位的各项参数实时收集、监测，然后将收集到的设备运行的信息、检测数据等与专家级的智能系统进行比对分析，最后再对运行中的设备可能存在的各方面的问题进行科学的评价。其实这个过程完成起来是具有较高难度的，国内外的专家学者已经经过了大量的试验，并且总结出了许多宝贵的实践经验。在具体运行过程中，状态检测是比较独立的系统，其实和控制系统之间很多的资料是相通的，在进行设备检测的时候可以将两者结合起来，资源共享。

4.2 运行管理

即使是现代自动化控制系统已经相当完善，但是仍然有一些机械设备无法纳入到自动监控系统之内，我们可以通过软件系统所采集到的数据信息进行分析，然后再利用闭锁条件检查，起到对这些设备运行管理的目的。

4.3 流量控制系统

对泵站的流量进行有效控制是泵站运行的关键环节，也是监控子系统的主要功能。在流量监控中主要是监测全线流量变化情况，对于流量的监控可以从几个方面来进行，一是要监测全线供水流量目标值的变化情况，二是监测沿线分水点分水量的变化情况，还有就是泵站机组运行情况和水库的运行状态。我们设定一个时间段，同时对泵站的静态平衡分配和动态流量调节分别进行

监测，如果监测到小的流量变化，可以调整运行机组的叶轮达到平衡，如果监测到流量变化太大，可以采取增加或是减少机组台数来进行调整。

4.4 调度监控

调度系统是泵站安全运行的核心，在日常工作中要结合泵站的实际运行情况来进行调度。调度中心的值班人员先要设定总流量计划或是方案，保证泵站的经济运行。在工作中对泵站的进出水池的水位差、泵站机组的各运行参数进行校对，在保证系统安全运行且满足条件的前提下，对方案进行优化，将信息传递到各个分站点，并结合当前的流量变化情况，对整体进行平衡调控。现阶段，我国很多水站基本都实现了不同程度的自动化监控，并且“无人值班，少人值守”的目标在很多地方都得到了落实。

5 自动化监控在泵站中的发展趋势

5.1 一体化发展

科技的进步推动了自动化技术的发展，通过应用各种集成系统，将智能控制器和集PLC、HMI、I/O等通信技术于一体新型控制技术已经在实践中得到了应用，泵站自动化监控体系正朝着一体化迈进，并且可以将多个泵站进行统一调度，达到最佳效果。

5.2 自检功能越来越完善

在泵站运行过程中会出现一些故障，需要及时发现并修复，这就需要提高自动化监控系统的自检功能，实时进行智能故障自检，并及时自动修复。在这一方面，我国也取得了一定的成效，比如将BP神经网络、模糊运算、多信息融合等新技术融入到泵站自动化监控中，对泵站自检功能的实现起到了很大的推动作用。

5.3 数据传输实时化

及时获得泵站运行的各种数据信息，能够更加便于对泵站的管理，及时掌握各种动态信息，然后制定相应的措施，这就需要实现数据信息的实时传输。通过泵站自动化监控系统，配合最新的卫星云图实时接收、实时在线巡视、设备状态实时检测与维修，并且通过共享平台实现数据信息的实时共享，从而完成泵站数据信息的实时化管理。

6 结语

泵站自动化监控是当前泵站发展的主要方向，对提高泵站的自动化管理具有非常重要的意义。在泵站自动监控系统中运用各种硬件、软件系统，以及网络设施，结合当前的高新科技，达到“无人值班，少人值守”的最佳工作状态。未来的泵站自动化监控系统将更加智能化，可靠性将大大提高，达到泵站对各项指标的监测要求。

[1]王学明.泵站自动化的发展趋势[J].科技信息,2011,23（12）.

[2]朱正伟,徐青,唐鸿儒.南水北调东线工程泵站自动化系统设计关键技术[J]．南水北调与水利科技,2011,5（29）．

[3]吴健，韦东．基于智能控制器的泵站自动化系统研究[J]．中国水能及电气化，2014，2（15）．

式中P为样品加标回收率，m2为样品加标样测定的质量值，m1为样品测定的质量值，m0为加标质量值。

加标回收率的结果，按规定的允许限判定是否合格。被测组分的含量≤1mg/L时，回收率的允许限为80%～120%；被测组分的含量在1mg/L～100mg/L时，回收率的允许限为90%～110%；被测组分的含量≥100mg/L时，回收率的允许限为95%～105%[3]。

由于监测站的样品，特别是水样，大多浓度偏低，文献[4]指出决定回收率的因素有三方面，（1）加标回收测定时实验方面的系统误差包括测定方法、操作方法化学试剂、仪器方面等的综合影响；（2）测定的精密度问题；（3）计算方法带来的误差。这些因素都会使回收率的波动范围增大，影响结果的准确度。

6 结语

随着对环境监测的重视及检验人员的素质的提高，影响数据准确度的样品的采取、样品的保存与运输、监测方法、数据处理等因素已被渐渐克服，而枯燥的不断重复的实验监测过程中是实验人员容易忽略的部分，采取内部质控手段来确保实验数据的准确度可以减少数据的误差，使得监测数据能更加真实地反映实际环境情况，这对环境监测，环境保护，具有重大意义。

参考文献

[1]王莉.环境监测水质分析质量保证的探讨[J].才智,2011(14).

[2]宋树成，郭如侠.浅谈样品加标回收率[J].水科学与工程技术, 2011(8)∶25.

[3]李义,禹海清,董建芳,梁志宏.加标回收在水质分析中的应用及回收率计算方法[J].岩矿测试,2010(5)∶560.

[4]郑毓兰,赵晓华,陈连科.关于低浓度样品加标回收的认识[J].中国环境监测,1995(2)∶55.

宋宏玲（1987—）,女，广东湛江，本科，助理工程师，环保水监测。