探析泵站机电设备自动化技术的应用及其设计要求

马丁

摘 要：泵站承担着区域性的防洪、除涝、灌溉、调水和供水的重任，是解决洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化当今三大水资源问题的有效工程措施之一。而机电设备自动化控制在泵站排涝过程中具有主要作用，该技术的应用必须与实际相结合。基于此，本文阐述了泵站机电设备自动化技术的重要性及其功能，对泵站机电设备自动化技术的应用发展及其设计要求进行了探讨分析。

关键词：泵站机电设备；自动化技术；重要性；功能；应用发展；设计要求

一、泵站机电设备自动化技术的重要性及其功能

1、泵站机电设备自动化的意义。泵站机电设备自动化技术应用属于一门综合了多种科学技术的系统专业，包括计算机技术、网络信息化技术、通信技术等。自二十世纪九十年代初期阶段，以计算机为主的电子信息技术迅猛席卷全国各行各业，信息化技术水平日渐成熟。但是，当时许多开发商都简单的理解为泵站能够对设备的开关机进行操作就属于自动化技术应用，所以最终通过信息化技术手段的运用将设备柜前手工操作移驾到计算机屏幕前。事实上，泵站自动化不仅仅是针对于设备开停机操作或基本运行进行监控管理，同时对泵站励磁系统开发、继电保护优化、水利监控、以及经济运行成果分析等方面问题予以完善都有着重要而又紧密的内在联系。泵站强调机电设备自动化技术的应用不仅是设备自动化操作、监控对象分析、设备软件系统平台控制、数据空定义、信息化接口配置、协议栈优化等方方面面的技术完善过程，同时也是未来泵站经营建设走向可持续发展之路与落实科学发展观的实际需求，具有重要现实意义。

2、泵站机电设备自动化的功能。泵站机电设备自动化的功能要求主要包括：（1）数据采集与处理。通过自动周期性地采集或由操作员通过应用程序发命令采集泵站现场各种实时数据，进行必要的数据预处理并以一定的格式存入实时数据库，按照信号性质的不同把它细分为模拟量、开关量及脉冲数字量等。（2）安全运行与监视。对主设备及辅机设备的运行状态进行实时监视，包括当前各主要设备的运行及停止情况、闸门启闭情况，并对各运行参数进行实时显示。（3）控制与调节。泵站机电设备自动化系统的控制功能应该满足泵站机组启、停和变电所操作规范规定的要求。机组启、停控制有一条指令完成，计算机自动检测机组启、停条件并顺序执行，当满足条件时，执行操作。对变电所开关的操作应该自动检测操作条件，并按照预定的步骤进行分合闸。对所有设备应该设置手动控制方式和自动控制方式，并设有静态试验方式。机组事故停机时，应该同时关闭相关的辅助设备。

三、泵站机电设备自动化技术的应用发展

1、泵站机电设备自动化技术的应用分析。通常泵站机电设备自动化技术的应用就是准确读取信息来源，实现自动化的机械操作，具有较高的灵敏度和准确度。泵站机电设备自动化技术的应用摆脱了设备或机械受人类主观因素的影响，使得泵站的信息处理操作沿着既定的技术程序精准运行，避免了众多负面因素的影响，达到了人力所不能及的运行高度，极大地减轻了人类的操作负担。泵站机电设备自动化技术的有效应用，使得现场运行更具安全性和可靠性，其所带有的自动预警装置和检测装置有效地减轻了设备的运行风险，更好地延长机电自动化控制设备的使用寿命和运行周期。此外，泵站机电设备自动化控制设备有利于维修和保养，能很好地改善设备的运行状态，泵站机电设备自动化技术所带有的功能比较全面，适应面极为广泛，泵站的机电自动化控制设备可以节省众多人力、物力、财力，有利于删减冗杂的部门和人力，促进了能源及材料的节省。

2、泵站机电设备自动化技术应用的发展。基于泵站机电设备自动化技术的重要性，其具有较强的复合性，并且机电的自动化囊括了信息整理学、计算机程序等多门学科内容，所以为了发挥泵站机电设备自动化技术的作用，必须加强对其发展的研究。当今人类社会更加偏向于智能化和自动化，对于生活和工作的追求也发生了改变。首先，机电自动化必须要结合智能化这一重要发展方向，渐渐地向智能领域的自动化控制迈进。从目前的发展局势来看，智能化具有性能高、运行快、应用广等特点，注定成为自动化控制系统的开发主流。泵站机电设备自动化技术要注意依靠网络这一现代化科技平台，远程控制就必须通过网络建立，将自动化控制的终端设立于泵站，就能很好地进行远程控制，甚至是家庭型控制。最后，泵站机电设备自动化技术要讲求自动化和绿色化，机电系统自动化控制的核心就是自动操作，要重点巩固机电系统与人力的关系，逐步走向人机联合，通过自动化控制实现产品的绿色化和生态化。

三、泵站机电设备自动化设计要求的分析

1、泵站机电设备自动化设计思路的分析。泵站机电设备自动化设计的目的不仅只是在开停设备上的控制，自动化系统需要完成的工作很多，如水位、流量的监控；电气设備运行的监控和保护；事故和故障的预警；信息的采集与交换；实现无人值班等等。当然在实际设计时要以泵站的具体要求为前提，并分清设计的重点和次重点，作出切合实际的设计，主要设计思路有：信息设计，是以信息为导向的设计活动，泵站运行中所采集的信息数据是水利系统实现信息化管理的基点，能为水利信息系统提供准确的动态数据；典型设计，在没有相应标准和规范的前提下典型设计可以起到标志性作用，通过典型设计固定下来的技术和方案可以为同类型的泵站建设提供参考作用；模块化典型设计，由于泵站类型不多，但自动化系统要求不一，各个泵站还是存在机组台数和形式的区别。通过典型设计可以设计出若干个模块，整个泵站综合自动化系统就是由数个基本模块通过积木式叠加组合而成，再根据不同泵站的建设要求就可将其应用到泵站设计之中了。

2、泵站机电设备自动化设计的合理定位。通过泵站机电设备自动化建设是一项系统性很强的工作，因此要从多方面分析，综合考虑如投入、技术、运行环境等，然后结合各种实际情况确定其自动化的需求程度，设计出符合实际应用的自动化泵站。因此为了充分发挥泵站机电设备自动化的作用，必须对泵站机电设备自动化设计进行科学合理的定位。

3、所建泵站机电设备自动化系统机构进行选择，常见的系统结构有以下三种：（1）监控主机+通讯协议设备。该结构是将指令交给监控主机来调整和控制的，而对通讯协议设备的要求较低，因此要重视监控主机的选择，因为它是泵站自动化控制的关键，如果出现问题就会影响指令的正常专递，自控系统也就没法正常运行。（2）监控主机+PLC+通讯协议设备。泵站的机电设备自动化系统按其单元构成可分为三个部分，分别是若干可编程控制器PLC、监控下层设备的通讯监控主机以及通过以太网通讯PLC。其中PLC是控制节点，对于提高系统运行的可靠性起着一定作用。但此系统结构也有一定的局限性，就是PLC和下层通讯能力较弱，对通讯速度造成了阻碍。

结束语

综上所述，泵站机电设备自动化技术的应用不仅要结合泵站的实际情况，同时还要遵循一定的原则。立足为生产服务的目标，准确对泵站进行定位，优化泵站机电设备自动化设计，为泵站机电设备自动化运行创造良好环境。

参考文献：

[1]葛强.大型泵站的电气技术改造[J].水泵技术，2010（05）

[2]姚彦星.深圳机场排涝泵站电气设计[J].中国农村水利水电，2012（10）

[3]孙小红.关于泵站电气自动化设计思路的探讨[J].南水北调与水利科技，2011（02）

[4]赵勇.试论泵站电气自动化的设计思路[J].陕西水利，2011（02）