自动化控制技术在泵站系统中的应用

吕 慧 周 润

（东台市堤东灌区管理处，江苏东台 224200）

1 引言

泵站在水利运行工程里有着至关重要的作用，尤其对防汛防旱工程能够起到调度、防洪及防旱等作用，因此，研究自动化控制系统在泵站中的应用，具有重要的现实意义。泵站综合自动化控制信息系统具有数据共享、界面一致、多协议共存、软硬件环境复杂等特点，是一个跨流域、跨地区的智能化、大型分布式的系统，和其他系统具有交互性及开放性。

2 泵站综合自动化控制系统的特点

信息化的时代背景下，泵站控制系统开始走向智能化与自由化，综合自动化泵站控制系统立足于先进的控制技术和自动化技术，功能全面，在应用中的特点有以下几个方面：

2.1 实用性及可靠性

该泵站自动化控制系统主要是分层分布式，由现场的总线通讯机构对上下层进行控制，这一模式不仅能够满足泵站多种功能的需求，还具有操作简单、实用性强、数据互通性高等特点，大大提高了工作效率。

2.2 安全性

虽然该系统采取现场数据交互，但是每一个板块当中都具有自动核对及检查的功能，如果出现工作人员操作不当或者失误，系统则会自动禁止操作并发出警报，相关人员可以通过人工操作进行开停泵站机组，从而提高整个系统的安全性。

2.3 可维护性

设备的维护对于泵站系统而言十分重要，因此该系统在设计时便考虑到维护问题，可以采取模块化技术进行定期检查及维护，以保障系统的正常运行。

3 系统结构

3.1 系统整体

系统整体由两个部分组成——主站控制单元和现场控制单元，两个部分的功能各有不同。主站控制单元负责完成对泵站机组、工作闸门供配电设备 、公用设备和备用水闸等的监视和控制，现地控制单元能通过PLC对所管辖的泵站运行过程实行监控，并通过输入、输出接口与运行过程相连。此外，泵站综合系统还采取双网络双系统的模式，两者工作相互独立，所以即使出现部分系统出现故障，计算机仍能够通过另一个网络进行控制、存取信息。

3.2 自动化办公系统

根据泵站自动系统的功能及特点，分属部门按照各自的权限进行工作，对泵站系统中共享的数据进行查询，同时经过局域网通讯等服务打印相关文件数据实现文件共享，并进一步完成公文流转、物资管理、财务电算化等工作。

3.3 信息发布系统

泵站综合系统既是一个整体，又分成不同的子系统，相互独立但是又相互连通。该系统开发出动态与静态两个页面，静态页面主要是工程概况、建筑物分布等不变的信息，动态则是系统收集的相关数据，具有一定的变数和不稳定性。同时还具有一个中心数据库服务器，收集各子系统之间的数据，减少了数据文件的冗余，使数据更加精简、准确、可靠，不必再安装多余的软件，上级部门或远程用户通过该信息发布系统就能便捷地访问，实现信息数据共享。

3.4 监控图像系统

图像监控系统一共有16台摄像机同时同步进行录制监控，画质清晰、视差互补、远程监控、资料备份，不仅能够同时同步显示、定点放大缩小，还可以进行循环录像、撷取动态画面等，监控图像系统使用界面操作十分简单快捷。

4 泵站自动化运行步骤

泵站综合运行系统是智能化、自动化运行设备，用户或者操作者能够设定参数，系统会根据参数条件，自动检测电源或失压、缺相、过载等并判断停机条件。打开泵站系统的自动模式后，达到了停机参数要求，各组机位也会相应依次关闭相应的电容柜、电机的真空断路器，电机分闸后系统会关闭工作闸门。如果系统在运行过程中，某台设备出现故障不能运行，系统就会发出警报提示操作者。

5 控制模式

泵站综合运行系统采取现地遥控操作，操作员可以在上位机上手动操作某一台设备、某一个闸门或相应的电容柜。自动化模式下的系统运行采取半自动和全自动相结合的运行模式，系统自动开启或关闭机位会根据操作者设置的参数进行，进行检测后自动运行。除此以外，系统还具有手动操作的模式，可以在现场的控制箱上用手动按钮操作进行机组运行，并根据现场的实物控制显示开关机、运行等过程中的数据参数。

6 泵站综合系统的主要功能

泵站自动化控制系统的设计基础是泵站的工作环境、工作要求、设备运行条件等，设计方案必须严格按照国家关于泵站电气设备的相关规定办法，必须具有相应的功能，下文将会详细进行介绍各项功能。

6.1 采集及处理数据的功能

泵站综合系统在运行时会采集各个控制单元的电气量等数据，由中心数据采集系统进行分析处理，而主控制系统会同时采集非电量等数据信息，将所有信息数据进行整理分类，去除错误或误差较大的数据，将最终得出的数据信息压缩打包保存到数据终端，以便于数据查询共享及使用。

6.2 监控安全运行的功能

安全运行是泵站系统运行的一个重要指标，因此监控安全运行的功能十分必要，重要应当包括以下几个方面：一是实时在线监视系统的安全运行，泵站值班人员可以通过泵站控制系统的主界面远程监控主要设备的运行情况，发现设备运行失常时能够通过系统在线修改相关参数，但值得注意的是值班人员必须具有修改权限；二是对泵站系统多状态监视以保障设备的正常运行，或者通过人工操作等方式定期检查设备运行状态，若是出现异常状况立即发出警报，以便及时维修或修改参数；三是定期分析设备运行参数，如果发现参数存在异常状况或者出现运行故障前兆，要及时对相关参数进行检查修改，排除故障，同时采取辅助设备，例如闸门、电容柜等，进行参数数据的全面监视，判断设备是否存在异常并排除设备故障。泵站运行综合控制系统不仅仅对泵站设备起到控制和检测的作用，还能够从自身的软硬件角度出发自动侦查，从而保障系统安全运行。

6.3 实时控制的功能

除了自动化运行，泵站系统的操作人员还可以采取手动模式进行半自动操作，通过操作的界面和显示器等设备直接启动、停止水泵、设定相关参数、检测设备故障等。

6.4 设备运行维护的功能

泵站综合控制系统不仅能自动进行设备运行参数和状态检测、分析，技术人员可以根据设备参数信息进行判断，判断设备是否存在异常，当出现异常状况时可及时进行检修，保证泵站正常运行，提高泵站工作效率。

除上述的功能以外，泵站综合控制系统还能够进行报警记录、见识异常状况、诊断软硬件故障、记录操作等功能。

7 结束语

信息化数据时代，自动化与智能化已经成为技术发展的必然趋势，泵站综合化运行系统只有顺应时代潮流，与时俱进，根据系统的运行环境及需要设计出安全可靠的智能化设备系统，并有利于工作人员便捷地操作、检修，及时交互工作数据，才能真正提高泵站工作效率，才能更加科学合理地调度水资源。