探究水泵站自动化控制系统分析

夏忠朋

（山东省聊城市东昌府区排灌工程服务中心，山东 聊城 252000）

目前，我国多数水泵站已应用了自动化控制系统，不再需要人员值班，管理合理性得到提升，同时提高了水泵站的运行效率[1]。对现代水泵站而言，在实际建设过程中，应充分考虑水泵运行管理因素。通过应用自动化控制系统，提升设备安全性，并消除全部隐患，进而推动运行管理持续发展。

综上所述，本文对水泵站自动化控制系统做出分析，得出了自动化控制系统的运行需求及应用特点，并对水泵站自动化系统的功能作出分析，判断故障征兆，提升泵站自动化控制系统性能[2]。

1 自动化控制要求和应用特点

1.1 自动控制功能及要求

自动化控制系统能够有效完成水泵站信息内容的收集处理，并做到全面监测，把握水库在运行过程中的实际状态，为后续防洪排涝以及资源优化提供决策方面的支撑，从而提升管理工作的效率，提高整体质量水平[3]。

1.2 自动控制系统的应用特点

在应用自动化控制系统后，连接PLC和中央控制室，促使基础设备、远程I/O站、多方面设备信息全部集中在中央控制器中。在该控制模式下，主要通过数字分支结构方式，将系统和通讯总线全部连接，促使输出模块和输入模块能发挥出应有效果，完成检查和执行工作。这样泵站的运行情况能得到及时调整，所有信息内容都能得到合理控制。使用Microsoft Windows操作系统完成自动控制系统的语言控制工作。使系统本身不但具备较强的集成性和灵活性，还拥有人机交互界面。

2 水泵站自动化结构

水泵站自动化系统主要采用分布式结构，将控制功能、采集功能全面整合，以此控制整个泵站。系统通常应用开放式结构，将站控级计算机和现地控制单元全部连接，重新组建成一个具备网络结构的特定系统。系统内部主要分为三层，分别是监控层、网络层以及控制层。网络层主要由交换机和四芯多模光缆共同组成。控制层具体由机组控制屏幕、公用LCU控制屏、保护单元等共同组成。水泵站泵船式结构图如图1所示。

图1 水泵站泵船式结构图

设备控制分为三级，分别为主控级、现地控制级以及手动控制。其中，主控级能够完成泵站各个阶段的运行监视工作，将相关数据全部采集在一起，并实现自动控制的目标。主控级负责多方面工作，是整个控制系统中的核心部分。现地控制级则能够结合前期预定的控制程序以及目前的具体情况，自动完成控制工作；手动控制则是相关控制箱本身附带手动开关，工作人员可以自主操作。

3 水泵站自动化系统的功能

3.1 微机保护功能

通过合理利用电能尾部的保护测控单元，从而能够起到保护的效果，促使35 kV专用变电站以及10 kV设备都能正常运行。诸如变压器保护、电动机保护、电容器保护以及PT保护，每一层保护分别属于一个独立的自动装置，专门负责某项单一的保护工作。其功能主要包括故障问题的记录、定值数据的存储、修改信息的显示；结合监控系统，及时传递故障信息以及动作序列；接收所有出现修改的定值数据，并对时钟展开校对。

3.2 数据采集处理

利用系统内部的控制单元，能够有效获取辅助设备、公用设备、建筑物以及泵站的各类电量数据以及非电量数据，并根据当前的实际情况，及时完成数据转化工作，还能做到零漂处理、计算处理、滤波处理以及越限处理等。在所有数据处理完成后，在第一时间存入到数据库中。

3.3 安全运行监视

安全运行监视主要负责整个泵站运行的实际情况监控，并根据具体情况对运行环节做出合理修改。如果发现有任何异常存在，要及时采取针对性措施进行处理。结合调度命令要求，工作人员能够对整个水泵机组进行设备控制以及开关控制等。所有控制操作，都需要相关记录，并在显示器上直接呈现出来。泵站在实际运行过程中，应该结合上级部门设置的提水流量，对具体开机台数予以合理选择，确保机组在满足规定要求情况下正常运行。

3.4 保护和事故追溯

如果系统内部存在超驼峰运行、机组大面积超负荷运行和气蚀振动等问题，系统可对停机自动起到保护作用，或直接关闭，不允许正常开机；如果发生短路或电气故障，应对跳闸进行自动保护，并将有关信号内容全部传送给监控系统；水泵站在发生事故时，必须对事故前后的数据资料进行追踪，并作有效记录，具体时间范围最好是在事故发生前后的20～30 s。计算机再根据具体顺序，将报警信息、事故名称、记忆数据全部存储在磁盘上，形成历史数据。

3.5 监视、记录和报告

系统对内部所有设备的运行情况予以全面监控，具体包括机组的运行状况、辅助设备的运行状况、公用设备的运行状况以及厂用电运行模式。故障显示报警，自动显示所有参数，及相应的图像数据和其他相关数据参数。在完成参数获取后，应将其传递到系统中，并予以记录，以便随时提取和使用。

操作员对系统数据内容进行合理设置，确定事故类型后自动报警。在事故发生时，系统能够根据出现的声光信息以及报警信息，自动启动报警程序。采用电话语音方式，自动启动报警程序。通常而言，可以结合早期设定的责任人手机号，向相关负责人发出短信。

3.6 故障诊断及运行维护管理

在故障征兆出现后，监控系统可以自动提出处理和恢复指令，并对系统软件和硬件设施展开全面诊断。诊断范围包括外围设备、通信接口以及通道等，基于故障征兆点迅速找到对应模块，据此判断故障的具体性质，并找出对应的故障部位，提供相关诊断工具，实施故障检修与运行维护。

4 结语

水泵站自动化控制系统具有安全运行监视、事故追溯、故障监视和报告等功能，具备一定优势，能够有效提升水泵站运行可靠性。与此同时，相关人员还需要对水泵站自动化控制系统继续展开研究，针对现阶段存在的实际问题，及时采取针对性措施予以控制和处理，从而进一步提高水泵站自动化控制系统水平。