自动化系统在泵站运行管理中的运用

冯海军

（甘肃省景泰川电力提灌管理局，甘肃 白银730400）

1 引言

近几年，随着可持续发展理念的深化，水利工程得到了迅速发展，针对我国水资源分布不均及人均水资源不足等现状，需要通过建设泵站的方式实现水资源的合理调配，更好地满足人们生活以及社会生产的现实需求。基于此，做好泵站运行管理工作非常重要。自动化系统的应用能够实现泵站从人工管理到自动化管理的转变，应得到有关部门重视。

2 我国泵站自动化的发展历程

泵站自动化先后经历了3个不同阶段：

1）半自动化阶段。在半自动化泵站运行管理中，依然是以人为主，无论是设备运行还是控制系统设置，都需要人为操作，设备故障检修和运行维护也需要依靠人工进行，泵站整体采用的是一种开环控制形式。

2）全自动化阶段。与半自动运行管理相比，泵站全自动运行管理将开环控制变成了闭环控制，配合水位继电器、压力继电器等自动化设备，可以实现对泵站机组的运行管理和保护控制。

3）综合自动化阶段。对比以往的自动化技术，综合自动化技术不仅结构更加集成化，功能更加丰富，运行管理也更加智能，可以很好地满足泵站自动化运行管理的各种需求，促进泵站运行效率提高[1]。

3 自动化系统在泵站运行管理中的应用

3.1 自动化监管系统

自动化监管系统能够对泵站内所有设备运行情况进行监视，在发现异常时及时发出报警信息；监管过程中，能对收集到的各种参数进行分析和记录，生成相应参数变化趋势图，帮助工作人员实现对设备运行状况的分析预测；依照预先设定好的参数范围，做好异常参数分析处理，尽可能地避免故障发生。

自动化监控系统可以分为视频监管系统和电子监控系统，本文以电子监控系统为例进行简单分析。泵站中，电子监控系统采用的是分层结构，不需要安排专门的值守人员，但是，为了保证其可以稳定可靠地运行，需要定期巡视检查，指挥中心必须做好分站调度工作，确保分站能够将相关指令落实到位，配合计算机和网络，以实现信息的高效传递。分站监控中心需要对泵站运行中的各种设备参数进行收集和整理，并将分析结果传输到总监控中心，由技术人员做好分析判断，保证各项操作指令具有合理性，以此来实现分层控制目标。事实上，除去电子监控系统，泵站中采用的监控系统同样是分层结构，可以分为2个控制级：

1）以中心控制室为核心主要控制级，可以实现泵站电机自动化运行管理。

2）现场控制级，能够借助完整的监控系统，保证监控效果[2]。

3.2 自动化控制系统

自动化控制系统能够实现对泵站中关键参数和设备运行状况的自动控制，如泵站机组控制、变压器控制、电容器控制、辅助设备控制等。在充分保证安全的前提下，自动化系统应用还可以帮助工作人员实现对上述内容的远程控制及调度工作。在对自动化控制系统功能进行设计时，应充分考虑泵站运行需求，同时，还应关注变电所相关操作规范，泵站内设备应设置为手动控制和自动控制2种方式，在出现故障需要停机处理时，可以在现场通过手动控制方式完成设备关机操作，保证设备和人员安全[3]。

3.3 自动化保护系统

自动化保护系统包括很多方面的内容，如母联保护、微机保护、进线保护、站用变微机保护等，所有用于保护的测控装置都必须安装在高压开关柜内，并确保其能够分散布设，在测控装置中配备以太网通信机与网络交换机，能够实现对保护系统和监测系统之间数据的信息传递，也可以为各种操作命令的顺利执行提供良好支撑[4]。

3.4 自动化通信系统

自动化通信系统是基于光纤以太网通信技术和同步数字体系的通信系统，可以实现对泵站的自动化控制，也可以对泵站运行管理中的各种信息进行自动采集。自动化通信系统能够借助中央控制室以及相应分站传输平台、信息交换平台和网络平台，完成数据互通互联。目前，自动化通信系统的作用体现在以下2个方面：

1）自动化通信系统可以实现对泵站内部所有区域、所有设备以及所有仪器的互通互联，对泵站运行管理中产生的各种数据信息进行及时准确的收集和传输。

2）自动化通信系统可以为泵站日常运营管理提供全网联网服务，也可以为数据业务、语音业务以及图像业务提供支持。基于此，在对自动化通信系统进行设计的过程中，应确保其能够很好地满足泵站发展中对于互通性、兼容性和可扩展性的要求[5]。

4 自动化系统在泵站运行管理中的应用前景

伴随着互联网技术、计算机技术以及自动化技术的发展，泵站运行管理开始从原本半人工操作逐步转变为综合自动化管理，在进行泵站的自动化建设过程中，应对各方面需求进行综合考虑，在充分保证泵站运行效益和运行安全的基础上，提升自动化系统的适用性。新发展环境下，自动化系统在泵站运行管理中的应用前景体现在以下3个方面：

1）自诊断功能完善。为了将自动化系统在泵站管理中的作用最大限度地发挥出来，技术人员应重视自动化系统中自诊断功能的完善性，实现对常见故障的自动化智能化诊断及处理。现阶段，我国开始对一些大型泵站进行升级改造，越来越多的先进技术被应用到了泵站故障诊断中，如BP神经网络、频谱分析技术、多数据融合技术等，显著提升了泵站自动化系统中的人机协作能力，使泵站运行管理朝着自动化和智能化方向发展。

2）信息实时管理。信息实时管理能够帮助工作人员更好地了解泵站的实际运行情况，为决策制定提供可靠参考依据，提升泵站运行管理效果。信息实时管理的实现，能够使工作人员随时掌握泵站设备运行状态，借助即时性平台实现数据信息共享，促进泵站管理效率和维护水平的提高。

3）管控一体化。嵌入式智能控制设备以及OCS控制器的应用，决定了未来泵站运行管理必然会朝着测量、管理和控制一体化方向发展。借助自动化监控系统，工作人员能够对泵站设备的运行情况进行控制，也可以围绕多泵站工作的最优化目标来进行调度，实现泵站一体化管控。

5 结语

我国在泵站自动化运行管理方面已经取得了比较显著的成果，但是，依然没能实现综合自动化运行管理，这就需要相关技术人员继续努力，在强调泵站效益最大化的同时，对泵站自动化监控系统、自动化控制系统、自动化保护系统和自动化通信系统等进行整合优化，提升泵站运行管理效果，以此来推动我国水利事业的健康发展。