張 濤

（深圳市東江水源工程管理處，廣東 深圳 518036）

全國各地建設了數(shù)量眾多的抽水泵站，其主要用于農(nóng)業(yè)灌溉以及市區(qū)供水排水等，然而大量抽水泵站由于受到技術、資金等各方面條件的限制，無法進行改造與更新，導致抽數(shù)泵站普遍存在監(jiān)控設備落后、自動化水平較低以及管理水平不高等缺陷。因此，這些常規(guī)化運行且自動化水平不高的抽水泵站越來越無法滿足社會經(jīng)濟高速發(fā)展的需求與現(xiàn)代水電體系高效運行的需要，必須不斷的革新抽水泵站的技術，在計算機監(jiān)控系統(tǒng)的輔助作用下，不斷提高抽水泵站的自動化水平。只有通過引進、更新抽水泵站的自動化技術，才能使其使用壽命及運行效益等到更大的提高，從而確保泵站的供水排水效能，減少勞動力，降低工人的勞動強度，提高抽水泵站的管理水平與經(jīng)濟效益。

抽水泵站自動化控制技術的發(fā)展分為三個階段：常規(guī)自動化控制—計算機輔助控制—計算機監(jiān)視控制。隨著抽水泵站自動化技術的不斷發(fā)展，計算機監(jiān)視控制技術在泵站得到了越來越廣泛的應用，并明顯的表現(xiàn)出比其他普通抽水泵站響應速度更快、綜合效能更強大、整體效益更好等各種優(yōu)勢。所以，自動化技術的應用與更新不僅是抽水泵站發(fā)展的必然方向，同時也是泵站發(fā)展所亟待解決的難題。

一、抽水泵站自動化系統(tǒng)的概念

圖1 集中式處理系統(tǒng)

圖2 分層分布式處理系統(tǒng)

就技術層面而言，抽水泵站自動化技術是現(xiàn)代電子信息技術迅猛發(fā)展的成果之一。隨著計算機技術及功能的不斷發(fā)展與完善，造就了如今先進的抽水泵站自動化系統(tǒng)。以我國為例，抽水泵站自動化系統(tǒng)主要由自動監(jiān)控系統(tǒng)、自動裝置以及繼電保護等設備組成，它去除了老舊的表計與控制平臺等傳統(tǒng)設備，在很大程度上減少了電纜的數(shù)量，節(jié)省了控制室的使用面積。抽水泵站自動化系統(tǒng)除了對正常工作的泵站進行監(jiān)視、控制外，還會對泵站的一、二次設備進行數(shù)據(jù)采集、工作狀態(tài)監(jiān)控以及調節(jié)與控制，從而確保抽水泵站運行的安全性與高效性。在抽水泵站的正常運行過程中，一旦發(fā)生設備故障等問題時，保護裝備將立即對其進行數(shù)據(jù)采集與實施監(jiān)控，并對故障做出快速反應，找出故障原因，進行故障修復處理，最后恢復泵站的正常運作。另外。抽水泵站自動化系統(tǒng)還會對高壓設備、變壓器、絕緣裝置等電氣設備進行監(jiān)視與控制。泵站自動化系統(tǒng)會把采集的數(shù)據(jù)傳到管理控制中心與調度中心進行數(shù)據(jù)庫儲存，方便今后修訂、改編計劃時搜查數(shù)據(jù)庫。

保護、監(jiān)測、遠傳、控制是抽水泵站自動化系統(tǒng)的四大功能。具體功能如下：監(jiān)測變電裝置、機組設備的日常運作情況；搜集設備裝置的電量信號與非電量信號進行檢測、預警；記載、儲存、分析與處理重要的設備運行參數(shù)；記載、反饋所采集到的各項故障數(shù)據(jù)；研究、對比機組設備的開啟狀況與運行狀態(tài)；調試并修護抽水泵站的輔助裝置；合理地調節(jié)泵站機組設備的節(jié)能優(yōu)化狀況等等。更為重要的是，抽水泵站自動化系統(tǒng)還會對泵站的設備裝置起到保護作用，從而減少風險性，預防安全事故，確保職工的生命財產(chǎn)安全。

二、抽水泵站自動化系統(tǒng)的分類

抽水泵站自動化控制系統(tǒng)的超強通訊技術不僅可以全面、準確地采集上級發(fā)出的指令信息，還可以根據(jù)指示信息完成下一個操作。與此同時，泵站自動化系統(tǒng)會把泵站機組裝置設備的工作參數(shù)發(fā)送到上級單位，根據(jù)上級操作人員的指令，將重要機組裝置的工作參數(shù)、故障處理程序、故障信號預警等運行狀況全面地展示在線上的CRT視屏中，充分體現(xiàn)自動化系統(tǒng)的靈敏性與強抗干擾性。除此之外，抽水泵站自動化系統(tǒng)還擁有極好的擴展性、開放性等優(yōu)點，有利于日后進一步強化系統(tǒng)功能。

就我國抽水泵站當前所使用的電子信息控制系統(tǒng)而言，主要講控制系統(tǒng)分為兩大類：集中式處理系統(tǒng)與分層分布式處理系統(tǒng)。具體如下：

（一）集中式處理系統(tǒng)

集中式處理系統(tǒng)就是一種運用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來收集、分析及處理抽水泵站機組設備日常運作中的各項參數(shù)，再利用其處理結果來指導抽水泵站的自動化作業(yè)與監(jiān)控、預警等操作的系統(tǒng)。一般情況下，集中式處理系統(tǒng)在整個泵站僅安設1～2臺監(jiān)控設備來實現(xiàn)整個抽水泵站的全方位監(jiān)視與控制。其系統(tǒng)結構圖如圖1所示。

（二）分層分布式處理系統(tǒng)

目前，中、大型抽水泵站通常采用分層分布式處理系統(tǒng)對泵站進行管理控制。分層分布式處理系統(tǒng)的重要特征就是控制對象具有一定的分散性，也就是說，將泵站機組、閥門、變電站以及輔助設備等控制對象看作多個單元，每個單元安設相應的設備，形成抽水泵站的現(xiàn)場控制，從而進行控制對象的數(shù)據(jù)收集、處理以及各機組或其他重要設備的調節(jié)、控制，同時，可以利用計算機網(wǎng)絡對泵站設備進行信息通訊，詳細系統(tǒng)結構圖如圖2所示。

三、抽水泵站自動化技術及其功能要求

隨著科學技術的不斷發(fā)展以及大中型泵站管理水平不斷提高，泵站電氣設備自動化控制程度要求越來越高。根據(jù)泵站的實際運行需要及其特點，泵站自動化技術及其功能要求只要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)的采集、處理，抽水泵站的安全運行及監(jiān)視，抽水泵站自動化系統(tǒng)的調節(jié)與控制三個方面。具體如下：

（一）數(shù)據(jù)的采集、處理

抽水泵站現(xiàn)場設備運行數(shù)據(jù)參數(shù)的采集方式包括周期性自動化采集以及根據(jù)工作人員發(fā)出的指令信號進行采集兩種。然后，泵站自動化系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理指的是將采集到的數(shù)據(jù)參數(shù)按統(tǒng)一的格式存儲到數(shù)據(jù)庫中，并根據(jù)信號的不同性能劃分成開關量、模擬量與脈沖量等等。

（二）抽水泵站的安全運行及監(jiān)視

通過抽水泵站的自動化系統(tǒng)，控制室工作人員能夠在CRT上監(jiān)視到整個抽水泵站各個主要、輔助設備裝置的運行情況，同時，還可以對控制操作設定相應的權限，只有得到授權的工作人員才能根據(jù)泵站的實際需要修改CRT上的監(jiān)視對象。泵站自動監(jiān)視系統(tǒng)負責監(jiān)視泵站所有機組設備的開啟狀況與運行情況，并在CRT上準確顯示這些設備運行的工作參數(shù)。

（三）抽水泵站自動化系統(tǒng)的調節(jié)與控制

抽水泵站自動化系統(tǒng)的控制功能主要體現(xiàn)在變電站電容器與變壓器的控制、泵站機組控制、輔助設備控制、閘門控制以及勵磁裝置的調節(jié)與控制。當控制功能安全運行是，便可以實現(xiàn)對抽水泵站進行遠程調節(jié)與控制。另外，泵站自動化系統(tǒng)對泵站機組運行控制功能比較遵守相關的操作規(guī)程，并且泵站內的全部設備裝置都必須設置自動控制與手動控制兩種方式，除此之外，還應當安設靜態(tài)試驗功能，以確保系統(tǒng)運行的安全性、有效性。

結語

隨著社會城市化發(fā)展的不斷加速，各中、大型抽水泵站只有通過引進并深化自動化技術的實踐效能，才能在這殘酷的市場競爭中尋求生存之道。抽水泵站自動化技術是計算機信息技術、檢測控制技術與網(wǎng)絡監(jiān)視技術等多門先進技術綜合應用的產(chǎn)物，也正是因為其技術上的綜合優(yōu)勢，促使了抽水泵站自動化技術必將成為今后抽水泵站發(fā)展的前進方向。

[1]令狐金卿，李澤滔.泵站自動化技術的探討[J].現(xiàn)代計算機（專業(yè)版），2011，3（06）:63-71.

[2]錢鋒.抽水泵站自動控制系統(tǒng)的應用研究與設計[D].安徽：合肥工業(yè)大學，2009，10:1-10.

[3]陶星君.泵站自動控制技術研究[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012，10（19）：74-75.