劉鑫

【摘要】泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)是一門(mén)綜合性較強(qiáng)的工作，涉及電氣設(shè)備、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信和控制技術(shù)等，不同類型的泵站自動(dòng)化需求也不同，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以根據(jù)泵站的實(shí)際進(jìn)行綜合考量。本文簡(jiǎn)述了泵站電氣自動(dòng)化的必要性以及泵站自動(dòng)化實(shí)施的主要原則，對(duì)泵站電氣自動(dòng)化要實(shí)現(xiàn)的基本功能以及泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究分析，旨在保障泵站的安全運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】泵站電氣自動(dòng)化；必要性；原則；基本功能；設(shè)計(jì)

泵站加強(qiáng)電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的主要目的不僅僅是針對(duì)于設(shè)備開(kāi)停機(jī)操作，同時(shí)對(duì)于水位監(jiān)測(cè)、電量監(jiān)控、設(shè)備故障預(yù)警、信息采集與交換等都有著十分迫切的處理需求。以下就泵站電氣自動(dòng)化及其設(shè)計(jì)進(jìn)行探討分析，以供借鑒參考。

一、泵站電氣自動(dòng)化的必要性

泵站設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用屬于一門(mén)綜合了多種科學(xué)技術(shù)的系統(tǒng)專業(yè)，包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)、通信技術(shù)等。自二十世紀(jì)九十年代初期階段，以計(jì)算機(jī)為主的電子信息技術(shù)迅猛席卷全國(guó)各行各業(yè)，信息化技術(shù)水平日漸成熟。與此同時(shí)，排水泵站的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用也初步獲得一定運(yùn)作成果。但是，當(dāng)時(shí)許多開(kāi)發(fā)商都簡(jiǎn)單的理解為泵站能夠?qū)υO(shè)備的開(kāi)關(guān)機(jī)進(jìn)行操作就屬于自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用，所以最終通過(guò)信息化技術(shù)手段的運(yùn)用將設(shè)備柜前手工操作移駕到計(jì)算機(jī)屏幕前。事實(shí)上，泵站自動(dòng)化不僅僅是針對(duì)于設(shè)備開(kāi)停機(jī)操作或基本運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控管理，同時(shí)對(duì)泵站勵(lì)磁系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、繼電保護(hù)優(yōu)化、水利監(jiān)控、以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成果分析等方面問(wèn)題予以完善都有著重要而又緊密的內(nèi)在聯(lián)系。泵站強(qiáng)調(diào)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用不僅是設(shè)備自動(dòng)化操作、監(jiān)控對(duì)象分析、設(shè)備軟件系統(tǒng)平臺(tái)控制、數(shù)據(jù)空定義、信息化接口配置、協(xié)議棧優(yōu)化等方方面面的技術(shù)完善過(guò)程，同時(shí)也是未來(lái)泵站經(jīng)營(yíng)建設(shè)走向可持續(xù)發(fā)展之路與落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀政策的實(shí)際需求，具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

二、泵站自動(dòng)化實(shí)施的主要原則

1、效益原則。在泵站的建設(shè)過(guò)程中，需要投入的資金量大，這主要出現(xiàn)在設(shè)計(jì)、建設(shè)、改造和維護(hù)環(huán)節(jié)。但是在泵站建設(shè)完成后，其現(xiàn)實(shí)運(yùn)行工作的時(shí)間因自身的特點(diǎn)以及運(yùn)行環(huán)境的影響，通常會(huì)出現(xiàn)閑置時(shí)間較多的情況，這樣導(dǎo)致泵站所發(fā)揮的效益低于投入的資金價(jià)值，并且在后期還會(huì)有電氣自動(dòng)化系統(tǒng)升級(jí)改造和維護(hù)的資金，會(huì)給建設(shè)單位帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)壓力。因此要注重泵站自動(dòng)化運(yùn)行中效益的發(fā)揮。

2、實(shí)事求是求是原則。在進(jìn)行泵站的自動(dòng)化設(shè)計(jì)工作中，要以實(shí)事求是的原則和態(tài)度，結(jié)合當(dāng)?shù)氐囊?guī)劃、投入等實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)。泵站的自動(dòng)化類型可以分為數(shù)據(jù)采集型、部分自動(dòng)化型和綜合自動(dòng)化型三種，所以應(yīng)用到的技術(shù)和設(shè)備都相對(duì)先進(jìn)，如果沒(méi)有對(duì)泵站的自動(dòng)化建設(shè)進(jìn)行科學(xué)合理的定位，將不同類型的泵站建設(shè)在合適的地方，不僅是經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，也是對(duì)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的不尊重。

3、可靠原則。保證泵站運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定可靠是自動(dòng)化建設(shè)的核心，因此在其電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)中就應(yīng)對(duì)所用的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行可靠性分析研究，以及各項(xiàng)試驗(yàn)和考量，這都是奠定泵站電氣自動(dòng)化良好運(yùn)行的基礎(chǔ)。

三、泵站電氣自動(dòng)化要實(shí)現(xiàn)的基本功能

泵站電氣自動(dòng)化要實(shí)現(xiàn)的基本功能主要包括：（1）數(shù)據(jù)采集與處理。通過(guò)自動(dòng)周期性地采集或由操作員通過(guò)應(yīng)用程序發(fā)命令采集泵站現(xiàn)場(chǎng)各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)預(yù)處理并以一定的格式存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，按照信號(hào)性質(zhì)的不同把它細(xì)分為模擬量、開(kāi)關(guān)量及脈沖數(shù)字量等。（2）安全運(yùn)行與監(jiān)視。對(duì)主設(shè)備及輔機(jī)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，包括當(dāng)前各主要設(shè)備的運(yùn)行及停止情況、閘門(mén)啟閉情況，并對(duì)各運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。（3）控制與調(diào)節(jié)。泵站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的控制功能應(yīng)該滿足泵站機(jī)組啟、停和變電所操作規(guī)范規(guī)定的要求。機(jī)組啟、停控制有一條指令完成，計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)機(jī)組啟、停條件并順序執(zhí)行，當(dāng)滿足條件時(shí)，執(zhí)行操作。對(duì)變電所開(kāi)關(guān)的操作應(yīng)該自動(dòng)檢測(cè)操作條件，并按照預(yù)定的步驟進(jìn)行分合閘。對(duì)所有設(shè)備應(yīng)該設(shè)置手動(dòng)控制方式和自動(dòng)控制方式，并設(shè)有靜態(tài)試驗(yàn)方式。機(jī)組事故停機(jī)時(shí)，應(yīng)該同時(shí)關(guān)閉相關(guān)的輔助設(shè)備。

四、泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的研究分析

1、泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的定位。通過(guò)泵站自動(dòng)化的原則我們可以知道，其自動(dòng)化建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)性很強(qiáng)的工作，因此要多方面分析，如投入、技術(shù)、運(yùn)行環(huán)境等，之后再結(jié)合各種實(shí)際情況確定其自動(dòng)化的需求程度，設(shè)計(jì)出符合實(shí)際應(yīng)用的自動(dòng)化泵站。即為注重實(shí)際，科學(xué)定位。

2、所建泵站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行選擇，常見(jiàn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有以下三種：（1）監(jiān)控主機(jī)+通訊協(xié)議設(shè)備。該結(jié)構(gòu)是將指令交給監(jiān)控主機(jī)來(lái)調(diào)整和控制的，而對(duì)通訊協(xié)議設(shè)備的要求較低，因此要重視監(jiān)控主機(jī)的選擇，因?yàn)樗潜谜咀詣?dòng)化控制的關(guān)鍵，如果出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)影響指令的正常專遞，自控系統(tǒng)也就沒(méi)法正常運(yùn)行。（2）監(jiān)控主機(jī)+PLC+通訊協(xié)議設(shè)備。泵站的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)按其單元構(gòu)成可分為三個(gè)部分，分別是若干可編程控制器PLC、監(jiān)控下層設(shè)備的通訊監(jiān)控主機(jī)以及通過(guò)以太網(wǎng)通訊PLC。其中PLC是控制節(jié)點(diǎn)，對(duì)于提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性起著一定作用。但此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也有一定的局限性，就是PLC和下層通訊能力較弱，對(duì)通訊速度造成了阻礙。（3）監(jiān)控主機(jī)+RTU。監(jiān)控主機(jī)加以太網(wǎng)通訊RTU結(jié)構(gòu)既有繼電保護(hù)的作用，同時(shí)也有可編程序控制器的功用，不僅如此，還能對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入、輸出以及模擬量輸入輸出有著保護(hù)作用。在該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，以太網(wǎng)是監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行通訊的主要媒介，對(duì)于泵站的自動(dòng)化控制發(fā)揮著巨大作用。但要選用這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)必須投入較多的資金才能實(shí)現(xiàn)。

3、泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)思路。泵站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的目的，不僅僅只是在開(kāi)停設(shè)備上的控制，自動(dòng)化系統(tǒng)需要完成的工作很多，如水位、流量的監(jiān)控；電氣設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)控和保護(hù)；事故和故障的預(yù)警；信息的采集與交換；實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班等等。當(dāng)然在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)要以泵站的具體要求為前提，并分清設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和次重點(diǎn)，作出切合實(shí)際的設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)思路有：信息設(shè)計(jì)，是以信息為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)活動(dòng)，泵站運(yùn)行中所采集的信息數(shù)據(jù)是水利系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息化管理的基點(diǎn)，能為水利信息系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)；典型設(shè)計(jì)，在沒(méi)有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的前提下典型設(shè)計(jì)可以起到標(biāo)志性作用，通過(guò)典型設(shè)計(jì)固定下來(lái)的技術(shù)和方案可以為同類型的泵站建設(shè)提供參考作用；模塊化典型設(shè)計(jì)，由于泵站類型不多，但自動(dòng)化系統(tǒng)要求不一，各個(gè)泵站還是存在機(jī)組臺(tái)數(shù)和形式的區(qū)別。通過(guò)典型設(shè)計(jì)可以設(shè)計(jì)出若干個(gè)模塊，整個(gè)泵站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)就是由數(shù)個(gè)基本模塊通過(guò)積木式疊加組合而成，再根據(jù)不同泵站的建設(shè)要求就可將其應(yīng)用到泵站設(shè)計(jì)之中了。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，實(shí)現(xiàn)泵站電氣自動(dòng)化，不僅要結(jié)合泵站的實(shí)際情況，同時(shí)還要遵循一定的原則！切實(shí)了解泵站電氣自動(dòng)化需要注意的問(wèn)題，立足為生產(chǎn)服務(wù)的目標(biāo)，準(zhǔn)確對(duì)泵站進(jìn)行定位，優(yōu)化泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)，為泵站電氣自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)及發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境。

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