鮑鵬

摘要：泵站作為重要的水利設(shè)備，在城市運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用。但是在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)泵站自動(dòng)化水平已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代城市的要求，很多泵站的信息收集和設(shè)備工作狀況監(jiān)控程度不高。針對(duì)這種情況，對(duì)泵站的電氣自動(dòng)化升級(jí)極為必要，按照信息化、標(biāo)準(zhǔn)化、創(chuàng)新化的理念，引入智能化控制系統(tǒng)、加強(qiáng)水泵自動(dòng)化控制，巧妙利用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行、水位的檢測(cè)，利用中央控制系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。同時(shí)進(jìn)一步集成系統(tǒng)的應(yīng)用，讓運(yùn)營單位更好的完成對(duì)城市泵站的監(jiān)管，更加有效發(fā)揮泵站的群體效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：泵站;電氣自動(dòng)化;設(shè)計(jì);探析

引言

泵站在我國工程管理和各城市建設(shè)中具 有重要作用，它在城市供水、防澇等方面都擔(dān)任著重要的任務(wù)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息化技術(shù)的發(fā)展，泵站控制自動(dòng)化程度不斷提升，不僅僅提高了操作控制效率，同時(shí)提高了管理水平，尤其是改變了傳統(tǒng)的多泵站管理模式。未來泵站的發(fā)展向著智能化、自動(dòng)化方向。本文就泵站的電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)進(jìn)行初探，分析現(xiàn)有問題，提高設(shè)計(jì)水平。

一 泵站運(yùn)行現(xiàn)狀

排水泵站作為重要的水利設(shè)施，其運(yùn)行管理水平直接影響著當(dāng)?shù)鼐用裆钯|(zhì)量。尤其是排水泵站的自動(dòng)化水平，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)、施工中，泵站的電氣自動(dòng)化仍存在不足。

1）電氣自動(dòng)化覆蓋程度有待提升，在一些農(nóng)村和郊區(qū)泵站仍然依靠液位計(jì)來實(shí)現(xiàn)泵站的啟動(dòng)，因此控制精準(zhǔn)度不足，浪費(fèi)能源，影響整個(gè)泵站的使用壽命。同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)，配備了備用泵，來保障主泵檢修的情況下，作為替代進(jìn)行使用。但是確實(shí)對(duì)于備用泵的檢測(cè)系統(tǒng)，繼而導(dǎo)致長時(shí)間限制，備用泵損害。

部分污水泵站缺乏完善的控制系統(tǒng)線路，不能充分保護(hù)系統(tǒng)的主要設(shè)置，影響自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)工作不到位，導(dǎo)致系統(tǒng)的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)陳舊，容易造成泵站與中央控制室之間重要數(shù)據(jù)的丟失，并影響自動(dòng)裝置的完整性和準(zhǔn)確性。控制數(shù)據(jù)。另外，該系統(tǒng)缺乏對(duì)泵站的特定操作的動(dòng)態(tài)監(jiān)視和管理，這不利于信息的完整性。

2）智能化程度有待提升，我國是一個(gè)四季分明的國家，雨季和旱季時(shí)，水泵工作量有較大差異。尤其是在雨季時(shí)，水位上升過快，泵每次啟動(dòng)時(shí)間間隔縮短。由于啟動(dòng)瞬間電流過大，時(shí)間過短，極易出現(xiàn)電柜跳閘，導(dǎo)致泵無法正常運(yùn)作，繼而影響這個(gè)區(qū)域的排水工作。如何針對(duì)不同季節(jié)、不同工作環(huán)境的智能化控制系統(tǒng)，是每個(gè)設(shè)計(jì)人員需要考慮的問題。

二、泵站設(shè)計(jì)理念

根據(jù)上文的分析，我們了解到完善泵站的自動(dòng)化是既有必要的，比僅僅是對(duì)泵站工作效率、設(shè)備的一種保護(hù)，更是保障居民生活的一項(xiàng)必要舉措。同時(shí)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，泵站現(xiàn)有電控系統(tǒng)的升級(jí)也是為未來趨勢(shì)。因此在開展泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要遵循以下幾個(gè)原則：

1）注重信息要素，隨著數(shù)據(jù)處理能力的提升，系統(tǒng)可以更好地處理大量。且復(fù)雜的水文信息，因此在設(shè)計(jì)之初，應(yīng)該將所有信息歸類收集。充分發(fā)揮和提取泵站運(yùn)行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，構(gòu)建相關(guān)的數(shù)據(jù)模型，為后期的電氣自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)與運(yùn)行參數(shù)設(shè)定提供參考。

2）規(guī)范化設(shè)計(jì)，對(duì)于泵站建設(shè)國家已經(jīng)出臺(tái)了GB50265-2010泵站設(shè)計(jì)規(guī)范。因此在建設(shè)和施工中，電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)的要求或者高于國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，來提升我國泵站設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于后期的維護(hù)，降低維護(hù)成本。

3）設(shè)計(jì)創(chuàng)新性，隨著技術(shù)的發(fā)展，在電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)方面，應(yīng)該積極引入新的設(shè)備、新的技術(shù)，繼而滿足現(xiàn)代泵站使用需求。在數(shù)據(jù)處理方面，添加云處理技術(shù)，在系統(tǒng)控制方面加大泵站的集成控制能力，提升控制效率，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，引入智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)，針對(duì)不同的問題，能夠技術(shù)做出反應(yīng)，提高泵站運(yùn)行的穩(wěn)定性。

不管何種設(shè)計(jì)，都是為了保證泵站運(yùn)行質(zhì)量、提高運(yùn)行水平。因此在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮泵站運(yùn)行實(shí)際情況，根據(jù)實(shí)際情況，優(yōu)化設(shè)計(jì)。

三、泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)策略

為了更好的說明整個(gè)設(shè)計(jì)流程和要點(diǎn)，以雨水泵站為例，設(shè)計(jì)其電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)。泵站的自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)完整的分布式實(shí)時(shí)過程控制系統(tǒng)。 在正常運(yùn)行模式下，該系統(tǒng)可以由泵站主控計(jì)算機(jī)控制，也可以由遠(yuǎn)程管理辦公室的調(diào)度中心控制，以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度，運(yùn)行和控制。作為泵站的自動(dòng)控制節(jié)點(diǎn)，站級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過通訊線路和調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，可以監(jiān)控泵站內(nèi)所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，功率參數(shù)，水測(cè)量參數(shù)，報(bào)警信息等工作狀態(tài)。

1）前端圖像監(jiān)控系統(tǒng)，在監(jiān)控系統(tǒng)的前端配置彩色攝像機(jī)對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行拍攝，攝像頭可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)焦距，繼而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)、防盜監(jiān)控。

2）防盜門禁監(jiān)控系統(tǒng)，為了提高設(shè)備的自動(dòng)化程度，對(duì)于全城雨水泵站實(shí)現(xiàn)防盜監(jiān)控布置，利用紅外探測(cè)設(shè)備，對(duì)進(jìn)入人群進(jìn)行探測(cè)，并且將探測(cè)信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，和前端攝像機(jī)結(jié)合，來保證工作人員的正常訪問。

3）水泵電氣控制系統(tǒng)，雨水泵均采用手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種模式，配置相應(yīng)的切換開關(guān)。當(dāng)開關(guān)處于手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可以在高、低壓柜上進(jìn)行控制，主要用于安裝，調(diào)試和設(shè)備維護(hù);當(dāng)開關(guān)置于自動(dòng)模式時(shí)，可以根據(jù)過程流在PLC中進(jìn)行控制。PLC系統(tǒng)控制和監(jiān)視水泵，并負(fù)責(zé)將信息傳輸?shù)娇刂浦行?。主要功能如下：監(jiān)測(cè)集水井的水位，包括水位數(shù)據(jù)采集，水位超高報(bào)警等;水位數(shù)據(jù)采集通過超聲波水位計(jì)傳輸?shù)诫姎饪刂乒裰械闹悄芸刂破?。智能過程控制器通過與設(shè)定值進(jìn)行比較來控制水泵的運(yùn)行，并警告超高水位。為了控制水泵，系統(tǒng)根據(jù)自動(dòng)控制狀態(tài)下的水位變化啟動(dòng)水泵，根據(jù)運(yùn)行時(shí)間或運(yùn)行條件自動(dòng)切換設(shè)備，為水泵提供故障保護(hù);當(dāng)液位高于或低于設(shè)定值時(shí)，檢測(cè)到運(yùn)行狀態(tài)會(huì)觸發(fā)警報(bào)。在手動(dòng)控制狀態(tài)下，電氣控制柜上的按鈕操作保留用于臨時(shí)操作或事故處理。雨水泵的電氣控制和操作原理是確保進(jìn)水量與抽水量一致。如果進(jìn)水量大于抽水量，則可能超過水位;如果抽水量大于進(jìn)水量，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備干運(yùn)轉(zhuǎn)并損壞設(shè)備;確保高集水井水位運(yùn)行，減少水泵的揚(yáng)程，從而降低能耗;確保水泵不受水位波動(dòng)的影響，即當(dāng)水位設(shè)置為臨界水位波動(dòng)時(shí)，避免頻繁啟動(dòng)泵;泵的運(yùn)行時(shí)間和時(shí)間基本一致。

4）中控室，作為人機(jī)操作的主要系統(tǒng)，中控室配置觸摸屏，顯示泵站的工藝參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，通過友好的人機(jī)界面，讓操作更加簡單直觀。更加有利于整個(gè)泵站的監(jiān)管。同時(shí)大型集成控制系統(tǒng)，提高了整個(gè)城市的雨水泵站的工作效率，減少了人力投入。

結(jié)束語

泵站作為重要的給排水設(shè)備，其運(yùn)行質(zhì)量影響著居民生活質(zhì)量。同時(shí)隨著智能化、信息化時(shí)代的到來，傳統(tǒng)的泵站自動(dòng)化已經(jīng)不再適應(yīng)現(xiàn)代泵站的要求。泵站需要再次的升級(jí)，轉(zhuǎn)變現(xiàn)有自動(dòng)化覆蓋程度低、監(jiān)控水平差、智能化欠缺的現(xiàn)狀。進(jìn)行泵站的自動(dòng)化設(shè)計(jì)需要從信息收集、智能化控制、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方面入手考慮，擴(kuò)大電氣自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用范圍，完成對(duì)泵站的全面自動(dòng)化控制，保證設(shè)備運(yùn)行和設(shè)備安全。

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