林振鵬

摘 要：泵站主機(jī)和輔助設(shè)備可以利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)收集和處理數(shù)據(jù)，并且實(shí)現(xiàn)控制與調(diào)度，自動(dòng)修復(fù)和優(yōu)化系統(tǒng)。采用狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)χ鳈C(jī)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，及時(shí)報(bào)警異常情況，并且為檢修人員提供故障信息。此次研究主要是探討分析泵站信息化技術(shù)及其應(yīng)用，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價(jià)值。

關(guān)鍵詞：泵站；信息化技術(shù)；應(yīng)用

在信息化時(shí)代發(fā)展背景下，我國多數(shù)水利泵站實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)發(fā)展，并且部分水利工程將重點(diǎn)泵站作為樞紐，并且將大型泵站作為中轉(zhuǎn)點(diǎn)，以此實(shí)現(xiàn)水源調(diào)運(yùn)，農(nóng)田澆灌以及城市內(nèi)澇排洪調(diào)配系統(tǒng)。泵站通過應(yīng)用信息化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，但是還有部分地區(qū)水利工程泵站在信息化建設(shè)中還存在較大差距，某些地區(qū)正在將手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)向自動(dòng)化運(yùn)行。盡管多數(shù)發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)泵站自動(dòng)化運(yùn)行，但是與信息化建設(shè)要求還存在較大差距，還需要進(jìn)一步提升智能化程度。

1、泵站信息化系統(tǒng)

圖1為泵站信息化系統(tǒng)組成圖。針對現(xiàn)地級來說，其主要由泵站現(xiàn)場多臺現(xiàn)地控制單元測量和監(jiān)控泵站主機(jī)、變配電以及輔機(jī)設(shè)備。在現(xiàn)地控制單元中包含狀態(tài)監(jiān)測單元、微機(jī)保護(hù)裝置、監(jiān)控單元以及安全監(jiān)測單元。以上各子單元采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接于站控級。站控級內(nèi)包含多臺服務(wù)器和計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，利用監(jiān)控主機(jī)能夠展示出泵站運(yùn)行狀態(tài)與數(shù)據(jù)，在異常故障情況下能夠及時(shí)發(fā)出警告，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和分析泵站運(yùn)行數(shù)據(jù)，確保泵站人員能夠集中控制和監(jiān)視泵站機(jī)組以及閘門和變電所等設(shè)備。不同子系統(tǒng)中包含獨(dú)立上位機(jī)，能夠?qū)崟r(shí)顯示出測量單元的數(shù)據(jù)分析結(jié)果。針對管理級來說，其包含信息管理系統(tǒng)和管理局域網(wǎng)。

2、泵站信息化建設(shè)內(nèi)容

2.1遠(yuǎn)程控制信息化泵站

第一，控制箱：控制箱需要安裝電源開關(guān)和電源指示燈。系統(tǒng)利用斷電方式使系統(tǒng)復(fù)位。將故障指示燈、狀態(tài)指示燈以及水源指示燈設(shè)置在系統(tǒng)中，確保泵站運(yùn)行人員能夠直觀了解到泵站運(yùn)行情況。1）電源接入與電源輸出控制：控制箱電源為220V，控制箱提供電源輸入，并且將該電源作為開關(guān)量傳感器輸入與中間繼電器輸出的驅(qū)動(dòng)電源。2）獲取泵站電參數(shù)?？刂葡渫ㄟ^電參數(shù)模塊能夠獲取泵站電參數(shù)，采用三相三線接入。3）輸出/輸入端子：輸入端子包含多個(gè)開關(guān)量，輸入電壓控制在24V。系統(tǒng)可以獲取各開關(guān)量狀態(tài)，0號碼端子屬于公共端子。輸出包含多個(gè)繼電器常開充電，觸點(diǎn)電壓可高達(dá)220V，電流最大可達(dá)5A。

第二，泵站預(yù)設(shè)參數(shù)與邏輯控制：泵站預(yù)設(shè)參數(shù)包含泵站IP號，泵站電流互感器比值、賬戶通信方式等。控制邏輯主要采用水參數(shù)控制邏輯實(shí)現(xiàn)，能夠有效處理泵站異常情況。電參數(shù)控制邏輯標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)電流數(shù)。根據(jù)泵站實(shí)際運(yùn)行情況能夠明確泵站基準(zhǔn)電流數(shù)。通過控制箱控制主板進(jìn)制碼設(shè)定泵站基準(zhǔn)電流數(shù)，有效值為255A以內(nèi)。

2.2硬件配置

第一，系統(tǒng)登錄。泵站遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)主要是采iOS與安卓系統(tǒng)所定制的APP，使用手機(jī)號能夠登錄系統(tǒng)。

第二，系統(tǒng)監(jiān)控：監(jiān)控功能主要包含機(jī)組控制、告警控制、運(yùn)行控制以及圖片視頻。采用硬件監(jiān)控終端能夠控制機(jī)組運(yùn)行，獲取運(yùn)行溫度和電流電壓等參數(shù)。通過硬件監(jiān)控終端控制告警機(jī)制，能夠?qū)C(jī)組離線、門禁以及運(yùn)行告警等進(jìn)行監(jiān)控。利用手機(jī)APP能夠控制機(jī)組，遠(yuǎn)程啟閉站房門禁系統(tǒng)。

3、泵站信息化建設(shè)與應(yīng)用分析

3.1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

泵站通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠采集數(shù)據(jù)，整合歸納主機(jī)與輔機(jī)數(shù)據(jù)，以此實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制、數(shù)據(jù)分析以及系統(tǒng)診斷等功能，優(yōu)化泵站系統(tǒng)應(yīng)用，通過視頻形式傳輸數(shù)據(jù)信息，這樣既可以實(shí)現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)，還能夠提升便利性。針對數(shù)據(jù)采集來說，主要是采集功能電流電壓數(shù)據(jù)，并且匯總非電量數(shù)據(jù)，例如集水井和葉片角度。數(shù)據(jù)處理包括模擬量處理、開關(guān)量處理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算等。對于存儲(chǔ)與處理數(shù)據(jù)來說，能夠按照電量要求、時(shí)間要求等存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以此操作泵站和執(zhí)行命令，有效查看和排除系統(tǒng)故障，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)控制與調(diào)節(jié)功能主要是按照不同調(diào)控層次開啟或關(guān)閉設(shè)備，還能夠?qū)λl、泵葉片和勵(lì)磁進(jìn)行調(diào)節(jié)。針對監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)來說，主要是監(jiān)控主機(jī)組與變配電運(yùn)行狀態(tài)，并且分析診斷運(yùn)行參數(shù)，詳細(xì)記錄開機(jī)與停機(jī)問題。針對自診斷恢復(fù)來說，該項(xiàng)功能可以深入了解和分析硬/軟件運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)診斷和修復(fù)故障問題，防止冗余設(shè)備所導(dǎo)致的拖沓影響。在發(fā)生故障問題之后，能夠及時(shí)切換設(shè)備，并且發(fā)出報(bào)警。針對調(diào)節(jié)與控制功能來說，其不僅能夠控制系統(tǒng)和應(yīng)用順序，還能夠提升操作調(diào)節(jié)效果，優(yōu)化各項(xiàng)功能。

3.2狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

泵站變配電與主機(jī)組極易出現(xiàn)故障問題，包含電氣故障和非電氣故障兩種。針對電氣故障，其主要由于微機(jī)保護(hù)裝置存在問題，影響保護(hù)效果。非電氣故障主要是由于泵站計(jì)算機(jī)控制效果不佳。若檢修人員不了解故障發(fā)生原因，就會(huì)耽誤故障最佳排除時(shí)間。因此為了提升故障運(yùn)行效率，必須從以下方面入手：第一，主機(jī)組故障問題。該類故障包含水泵葉輪外殼振動(dòng)過大、噪聲過大以及定子溫度異常等，在排除故障時(shí)首先需要分析故障所致原因，分析主機(jī)組相關(guān)參數(shù)，以此排除故障。第二，主變壓器故障。該類故障包含主電機(jī)油溫異常、絕緣損壞等。檢修人員需要觀察故障表現(xiàn)，及時(shí)更換損壞的部件。第三，針對控制系統(tǒng)與輔機(jī)故障問題，該類故障問題表現(xiàn)形式為冷卻水中斷以及油缸油液不足，在檢修維護(hù)時(shí)需要檢測相關(guān)參數(shù)，針對無法明確的故障問題來說，需要采用數(shù)據(jù)方式探究故障所致原因。第四，針對電氣故障問題來說，則應(yīng)當(dāng)及時(shí)確定故障位置并予以排除，避免引發(fā)較大的安全事故。

3.3工程安全檢測系統(tǒng)

泵站工程在實(shí)施日常檢測時(shí)應(yīng)當(dāng)注重水位流量、伸縮縫以及河床變形情況等，根據(jù)相關(guān)要求測試以上部位。然而因技術(shù)問題限制，導(dǎo)致泵站安全監(jiān)測系統(tǒng)比較少，通常都是采用人工觀測方法，盡管部分泵站將監(jiān)測儀器配備在泵站中，然而多數(shù)監(jiān)測儀都被融入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中。對于該類問題來說，則需要應(yīng)用基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全監(jiān)測系統(tǒng)，此種監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)ι炜s縫、揚(yáng)壓力以及水位進(jìn)行采集，實(shí)時(shí)顯示出水閘與泵站的斷面浸潤線，并且對比分析測點(diǎn)數(shù)據(jù)變化情況。通過短信或報(bào)警方式通知數(shù)據(jù)偏差浮動(dòng)情況。通過應(yīng)用此種安全監(jiān)測系統(tǒng)能夠自動(dòng)整理文件資料，自動(dòng)生成時(shí)間事件報(bào)表。

3.4泵站信息管理系統(tǒng)

通常情況下，泵站信息管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析和處理各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，將處理結(jié)果提交至相關(guān)主管部門，確保主管部門利用數(shù)據(jù)連接方式明確系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，分析和研究潛在的安全隱患，并且提出高效地解決措施。其次，該信息管理系統(tǒng)還能夠接收上級指令與數(shù)據(jù)，合理安排工作任務(wù)，以此促進(jìn)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，還能夠確保管理模式的信息化和自動(dòng)化。泵站管理人員應(yīng)當(dāng)注重管理和維護(hù)泵站：第一，合理安排維護(hù)人員、票務(wù)人員和值班人員，在設(shè)置崗位時(shí)必須立足于水利工程的實(shí)際需求，利用網(wǎng)絡(luò)模式提升管理效果。第二，注重監(jiān)管和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，此種監(jiān)管方式能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控泵站的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)跟蹤數(shù)據(jù)信息。第三，泵站人員應(yīng)當(dāng)注重存儲(chǔ)和計(jì)算數(shù)據(jù)信息，為后期應(yīng)用提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

3.5視頻監(jiān)控系統(tǒng)

按照泵站運(yùn)行情況，合理設(shè)計(jì)安防系統(tǒng)。將攝像頭和紅外探測器設(shè)置在防范區(qū)域內(nèi)，當(dāng)無關(guān)人員進(jìn)入到紅外探測器防范區(qū)域內(nèi)時(shí)，探測器會(huì)發(fā)出警報(bào)聲。安防監(jiān)控設(shè)備也會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，提示非法入侵，能夠起到預(yù)防犯罪功能。該系統(tǒng)具備圖像偵測功能，視頻監(jiān)控范圍內(nèi)捕捉到異常現(xiàn)象時(shí)，會(huì)通過短信方式提示管理人員，通過視頻顯示器能夠了解到現(xiàn)場實(shí)際情況。系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)異常問題時(shí)能夠在短時(shí)內(nèi)撥打預(yù)設(shè)電話號碼通知管理人員，管理人員可以通過遠(yuǎn)程電話監(jiān)聽現(xiàn)場存在的問題。

4、泵站信息化對智慧水務(wù)，智慧城市的重要性

智慧水務(wù)主要是利用在線監(jiān)測設(shè)備感知城市供排水系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)用可視化方式將供排水設(shè)施與水務(wù)管理部門聯(lián)合在一起，及時(shí)分析和處理城市水務(wù)問題。泵站信息化建設(shè)有利于實(shí)現(xiàn)智慧水務(wù)。在智慧城市發(fā)展過程中應(yīng)用智慧水務(wù)技術(shù)，能夠?qū)^(qū)域內(nèi)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常問題時(shí)能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)，定位異常位置并予以解決。其次，通過泵站信息化技術(shù)能夠合理調(diào)度城市水務(wù)，分析用水高峰期，預(yù)測和推斷與水務(wù)有關(guān)的數(shù)據(jù)，以此實(shí)現(xiàn)智能化稅務(wù)調(diào)度。

5、結(jié)束語

綜上所述，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，關(guān)于泵站信息化技術(shù)的研究也在不斷深入，關(guān)注狀態(tài)監(jiān)測、信息管理以及安全監(jiān)測等信息化內(nèi)容。因此在研究泵站信息化技術(shù)時(shí)也應(yīng)當(dāng)從以上步驟入手，加大泵站信息化建設(shè)力度，為周邊居民提供優(yōu)質(zhì)的水利服務(wù)。

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