羅鵬

霍邱縣排灌管理總站 安徽六安 237400

實(shí)現(xiàn)排灌泵站的自動(dòng)化，可使泵站的管理更加精細(xì)與全面，可對(duì)其調(diào)度能力進(jìn)行提升，使泵站的聯(lián)合運(yùn)行能力得以增強(qiáng)。在相關(guān)政策文件的指導(dǎo)下，全國(guó)范圍內(nèi)將逐步開(kāi)展泵站自動(dòng)化與信息化建設(shè)工作，泵站自動(dòng)化技術(shù)必然會(huì)得到進(jìn)一步的應(yīng)用與發(fā)展。因此，本文對(duì)排灌泵站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與展望展開(kāi)探討具有重要意義。

1 當(dāng)前排灌泵站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)

在泵站信息化系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)是最為基礎(chǔ)的技術(shù)之一，該技術(shù)的應(yīng)用效果決定著泵站信息數(shù)據(jù)收集與處理的能力。在現(xiàn)場(chǎng)控制單元的支持下，利用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)泵站運(yùn)行中各種電氣量及非電氣量信息的有效收集，還可獲取到狀態(tài)量、開(kāi)關(guān)量以及繼電保護(hù)相關(guān)信息內(nèi)容，也可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的有效處理與分析，合理控制設(shè)備的運(yùn)行，并在故障問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。現(xiàn)階段，新建設(shè)的泵站應(yīng)用了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，引入了先進(jìn)的視頻監(jiān)控技術(shù)，安裝了國(guó)際上較為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下實(shí)現(xiàn)了泵站監(jiān)控系統(tǒng)體系的構(gòu)建[1]。

1.2 運(yùn)行調(diào)度技術(shù)

在泵站自動(dòng)化系統(tǒng)中，運(yùn)行調(diào)度技術(shù)的應(yīng)用可以泵站的具體運(yùn)行狀況為依據(jù)合理進(jìn)行調(diào)度。既可滿(mǎn)足當(dāng)前泵站的調(diào)度需求，還可采用有效的運(yùn)行方式對(duì)泵站的運(yùn)行成本進(jìn)行控制，進(jìn)而提升泵站的經(jīng)濟(jì)效益。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)可構(gòu)建出泵站控制對(duì)象的基本模型，既可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模型的有效建立，還可完成泵站調(diào)度管理模型的構(gòu)建，可對(duì)運(yùn)行效率、運(yùn)行成本以及流量等多種因素進(jìn)行綜合考量，并以目標(biāo)函數(shù)為依據(jù)對(duì)泵站進(jìn)行合理控制與調(diào)度，通過(guò)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行最優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行模式的分析，并對(duì)各個(gè)時(shí)段及流量狀態(tài)下的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，以此確保泵站運(yùn)行的高效性與經(jīng)濟(jì)性[2]。

1.3 運(yùn)行信息管理技術(shù)

在泵站運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的信息較多，因此要加強(qiáng)泵站的信息管理。泵站信息管理主要有三方面的內(nèi)容，一是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)收集與顯示，要收集泵站壓力、運(yùn)行流量以及水位等相關(guān)信息，并以這些信息為依據(jù)對(duì)泵站的運(yùn)行是否安全可靠進(jìn)行分析；二是對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與統(tǒng)計(jì)，可對(duì)以往設(shè)備的運(yùn)行操作記錄、故障分析及處理信息進(jìn)行查詢(xún)與綜合統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)故障發(fā)生過(guò)程的回憶與分析；三是對(duì)泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)展開(kāi)管理，除了要維護(hù)泵站設(shè)備的配置以外，還要做好監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的維護(hù)管理，并將這些數(shù)據(jù)作為泵站運(yùn)行的有效依據(jù)。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展下，部分泵站已逐步完成了光纖環(huán)網(wǎng)形式的站級(jí)測(cè)控局域網(wǎng)的建立，泵站數(shù)據(jù)收集更加快速，可實(shí)現(xiàn)與上級(jí)信息中心網(wǎng)絡(luò)的安全連接，運(yùn)行信息管理更加集中與高效[3]。

2 排灌泵站自動(dòng)化的典型設(shè)計(jì)思路

2.1 結(jié)合需求進(jìn)行設(shè)計(jì)

排灌泵站除了要實(shí)現(xiàn)機(jī)組開(kāi)停機(jī)的自動(dòng)化以外，還要以自身生產(chǎn)管理需求為依據(jù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的自動(dòng)化。不僅要實(shí)現(xiàn)泵站運(yùn)行、工作效率以及保護(hù)的自動(dòng)化，還要采用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)水位流量、勵(lì)磁調(diào)節(jié)、振動(dòng)噪音、溫度、事故報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，此外還要對(duì)泵站輔機(jī)及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)管理系統(tǒng)信息的有效交換。排灌泵站的自動(dòng)化需求較為復(fù)雜且不斷增加，在設(shè)計(jì)時(shí)要在滿(mǎn)足基本需求的基礎(chǔ)上，對(duì)需求的重要性與可行性進(jìn)行分析，進(jìn)而設(shè)計(jì)出可滿(mǎn)足排泵站需求的自動(dòng)化設(shè)計(jì)方案[4]。

2.2 以信息作為設(shè)計(jì)依據(jù)

排灌泵站信息是水利信息化建設(shè)的根本，因此，必須要對(duì)泵站的相關(guān)信息進(jìn)行收集與挖掘進(jìn)而合理進(jìn)行典型設(shè)計(jì)，以動(dòng)態(tài)化信息為依據(jù)實(shí)現(xiàn)信息化系統(tǒng)的有效構(gòu)建。

2.3 遵循標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)原則

現(xiàn)階段，部分排灌泵站的自動(dòng)化建設(shè)缺乏統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，在典型設(shè)計(jì)過(guò)程中，可制定相對(duì)完善與統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。如明確電量監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)用電壓傳感器監(jiān)測(cè)或是采用交流采樣進(jìn)行電量監(jiān)測(cè)，可確定電量的計(jì)算方式，明確利用多功能電表或者計(jì)算機(jī)進(jìn)行電量計(jì)算，進(jìn)而發(fā)揮出典型設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的作用，提高排灌泵站自動(dòng)化建設(shè)的完整性與規(guī)范性。

2.4 基于模塊化的設(shè)計(jì)思路

大型或中型排灌泵站的類(lèi)型較小，并無(wú)較大的變化，但不同排灌泵站的機(jī)組臺(tái)數(shù)并不相同，組合形式也存在差異。通過(guò)典型設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)多個(gè)基本模塊的設(shè)計(jì)，進(jìn)而將之融入到排灌泵站的自動(dòng)化建設(shè)當(dāng)中。總體而言，在多個(gè)基本模式的組合與疊加應(yīng)用下而組成了排灌泵站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。排灌泵站綜合自動(dòng)化由多個(gè)基本模塊構(gòu)成，除了排灌泵站監(jiān)控層與網(wǎng)絡(luò)模塊以外，還有排灌泵站機(jī)組與輔助機(jī)控制模塊，此外還有水力監(jiān)測(cè)、微機(jī)勵(lì)磁、清污機(jī)、防洪閘、工程安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、辦公管理以及公用控制等多個(gè)模塊。在排灌泵站自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)要立足于整體而進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，并盡可能的提升模塊設(shè)計(jì)的靈活性，確保所設(shè)計(jì)的模塊類(lèi)型在多種排灌泵站中都較為適用，進(jìn)而為排灌泵站提供統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，以減少建設(shè)成本浪費(fèi)，確保設(shè)計(jì)功能可滿(mǎn)足泵站的需求[5]。

2.5 根據(jù)故障等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)

排灌泵站的自動(dòng)化系統(tǒng)有三種故障等級(jí)，其中一級(jí)故障等級(jí)的故障級(jí)別最高，在發(fā)生一類(lèi)故障時(shí)，要對(duì)所有控制輸出進(jìn)行停止。同時(shí)還要對(duì)故障情況進(jìn)行詳細(xì)記錄，并將故障類(lèi)型及具體的解決對(duì)策顯示在控制臺(tái)之上。在故障排除后要按下人工復(fù)位鍵，之后系統(tǒng)的正常工作才可恢復(fù)。

3 排灌泵站自動(dòng)化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向展望

3.1 可實(shí)現(xiàn)測(cè)量、控制與管理一體化

在先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)支持下，泵站自動(dòng)化可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)集成，先后誕生了嵌入式智能化控制器與顯觸控一體化控制器，使泵站自動(dòng)化發(fā)展呈現(xiàn)出測(cè)、控、管理的一體化發(fā)展趨勢(shì)。新型的綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以對(duì)泵站的重要機(jī)電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量與控制，還可對(duì)泵站的運(yùn)行狀況進(jìn)行合理調(diào)度，實(shí)現(xiàn)泵站各環(huán)節(jié)工作的有效整合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信號(hào)收集、設(shè)備操控、監(jiān)控、調(diào)度以及運(yùn)行管理的一體化發(fā)展。

3.2 自診斷功能將逐步完善

為了實(shí)現(xiàn)功能的進(jìn)一步拓展，滿(mǎn)足泵站的應(yīng)用需求，泵站自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)逐步完善自身的診斷功能，進(jìn)而可更加智能的進(jìn)行故障的分析與解決。現(xiàn)階段，全國(guó)范圍內(nèi)都在逐步進(jìn)行大型及中型泵站的升級(jí)改造，在泵站故障診斷過(guò)程中逐步應(yīng)用了模糊運(yùn)算技術(shù)以及狀態(tài)檢修技術(shù)，還實(shí)現(xiàn)了多信息的有效整合，泵站自動(dòng)化的人機(jī)協(xié)作能力得以進(jìn)一步提升，泵站管理系統(tǒng)的發(fā)展更加智能，自動(dòng)化程度更高，不僅可以進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，還可實(shí)現(xiàn)故障的自我診斷與原因分析，應(yīng)用深度得以進(jìn)一步提升。

3.3 運(yùn)行信息管理更加實(shí)時(shí)化

實(shí)現(xiàn)管理運(yùn)行后，對(duì)泵站運(yùn)行狀況的了解更加簡(jiǎn)便且更加全面，還可提升決策的合理性，可對(duì)泵站的管理起到輔助作用。泵站運(yùn)行實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)化運(yùn)行信息管理后，可對(duì)泵站進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)并進(jìn)行新衛(wèi)星云的接收，還可在線(xiàn)進(jìn)行故障巡查，及時(shí)傳送設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，可在實(shí)時(shí)性平臺(tái)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效共享，可采用專(zhuān)線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)中心與各子站的有效連接，可對(duì)泵站的各類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一管理與維護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

排灌泵站自動(dòng)化控制流程設(shè)計(jì)的質(zhì)量取決于流程圖，因此要在專(zhuān)業(yè)人士的指導(dǎo)下進(jìn)行流程圖的確定及完善，確保流程設(shè)計(jì)符合泵站的真實(shí)需求情況，進(jìn)而為排灌泵站機(jī)組的穩(wěn)定與安全運(yùn)行提供保障。在排灌泵站自動(dòng)化典型設(shè)計(jì)及改造過(guò)程中應(yīng)用了先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，排灌泵站的現(xiàn)代化管理能力將會(huì)得到大幅提升。高效開(kāi)展排灌泵站自動(dòng)化建設(shè)，確保科學(xué)技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的有效發(fā)揮，是排灌泵站自動(dòng)化改造過(guò)程中的關(guān)鍵。泵站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可使泵站的管理更加精細(xì)化與高效性，對(duì)其調(diào)度優(yōu)化能力也有一定的提升作用，可使泵站的聯(lián)合運(yùn)行能力得以強(qiáng)化。在科技日益發(fā)展下，泵站自動(dòng)化技術(shù)必將不斷發(fā)展與完善，在排灌泵站自動(dòng)化設(shè)計(jì)與改造過(guò)程中的應(yīng)用價(jià)值將會(huì)進(jìn)一步展現(xiàn)[6]。