樂(lè)立文

上海城投水務(wù)（集團(tuán)）有限公司制水分公司市南泵站管理所 上海 201100

對(duì)于城市發(fā)展而言，擁有一個(gè)穩(wěn)定的輸水網(wǎng)絡(luò)，有著極為重要的意義，其直接影響到城鎮(zhèn)居民的用水安全，而大型泵站是城市供水系統(tǒng)中重要的基礎(chǔ)設(shè)施，承擔(dān)著為整個(gè)供水網(wǎng)絡(luò)提供動(dòng)力的重要責(zé)任。隨著我國(guó)工業(yè)體系的提升，各項(xiàng)大型設(shè)備的生產(chǎn)工藝與相關(guān)技術(shù)體系也在發(fā)生著翻天覆地的變化，而泵站也在與自動(dòng)化技術(shù)相互融合，并在集散控制方面取得了卓有成效的進(jìn)展，推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)管理一體化的進(jìn)程[1]。

1 泵站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 數(shù)據(jù)采集與整理

泵站自動(dòng)化信息體系中，數(shù)據(jù)的采集與處理是整個(gè)體系實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，承擔(dān)著為整個(gè)自動(dòng)化工作提供控制參數(shù)的作用。泵站自動(dòng)化技術(shù)中，通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)單元的數(shù)據(jù)信息采集，來(lái)完成特定控制動(dòng)作以及對(duì)應(yīng)的邏輯功能判斷，例如：電壓電流功率溫度壓力流量以及相關(guān)機(jī)組的各項(xiàng)狀態(tài)信息繼電保護(hù)信息等等，同時(shí)也可對(duì)安全隱患進(jìn)行告警，確保整個(gè)泵站自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)的安全與穩(wěn)定。

1.2 運(yùn)行調(diào)度技術(shù)

數(shù)據(jù)采集與處理完成了泵站自動(dòng)化過(guò)程中的信息控制工作，而利用這些數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行相關(guān)工作處理的要素，即為運(yùn)行調(diào)度技術(shù)。對(duì)于泵站自動(dòng)化系統(tǒng)而言，運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)是其內(nèi)部“神經(jīng)”結(jié)構(gòu)，可以依照設(shè)備中反饋而來(lái)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)完成對(duì)泵站工作性能的控制，例如：揚(yáng)程流量等等，降低泵站運(yùn)行過(guò)程中所需要消耗的能源成本。運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)，是結(jié)合了效率成本流量等各類(lèi)基礎(chǔ)限定要素，創(chuàng)建合理的泵站數(shù)學(xué)模型，利用該模型，找到最合理的優(yōu)化方式與科學(xué)的調(diào)度手段，確保泵站在每一時(shí)段都有著最優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)。

1.3 運(yùn)行信息管理技術(shù)

泵站的運(yùn)行信息，反應(yīng)了整個(gè)泵站歷史運(yùn)行中的表現(xiàn)，可以直觀的反映出泵站在運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的故障，并對(duì)安全隱患做出一定的預(yù)警，所以，在泵站自動(dòng)化體系建設(shè)過(guò)程中，需要對(duì)泵站自動(dòng)運(yùn)行的各項(xiàng)數(shù)據(jù)做好收集與處理，并及時(shí)存儲(chǔ)，并對(duì)各項(xiàng)故障以及故障處理等做好記錄，為其建立專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行維護(hù)，為整個(gè)平臺(tái)的運(yùn)行提供系統(tǒng)化數(shù)據(jù)支撐。隨著我國(guó)信息化技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在泵站體系中不斷運(yùn)用，很多城市的供水泵站體系已經(jīng)建設(shè)了基于光纖網(wǎng)絡(luò)的局域網(wǎng)控制，對(duì)數(shù)據(jù)的搜集更為高效快捷，并實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一化管理。

2 泵站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展需求

2.1 泵站自動(dòng)化的功能需求

（1）基礎(chǔ)需求。基礎(chǔ)需求是泵站自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中的初級(jí)階段，要求整個(gè)自動(dòng)化體系可以完成泵站主機(jī)的控制，并對(duì)可能出現(xiàn)的運(yùn)行故障及安全問(wèn)題進(jìn)行預(yù)警，完成對(duì)應(yīng)的自動(dòng)化控制以及數(shù)據(jù)采集。

（2）升級(jí)需求。升級(jí)需求是將泵站自動(dòng)化控制與現(xiàn)代信息技術(shù)相互融合，讓整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)，故障自行診斷與恢復(fù)，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SQLserver等數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)中，創(chuàng)建真正完備的自動(dòng)化控制體系[2]。

2.2 泵站自動(dòng)化的性能需求

（1）泵站可靠性。泵站系統(tǒng)的可靠程度，與整個(gè)城市的供水安全密切相關(guān)，直接反映出自動(dòng)化水平的高低。現(xiàn)代泵站中，其可靠性要求包括了整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力穩(wěn)定長(zhǎng)期運(yùn)行能力以及在發(fā)生故障時(shí)自我恢復(fù)的能力。

（2）泵站適用性。泵站在運(yùn)行過(guò)程中，需要不斷結(jié)合當(dāng)前各類(lèi)數(shù)據(jù)，例如：當(dāng)前時(shí)段對(duì)應(yīng)地區(qū)的供水壓力等等，利用這些實(shí)時(shí)信息完成對(duì)相關(guān)調(diào)度計(jì)劃以及信息管理等業(yè)務(wù)方向的服務(wù)，使其可以適應(yīng)多種復(fù)雜的用水需求環(huán)境。

（3）泵站節(jié)能性。泵站是一種需要長(zhǎng)期運(yùn)行的設(shè)備，其在運(yùn)行過(guò)程中，能耗與供水能力直接影響著其性能，每一個(gè)泵站自動(dòng)化管理都在追求著低能耗與供水高效率的雙重目標(biāo)，所以，在構(gòu)建泵站自動(dòng)化體系中，需要對(duì)其運(yùn)行時(shí)間以及各項(xiàng)功能運(yùn)行時(shí)所對(duì)應(yīng)的算法進(jìn)行優(yōu)化，提升整體效能，降低平均能耗標(biāo)準(zhǔn)。

3 泵站自動(dòng)化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展

結(jié)合泵站自動(dòng)化技術(shù)的當(dāng)前現(xiàn)狀以及所需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，并參考信息化技術(shù)所擁有的各項(xiàng)又是，可以對(duì)泵站的未來(lái)發(fā)展歸納為以下幾點(diǎn)。

3.1 控制與管理一體化

當(dāng)下，各項(xiàng)高新技術(shù)的快速發(fā)展，為泵站體系的自動(dòng)化管理提供了極為良好的發(fā)展基礎(chǔ)，新型泵站自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，在結(jié)合了各項(xiàng)通信技術(shù)的同時(shí)，不斷向控制與管理一體化的方向延伸。未來(lái)的泵站自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，要求在充分控制各項(xiàng)基礎(chǔ)機(jī)電設(shè)備的同時(shí)，也要對(duì)不同泵站之間的運(yùn)行調(diào)度進(jìn)行整體優(yōu)化，完成對(duì)信號(hào)采集遠(yuǎn)程監(jiān)控以及運(yùn)行管理等一系列信息化管理。

3.2 故障自行診斷與恢復(fù)

針對(duì)泵站未來(lái)發(fā)展的升級(jí)需求，在新型泵站自動(dòng)化體系中，需要重點(diǎn)完善其自我控制能力，提升整個(gè)體系的智能化標(biāo)準(zhǔn)，利用不斷發(fā)展的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊算法以及頻譜分析等技術(shù)，將各類(lèi)規(guī)模的泵站進(jìn)行升級(jí)改造與統(tǒng)一優(yōu)化，完成對(duì)各類(lèi)故障的有效診斷，實(shí)現(xiàn)短時(shí)故障恢復(fù)的能力，提高泵站自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中的人機(jī)協(xié)同效率。

3.3 運(yùn)行信息實(shí)時(shí)化管理

復(fù)雜的城市供水條件，要求泵站自動(dòng)系統(tǒng)擁有更具時(shí)效性的管理能力，對(duì)泵站的運(yùn)行狀況可實(shí)時(shí)掌握，并根據(jù)實(shí)際供水需求進(jìn)行科學(xué)化調(diào)整。未來(lái)泵站自動(dòng)化體系中，需要對(duì)各項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行有效監(jiān)控實(shí)時(shí)巡查，對(duì)各類(lèi)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸與接收，并可向多個(gè)不同主體提供數(shù)據(jù)共享，相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容可在數(shù)據(jù)庫(kù)中集成，并由專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行維護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，泵站自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)眾多城市供水系統(tǒng)中，已經(jīng)得到了高度重視，同時(shí)，國(guó)家也在信息化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，為泵站自動(dòng)化控制指明了方向，實(shí)施步驟更具科學(xué)化，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)更具明確性。未來(lái)泵站自動(dòng)化技術(shù)，會(huì)在信息化技術(shù)的推動(dòng)下，不斷提升效率，降低系統(tǒng)內(nèi)人力投入與能源消耗[3]。