夏忠朋

（山東省聊城市東昌府區(qū)排灌工程服務(wù)中心，山東 聊城 252000）

目前，我國多數(shù)水泵站已應(yīng)用了自動(dòng)化控制系統(tǒng)，不再需要人員值班，管理合理性得到提升，同時(shí)提高了水泵站的運(yùn)行效率[1]。對現(xiàn)代水泵站而言，在實(shí)際建設(shè)過程中，應(yīng)充分考慮水泵運(yùn)行管理因素。通過應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，提升設(shè)備安全性，并消除全部隱患，進(jìn)而推動(dòng)運(yùn)行管理持續(xù)發(fā)展。

綜上所述，本文對水泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)做出分析，得出了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行需求及應(yīng)用特點(diǎn)，并對水泵站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能作出分析，判斷故障征兆，提升泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)性能[2]。

1 自動(dòng)化控制要求和應(yīng)用特點(diǎn)

1.1 自動(dòng)控制功能及要求

自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠有效完成水泵站信息內(nèi)容的收集處理，并做到全面監(jiān)測，把握水庫在運(yùn)行過程中的實(shí)際狀態(tài)，為后續(xù)防洪排澇以及資源優(yōu)化提供決策方面的支撐，從而提升管理工作的效率，提高整體質(zhì)量水平[3]。

1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)

在應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)后，連接PLC和中央控制室，促使基礎(chǔ)設(shè)備、遠(yuǎn)程I/O站、多方面設(shè)備信息全部集中在中央控制器中。在該控制模式下，主要通過數(shù)字分支結(jié)構(gòu)方式，將系統(tǒng)和通訊總線全部連接，促使輸出模塊和輸入模塊能發(fā)揮出應(yīng)有效果，完成檢查和執(zhí)行工作。這樣泵站的運(yùn)行情況能得到及時(shí)調(diào)整，所有信息內(nèi)容都能得到合理控制。使用Microsoft Windows操作系統(tǒng)完成自動(dòng)控制系統(tǒng)的語言控制工作。使系統(tǒng)本身不但具備較強(qiáng)的集成性和靈活性，還擁有人機(jī)交互界面。

2 水泵站自動(dòng)化結(jié)構(gòu)

水泵站自動(dòng)化系統(tǒng)主要采用分布式結(jié)構(gòu)，將控制功能、采集功能全面整合，以此控制整個(gè)泵站。系統(tǒng)通常應(yīng)用開放式結(jié)構(gòu)，將站控級計(jì)算機(jī)和現(xiàn)地控制單元全部連接，重新組建成一個(gè)具備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特定系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)部主要分為三層，分別是監(jiān)控層、網(wǎng)絡(luò)層以及控制層。網(wǎng)絡(luò)層主要由交換機(jī)和四芯多模光纜共同組成?？刂茖泳唧w由機(jī)組控制屏幕、公用LCU控制屏、保護(hù)單元等共同組成。水泵站泵船式結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 水泵站泵船式結(jié)構(gòu)圖

設(shè)備控制分為三級，分別為主控級、現(xiàn)地控制級以及手動(dòng)控制。其中，主控級能夠完成泵站各個(gè)階段的運(yùn)行監(jiān)視工作，將相關(guān)數(shù)據(jù)全部采集在一起，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目標(biāo)。主控級負(fù)責(zé)多方面工作，是整個(gè)控制系統(tǒng)中的核心部分?，F(xiàn)地控制級則能夠結(jié)合前期預(yù)定的控制程序以及目前的具體情況，自動(dòng)完成控制工作；手動(dòng)控制則是相關(guān)控制箱本身附帶手動(dòng)開關(guān)，工作人員可以自主操作。

3 水泵站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能

3.1 微機(jī)保護(hù)功能

通過合理利用電能尾部的保護(hù)測控單元，從而能夠起到保護(hù)的效果，促使35 kV專用變電站以及10 kV設(shè)備都能正常運(yùn)行。諸如變壓器保護(hù)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)、電容器保護(hù)以及PT保護(hù)，每一層保護(hù)分別屬于一個(gè)獨(dú)立的自動(dòng)裝置，專門負(fù)責(zé)某項(xiàng)單一的保護(hù)工作。其功能主要包括故障問題的記錄、定值數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、修改信息的顯示；結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)傳遞故障信息以及動(dòng)作序列；接收所有出現(xiàn)修改的定值數(shù)據(jù)，并對時(shí)鐘展開校對。

3.2 數(shù)據(jù)采集處理

利用系統(tǒng)內(nèi)部的控制單元，能夠有效獲取輔助設(shè)備、公用設(shè)備、建筑物以及泵站的各類電量數(shù)據(jù)以及非電量數(shù)據(jù)，并根據(jù)當(dāng)前的實(shí)際情況，及時(shí)完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化工作，還能做到零漂處理、計(jì)算處理、濾波處理以及越限處理等。在所有數(shù)據(jù)處理完成后，在第一時(shí)間存入到數(shù)據(jù)庫中。

3.3 安全運(yùn)行監(jiān)視

安全運(yùn)行監(jiān)視主要負(fù)責(zé)整個(gè)泵站運(yùn)行的實(shí)際情況監(jiān)控，并根據(jù)具體情況對運(yùn)行環(huán)節(jié)做出合理修改。如果發(fā)現(xiàn)有任何異常存在，要及時(shí)采取針對性措施進(jìn)行處理。結(jié)合調(diào)度命令要求，工作人員能夠?qū)φ麄€(gè)水泵機(jī)組進(jìn)行設(shè)備控制以及開關(guān)控制等。所有控制操作，都需要相關(guān)記錄，并在顯示器上直接呈現(xiàn)出來。泵站在實(shí)際運(yùn)行過程中，應(yīng)該結(jié)合上級部門設(shè)置的提水流量，對具體開機(jī)臺(tái)數(shù)予以合理選擇，確保機(jī)組在滿足規(guī)定要求情況下正常運(yùn)行。

3.4 保護(hù)和事故追溯

如果系統(tǒng)內(nèi)部存在超駝峰運(yùn)行、機(jī)組大面積超負(fù)荷運(yùn)行和氣蝕振動(dòng)等問題，系統(tǒng)可對停機(jī)自動(dòng)起到保護(hù)作用，或直接關(guān)閉，不允許正常開機(jī)；如果發(fā)生短路或電氣故障，應(yīng)對跳閘進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)，并將有關(guān)信號內(nèi)容全部傳送給監(jiān)控系統(tǒng)；水泵站在發(fā)生事故時(shí)，必須對事故前后的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行追蹤，并作有效記錄，具體時(shí)間范圍最好是在事故發(fā)生前后的20～30 s。計(jì)算機(jī)再根據(jù)具體順序，將報(bào)警信息、事故名稱、記憶數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)在磁盤上，形成歷史數(shù)據(jù)。

3.5 監(jiān)視、記錄和報(bào)告

系統(tǒng)對內(nèi)部所有設(shè)備的運(yùn)行情況予以全面監(jiān)控，具體包括機(jī)組的運(yùn)行狀況、輔助設(shè)備的運(yùn)行狀況、公用設(shè)備的運(yùn)行狀況以及廠用電運(yùn)行模式。故障顯示報(bào)警，自動(dòng)顯示所有參數(shù)，及相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)和其他相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)。在完成參數(shù)獲取后，應(yīng)將其傳遞到系統(tǒng)中，并予以記錄，以便隨時(shí)提取和使用。

操作員對系統(tǒng)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行合理設(shè)置，確定事故類型后自動(dòng)報(bào)警。在事故發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)能夠根據(jù)出現(xiàn)的聲光信息以及報(bào)警信息，自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警程序。采用電話語音方式，自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警程序。通常而言，可以結(jié)合早期設(shè)定的責(zé)任人手機(jī)號，向相關(guān)負(fù)責(zé)人發(fā)出短信。

3.6 故障診斷及運(yùn)行維護(hù)管理

在故障征兆出現(xiàn)后，監(jiān)控系統(tǒng)可以自動(dòng)提出處理和恢復(fù)指令，并對系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)施展開全面診斷。診斷范圍包括外圍設(shè)備、通信接口以及通道等，基于故障征兆點(diǎn)迅速找到對應(yīng)模塊，據(jù)此判斷故障的具體性質(zhì)，并找出對應(yīng)的故障部位，提供相關(guān)診斷工具，實(shí)施故障檢修與運(yùn)行維護(hù)。

4 結(jié)語

水泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有安全運(yùn)行監(jiān)視、事故追溯、故障監(jiān)視和報(bào)告等功能，具備一定優(yōu)勢，能夠有效提升水泵站運(yùn)行可靠性。與此同時(shí)，相關(guān)人員還需要對水泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)繼續(xù)展開研究，針對現(xiàn)階段存在的實(shí)際問題，及時(shí)采取針對性措施予以控制和處理，從而進(jìn)一步提高水泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)水平。