馮海軍

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅 白銀730400）

1 引言

近幾年，隨著可持續(xù)發(fā)展理念的深化，水利工程得到了迅速發(fā)展，針對(duì)我國(guó)水資源分布不均及人均水資源不足等現(xiàn)狀，需要通過(guò)建設(shè)泵站的方式實(shí)現(xiàn)水資源的合理調(diào)配，更好地滿足人們生活以及社會(huì)生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)需求。基于此，做好泵站運(yùn)行管理工作非常重要。自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)泵站從人工管理到自動(dòng)化管理的轉(zhuǎn)變，應(yīng)得到有關(guān)部門(mén)重視。

2 我國(guó)泵站自動(dòng)化的發(fā)展歷程

泵站自動(dòng)化先后經(jīng)歷了3個(gè)不同階段：

1）半自動(dòng)化階段。在半自動(dòng)化泵站運(yùn)行管理中，依然是以人為主，無(wú)論是設(shè)備運(yùn)行還是控制系統(tǒng)設(shè)置，都需要人為操作，設(shè)備故障檢修和運(yùn)行維護(hù)也需要依靠人工進(jìn)行，泵站整體采用的是一種開(kāi)環(huán)控制形式。

2）全自動(dòng)化階段。與半自動(dòng)運(yùn)行管理相比，泵站全自動(dòng)運(yùn)行管理將開(kāi)環(huán)控制變成了閉環(huán)控制，配合水位繼電器、壓力繼電器等自動(dòng)化設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站機(jī)組的運(yùn)行管理和保護(hù)控制。

3）綜合自動(dòng)化階段。對(duì)比以往的自動(dòng)化技術(shù)，綜合自動(dòng)化技術(shù)不僅結(jié)構(gòu)更加集成化，功能更加豐富，運(yùn)行管理也更加智能，可以很好地滿足泵站自動(dòng)化運(yùn)行管理的各種需求，促進(jìn)泵站運(yùn)行效率提高[1]。

3 自動(dòng)化系統(tǒng)在泵站運(yùn)行管理中的應(yīng)用

3.1 自動(dòng)化監(jiān)管系統(tǒng)

自動(dòng)化監(jiān)管系統(tǒng)能夠?qū)Ρ谜緝?nèi)所有設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視，在發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息；監(jiān)管過(guò)程中，能對(duì)收集到的各種參數(shù)進(jìn)行分析和記錄，生成相應(yīng)參數(shù)變化趨勢(shì)圖，幫助工作人員實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的分析預(yù)測(cè)；依照預(yù)先設(shè)定好的參數(shù)范圍，做好異常參數(shù)分析處理，盡可能地避免故障發(fā)生。

自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)可以分為視頻監(jiān)管系統(tǒng)和電子監(jiān)控系統(tǒng)，本文以電子監(jiān)控系統(tǒng)為例進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。泵站中，電子監(jiān)控系統(tǒng)采用的是分層結(jié)構(gòu)，不需要安排專(zhuān)門(mén)的值守人員，但是，為了保證其可以穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，需要定期巡視檢查，指揮中心必須做好分站調(diào)度工作，確保分站能夠?qū)⑾嚓P(guān)指令落實(shí)到位，配合計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的高效傳遞。分站監(jiān)控中心需要對(duì)泵站運(yùn)行中的各種設(shè)備參數(shù)進(jìn)行收集和整理，并將分析結(jié)果傳輸?shù)娇偙O(jiān)控中心，由技術(shù)人員做好分析判斷，保證各項(xiàng)操作指令具有合理性，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)分層控制目標(biāo)。事實(shí)上，除去電子監(jiān)控系統(tǒng)，泵站中采用的監(jiān)控系統(tǒng)同樣是分層結(jié)構(gòu)，可以分為2個(gè)控制級(jí)：

1）以中心控制室為核心主要控制級(jí)，可以實(shí)現(xiàn)泵站電機(jī)自動(dòng)化運(yùn)行管理。

2）現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)，能夠借助完整的監(jiān)控系統(tǒng)，保證監(jiān)控效果[2]。

3.2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)

自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)泵站中關(guān)鍵參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行狀況的自動(dòng)控制，如泵站機(jī)組控制、變壓器控制、電容器控制、輔助設(shè)備控制等。在充分保證安全的前提下，自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用還可以幫助工作人員實(shí)現(xiàn)對(duì)上述內(nèi)容的遠(yuǎn)程控制及調(diào)度工作。在對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮泵站運(yùn)行需求，同時(shí)，還應(yīng)關(guān)注變電所相關(guān)操作規(guī)范，泵站內(nèi)設(shè)備應(yīng)設(shè)置為手動(dòng)控制和自動(dòng)控制2種方式，在出現(xiàn)故障需要停機(jī)處理時(shí)，可以在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)手動(dòng)控制方式完成設(shè)備關(guān)機(jī)操作，保證設(shè)備和人員安全[3]。

3.3 自動(dòng)化保護(hù)系統(tǒng)

自動(dòng)化保護(hù)系統(tǒng)包括很多方面的內(nèi)容，如母聯(lián)保護(hù)、微機(jī)保護(hù)、進(jìn)線保護(hù)、站用變微機(jī)保護(hù)等，所有用于保護(hù)的測(cè)控裝置都必須安裝在高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，并確保其能夠分散布設(shè)，在測(cè)控裝置中配備以太網(wǎng)通信機(jī)與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)保護(hù)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的信息傳遞，也可以為各種操作命令的順利執(zhí)行提供良好支撐[4]。

3.4 自動(dòng)化通信系統(tǒng)

自動(dòng)化通信系統(tǒng)是基于光纖以太網(wǎng)通信技術(shù)和同步數(shù)字體系的通信系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站的自動(dòng)化控制，也可以對(duì)泵站運(yùn)行管理中的各種信息進(jìn)行自動(dòng)采集。自動(dòng)化通信系統(tǒng)能夠借助中央控制室以及相應(yīng)分站傳輸平臺(tái)、信息交換平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，完成數(shù)據(jù)互通互聯(lián)。目前，自動(dòng)化通信系統(tǒng)的作用體現(xiàn)在以下2個(gè)方面：

1）自動(dòng)化通信系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站內(nèi)部所有區(qū)域、所有設(shè)備以及所有儀器的互通互聯(lián)，對(duì)泵站運(yùn)行管理中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的收集和傳輸。

2）自動(dòng)化通信系統(tǒng)可以為泵站日常運(yùn)營(yíng)管理提供全網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，也可以為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、語(yǔ)音業(yè)務(wù)以及圖像業(yè)務(wù)提供支持?；诖?，在對(duì)自動(dòng)化通信系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)確保其能夠很好地滿足泵站發(fā)展中對(duì)于互通性、兼容性和可擴(kuò)展性的要求[5]。

4 自動(dòng)化系統(tǒng)在泵站運(yùn)行管理中的應(yīng)用前景

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，泵站運(yùn)行管理開(kāi)始從原本半人工操作逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合自動(dòng)化管理，在進(jìn)行泵站的自動(dòng)化建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)各方面需求進(jìn)行綜合考慮，在充分保證泵站運(yùn)行效益和運(yùn)行安全的基礎(chǔ)上，提升自動(dòng)化系統(tǒng)的適用性。新發(fā)展環(huán)境下，自動(dòng)化系統(tǒng)在泵站運(yùn)行管理中的應(yīng)用前景體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

1）自診斷功能完善。為了將自動(dòng)化系統(tǒng)在泵站管理中的作用最大限度地發(fā)揮出來(lái)，技術(shù)人員應(yīng)重視自動(dòng)化系統(tǒng)中自診斷功能的完善性，實(shí)現(xiàn)對(duì)常見(jiàn)故障的自動(dòng)化智能化診斷及處理?，F(xiàn)階段，我國(guó)開(kāi)始對(duì)一些大型泵站進(jìn)行升級(jí)改造，越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用到了泵站故障診斷中，如BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、頻譜分析技術(shù)、多數(shù)據(jù)融合技術(shù)等，顯著提升了泵站自動(dòng)化系統(tǒng)中的人機(jī)協(xié)作能力，使泵站運(yùn)行管理朝著自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。

2）信息實(shí)時(shí)管理。信息實(shí)時(shí)管理能夠幫助工作人員更好地了解泵站的實(shí)際運(yùn)行情況，為決策制定提供可靠參考依據(jù)，提升泵站運(yùn)行管理效果。信息實(shí)時(shí)管理的實(shí)現(xiàn)，能夠使工作人員隨時(shí)掌握泵站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，借助即時(shí)性平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享，促進(jìn)泵站管理效率和維護(hù)水平的提高。

3）管控一體化。嵌入式智能控制設(shè)備以及OCS控制器的應(yīng)用，決定了未來(lái)泵站運(yùn)行管理必然會(huì)朝著測(cè)量、管理和控制一體化方向發(fā)展。借助自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，工作人員能夠?qū)Ρ谜驹O(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行控制，也可以圍繞多泵站工作的最優(yōu)化目標(biāo)來(lái)進(jìn)行調(diào)度，實(shí)現(xiàn)泵站一體化管控。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)在泵站自動(dòng)化運(yùn)行管理方面已經(jīng)取得了比較顯著的成果，但是，依然沒(méi)能實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化運(yùn)行管理，這就需要相關(guān)技術(shù)人員繼續(xù)努力，在強(qiáng)調(diào)泵站效益最大化的同時(shí)，對(duì)泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、自動(dòng)化保護(hù)系統(tǒng)和自動(dòng)化通信系統(tǒng)等進(jìn)行整合優(yōu)化，提升泵站運(yùn)行管理效果，以此來(lái)推動(dòng)我國(guó)水利事業(yè)的健康發(fā)展。