摘要：随着我国科学技术的不断发展，自动化控制技术发挥的作用越来越明显。我国是一个水资源相对紧张的国家，为也解决我国各地之间水资源分布不均情况，多采用泵站进行水资源的调度。调水工程需要泵站各机组合理调配，发挥最大效益。目前，大多数的泵站在我国主要是从上个世纪的六十年代末期开始筹建的，在进行水资源调度过程中主要依靠操作员的经验进行水量控制，需要设置水量观察员，操作员，通信员，需要大量人力，浪费物力，效率低，质量差。下面文章对泵站管理中的自动化控制技术内容进行了阐述。
关键词：泵站管理；自动化；技术
针对当前水利系统中泵站自动化建设的技术发展现状，文章研究了泵站的监控和控制调节需求，实现了一个分层次的自动化管理系统，可以满足对一个泵站的全过程远程监控和自动化运行。根据泵站实际运行中出现的问题，文章提出了一种优化调节控制策略，提高了泵站运行的安全性和控制效率。
1 泵站自动化技术改造目的
随着科技的进步,自动化程度的提高,泵站的运行管理模式朝无人值守的方向发展是必然趋势。作为高淳区城西片区主要排水泵站，地理位置处于城市边缘，管理上存在盲区，人员配备比较难。为对这个泵站进行更合理有效地维护，同时可以更好地提高泵站的效率，减少站内工作人员的工作强度，单位在经过一系列充分的讨论工作后，决定将城西泵站改造为无人值守式泵站。通过对泵站的有序控制，将泵站运行的泵机设备、水位、等实时信息采集到调度指挥中心，进行远程监视和控制，在局域网内计算机上可通过WEB浏览数据，使管理人员对泵站操作做到有的放矢。
2 泵站自动化技术改造思路
2.1泵站自控系统的组成
整个系统分两部分：远程控制系统，由PLC主控模块、电源模块、开关量输入输出模块、模拟量输入输出模块、现场仪表、其他辅助设备以及监控工业组态软件组成；远程监视系统，由摄像头、硬盘录像机、液晶显示器和网络视频监控软件等组成。两部分组合为无人值守泵站自控系统，通过光纤在调度指挥中心实现监控泵站的情况和远程控制泵站的操作。
2.2泵站自控系统的功能
（1）自控系统的分层
自控系统分为三层：第一层为现场设备层,把从现场设备采集来的各类信号通过MODBUS传输到PLC输出输入模块,由PLC中的CPU模块进行运算处理；第二层为网络链路层,泵站PLC与中心调度室之间由以太网进行通信,上位机通过OPC从泵站PLC系统上远程读取数据；第三层为管理控制层,作为主要的人机交互界面(HMI),通过对上送的信号进行分析、处理、统计、计算、存储,根据城西泵站的运行工况,对泵站的运行状态加以控制。
（2）控制方式
①远程控制方式,操作人员在中控室进行机泵开停操作。
②自动控制方式,由PLC按照设定的参数,完成设备的自动控制。
③就地控制方式,操作人员在机旁控制箱进行机泵开停操作。
值班人员通过工业组态软件开发的泵站自控人机界面,可完成对城西泵站的生产设备状态监控，必要时进行控制方式的切换和机泵的开停等操作。
（3）自控系统的主要功能
发出开停泵指令、工艺画面显示、设备状态和生产数据监测、机泵控制方式切换、实时和历史曲线查询以及故障报警。主要由以下过程完成：
①数据的采集：通过PLC对各种参数进行采集，如电力参数AB相电压、BC相电压、功率因数、泵电流等；泵机参数如运行状态、过载状态、泵的启停等。
②人机界面：各主要画面的切换可以在调度指挥中心很直观地反映泵站的工况。
③水位的控制：通过组态软件界面，可实时监测进水库的水位。
④视频监控：在泵站的大门口、泵房、低配、进水池、出水口、道路等安装摄像头，接入硬盘录像机，在调度指挥中心可通过网络视频软件实时观察泵站的情况。
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3 泵站自动化的设计原则
3.1 从实际出发的原则
在进行泵站自动化设计时要一切以实际情况出发，要综合考虑资金，技术和人员配置情况进行正确的定位，不能贪大求全，不能攀比做出不切实际的设计。就自动化程度不同，可以选择以下三种型式：数据采集型、部分系统自动化型和综合自动化型。
3.2 先进、可靠的原则
可靠性是泵站自动化成败的关键所在。因此，在泵站自动化设计时一定要把系统和设备的可靠性作为重点去研究。特别是传感器和执行元器件，要做到做一个成一个。要综合考虑每一个设备是否符合自动化要求，切忌全面开花，华而不实。同时在考虑可靠性的基础上，选择设备时应具有一定的先进性和前瞻性。
3.3 效益最大化原则
泵站自动化和其它经济活动一样，都也是应该以经济效益最大化为目标。很难想象，运行时间极少的泵站，却有投入大量资金进行自动化改造的必要。并且随着电子技术的发展，许多设备没有发挥效益就被淘汰，造成大量的国家资金的浪费。
4 完善泵站的自动化控制技术应用
4.1 正确处理测量、控制和保护之间的关系
测量、保护和控制在过去的泵站设计时，作为泵站电气二次设计的相互独立的组成部分。出现这样的设计格局，主要受当时技术和设备的局限性。随着电子技术的发展，二者之间的界限越来越不明显，并逐步走向融合。如泵站运行中电气二次设计的关键部位为继电保护。继电保护除去对非电量进行测量外，还要对电气设备运行中的电量进行测量，这样就可以通过这些测量数据代替过去常规的测量仪表。这样做的其它两个好处是，一是可以减少设备，节约成本，二是可以对保护回路进行经常性的监控，提高了系统的可靠性。再如，继电保护最终作用对象是开关设备，而我们自动控制对象也是开关设备，原理是一样的，并且继电保护更具有动作的可靠性，因此开关的控制可以结合在继电保护单元中。
4.2 需要正确划分自动控制单元
泵站的自动化设计并不是一个完全的整体，特别是在出水和进水系统，泵站的自动化在很多环节是相互独立的，但是这些独立的单元会按照一定的顺序连接起来。在其中还需要注意的，有些单元控制的范围大，有些单元控制的范围小，换言之，一些大的控制单元包含若干小的控制单元，而更大的控制单元在包含这些较大的控制单元。所以泵站自动化的控制单元设计，需要把握好层次，确保各环节分工明确，才能运行的效率高。一般来说，泵站设有电机层、水泵层、流道层，泵房都采用各自独立的控制单元。
4.3 需要把握自动控制系统的兼容性和扩展性
泵站的自动化发展是在不断进行的，并不是一蹴而就，正如上节所说的，泵站的整个控制系统是有很多类似于树枝状的大大小小的控制单元组成的，在自动化引进的最初，或许只是在一些单元上实行自动化，而在另一些单元并没有形成自动化。这样以来就需要最初的自动化控制单元在安装的时候需要考虑以后的安装情况。保证前后安装的兼容性和扩展性不存在阻碍。例如城西泵站的主机组为导叶式立式1400HD-14，而其配套同步电机型号TL1100-16。
4.4 加强数据采集与处理过程
泵站自动化世界的数据采集和处理系统是自动化运行的前提条件，这是因为只有系统采集到了数据并对数据进行了初步的处理之后才会进一步发出指令泵站开始日常运行。我们日常的数据采集和处理是即时的， 也就是随时观测数据随时进行处理随时的发出运行指令。不过这些数据也被很好存储进来，当汇集到了一周或者一个月甚至是一年的数据之后，也会在宏观上对这些跨时期的数据进行集中处理得出泵站日常运行的特点，而对这些特点进行分析则可以进一步优化自动化的设计。
综上所述，泵站的自动化程度是一个不断提高的过程，同时泵站的自动化又是一个复杂的系统工程，设计理念和目标都应该以工程的实际出发，在追求效益最大的前提下，合理安排资金，进行科学统筹规划，才能达到预期的目标。目前，随着科学技术的不断发展，许多自动控制设备的出现和控制技术的发展也必将给泵站自动化程度的提高带来新的思路和机遇。
参考文献：
[1]周元. 自动化控制技术在泵站中的应用[J]. 科技资讯,2009,31:85-86.
[2]王琛. 自动化控制技术在泵站中的应用[J]. 科技致富向导,2015, 17:175.
[3]张水平. 浅析排涝泵站机电自动化控制技术的应用[J]. 黑龙江水利科技,2016,06:144-145.
论文作者:蔡红宝
论文发表刊物:《基层建设》2016年32期
论文发表时间:2017/1/18
标签：泵站论文; 单元论文; 系统论文; 数据论文; 设备论文; 技术论文; 自控论文; 《基层建设》2016年32期论文;