中小型泵站抽水自動化綜述

唐 于

(石阡縣水務局，貴州石阡 555100)

中小型泵站抽水自動化綜述

唐 于

(石阡縣水務局，貴州石阡 555100)

泵站是通過動力資源調(diào)動水資源是不可缺少的一個重要部分，由于一些泵站建設(shè)期間自動化技術(shù)或設(shè)備不足，目前進行泵站自動化改造的重要性就顯得尤為突出。中小型泵站抽水實現(xiàn)自動化控制，可采用的方案為PLC編碼為控制中心，PLC編碼是最常見且最節(jié)約成本的自動化控制技術(shù)。而且方便管理和維護，是中小型泵站抽水所能使用的最適宜的方案。

中小型泵站;自動化控制;PLC編碼;抽水系統(tǒng);功能特點

1 中小型泵站抽水自動化體系分析

自動化泵站抽水系統(tǒng)主要由調(diào)度中心、泵站監(jiān)控中心、通信平臺、泵站遠程監(jiān)測終端、計量測量及攝像設(shè)備組成。詳見圖1。

圖1 自動化泵站抽水系統(tǒng)拓撲圖

中小型泵站抽水系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的單片機控制和集中控制方法，運行成本高，管理費用貴，當系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，不能夠馬上知道是哪一環(huán)節(jié)控制系統(tǒng)出錯，導致檢修成本大。而采用PLC可編程程序控制系統(tǒng)，通過設(shè)定運行程序?qū)φ谜具M行監(jiān)管控制，可以實現(xiàn)自動化抽水、放水的管理和監(jiān)測，節(jié)約了人力、物力成本。并且可以通過無線傳輸設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，可以實現(xiàn)數(shù)十公里范圍內(nèi)多個泵站共同控制的作用，可以提高泵站系統(tǒng)的高效率［1］。

數(shù)據(jù)信息資源層，信息是對數(shù)據(jù)的合理組織，是系統(tǒng)進行事務處理，實現(xiàn)業(yè)務功能的基礎(chǔ)。信息流是伴隨業(yè)務開展的，科學、合理、規(guī)范地組織與部署信息資源，實現(xiàn)信息流的暢通，高效運轉(zhuǎn)是保證該自動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，支撐各項相關(guān)系統(tǒng)與業(yè)務數(shù)據(jù)結(jié)合滿足工作需求。

2 自動化泵站抽水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

現(xiàn)在一般采用PLC可編程自動化控制體系，系統(tǒng)主要由:控制主模塊、觸屏顯示屏、開關(guān)、模擬輸入、輸出模塊以及其他設(shè)備組成。其中主控制模塊是整個自動控制系統(tǒng)的核心組成部分，負責發(fā)出、接受信號和程序指令，由于是整個系統(tǒng)的中樞，因此它必須具有可靠性和穩(wěn)定性;電源一定要穩(wěn)定，它是整個系統(tǒng)安全運行的保障，并且要求要留有一定的功率余量，這樣能夠防止過電壓所造成的設(shè)備損壞;輸入、輸出設(shè)備是正確接收信息和發(fā)出指令的關(guān)鍵設(shè)備，要求可靠性必須高，穩(wěn)定性必須好;其他設(shè)備也是整個系統(tǒng)的重要組成部分，能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性［2］。

泵站遠程測控通信平臺的選擇，通常有兩種:①有線通信:每個加壓泵站與處之間租用光纖通信，調(diào)度中心、泵站監(jiān)控中心、各職能部門之間用過局域網(wǎng)通信，該通信平臺可傳輸連續(xù)圖像;②無線通信:每個加壓泵之間與調(diào)度中心之間通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)通信，調(diào)度中心、泵站監(jiān)控中心、各職能部門之間通過局域網(wǎng)通信，該通信平臺不能傳輸連續(xù)圖像。

控制部分主要有總控制臺組成，總控制臺中主要的功能有:圖像信號的切換、圖像信號的記錄等，對攝像機、電動變焦鏡頭、云臺等進行遙控，已完成對被監(jiān)測場所全面、詳細的監(jiān)視或者跟蹤監(jiān)視。

報警部分，主要實現(xiàn)泵站廠區(qū)系統(tǒng)房控制室內(nèi)非法入侵人員的警報功能，包括聲音報警并同時將報警信息實時發(fā)送到相關(guān)管理部門，并同時顯示視頻圖像，以及防止盜竊破壞行為的發(fā)生。

3 自動化泵站抽水體系的特點和功能

3.1 自動化泵站體系的特點

由于通過自動化的控制編程，系統(tǒng)可按程序模塊分段調(diào)試。系統(tǒng)具有自動采集數(shù)據(jù)功能，能夠采集進站管道壓力或清水水位、出站壓力、出站流量;也可以采集到加壓泵啟停狀態(tài)、工作電流、工作電壓、電能參數(shù)等;更可以采集到配電室各路開關(guān)狀態(tài)、電能等。

自動化檢測還具有監(jiān)測功能，光千通信時，圖像監(jiān)視泵站全景、電氣室、泵房等重要工位。同時具有智能化控制功能，能夠依據(jù)供水壓力和水泵運行時間，只能選擇水泵投入運行。當電流過大、缺相、水位過低或過高、控制保護、配電室故障、閑人進入等情況發(fā)生時會智能警報。

操作方面，自動化體系支持光千通信、局域網(wǎng)通信、GPRS、短消息等多種無線通信方式;支持多路圖像監(jiān)控;支持就地、遠程維護檢控設(shè)備，便于管理。

3.2 自動化泵站體系的功能

自控功能方面，是依據(jù)泵站蓄水池的液位自動控制水泵的運轉(zhuǎn)，同時控制電控閥門的開閉，同時實施監(jiān)視泵、閥的工作狀態(tài)和泵站的電源系統(tǒng)，對異常情況發(fā)出報警，并執(zhí)行相應的保護操作。

集成方面功能，也就是自動控制體系的集成性。主要反映在應用支撐環(huán)境對應用程序相互操作能力的支持方面，要求分布在不同硬件平臺和操作系統(tǒng)上，采用不同的語言或者開發(fā)具有生成的各類業(yè)務應用使之能夠集成在一起，構(gòu)成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)框架，便于操作和管理。

系統(tǒng)可用性方面，即實用性。能夠遠程監(jiān)測各加壓泵站水池水位或進站壓力、出站流量、出站壓力以及加壓泵組的工作狀態(tài)、電流、電壓、保護狀態(tài)、工作模式;能夠遠程切換水泵的控制模式，遠程控制加壓泵組水泵的啟停;光纖通信時，支持視頻在線監(jiān)視泵站全景、電氣控制室等重要工位，視頻可回訪;當現(xiàn)場出現(xiàn)電流電壓超標、水位超限、設(shè)備保護等狀況時，監(jiān)控中心可聲光報警;支持各種監(jiān)測信息、控制信息、報警信息、操作信息的存儲和查詢;能夠生成各種數(shù)據(jù)報表及數(shù)據(jù)曲線。

4 其他注意事項

要掌握好水泵一些數(shù)據(jù)的相關(guān)搜集信息的準確性和合理性，抽、排水量一定要嚴格按照進水池前水量以及抽水后水池水位變化的統(tǒng)計計算值測定出可靠的數(shù)據(jù)范圍，并且一定要統(tǒng)計好水泵的數(shù)量和運行時間，這樣才能夠使體系自動流暢的進行抽水作業(yè)。

在電氣方面，水泵的啟動和停止不能在過短的時間內(nèi)頻繁發(fā)生，這樣很容易影響電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性，要合理的過流保護，這樣整個自動系統(tǒng)才能夠更好地進行低水位保護、高水位報警、大流量預警實現(xiàn)抽水時間控制的功能。

水泵開關(guān)循環(huán)方面，要按照時間合理的安排水泵的開關(guān)，不要同時多個一起工作，也不要很長時間都是一個水泵在工作，這樣很容易造成水泵的損毀，因此要合理安排時間，平均每個水泵的開關(guān)時間，保障水泵的正常安穩(wěn)工作。

抽真空環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)要求要準確判斷，根據(jù)泵體的真空度判斷是否抽真空完畢，因此對要依據(jù)的參考數(shù)值要求特別精確，這樣才能減輕某些因素的干擾，造成進水口水位估計錯誤的后果發(fā)生。也可采用半自動控制方案來解決這個問題，等到條件成熟的情況下再進行改造。

5 結(jié)語

中小型水泵抽水自動系統(tǒng)能夠使整個水站具有可靠性高、能耗低的特點，適用于各種環(huán)境條件下的工作，并且能夠應對多個多種工藝流程要求，是傳統(tǒng)電氣控制的完美體現(xiàn)，能夠提高效率吧減輕人力，是現(xiàn)代社會指的推崇的管理模式。

［1］闞永庚，雍成林.微機綜合自動化系統(tǒng)在大型泵站中的應用［J］.中國農(nóng)村水利水電，2001(03):40－42.

［2］李倫，劉霞.東深供水改造工程系統(tǒng)的運用方式［J］.中國農(nóng)村水利水電，1999(07):15－17.

TV675

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1007－7596(2014)02－0105－02

2013－09－21

唐于(1965－)，男，仡佬族，貴州石阡人，工程師，從事水利水電施工及管理工作。