電氣自動化在泵站中的應用分析

【摘要】近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，水利水電工程建設也得到了迅猛發(fā)展。在水利水電工程中，泵站是其不可或缺的組成部分。泵站是進行水資源調(diào)配、抗旱除澇以及防洪減災的重要水利工程，在推動地方經(jīng)濟發(fā)展和民生保障發(fā)揮了重要作用。

【關(guān)鍵詞】電氣自動化；泵站；應用

在泵站運行中，合理應用電氣自動化技術(shù)，使設備更加智能化、自動化，能夠有效節(jié)省人力資源，提高工作效率。由于我國泵站發(fā)展起步晚，自動化水平相對較低，因此，如何廣泛推廣和應用電氣自動化技術(shù)，大力提高自動化水平，是水利水電工程建設中的重要任務。

1、電氣自動化概述

電氣自動化是指電氣機電設備按照指定的要求和設定的程序自動執(zhí)行其規(guī)定動作，完成生產(chǎn)運行的任務。其主要表現(xiàn)兩大特點：（1）便捷性。由于電氣自動化技術(shù)的智能化能夠有效節(jié)省人力資源，提高工作效率，使電氣自動化有著巨大的應用價值和發(fā)展?jié)摿?。?）廣泛性。由于電氣自動化技術(shù)的智能化、自動化，使其能夠滿足生產(chǎn)運行的要求，因此在許多行業(yè)中都得到非常廣泛的應用。

2、我國泵站自動化發(fā)展現(xiàn)狀概述

自20世紀70年代以來，泵站自動化技術(shù)在我國經(jīng)歷了初期階段、完善階段和自動化技術(shù)應用三個發(fā)展歷程。1972年江都泵站設置了總控室對整個樞紐進行遙測、遙控，拉開了我國泵站自動化的序幕。該階段主要形式為常規(guī)控制并由計算機輔助運行，由于元件質(zhì)量問題以失敗告終。進入20世紀80年代，監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件質(zhì)量不斷提高與完善，泵站開始陸續(xù)使用自動化設備。該階段主要是對針對老式泵站的升級改造，采用計算機監(jiān)控與常規(guī)控制并用的形式。前兩個階段選取的都是傳統(tǒng)、封閉式的實時監(jiān)控系統(tǒng)。進入20世紀90年代，計算機技術(shù)、圖形化人機界面技術(shù)等飛速發(fā)展，自動化技術(shù)在泵站中得到了較大的發(fā)展與應用。利用現(xiàn)代的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)，實現(xiàn)了對泵站安全運行的實時監(jiān)控，以往的由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、上下位機構(gòu)成的分布式系統(tǒng)逐步向分層分布式綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展。隨著時間的推移，泵站綜合自動化系統(tǒng)的運行形式也存有極大的區(qū)別。

3、電氣自動化在泵站運行中的應用

3.1設備的選型和布置

隨著泵站自動化程度的不斷提高，越來越多的自動化元件、數(shù)字化芯片、智能傳感器等被安裝在泵站的控制設備中，但如果嘗試應用一些技術(shù)不太成熟的設備時，其性能、參數(shù)的不穩(wěn)定也給泵站的安全運行帶來了一定的威脅，為了解決這些問題，設計人員應考慮設置備用設備、冗余系統(tǒng)，并選用技術(shù)成熟、質(zhì)量可靠的設備等手段來提高整個自動化控制系統(tǒng)的可靠性，保證泵站的長期安全運行。自動化元件如PLC、工控機等都不應長期工作在潮濕的環(huán)境中，所以泵站配電間應盡量選擇地勢較高的位置，并在自動化設備集中的布置的綜合自動化柜內(nèi)設置自動除濕裝置，設計人員應充分考慮，合理應用這些保護措施。

3.2數(shù)據(jù)傳輸實時化

及時獲得泵站運行的各種參數(shù)及數(shù)據(jù)信息，能夠及時掌握各種動態(tài)信息，更加便于泵站管理，這就需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸實時化。泵站運行數(shù)據(jù)的實時化系統(tǒng)不僅需要高效的數(shù)據(jù)采集、接受系統(tǒng)、龐大的數(shù)據(jù)存儲空間，還需要數(shù)據(jù)的傳輸?shù)膶崟r化和專業(yè)的技術(shù)人員。目前，數(shù)據(jù)的傳輸?shù)膶崟r化還有待提高，尤其是泵站群的統(tǒng)一調(diào)度，如何實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r化將是下一階段泵站自動化研究的一個重要方面，同時在數(shù)據(jù)管理方面也缺乏專業(yè)的數(shù)據(jù)管理維護人員。通過對運行信息的實時化管理，建立涵蓋泵站檢測信息、水情信息、設備狀態(tài)信息、調(diào)度決策信息等在內(nèi)的信息共享平臺，實現(xiàn)水利工程社會效益和經(jīng)濟效益最大化。

4、案例分析

4.1泵站電氣自動化典型設計案例分析

相關(guān)人員需要明白PLC系列的工作內(nèi)容，主要包括以下幾個方面：一是PLC1工作的主要內(nèi)容是對泵站內(nèi)部取水泵的變配電運行體系設施以及工藝運行設施中的監(jiān)控內(nèi)容進行控制；二是PLC2工作的主要內(nèi)容是對自動化監(jiān)控軸流風機進行控制與使用，同時，還需要負責氣體泄漏的自動報警操作；三是PLC3工作主要內(nèi)容是對配水井、進水格柵間、pH調(diào)節(jié)池內(nèi)等主要工藝設備的運行進行監(jiān)控；四是PLC4工作的主要內(nèi)容包括吸水井、清水池以及在線測量儀表等方面內(nèi)容；五是PLC5工作主要是對泵站自動化運行設備的水流量進行詳細的分析，同時，通過分析實際具體的案例，展開各個環(huán)節(jié)具體工作研究，進而對水泵的水流量作出規(guī)范調(diào)整，保證其運行頻率符合要求，以便更好的開展泵站自動化系統(tǒng)的實際工作。

4.2科學開展模塊式的典型設計

泵站的正常運行需要各式各樣、大小不一的機電設備，且各種機械運用的數(shù)量不一致，但機械設備的基本情況都差不多，在進行工作中就會產(chǎn)生錯誤使用的情況。相關(guān)工作人員需要在泵站電氣自動化設備中科學開展模塊式的典型設計，將本站自動化設備分成若干個模塊并將其應用到各個不同的泵站系統(tǒng)中，從而為泵站自動化形成一個整體模板，使這一模板能夠?qū)﹄姎庾詣踊O備運行的情況進行疊加的組合，從而可以將實現(xiàn)對水力模式、公用的泵站LCU、清理污染的泵站LCU以及網(wǎng)絡模式等方面的監(jiān)控，進一步提高泵站自動化運行體系的管理。

5、泵站電氣自動化技術(shù)的前景

國內(nèi)很多泵站已經(jīng)利用計算機系統(tǒng)進行在線監(jiān)控，泵站的管理人員同樣也可以用計算機繪制用水曲線、對用水需求進行分析，和供水水源數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)科學調(diào)度，這種綜合自動化系統(tǒng)不僅可以增加泵站的供水效率，還可以通過計算機系統(tǒng)對泵站的各種運行參數(shù)進行在線實時監(jiān)控，這些都有利于管理人員預防事故的發(fā)生和及時處理已發(fā)生的事故。電氣自動化系統(tǒng)也為泵站帶來了經(jīng)濟效益，自動化控制在節(jié)省人力資源，控制配套設備的資金投入方面都有著很大的優(yōu)勢。因此，新建泵站工程應用電氣自動化控制系統(tǒng)將是一種趨勢。

結(jié)語：

電氣自動化在泵站運行中發(fā)揮了重要的作用，不僅能夠減少人力投入，也能提高工作效率，使泵站運行更加安全可靠，對于企業(yè)生存和發(fā)展都有著重要意義。由于電氣自動化在生產(chǎn)生活中具有諸多優(yōu)勢，因此，應該將電氣自動化技術(shù)的推廣應用到各個領(lǐng)域，不斷加強引導創(chuàng)新和技術(shù)革新，促進電氣自動化長期穩(wěn)定的發(fā)展。

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