泵站運行管理的計算機自動控制系統(tǒng)

文/陳萌 廊坊市市政設施管理處 河北廊坊 065000

泵站作為水利建設工程和市政管理工程的重要設施之一，其擔負著城市排水與防澇的重要職責，其設備的運行情況會直接關(guān)乎到周邊環(huán)境的發(fā)展問題。然而，從實際的運行情況來看，國內(nèi)的泵站自動化水平較低，無法實現(xiàn)其的功能，極大程度上造成了嚴重的能源消耗?；诖?，為了更好地實現(xiàn)泵站系統(tǒng)高效運行的要求，相關(guān)部門積極地引入計算機自動控制系統(tǒng)，維持泵站系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

1、分析泵站設備控制系統(tǒng)的控制方式

1.1 基本控制方式

從大體上來說，基本控制是所有運行設備中最高級別的控制方式，基本上都是需要通過控制箱管控各個運行設備，實現(xiàn)整體化的控制要求。一般而言，在對其進行具體操作的時候，工作人員首先需要讓泵站系統(tǒng)處于待機的模式，屏蔽整個控制系統(tǒng)發(fā)出的信號，使系統(tǒng)喪失對于運行設備的控制能力，此時把控制界面調(diào)換成為手動控制。通過此種方法，工作人員可以對設備的主控制箱進行有效的檢修。且主控制箱操控大部分的泵站設備系統(tǒng)，基本所有運行設備需要調(diào)控的工作內(nèi)容都要在主控制箱內(nèi)完成相應的工作。[1]

1.2 就地控制方式

就地控制方式的優(yōu)先級高于中央控制方式的優(yōu)先級。一般來說，就地控制方式需要利用PLC的控制功能對設備或者關(guān)聯(lián)的設備實行聯(lián)動控制工作和連鎖控制工作。從長年的實踐經(jīng)驗來看，大多數(shù)的泵站工程所采取的就地控制操作方式，基本上都是通過集中監(jiān)控控制室的監(jiān)控計算機屏幕，在此基礎上PLC能夠明確的根據(jù)監(jiān)控計算機發(fā)出的指令展開具體的操作，并利用預先制定的規(guī)則和相應的調(diào)節(jié)方法對施工現(xiàn)場的運行設備進行實時的監(jiān)控。

1.3 中央控制方式

從本質(zhì)上來說，中央控制系統(tǒng)的主要任務就是對泵站設備系統(tǒng)進行整體性的調(diào)度，協(xié)調(diào)好各個泵站的機組，實行有效的運行管理。在此基礎上，系統(tǒng)可以根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)信息，對需要監(jiān)控的對象進行中央控制，確保運行系統(tǒng)處于優(yōu)化以及穩(wěn)定的狀態(tài)中。一旦出現(xiàn)局部設備或者整個泵站系統(tǒng)停機或者崩潰的情況，系統(tǒng)可以根據(jù)各泵組以及相關(guān)水位的實際情況，選擇最優(yōu)的預先設定的控制方案，協(xié)調(diào)整個工程設備，保證工程整體的質(zhì)量安全。

2、計算機自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成方式

2.1 信息層

信息層位于中央控制室，工作人員可以通過利用INSPEC組態(tài)軟件，設計監(jiān)控系統(tǒng)的圖形界面，能夠及時地反饋出相應的監(jiān)控數(shù)據(jù)，便于工作人員制定監(jiān)控數(shù)據(jù)報表。計算機自動控制系統(tǒng)的信息層可以對泵站運行管理系統(tǒng)生產(chǎn)的全部數(shù)據(jù)進行集中收集和控制。一般來說，信息層上設有兩臺上位機，分別為工程師站和操作員站。上位機通過與以太網(wǎng)和PLC相連接，可以實現(xiàn)對泵站設備運行系統(tǒng)開展實時監(jiān)控的要求，同時還可以顯示全泵站電力資源的監(jiān)控情況。[2]

2.2 控制層

控制層主要負責對現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)的采集工作，進而可以實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的實時監(jiān)控。一般來說，在控制層中PLC主站可以與以太網(wǎng)和上位機進行有效的連接，對運行系統(tǒng)進行全方位的控制。在此基礎上，控制層設備可以與遠程10子站進行連接，完成實時監(jiān)控的工作。

2.3 設備層

一般來說，設備層主要是由現(xiàn)場儀表、電機、閥門以及其它運行設備組成。其中，現(xiàn)場儀表設備必須通過24VDC開關(guān)量信號的作用下，才能正常的運行。且在此基礎上，儀表設備還要與PLC遠程10站進行連接，將設備的運行參數(shù)以及運行狀態(tài)都運送至PLC設備當中，此時的PLC設備可以對系統(tǒng)中的其他設備進行全方位的控制，確保系統(tǒng)設備運行的安全性。

3、計算機自動控制系統(tǒng)在泵站運行管理中的具體應用

3.1 顯示運行過程

在泵站系統(tǒng)的運行管理中應用計算機自動控制系統(tǒng)，可以顯示工程的具體施工過程。過程畫面會按照工廠構(gòu)建物的結(jié)構(gòu)形態(tài)進行組態(tài)處理，便于操作人員實施具體的操作內(nèi)容。該系統(tǒng)可以提供多組工廠區(qū)域的畫面，至少可以提供五十幅詳細過程的畫面。一般來說，這些工程畫面可以具體劃分為以下四個基本區(qū)域：其一，區(qū)域顯示行；其二，信息行；其三，過程顯示；其四，命令行。相關(guān)的區(qū)域顯示可以根據(jù)平面圖像發(fā)生適當?shù)匾苿?，可以及時地發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)故障信息。其中，信息行可以提供兩行信息，向操作人員展示過去未確認的故障信息，且將該故障信息儲存到系統(tǒng)當中，便于操作人員查找。[3]另外，命令行一般用于發(fā)出指令。一般來說，過程畫面基本上都包含一個靜態(tài)背景，可以在上面顯示相應的動態(tài)值，至少可以顯示四十個動態(tài)值?？傮w來說，計算機自動控制系統(tǒng)在極大程度上可以強化泵站運行系統(tǒng)的運行力度，確保其的穩(wěn)定性與安全性。

3.2 管控操作系統(tǒng)

傳統(tǒng)的泵站管理工作基本上就是一個大量運用人力的過程，極大程度上造成了人力資源的浪費，同時也造成了投入成本的浪費。舉個例子來說，一旦泵站機組出現(xiàn)了小問題需要解決，此時的主控制系統(tǒng)會向?qū)军c的人員發(fā)出指令，操作人員會接收指令信息，完成處理工作，在這一過程中耽誤的時間較長，問題不能夠得到及時地解決，易出現(xiàn)隱患問題擴大的情況。隨著計算機自動控制系統(tǒng)的深入應用主控制的操作人員只需要通過控制其的頁面以及利用功能鍵完成管控的步驟，極大程度上節(jié)省了人力資源以及物力資源的投入力度。更重要的是，一旦泵站運行系統(tǒng)發(fā)生故障，該系統(tǒng)可以自動排除故障，有效地節(jié)省了時間。

結(jié)論：

根據(jù)筆者的相關(guān)敘述，我們可以得知計算機自動控制系統(tǒng)在泵站運行管理中發(fā)揮了重要的運行作用，如提高了泵群的科技含量以及整體協(xié)調(diào)運作的水平等具體作用。且隨著計算機技術(shù)的不斷提升，該系統(tǒng)會得到更加完善化的發(fā)展，不但會在泵站運行管理中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，還會在其他領域中得以體現(xiàn)。希望通過筆者的相關(guān)敘述，可以為有關(guān)人員提供一定的參考價值。

[1]王增.泵站自動化控制系統(tǒng)研究[D].華北水利水電大學，2016.

[2]許哲峰.泵站運行管理使用計算機自動控制系統(tǒng)研究[J].科技與創(chuàng)新，2016，(02):57-58.

[3]邢曉明.泵站計算機自動化及遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計研究[D].山東大學，2012.