張 瑩 崔 凱 周旭東 劉勁楓
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,大型泵站已經(jīng)開始從傳統(tǒng)人工管理轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣踊?、信息化管理,形成了以智能化管理系統(tǒng)為核心的管理體系,為泵站管理效益的提升創(chuàng)造了新的契機(jī)。但在自動化與信息化管理實(shí)踐過程中,我國大型泵站自動化管理建設(shè)還存在一定的疏漏,對智能信息把握不到位,導(dǎo)致信息管理中關(guān)鍵數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性大打折扣。如何對上述系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,做好大型泵站自動化與信息化管理的高效銜接已經(jīng)成為新時期人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
大型泵站信息化管理就是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對整個泵站的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控,利用各項(xiàng)技術(shù)做好對大型泵站的測量、保護(hù),同時還要對設(shè)備進(jìn)行控制,結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)及時發(fā)現(xiàn)大型泵站運(yùn)行問題,探索有效的管理方法,從而提高泵站管理水平,為今后的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。在信息化應(yīng)用方面主要包含液位信息采集、對流量采集、電流電壓采集以及電量信息采集等。
自動化管理在大型泵站管理中屬于技術(shù)系統(tǒng),它能夠有效改善泵站的運(yùn)行狀態(tài),提高信息化管理水平,減少大型泵站管理失誤,最終達(dá)到管理目標(biāo)。自動化管理除了對技術(shù)有較強(qiáng)的要求,還需要管理人員具備專業(yè)化的素質(zhì),以確保自動化與信息化兩者的銜接質(zhì)量,降低兩者的局限性,進(jìn)而提高大型泵站信息采集與自動化管理的效率。
因此,大型泵站在發(fā)展過程中需要做好自動化與信息化管理銜接工作,這樣才能提高泵站的運(yùn)行效率,確保設(shè)備的正常運(yùn)作,確保信息數(shù)據(jù)的安全,進(jìn)而更好地為泵站發(fā)展服務(wù)。
大型泵站信息化與自動化銜接過程中需要對自動化和信息化技術(shù)之間的銜接點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)置,依照兩者之間的關(guān)聯(lián)做好設(shè)備協(xié)調(diào)和系統(tǒng)構(gòu)建,以保證泵站工程自動與信息化系統(tǒng)的可靠性、有效性和科學(xué)性。
依照大型泵站運(yùn)行需求可以對泵站、水閘等裝置中的智能控制單元進(jìn)行構(gòu)建。一般泵站、水閘的信息管理系統(tǒng)處于泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與上級管理部門管理信息系統(tǒng)之間,是泵站運(yùn)行管理和日常管理的工作平臺。在該平臺運(yùn)行過程中下層為計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的各種實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù),上層為上級管理或者調(diào)度部門的指令或者數(shù)據(jù),平臺將兩者的數(shù)據(jù)整合,并完成上下層間的信息交互。其中大型泵站自動化與信息化系統(tǒng)既需要對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和統(tǒng)計(jì),并上報(bào)有關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,又需要具有泵站運(yùn)行的值班管理、調(diào)度管理、設(shè)備臺賬管理等功能,這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)泵站的數(shù)據(jù)采集和控制,形成完整的智能化控制系統(tǒng)。
我國對大型泵站自動化與信息化管理架構(gòu)非常重視,在該基礎(chǔ)上構(gòu)建了泵站計(jì)算機(jī)自動化監(jiān)控系統(tǒng),這些系統(tǒng)采用的技術(shù)先進(jìn)、功能完善、可靠性高,為泵站的安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了良好的基礎(chǔ)。與此同時,還在上述基礎(chǔ)上運(yùn)用集成化軟件,如組態(tài)軟件、遠(yuǎn)程控制軟件等對自動化裝置進(jìn)行控制,真正實(shí)現(xiàn)了實(shí)時測量、實(shí)時控制,其主要包括:
(1)檢測單元。通過紅外線檢測裝置、壓力檢測裝置、采樣裝置等對大型泵站設(shè)備及其節(jié)點(diǎn)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,為系統(tǒng)控制提供有效的數(shù)據(jù);通過通信模塊和通信線纜將上述物理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字或模擬信號傳輸?shù)较到y(tǒng)中。該通信裝置中應(yīng)注意線纜的選擇,以提升信號的保真效果。
(2)處理單元。集成系統(tǒng)對通信模塊中的數(shù)字或模擬信號進(jìn)行采集,通過泵站運(yùn)行數(shù)據(jù)采集主機(jī)及運(yùn)行數(shù)據(jù)庫服務(wù)器形成有效的數(shù)據(jù)體系,并通過處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比、計(jì)算、分析,得出大型泵站運(yùn)行狀態(tài)結(jié)果,并將其計(jì)算內(nèi)容存儲到服務(wù)終端,同時傳輸?shù)斤@示裝置中。
(3)集成控制系統(tǒng)。顯示系統(tǒng)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暬瘓D像,為操作人員操作控制提供參考。智能控制單元可以依照數(shù)據(jù)狀況主動生成控制指令,并將上述控制指令發(fā)送到控制單元,對大型泵站運(yùn)行狀況進(jìn)行控制。尤其是在故障處理中,能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域故障的及時預(yù)防和控制,實(shí)現(xiàn)了大型泵站運(yùn)行效益的改善。除此之外,泵站控制系統(tǒng)還能夠提供人工控制裝置,由人員依照顯示裝置中的各項(xiàng)信息進(jìn)行手動控制,以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的制動和調(diào)停。
(4)控制單元。依照泵站實(shí)際運(yùn)行狀況形成不同控制單元,包括制動單元、停車單元、減速單元等,結(jié)合集成控制系統(tǒng)的指令完成控制操作。
(5)信息安全??刹捎糜杏布W(wǎng)閘、防火墻和多級存儲權(quán)限控制等安全機(jī)制,實(shí)現(xiàn)信息管理系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)的安全隔離,對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行防護(hù),避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫泄露或外部攻擊等,提升大型泵站自動化和信息化銜接的安全性和可靠性。
某大型泵站建成于1999年,作為泰州重要的水利工程,具有引江河水進(jìn)行灌、排的功能。但由于該泵站建成時間較早,自動化與信息化管理銜接較為落后,嚴(yán)重阻礙了該泵站的發(fā)展。作為南水北調(diào)水源工程之一,該泵站積極進(jìn)行信息化與自動化管理銜接改革,取得了一定的成效,主要表現(xiàn)在以下方面:
(1)在原有設(shè)備控制DCS集散控制系統(tǒng)上進(jìn)行了閘門綜合自動化系統(tǒng)升級,實(shí)現(xiàn)了閘門遠(yuǎn)程控制,同時還做到了閘門的日常信息化管理,運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建了“基于RIA架構(gòu)的大型泵站信息管理系統(tǒng)”,提高泵站自動化管理與信息化管理的安全性。該系統(tǒng)構(gòu)建的過程中以自動化控制為核心,依照日常管理數(shù)據(jù)形成智能化決策方案,形成自動控制指令,可實(shí)現(xiàn)閘門的自動關(guān)閉和開啟,完成系統(tǒng)的實(shí)時控制。這種控制方式能夠依照實(shí)際情況進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整,減少了人工控制中的時間誤差,在很大程度上提升了大型泵站運(yùn)營成效,是新時期大型泵站管理中的重中之重。
(2)構(gòu)建了完整的監(jiān)控體系。泵站利用各項(xiàng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對人員、技術(shù)、設(shè)備方面的全面監(jiān)控,確保操作流程的正確性,以提高泵站運(yùn)行管理水平。此外還能夠?qū)?shù)據(jù)庫信息實(shí)時監(jiān)控,達(dá)到了泵站自動化與信息化管理銜接的目的。以智能監(jiān)控裝置為核心的智能采集系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)大型泵站數(shù)據(jù)的實(shí)時采集,使數(shù)據(jù)更加全面、有效,為大型泵站管理提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)營過程中能夠在智能監(jiān)測設(shè)備基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)、信息等進(jìn)行實(shí)時采集,依照數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)對大型泵站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷,對出現(xiàn)故障或超過風(fēng)險閾值區(qū)域可直接進(jìn)行報(bào)警或啟動自動保護(hù)裝置,以降低大型泵站可能出現(xiàn)的安全事故。
大型泵站自動化與信息化管理銜接過程中需要對管理內(nèi)容進(jìn)行強(qiáng)化,依照管理要求對自動化技術(shù)和信息化技術(shù)進(jìn)行提升,做好兩者的協(xié)調(diào)和平衡,以自動化裝置為基礎(chǔ),信息技術(shù)為輔助,做好智能化控制和監(jiān)測體系的構(gòu)建,實(shí)現(xiàn)泵站的實(shí)時監(jiān)測及故障處理,從而全面提升泵站運(yùn)行成效