排灌泵站自動化技術(shù)發(fā)展與展望

羅鵬

霍邱縣排灌管理總站 安徽六安 237400

實現(xiàn)排灌泵站的自動化，可使泵站的管理更加精細與全面，可對其調(diào)度能力進行提升，使泵站的聯(lián)合運行能力得以增強。在相關(guān)政策文件的指導(dǎo)下，全國范圍內(nèi)將逐步開展泵站自動化與信息化建設(shè)工作，泵站自動化技術(shù)必然會得到進一步的應(yīng)用與發(fā)展。因此，本文對排灌泵站自動化技術(shù)的發(fā)展與展望展開探討具有重要意義。

1 當(dāng)前排灌泵站自動化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)

在泵站信息化系統(tǒng)建設(shè)過程中，數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)是最為基礎(chǔ)的技術(shù)之一，該技術(shù)的應(yīng)用效果決定著泵站信息數(shù)據(jù)收集與處理的能力。在現(xiàn)場控制單元的支持下，利用該技術(shù)可實現(xiàn)泵站運行中各種電氣量及非電氣量信息的有效收集，還可獲取到狀態(tài)量、開關(guān)量以及繼電保護相關(guān)信息內(nèi)容，也可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效處理與分析，合理控制設(shè)備的運行，并在故障問題出現(xiàn)時及時發(fā)出警報信息?，F(xiàn)階段，新建設(shè)的泵站應(yīng)用了計算機監(jiān)控系統(tǒng)，引入了先進的視頻監(jiān)控技術(shù)，安裝了國際上較為先進的計算機監(jiān)控軟件，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下實現(xiàn)了泵站監(jiān)控系統(tǒng)體系的構(gòu)建[1]。

1.2 運行調(diào)度技術(shù)

在泵站自動化系統(tǒng)中，運行調(diào)度技術(shù)的應(yīng)用可以泵站的具體運行狀況為依據(jù)合理進行調(diào)度。既可滿足當(dāng)前泵站的調(diào)度需求，還可采用有效的運行方式對泵站的運行成本進行控制，進而提升泵站的經(jīng)濟效益。在計算機技術(shù)的支持下，運行調(diào)度系統(tǒng)可構(gòu)建出泵站控制對象的基本模型，既可以實現(xiàn)機組經(jīng)濟運行模型的有效建立，還可完成泵站調(diào)度管理模型的構(gòu)建，可對運行效率、運行成本以及流量等多種因素進行綜合考量，并以目標(biāo)函數(shù)為依據(jù)對泵站進行合理控制與調(diào)度，通過數(shù)據(jù)模型進行最優(yōu)化機組運行模式的分析，并對各個時段及流量狀態(tài)下的運行狀態(tài)進行優(yōu)化，以此確保泵站運行的高效性與經(jīng)濟性[2]。

1.3 運行信息管理技術(shù)

在泵站運行過程中所產(chǎn)生的信息較多，因此要加強泵站的信息管理。泵站信息管理主要有三方面的內(nèi)容，一是對數(shù)據(jù)進行及時收集與顯示，要收集泵站壓力、運行流量以及水位等相關(guān)信息，并以這些信息為依據(jù)對泵站的運行是否安全可靠進行分析；二是對歷史數(shù)據(jù)進行分析與統(tǒng)計，可對以往設(shè)備的運行操作記錄、故障分析及處理信息進行查詢與綜合統(tǒng)計，進而實現(xiàn)故障發(fā)生過程的回憶與分析；三是對泵站的運行數(shù)據(jù)展開管理，除了要維護泵站設(shè)備的配置以外，還要做好監(jiān)測數(shù)據(jù)的維護管理，并將這些數(shù)據(jù)作為泵站運行的有效依據(jù)。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展下，部分泵站已逐步完成了光纖環(huán)網(wǎng)形式的站級測控局域網(wǎng)的建立，泵站數(shù)據(jù)收集更加快速，可實現(xiàn)與上級信息中心網(wǎng)絡(luò)的安全連接，運行信息管理更加集中與高效[3]。

2 排灌泵站自動化的典型設(shè)計思路

2.1 結(jié)合需求進行設(shè)計

排灌泵站除了要實現(xiàn)機組開停機的自動化以外，還要以自身生產(chǎn)管理需求為依據(jù)實現(xiàn)生產(chǎn)管理的自動化。不僅要實現(xiàn)泵站運行、工作效率以及保護的自動化，還要采用自動化技術(shù)對水位流量、勵磁調(diào)節(jié)、振動噪音、溫度、事故報警系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制，此外還要對泵站輔機及相關(guān)設(shè)備進行監(jiān)測控制，進而實現(xiàn)管理系統(tǒng)信息的有效交換。排灌泵站的自動化需求較為復(fù)雜且不斷增加，在設(shè)計時要在滿足基本需求的基礎(chǔ)上，對需求的重要性與可行性進行分析，進而設(shè)計出可滿足排泵站需求的自動化設(shè)計方案[4]。

2.2 以信息作為設(shè)計依據(jù)

排灌泵站信息是水利信息化建設(shè)的根本，因此，必須要對泵站的相關(guān)信息進行收集與挖掘進而合理進行典型設(shè)計，以動態(tài)化信息為依據(jù)實現(xiàn)信息化系統(tǒng)的有效構(gòu)建。

2.3 遵循標(biāo)準化設(shè)計原則

現(xiàn)階段，部分排灌泵站的自動化建設(shè)缺乏統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準，在典型設(shè)計過程中，可制定相對完善與統(tǒng)一的標(biāo)準。如明確電量監(jiān)測時應(yīng)用電壓傳感器監(jiān)測或是采用交流采樣進行電量監(jiān)測，可確定電量的計算方式，明確利用多功能電表或者計算機進行電量計算，進而發(fā)揮出典型設(shè)計的標(biāo)準與規(guī)范的作用，提高排灌泵站自動化建設(shè)的完整性與規(guī)范性。

2.4 基于模塊化的設(shè)計思路

大型或中型排灌泵站的類型較小，并無較大的變化，但不同排灌泵站的機組臺數(shù)并不相同，組合形式也存在差異。通過典型設(shè)計可實現(xiàn)多個基本模塊的設(shè)計，進而將之融入到排灌泵站的自動化建設(shè)當(dāng)中?？傮w而言，在多個基本模式的組合與疊加應(yīng)用下而組成了排灌泵站的綜合自動化系統(tǒng)。排灌泵站綜合自動化由多個基本模塊構(gòu)成，除了排灌泵站監(jiān)控層與網(wǎng)絡(luò)模塊以外，還有排灌泵站機組與輔助機控制模塊，此外還有水力監(jiān)測、微機勵磁、清污機、防洪閘、工程安全自動監(jiān)測、視頻監(jiān)控、辦公管理以及公用控制等多個模塊。在排灌泵站自動化設(shè)計時要立足于整體而進行模塊化設(shè)計，并盡可能的提升模塊設(shè)計的靈活性，確保所設(shè)計的模塊類型在多種排灌泵站中都較為適用，進而為排灌泵站提供統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準，以減少建設(shè)成本浪費，確保設(shè)計功能可滿足泵站的需求[5]。

2.5 根據(jù)故障等級進行設(shè)計

排灌泵站的自動化系統(tǒng)有三種故障等級，其中一級故障等級的故障級別最高，在發(fā)生一類故障時，要對所有控制輸出進行停止。同時還要對故障情況進行詳細記錄，并將故障類型及具體的解決對策顯示在控制臺之上。在故障排除后要按下人工復(fù)位鍵，之后系統(tǒng)的正常工作才可恢復(fù)。

3 排灌泵站自動化技術(shù)的未來發(fā)展方向展望

3.1 可實現(xiàn)測量、控制與管理一體化

在先進的科學(xué)技術(shù)支持下，泵站自動化可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)集成，先后誕生了嵌入式智能化控制器與顯觸控一體化控制器，使泵站自動化發(fā)展呈現(xiàn)出測、控、管理的一體化發(fā)展趨勢。新型的綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以對泵站的重要機電設(shè)備進行實時的測量與控制，還可對泵站的運行狀況進行合理調(diào)度，實現(xiàn)泵站各環(huán)節(jié)工作的有效整合，進而實現(xiàn)信號收集、設(shè)備操控、監(jiān)控、調(diào)度以及運行管理的一體化發(fā)展。

3.2 自診斷功能將逐步完善

為了實現(xiàn)功能的進一步拓展，滿足泵站的應(yīng)用需求，泵站自動化技術(shù)將會逐步完善自身的診斷功能，進而可更加智能的進行故障的分析與解決?，F(xiàn)階段，全國范圍內(nèi)都在逐步進行大型及中型泵站的升級改造，在泵站故障診斷過程中逐步應(yīng)用了模糊運算技術(shù)以及狀態(tài)檢修技術(shù)，還實現(xiàn)了多信息的有效整合，泵站自動化的人機協(xié)作能力得以進一步提升，泵站管理系統(tǒng)的發(fā)展更加智能，自動化程度更高，不僅可以進行數(shù)據(jù)監(jiān)測，還可實現(xiàn)故障的自我診斷與原因分析，應(yīng)用深度得以進一步提升。

3.3 運行信息管理更加實時化

實現(xiàn)管理運行后，對泵站運行狀況的了解更加簡便且更加全面，還可提升決策的合理性，可對泵站的管理起到輔助作用。泵站運行實現(xiàn)實時化運行信息管理后，可對泵站進行動態(tài)化監(jiān)測并進行新衛(wèi)星云的接收，還可在線進行故障巡查，及時傳送設(shè)備運行狀態(tài)信息，可在實時性平臺的基礎(chǔ)上實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效共享，可采用專線進行數(shù)據(jù)中心與各子站的有效連接，可對泵站的各類數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一管理與維護。

4 結(jié)語

排灌泵站自動化控制流程設(shè)計的質(zhì)量取決于流程圖，因此要在專業(yè)人士的指導(dǎo)下進行流程圖的確定及完善，確保流程設(shè)計符合泵站的真實需求情況，進而為排灌泵站機組的穩(wěn)定與安全運行提供保障。在排灌泵站自動化典型設(shè)計及改造過程中應(yīng)用了先進的科學(xué)技術(shù)手段，排灌泵站的現(xiàn)代化管理能力將會得到大幅提升。高效開展排灌泵站自動化建設(shè)，確保科學(xué)技術(shù)應(yīng)用價值的有效發(fā)揮，是排灌泵站自動化改造過程中的關(guān)鍵。泵站自動化技術(shù)的應(yīng)用可使泵站的管理更加精細化與高效性，對其調(diào)度優(yōu)化能力也有一定的提升作用，可使泵站的聯(lián)合運行能力得以強化。在科技日益發(fā)展下，泵站自動化技術(shù)必將不斷發(fā)展與完善，在排灌泵站自動化設(shè)計與改造過程中的應(yīng)用價值將會進一步展現(xiàn)[6]。