淺談泵站電氣自動(dòng)化

周均平

（江蘇省江陰市白屈港水利樞紐工程管理處 江陰市 214434）

1 泵站電氣自動(dòng)化需要遵循的原則

（1）效益最大化原則。

不管是在進(jìn)行泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的前期階段，還是在泵站實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化后的對(duì)設(shè)備的更新和維護(hù)階段，資金的投入都是巨大的。但因?yàn)楸谜镜穆毮苁枪潭ǖ模蚨谜镜膶?shí)際運(yùn)行時(shí)間也相對(duì)較少，這也就造成了資金投入與泵站的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間之間的矛盾。因而泵站電氣自動(dòng)化必須遵循效益最大化原則，否則在不斷的設(shè)備更新及養(yǎng)護(hù)投入中，不僅泵站的正常運(yùn)行會(huì)受到影響，同時(shí)也會(huì)給政府及國(guó)家的經(jīng)濟(jì)造成巨大負(fù)擔(dān)。

（2）實(shí)事求是原則。

根據(jù)泵站電氣自動(dòng)化程度的差異，可以將其分為三種類型，分別是：數(shù)據(jù)采集型、部分系統(tǒng)自動(dòng)化型以及綜合自動(dòng)化型?？梢?，泵站電氣自動(dòng)化是建立在大量現(xiàn)代技術(shù)及設(shè)備上的，沒有現(xiàn)代技術(shù)及設(shè)備的支撐，泵站的電氣自動(dòng)化就無法實(shí)現(xiàn)。為此，在進(jìn)行泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的過程中，必須結(jié)合泵站的實(shí)際情況，對(duì)所需設(shè)備進(jìn)行確定，統(tǒng)籌規(guī)劃，切實(shí)做好泵站電氣自動(dòng)化的定位，不能貪大求全，給泵站的運(yùn)行造成負(fù)擔(dān)。

（3）先進(jìn)性、可靠性原則。

泵站電氣自動(dòng)化的設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)是否先進(jìn)、是否可靠是泵站電氣自動(dòng)化正常運(yùn)行的核心。為此，在進(jìn)行泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的過程中，要對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的先進(jìn)性及其可靠性進(jìn)行研究分析，結(jié)合泵站的實(shí)際，對(duì)泵站相關(guān)設(shè)備的自動(dòng)化需求進(jìn)行綜合考量，為實(shí)現(xiàn)泵站的電氣自動(dòng)化奠定基礎(chǔ)。

2 泵站電氣自動(dòng)化需要注意的問題

雖然泵站電氣自動(dòng)化進(jìn)程正在不斷加快，我國(guó)一些大型泵站的電氣自動(dòng)化水平已經(jīng)得到了較大的提高，但現(xiàn)實(shí)中，仍然存在著一些問題，阻礙著泵站電氣自動(dòng)化的發(fā)展。

（1）要正確處理好泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)階段的測(cè)量、控制、保護(hù)三者之間的關(guān)系。

由于受到傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備以及技術(shù)的限制，測(cè)量、控制、保護(hù)逐漸成為傳統(tǒng)泵站電氣二次設(shè)計(jì)的主要組成部分，但科技、經(jīng)濟(jì)以及電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展以及高新技術(shù)在泵站中的應(yīng)用，間接導(dǎo)致這三者之間的界限變得越來越模糊，且漸漸向融合過渡。例如泵站的運(yùn)行過程中，繼電保護(hù)是其電氣二次的重要部分，它不僅能對(duì)非電量進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)還能對(duì)運(yùn)行中的電氣設(shè)備的電量展開測(cè)量，這樣既能夠提高設(shè)備的使用壽命，同時(shí)還有效地減少了不必要設(shè)備的投入，對(duì)泵站經(jīng)濟(jì)效益的提高起著一定作用。與泵站管理人員一樣，繼電保護(hù)的作用對(duì)象也是開關(guān)設(shè)備，都是通過對(duì)開關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)管理，其原理是相同的，但兩者相比較而言，因?yàn)楣芾砣藛T的主觀性較強(qiáng)，因而繼電保護(hù)的可靠性更高，也更先進(jìn)。

（2）要正確劃分泵站電氣自動(dòng)化過程中需要自動(dòng)控制的環(huán)節(jié)或單元。

構(gòu)成泵站自動(dòng)控制的結(jié)構(gòu)主要分為兩個(gè)部分，分別是1個(gè)順序控制以及多個(gè)獨(dú)立比如循環(huán)單元。為此，在設(shè)計(jì)泵站自動(dòng)化系統(tǒng)的過程中，必須將系統(tǒng)的層次劃分明確，避免只利用一個(gè)控制設(shè)備進(jìn)行整個(gè)泵站的控制，其中對(duì)輔機(jī)系統(tǒng)的處理更是如此。為了降低泵站的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)最好利用多個(gè)獨(dú)立比如控制單元，關(guān)鍵控制線路只對(duì)這部分單元發(fā)出指令和接收指令，各獨(dú)立比如控制單元根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)制定的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行獨(dú)立操作。

3 關(guān)于泵站電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)

3.1 有關(guān)泵站電氣自動(dòng)化的定位

泵站的電氣自動(dòng)化不僅是一項(xiàng)巨大的工程，同時(shí)也是一項(xiàng)具有系統(tǒng)性、綜合性的工程，它的涉及范圍廣，不僅包括了投資額度、設(shè)備的情況，同時(shí)還包含了人文地理環(huán)境等方面。只有將這些方面都考慮到泵站電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)之中，才能對(duì)泵站的電氣自動(dòng)化作出定位。此外，在進(jìn)行泵站自動(dòng)化定位的過程中，還要充分結(jié)合泵站的實(shí)際情況，實(shí)事求是把握泵站自動(dòng)化的需求程度，保證設(shè)計(jì)出的自動(dòng)化系統(tǒng)符合泵站的實(shí)際需求。

3.2 有關(guān)泵站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇

對(duì)于泵站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇，筆者列舉了三項(xiàng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并對(duì)此進(jìn)行了分析：

（1）監(jiān)控主機(jī)加通訊協(xié)議設(shè)備結(jié)構(gòu)。

監(jiān)控主機(jī)加通訊協(xié)議設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的對(duì)通訊協(xié)議及規(guī)約的要求較低，完全交由監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行調(diào)整。但監(jiān)控主機(jī)是自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵，若監(jiān)控主機(jī)出現(xiàn)故障，將影響其傳遞指令的功能，對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行有著一定的影響。

（2）對(duì)于監(jiān)控主機(jī)加以太網(wǎng)通訊可編程序控制器加通訊協(xié)議設(shè)備結(jié)構(gòu)的選擇。

泵站的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)按其單元構(gòu)成可分為三個(gè)部分，分別是若干可編程控制器PLC、監(jiān)控下層設(shè)備的通訊監(jiān)控主機(jī)以及通過以太網(wǎng)通訊PLC。其中PLC是控制節(jié)點(diǎn)，對(duì)于提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性起著一定作用。但此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也有一定的局限性，就是PLC和下層通訊能力較弱，對(duì)通訊速度造成了阻礙。

（3）監(jiān)控主機(jī)加以太網(wǎng)通訊 RTU結(jié)構(gòu)。

監(jiān)控主機(jī)加以太網(wǎng)通訊RTU結(jié)構(gòu)既有繼電保護(hù)的作用，同時(shí)也有可編程序控制器的功用，不僅如此，還能對(duì)開關(guān)量輸入、輸出以及模擬量輸入輸出有著保護(hù)作用。在該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，以太網(wǎng)是監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行通訊的主要媒介，對(duì)于泵站的自動(dòng)化控制發(fā)揮著巨大作用。但要選用這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)必須投入較多的資金才能實(shí)現(xiàn)。

3.3 有關(guān)泵站電氣自動(dòng)化控制的內(nèi)容

上面提到構(gòu)成泵站自動(dòng)控制的結(jié)構(gòu)主要是一個(gè)順序控制以及很多獨(dú)立比如循環(huán)單元，換而言之，泵站的電氣自動(dòng)化控制其實(shí)也就是將這兩者互相結(jié)合，通過一對(duì)多的形式進(jìn)行泵站運(yùn)行的控制和管理。在這個(gè)控制過程中，最為理想的方式是利用一個(gè)指令啟動(dòng)設(shè)備，而機(jī)組的開機(jī)臺(tái)數(shù)、葉片角度（如果可調(diào)）由預(yù)先建立的最優(yōu)工況的數(shù)學(xué)模型自動(dòng)調(diào)整。但這仍然是停留在理想狀態(tài)，在現(xiàn)實(shí)中還無法達(dá)成。為此，在進(jìn)行泵站電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，我們可以將電氣主接線設(shè)為控制的主線路，將高壓開關(guān)設(shè)備設(shè)為其控制的主要對(duì)象，并將控制主線路的控制分為三個(gè)階段，即對(duì)變電設(shè)備的控制、對(duì)輔機(jī)設(shè)備的控制以及對(duì)主機(jī)組的控制。對(duì)于變電設(shè)備的控制主要依靠閉環(huán)進(jìn)行，這一控制范圍較大，包含了除主機(jī)及高壓開關(guān)設(shè)備以外的所有變電設(shè)備的控制。而對(duì)主機(jī)組的控制則包含了對(duì)泵站供水、斷流設(shè)備以及機(jī)組的高壓開關(guān)等部分。

4 結(jié) 語

綜上所述，要實(shí)現(xiàn)泵站電氣自動(dòng)化，不僅要結(jié)合泵站的實(shí)際情況，同時(shí)還要遵循一定的原則，切實(shí)了解泵站電氣自動(dòng)化需要注意的問題，立足為生產(chǎn)服務(wù)的目標(biāo)，準(zhǔn)確對(duì)泵站進(jìn)行定位，優(yōu)化泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)，為泵站電氣自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)及發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境。

1 陳導(dǎo).泵站電氣自動(dòng)化的必要性和設(shè)計(jì)思路[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009（13）.

2 葛強(qiáng).大型泵站的電氣技術(shù)改造[J].水泵技術(shù)，2010（5）.

3 張信權(quán).時(shí)仲同步技術(shù)及其在變電站中的應(yīng)用[J].繼電器,2008（9）.