探析泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的應(yīng)用及其設(shè)計要求

馬丁

摘 要：泵站承擔(dān)著區(qū)域性的防洪、除澇、灌溉、調(diào)水和供水的重任，是解決洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水環(huán)境惡化當(dāng)今三大水資源問題的有效工程措施之一。而機(jī)電設(shè)備自動化控制在泵站排澇過程中具有主要作用，該技術(shù)的應(yīng)用必須與實(shí)際相結(jié)合?；诖?，本文闡述了泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的重要性及其功能，對泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展及其設(shè)計要求進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：泵站機(jī)電設(shè)備；自動化技術(shù)；重要性；功能；應(yīng)用發(fā)展；設(shè)計要求

一、泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的重要性及其功能

1、泵站機(jī)電設(shè)備自動化的意義。泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)應(yīng)用屬于一門綜合了多種科學(xué)技術(shù)的系統(tǒng)專業(yè)，包括計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)、通信技術(shù)等。自二十世紀(jì)九十年代初期階段，以計算機(jī)為主的電子信息技術(shù)迅猛席卷全國各行各業(yè)，信息化技術(shù)水平日漸成熟。但是，當(dāng)時許多開發(fā)商都簡單的理解為泵站能夠?qū)υO(shè)備的開關(guān)機(jī)進(jìn)行操作就屬于自動化技術(shù)應(yīng)用，所以最終通過信息化技術(shù)手段的運(yùn)用將設(shè)備柜前手工操作移駕到計算機(jī)屏幕前。事實(shí)上，泵站自動化不僅僅是針對于設(shè)備開停機(jī)操作或基本運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控管理，同時對泵站勵磁系統(tǒng)開發(fā)、繼電保護(hù)優(yōu)化、水利監(jiān)控、以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成果分析等方面問題予以完善都有著重要而又緊密的內(nèi)在聯(lián)系。泵站強(qiáng)調(diào)機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的應(yīng)用不僅是設(shè)備自動化操作、監(jiān)控對象分析、設(shè)備軟件系統(tǒng)平臺控制、數(shù)據(jù)空定義、信息化接口配置、協(xié)議棧優(yōu)化等方方面面的技術(shù)完善過程，同時也是未來泵站經(jīng)營建設(shè)走向可持續(xù)發(fā)展之路與落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的實(shí)際需求，具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

2、泵站機(jī)電設(shè)備自動化的功能。泵站機(jī)電設(shè)備自動化的功能要求主要包括：（1）數(shù)據(jù)采集與處理。通過自動周期性地采集或由操作員通過應(yīng)用程序發(fā)命令采集泵站現(xiàn)場各種實(shí)時數(shù)據(jù)，進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)預(yù)處理并以一定的格式存入實(shí)時數(shù)據(jù)庫，按照信號性質(zhì)的不同把它細(xì)分為模擬量、開關(guān)量及脈沖數(shù)字量等。（2）安全運(yùn)行與監(jiān)視。對主設(shè)備及輔機(jī)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)視，包括當(dāng)前各主要設(shè)備的運(yùn)行及停止情況、閘門啟閉情況，并對各運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時顯示。（3）控制與調(diào)節(jié)。泵站機(jī)電設(shè)備自動化系統(tǒng)的控制功能應(yīng)該滿足泵站機(jī)組啟、停和變電所操作規(guī)范規(guī)定的要求。機(jī)組啟、?？刂朴幸粭l指令完成，計算機(jī)自動檢測機(jī)組啟、停條件并順序執(zhí)行，當(dāng)滿足條件時，執(zhí)行操作。對變電所開關(guān)的操作應(yīng)該自動檢測操作條件，并按照預(yù)定的步驟進(jìn)行分合閘。對所有設(shè)備應(yīng)該設(shè)置手動控制方式和自動控制方式，并設(shè)有靜態(tài)試驗(yàn)方式。機(jī)組事故停機(jī)時，應(yīng)該同時關(guān)閉相關(guān)的輔助設(shè)備。

三、泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

1、泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的應(yīng)用分析。通常泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的應(yīng)用就是準(zhǔn)確讀取信息來源，實(shí)現(xiàn)自動化的機(jī)械操作，具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確度。泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的應(yīng)用擺脫了設(shè)備或機(jī)械受人類主觀因素的影響，使得泵站的信息處理操作沿著既定的技術(shù)程序精準(zhǔn)運(yùn)行，避免了眾多負(fù)面因素的影響，達(dá)到了人力所不能及的運(yùn)行高度，極大地減輕了人類的操作負(fù)擔(dān)。泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的有效應(yīng)用，使得現(xiàn)場運(yùn)行更具安全性和可靠性，其所帶有的自動預(yù)警裝置和檢測裝置有效地減輕了設(shè)備的運(yùn)行風(fēng)險，更好地延長機(jī)電自動化控制設(shè)備的使用壽命和運(yùn)行周期。此外，泵站機(jī)電設(shè)備自動化控制設(shè)備有利于維修和保養(yǎng)，能很好地改善設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)所帶有的功能比較全面，適應(yīng)面極為廣泛，泵站的機(jī)電自動化控制設(shè)備可以節(jié)省眾多人力、物力、財力，有利于刪減冗雜的部門和人力，促進(jìn)了能源及材料的節(jié)省。

2、泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展。基于泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的重要性，其具有較強(qiáng)的復(fù)合性，并且機(jī)電的自動化囊括了信息整理學(xué)、計算機(jī)程序等多門學(xué)科內(nèi)容，所以為了發(fā)揮泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的作用，必須加強(qiáng)對其發(fā)展的研究。當(dāng)今人類社會更加偏向于智能化和自動化，對于生活和工作的追求也發(fā)生了改變。首先，機(jī)電自動化必須要結(jié)合智能化這一重要發(fā)展方向，漸漸地向智能領(lǐng)域的自動化控制邁進(jìn)。從目前的發(fā)展局勢來看，智能化具有性能高、運(yùn)行快、應(yīng)用廣等特點(diǎn)，注定成為自動化控制系統(tǒng)的開發(fā)主流。泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)要注意依靠網(wǎng)絡(luò)這一現(xiàn)代化科技平臺，遠(yuǎn)程控制就必須通過網(wǎng)絡(luò)建立，將自動化控制的終端設(shè)立于泵站，就能很好地進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，甚至是家庭型控制。最后，泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)要講求自動化和綠色化，機(jī)電系統(tǒng)自動化控制的核心就是自動操作，要重點(diǎn)鞏固機(jī)電系統(tǒng)與人力的關(guān)系，逐步走向人機(jī)聯(lián)合，通過自動化控制實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的綠色化和生態(tài)化。

三、泵站機(jī)電設(shè)備自動化設(shè)計要求的分析

1、泵站機(jī)電設(shè)備自動化設(shè)計思路的分析。泵站機(jī)電設(shè)備自動化設(shè)計的目的不僅只是在開停設(shè)備上的控制，自動化系統(tǒng)需要完成的工作很多，如水位、流量的監(jiān)控；電氣設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)控和保護(hù)；事故和故障的預(yù)警；信息的采集與交換；實(shí)現(xiàn)無人值班等等。當(dāng)然在實(shí)際設(shè)計時要以泵站的具體要求為前提，并分清設(shè)計的重點(diǎn)和次重點(diǎn)，作出切合實(shí)際的設(shè)計，主要設(shè)計思路有：信息設(shè)計，是以信息為導(dǎo)向的設(shè)計活動，泵站運(yùn)行中所采集的信息數(shù)據(jù)是水利系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息化管理的基點(diǎn)，能為水利信息系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的動態(tài)數(shù)據(jù)；典型設(shè)計，在沒有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的前提下典型設(shè)計可以起到標(biāo)志性作用，通過典型設(shè)計固定下來的技術(shù)和方案可以為同類型的泵站建設(shè)提供參考作用；模塊化典型設(shè)計，由于泵站類型不多，但自動化系統(tǒng)要求不一，各個泵站還是存在機(jī)組臺數(shù)和形式的區(qū)別。通過典型設(shè)計可以設(shè)計出若干個模塊，整個泵站綜合自動化系統(tǒng)就是由數(shù)個基本模塊通過積木式疊加組合而成，再根據(jù)不同泵站的建設(shè)要求就可將其應(yīng)用到泵站設(shè)計之中了。

2、泵站機(jī)電設(shè)備自動化設(shè)計的合理定位。通過泵站機(jī)電設(shè)備自動化建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)性很強(qiáng)的工作，因此要從多方面分析，綜合考慮如投入、技術(shù)、運(yùn)行環(huán)境等，然后結(jié)合各種實(shí)際情況確定其自動化的需求程度，設(shè)計出符合實(shí)際應(yīng)用的自動化泵站。因此為了充分發(fā)揮泵站機(jī)電設(shè)備自動化的作用，必須對泵站機(jī)電設(shè)備自動化設(shè)計進(jìn)行科學(xué)合理的定位。

3、所建泵站機(jī)電設(shè)備自動化系統(tǒng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行選擇，常見的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有以下三種：（1）監(jiān)控主機(jī)+通訊協(xié)議設(shè)備。該結(jié)構(gòu)是將指令交給監(jiān)控主機(jī)來調(diào)整和控制的，而對通訊協(xié)議設(shè)備的要求較低，因此要重視監(jiān)控主機(jī)的選擇，因?yàn)樗潜谜咀詣踊刂频年P(guān)鍵，如果出現(xiàn)問題就會影響指令的正常專遞，自控系統(tǒng)也就沒法正常運(yùn)行。（2）監(jiān)控主機(jī)+PLC+通訊協(xié)議設(shè)備。泵站的機(jī)電設(shè)備自動化系統(tǒng)按其單元構(gòu)成可分為三個部分，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，對通訊速度造成了阻礙。

結(jié)束語

綜上所述，泵站機(jī)電設(shè)備自動化技術(shù)的應(yīng)用不僅要結(jié)合泵站的實(shí)際情況，同時還要遵循一定的原則。立足為生產(chǎn)服務(wù)的目標(biāo)，準(zhǔn)確對泵站進(jìn)行定位，優(yōu)化泵站機(jī)電設(shè)備自動化設(shè)計，為泵站機(jī)電設(shè)備自動化運(yùn)行創(chuàng)造良好環(huán)境。

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