泵站電氣自動(dòng)化的必要性和設(shè)計(jì)思路

謝作政

[摘 要]泵站系統(tǒng)之中包括泵房建筑、出水系統(tǒng)以及排水系統(tǒng)。在現(xiàn)代市政工程出現(xiàn)普遍的規(guī)模擴(kuò)大的情況時(shí)，泵站的功能也有所增加，在原來的基礎(chǔ)性的提供壓力的基礎(chǔ)上，泵站也被增設(shè)了一些電氣功能，因此別安裝到泵站之中電氣設(shè)備的數(shù)量激增，除了泵、電機(jī)以及油箱這三種基礎(chǔ)設(shè)備之外，還有一些輔助型電氣設(shè)備，包括排水設(shè)備、充分水杯以及壓縮空氣設(shè)備等。為了調(diào)配并使用各類泵站設(shè)備，技術(shù)人員應(yīng)用將電氣自動(dòng)化的水平提供，本文主要介紹電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的價(jià)值以及設(shè)計(jì)方法。

[關(guān)鍵詞]泵站；電氣自動(dòng)化；必要性；設(shè)計(jì)思路

中圖分類號(hào)：TP309 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）21-0396-01

在市政建設(shè)工程系統(tǒng)之中，泵站是重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容之一，排水型泵站對(duì)于城市的防澇排水工作存在重要的應(yīng)用意義。在應(yīng)用泵站進(jìn)行排水任務(wù)時(shí)，可以了解到泵站內(nèi)設(shè)各種類型的現(xiàn)代電氣設(shè)備的重要性，基于泵站電氣設(shè)備的管理?xiàng)l件，很多泵站的管理者都應(yīng)用自動(dòng)化的電氣系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)所有電氣設(shè)備的常規(guī)管理，雖然還沒有建設(shè)出完善的無人泵站管理模式，但是相較過去的混亂泵站管理情況，其進(jìn)步也是極為明顯的，本文對(duì)泵站專用的電氣自動(dòng)化管理系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行研究。

1 泵站應(yīng)用需求分析

泵站電氣設(shè)備的自動(dòng)控制、測(cè)量、保護(hù)、監(jiān)視、通訊方面。其內(nèi)容包括：泵站高壓送、變電系統(tǒng)；泵站0.4kV配電系統(tǒng)；泵站直流系統(tǒng)；主機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)；電機(jī)的綜合保護(hù)系統(tǒng)。

泵站及重要輔機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)控制、測(cè)量、保護(hù)、監(jiān)視、通訊方面。其內(nèi)容包括：為主機(jī)配套的油系統(tǒng)的控制（例如：水泵葉片調(diào)節(jié)壓力油系統(tǒng)、快速閘門液（油）壓操作系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、齒輪箱冷卻油系統(tǒng)等）；為主機(jī)配套的氣系統(tǒng)的控制（為真空破壞閥（虹吸式泵站）所配的低壓氣系統(tǒng)、為水泵葉片調(diào)節(jié)配套的壓力油及其它氣動(dòng)工具用的中壓儲(chǔ)能氣系統(tǒng)）；泵站水系統(tǒng)（為主機(jī)組配套的冷卻水系統(tǒng)、泵站排水系統(tǒng)和消防用水系統(tǒng)等）。

各種非電量的自動(dòng)測(cè)量、監(jiān)視、通訊方面。其內(nèi)容如下：水工安全方面的位移、沉降、揚(yáng)壓力、應(yīng)力等各種監(jiān)測(cè)；水文、水位、水情、水量、水質(zhì)等各種監(jiān)測(cè)；各種溫度、濕度的監(jiān)測(cè)；絕緣監(jiān)測(cè)；各閘門開度、荷重等監(jiān)測(cè)。

全站的視頻監(jiān)視系統(tǒng)及視頻信息上傳。根據(jù)以上納入自動(dòng)化系統(tǒng)的各項(xiàng)需求，將其進(jìn)行分類、集成。按照流程框圖要求設(shè)計(jì)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，使系統(tǒng)具備以下功能：控制、保護(hù)與調(diào)節(jié)功能；數(shù)據(jù)采集與處理功能；設(shè)備運(yùn)行在線監(jiān)視功能；事故預(yù)告與報(bào)警功能；數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳與系統(tǒng)管理功能。

2 電氣自動(dòng)化技術(shù)引進(jìn)的必要性

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和成熟，泵站自動(dòng)化技術(shù)獲得了一定的發(fā)展。但是縱觀全國(guó)各地泵站自動(dòng)化實(shí)施現(xiàn)狀仍存在不少問題。由于自動(dòng)化及信息化技術(shù)發(fā)展迅速，而相關(guān)設(shè)計(jì)院的自動(dòng)化設(shè)計(jì)力量往往配備不足，近年來泵站工程的前期設(shè)計(jì)方案通常由開發(fā)商和設(shè)計(jì)院共同完成。而開發(fā)商又沒有可供參考的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)泵站自動(dòng)化的真正需求了解不深，致使設(shè)計(jì)的泵站自動(dòng)化系統(tǒng)和現(xiàn)實(shí)需要脫節(jié)。需求分析缺乏深度泵站自動(dòng)化屬于工業(yè)自動(dòng)化范疇。與小型水電站自動(dòng)化比較相近，但也有其自身的特點(diǎn)。I/O點(diǎn)的配置、參數(shù)的設(shè)置。檢測(cè)控制的重點(diǎn)對(duì)象應(yīng)緊密結(jié)合泵站運(yùn)行管理實(shí)際需要來確定。不少開發(fā)商將泵站開停機(jī)操作理解為泵站自動(dòng)化，結(jié)果用大量的配置將泵站的柜前操作移至計(jì)算機(jī)屏幕前的鼠標(biāo)操作。

在對(duì)大型城市泵站以及中性泵站進(jìn)行控制時(shí)，自動(dòng)化控制工作更為，基于泵站的內(nèi)部規(guī)模特點(diǎn)，水泵裝置的結(jié)構(gòu)、泵站電機(jī)的容量以及輔助設(shè)備均有多種類別，不同的裝置提出的自動(dòng)化管控需求也不同，管理人員在進(jìn)行自動(dòng)化投資工作的時(shí)候，也需要針對(duì)具體情況來調(diào)整投資檔次，在根據(jù)電氣應(yīng)用的物質(zhì)條件來完成經(jīng)典設(shè)計(jì)的工作任務(wù)，避免不同部位的電氣設(shè)備在自動(dòng)化的管控系統(tǒng)之中出現(xiàn)沖突性問題。

泵站自動(dòng)化是一門綜合了泵站技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和控制技術(shù)等多學(xué)科的高科技新生事物但由于泵站自動(dòng)化起步較晚，積累的經(jīng)驗(yàn)不多又沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。泵站自動(dòng)化的投資規(guī)模、設(shè)備的檔次和范圍、監(jiān)測(cè)控制對(duì)象、速度和精度軟件的配置、功能設(shè)置、數(shù)據(jù)庫定義、與信息化系統(tǒng)的接口標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議、與智能設(shè)備的接口等都迫切需要一個(gè)典型的參考或相對(duì)統(tǒng)一的規(guī)定。在暫時(shí)沒有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的情況下組織進(jìn)行泵站自動(dòng)化典型設(shè)計(jì)是十分必要的。

3 設(shè)計(jì)思路分析

3.1 電氣信息管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

管理泵站的工作之中需要獲得相關(guān)信息的全面支持，水利信息化的變動(dòng)傾向給泵站信息提供工作創(chuàng)造了合理的開設(shè)條件，借由信息化的自動(dòng)管理方式可以對(duì)泵站電氣系統(tǒng)之中的關(guān)鍵的電氣信息開展深度挖掘，同時(shí)還能獲取更多的動(dòng)態(tài)性信息，這種信息獲取優(yōu)勢(shì)也是經(jīng)典設(shè)計(jì)方法獨(dú)有的，獲取泵站信息之后，技術(shù)人員可以將其添加到泵站管理數(shù)據(jù)庫之中，為日后的泵站管理工作提供數(shù)據(jù)支持。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)工作分析

電氣設(shè)計(jì)者可以依照標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)理念開展電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，很多城市在給泵站提供自動(dòng)型的電氣控制體系時(shí)，并沒有遵守可靠的電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，因此在應(yīng)用這種系統(tǒng)時(shí)，經(jīng)常會(huì)存在混亂的低效率管理情況，應(yīng)用典型化的電氣設(shè)計(jì)方法可以幫助處理掉這種規(guī)范化卻是的設(shè)計(jì)問題，在對(duì)泵站之中的同步型電動(dòng)機(jī)進(jìn)行管理時(shí)，需要將多個(gè)溫度傳感器安裝在設(shè)備上，對(duì)電機(jī)的溫度進(jìn)行測(cè)定，在測(cè)定溫度的同時(shí)，還要將電量精準(zhǔn)地檢測(cè)出來，檢測(cè)電量數(shù)據(jù)時(shí)需要應(yīng)用電量傳感器這種電氣和設(shè)備，同時(shí)多功能型電表也是不可缺失的，同時(shí)應(yīng)用這幾種電氣裝置才能保障整個(gè)電氣管理系統(tǒng)以安全的方式開展自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)活動(dòng)。

3.3 模塊化設(shè)計(jì)工作分析

雖然大中型泵站類型不多，變化不大，但各個(gè)泵站還是存在機(jī)組臺(tái)數(shù)和形式的區(qū)別。典型設(shè)計(jì)可以設(shè)計(jì)出若干個(gè)模塊應(yīng)用到所有泵站之中。整個(gè)泵站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)就是由數(shù)個(gè)基本模塊通過積木式疊加組合而成。

泵站綜合自動(dòng)化的基本模塊可分為泵站監(jiān)控層及網(wǎng)絡(luò)模塊、水力監(jiān)測(cè)模塊、泵站機(jī)組LCU模塊、泵站輔機(jī)LCU模塊、微機(jī)勵(lì)磁模塊、泵站公用LCU模塊。泵站清污機(jī)LCU模塊、泵站防洪閘（節(jié)制閘）LCU模塊、泵站工程安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊、視頻監(jiān)控模塊辦公管理模塊等。模塊化設(shè)計(jì)是將泵站自動(dòng)化作為一個(gè)產(chǎn)品整體考慮。同時(shí)又使之具有較大的靈活性?？梢赃m用于同類型的所有泵站?？梢员苊庖蛉狈?biāo)準(zhǔn)而盲目追求高投入和高配置以及設(shè)計(jì)功能不全的問題。如機(jī)組LCU模塊就是―個(gè)內(nèi)部不可分割的模塊。內(nèi)部的PLC傳感器、電源、T/O接口端子、繼電器等都是確定的，端口也是確定的。每個(gè)模塊都包括確定的硬件配置。軟件配置和功能配置。

4 結(jié)束語

現(xiàn)代城市應(yīng)用的泵站逐漸朝著全面完善化的方向發(fā)展，在開發(fā)泵站建設(shè)技術(shù)的同時(shí)，技術(shù)人員也不能忽略泵站的管理工作。泵站中的每一種電氣設(shè)備都存在獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值，而其運(yùn)行時(shí)間與運(yùn)行方式均存在極大的差異，僅憑管理人員是無法實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站的全面管理的，而電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在泵站管理環(huán)節(jié)體現(xiàn)著諸多的優(yōu)勢(shì)，在設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)時(shí)，需要強(qiáng)化控制流程圖的設(shè)計(jì)，對(duì)整體控制流程圖的不合理之處加以改進(jìn)，使其自動(dòng)化運(yùn)行方式更為科學(xué)合理。自動(dòng)控制泵站運(yùn)行的研究仍舊存在不足，控制力度與控制方式還可被繼續(xù)改進(jìn)。

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