中小型泵站信息化管理的探索

方 蕾

一、前言

水利建設是農(nóng)業(yè)生存發(fā)展的命脈，做好水利工程是農(nóng)業(yè)發(fā)展最基礎最重要的條件，工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展也在一定程度上推動了水利建設的發(fā)展。社會對水資源的需求愈發(fā)廣泛，已經(jīng)由單一的農(nóng)業(yè)用水發(fā)展到多元化供水模式。

泵站是解決區(qū)域灌溉、排澇、防洪、供水和治理水環(huán)境惡化等一些重大水資源問題及需求的有效工程。中小型泵站工程具有投資成本低、見效快和機動性強的特點，且受各種地質環(huán)境束縛較小，屬環(huán)境友好工程。隨著安全、節(jié)能及智能化要求的提高，泵站管理監(jiān)控系統(tǒng)和操作系統(tǒng)信息化建設亟待加強。

二、信息化在中小型泵站構建中的具體應用

1.信息化在監(jiān)控調度中的應用

整個泵站的監(jiān)控調度過程就是信息化控制管理的過程?，F(xiàn)今的部分泵站已開始采用最新型的多功能泵站自動化系統(tǒng)，很多泵站的具體運行都能通過計算機來實現(xiàn)遠程監(jiān)控。具體表現(xiàn)在：第一，泵站內(nèi)所有機器組件的運行和各系統(tǒng)內(nèi)閘門的啟閉均實現(xiàn)遠程控制；第二，泵站系統(tǒng)內(nèi)的各類數(shù)據(jù)測量實現(xiàn)遠程操作和控制，例如電流電壓等電量數(shù)據(jù)、攔污柵壓力和壓差數(shù)據(jù)、泵站內(nèi)所有電機設備及電機定子鐵芯的溫度等等；第三，泵站內(nèi)故障和事故的預警信號實現(xiàn)遠程監(jiān)視；第四，泵站內(nèi)所有工程實地后臺計算機的權限操作、管理維護和數(shù)據(jù)修改等由總調度中心計算機來控制。

2.信息化在水利通信網(wǎng)絡中的應用

改造舊的模擬通信系統(tǒng)，形成了專業(yè)光纜信號傳輸、數(shù)字同步終端設備和程序控制交換機等組成的水利專業(yè)通信網(wǎng)絡。通信系統(tǒng)工程由很多子系統(tǒng)共同組成，其子系統(tǒng)貫穿于信息的光纜傳輸、數(shù)據(jù)交換、無線接入等多個環(huán)節(jié)，主要由以下幾個部分構成：主干光纜及數(shù)字傳輸系統(tǒng)、數(shù)字程控交換系統(tǒng)、數(shù)字調度通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、泵站圖像監(jiān)控系統(tǒng)、無線接入系統(tǒng)、Internet 系統(tǒng)，這一系列過程均通過信息化實現(xiàn)。

3.信息化在閘門遠程控制系統(tǒng)中的應用

終端地的水管單位向控制中心提出所需水流量申請，管理調度中心調度員將通過計算機向閘門自控設備下達所需水流量值，閘門自控設備根據(jù)收到的數(shù)據(jù)指令和水位傳感器所傳達的當前水流量來自動完成閘門的啟閉，并將操作結果上報管理調度中心。閘門遠程控制的具體方式又可以根據(jù)與泵站的距離遠近來做不同的設置，近一些的地方可以直接納入所屬泵站進行控制，稍遠一些的可以由管理控制中心的計算機通過撥號聯(lián)結遠方測控單位來實現(xiàn)。

4.信息化在水量自動計量中的應用

超聲波流量計為遠程監(jiān)測計量泵站的總流量提供了技術基礎。眾多泵站的出水管道都安裝了固定式電磁流量計和超聲波流量計來對泵站的整體水流量進行自動計量和監(jiān)測。這些電磁波和超聲波流量計的自動測量也都是通過電子信息來實現(xiàn)的。一些比較偏遠無法實現(xiàn)閘門遠程管理控制地區(qū)，則采用有電子自動存記功能的IC卡來實現(xiàn)。

5.信息化在泵站辦公自動化中的應用

通過對等式的局域網(wǎng)，很多水利信息都實現(xiàn)了資源共享，在此基礎上還出現(xiàn)了一些專業(yè)的泵站信息網(wǎng)站分享泵站信息。為了更全面地實現(xiàn)水利工程工作信息化，政府正在進一步建設信息平臺，改善網(wǎng)絡環(huán)境，努力構建和實現(xiàn)一個信息采集、具體操控和日常辦公相結合的水利管理控制信息系統(tǒng)。

三、中小型泵站信息化存在的問題

1.中小型泵站硬件設備存在問題

傳感器和自動化系統(tǒng)的制造水平良莠不齊；泵站內(nèi)所用的監(jiān)控軟件功能區(qū)分不突出，監(jiān)控界面需要經(jīng)過重新編制才能實現(xiàn)；泵站內(nèi)很多硬件設備進貨單位批次不全面，不同供貨單位之間的接口功能較差。

2.泵站內(nèi)管理人員信息化技術水平不均衡

由目前狀況來看，泵站很多管理人員素質和技術水平有限，不能及時發(fā)現(xiàn)和處理機械或設備問題；有些人員水泵機組方面的技術水平較高，但卻缺乏計算機信息化運用方面的知識；有些人員雖然在計算機自動化方面有較高水平，但是泵站技術和管理方面的知識又很缺乏。

3.泵站的信息化水平落后

很多泵站仍然采取的是人工巡視的方式，效率低下；泵站內(nèi)很多機組間資源共享程度低，大多數(shù)中小型泵站的監(jiān)控系統(tǒng)和管理系統(tǒng)未接入互聯(lián)網(wǎng)，難以形成更大范圍的信息共享，對實現(xiàn)水利資源綜合調度造成困難。

四、中小型泵站信息化管理內(nèi)容

1.泵站各項功能信息化管理的實現(xiàn)

（1）泵站監(jiān)測功能。泵站的自動監(jiān)測系統(tǒng)主要是實現(xiàn)泵站內(nèi)主機機組、輔助設備和調度閘等水工建筑物的電量、水量和其余輸送數(shù)據(jù)的自動采集和適時檢測，以這些數(shù)據(jù)為依據(jù)，結合環(huán)境狀況，設定泵站內(nèi)電流、設備溫度、開關量和機組運動速度等項目的參數(shù)限值，并以這個限值來作為機組監(jiān)督報警和記錄的標準。

（2）泵站的控制功能。通過計算機信息系統(tǒng)實現(xiàn)變電所主變壓器和各分泵站的站用變壓器以及投切變壓器的自動控制；通過自動控制上下游的閘門升降實現(xiàn)站內(nèi)水流量的自動調節(jié)；實現(xiàn)站內(nèi)所有機組啟動和停止的自動控制。

（3）泵站的保護功能。和泵站的檢測和控制系統(tǒng)相比，泵站的保護系統(tǒng)相對獨立，主要包括兩方面內(nèi)容。一是泵站內(nèi)主變電器的差動、零序、過流過負和低壓電等保護，站內(nèi)各重瓦斯和輕瓦斯的保護等。二是泵站控制中心的系統(tǒng)保護，將常規(guī)繼電器保護轉化為微機型保護系統(tǒng)，這是一種非常安全可靠和經(jīng)濟的自動保護系統(tǒng)。

（4）泵站的管理功能。泵站各硬件功能信息自動化實現(xiàn)后還需要系統(tǒng)聯(lián)系這些模塊實現(xiàn)泵站的全面信息化，主要功能為：對自動檢測、控制以及保護過程中所提供的數(shù)據(jù)進行計算機自動信息處理、存儲和分析，根據(jù)系統(tǒng)設定的模型給予最終的決策指導，并通過網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)上報或資源共享。另外，全面實現(xiàn)泵站內(nèi)辦公系統(tǒng)信息化，對各種操作票據(jù)和倉儲物資以及工程資料和管理文件全面實行計算機信息化管理。

2.構建泵站信息化管理的體系結構

（1）泵站內(nèi)控制中心計算機。本地的計算機是實現(xiàn)所在泵站一些常規(guī)檢測控制功能的基礎，也是接收遠程計算機信息、命令和參數(shù)的工具，并對所接收的信息進行分析并執(zhí)行，將遠程計算機組所需的數(shù)據(jù)進行反饋。

（2）Web 服務器和數(shù)據(jù)庫服務器。用于遠程信息化管理的網(wǎng)站服務器，可以放置和儲存眾多現(xiàn)場過程和設備運行過程的操作界面，通過口令登陸到網(wǎng)站進行遠程操作。數(shù)據(jù)庫服務器則獨立設置用于檢控和管理泵站設備，具有提供即時數(shù)據(jù)的功能，記錄存儲運行中的歷史數(shù)據(jù)、用戶的操作權限和操作日志等。

（3）遠程計算機客戶端。具有網(wǎng)頁瀏覽功能的個人計算機，不用安裝任何專業(yè)技術軟件，即可利用網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程監(jiān)測和控制泵站運行。

五、結語

泵站信息化管理是水利行業(yè)運行管理模式的巨大變革，為泵站所在流域的水資源合理調度和充分利用起到了極大推動作用。隨著泵站機組設備的更新?lián)Q代，計算機和網(wǎng)絡通信技術的發(fā)展，泵站的遠程監(jiān)測和控制功能不斷完善和加強，遠程故障診斷分析、遠程調試等新技術也不斷涌現(xiàn)和創(chuàng)新。通過以Web 為基礎的網(wǎng)絡信息系統(tǒng)，泵站操作管理人員可實時檢測泵站運行狀況，并及時管控出現(xiàn)的問題，大大提高了泵站的運行、維護水平，優(yōu)化了人力資源的合理配置，對于提升中小型泵站管理水平具有重要的現(xiàn)實意義■