談自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在水利泵站中的應(yīng)用

冉國(guó)光

摘要：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水利工程作為保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其工程建設(shè)越來(lái)越受重視。其中泵站是水利工程中的重要組成部分，在防洪排澇、引水灌溉及供給水方面具有十分重要的作用。為更好地發(fā)揮泵站的功能效益，確保泵站運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性，合理設(shè)計(jì)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)十分必要?；诖?，本文主要對(duì)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在水利泵站中的應(yīng)用進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng);水利泵站;應(yīng)用

1、前言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)的應(yīng)用，在很多行業(yè)中都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行，極大的改善了人們的工作狀況，提高了工作效率。水利工程是城市發(fā)展的基礎(chǔ)性工程，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，完成了對(duì)泵站的實(shí)時(shí)監(jiān)控，做到“無(wú)人值班、少人值守”，并且提高了泵站運(yùn)行的安全性、可靠性，對(duì)于泵站的安全運(yùn)行及發(fā)展具有非常重要的意義。

2、泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

2.1設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)

運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)具有較高的技術(shù)性，是保證泵站安全運(yùn)行的基本條件。在自動(dòng)化監(jiān)控下，對(duì)泵站的重要設(shè)備以及重要部位的各項(xiàng)參數(shù)實(shí)時(shí)收集、監(jiān)測(cè)，然后將收集到的設(shè)備運(yùn)行的信息、檢測(cè)數(shù)據(jù)等與專家級(jí)的智能系統(tǒng)進(jìn)行比對(duì)分析，最后再對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備可能存在的各方面的問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)。其實(shí)這個(gè)過(guò)程完成起來(lái)是具有較高難度的，國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者已經(jīng)經(jīng)過(guò)了大量的試驗(yàn)，并且總結(jié)出了許多寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在具體運(yùn)行過(guò)程中，狀態(tài)檢測(cè)是比較獨(dú)立的系統(tǒng)，其實(shí)和控制系統(tǒng)之間很多的資料是相通的，在進(jìn)行設(shè)備檢測(cè)的時(shí)候可以將兩者結(jié)合起來(lái)，資源共享。

2.2運(yùn)行管理

即使是現(xiàn)代自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)相當(dāng)完善，但是仍然有一些機(jī)械設(shè)備無(wú)法納入到自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)之內(nèi)，我們可以通過(guò)軟件系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，然后再利用閉鎖條件檢查，起到對(duì)這些設(shè)備運(yùn)行管理的目的。

2.3流量控制系統(tǒng)

對(duì)泵站的流量進(jìn)行有效控制是泵站運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是監(jiān)控子系統(tǒng)的主要功能。在流量監(jiān)控中主要是監(jiān)測(cè)全線流量變化情況，對(duì)于流量的監(jiān)控可以從幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行，一是要監(jiān)測(cè)全線供水流量目標(biāo)值的變化情況，二是監(jiān)測(cè)沿線分水點(diǎn)分水量的變化情況，還有就是泵站機(jī)組運(yùn)行情況和水庫(kù)的運(yùn)行狀態(tài)。我們?cè)O(shè)定一個(gè)時(shí)間段，同時(shí)對(duì)泵站的靜態(tài)平衡分配和動(dòng)態(tài)流量調(diào)節(jié)分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果監(jiān)測(cè)到小的流量變化，可以調(diào)整運(yùn)行機(jī)組的葉輪達(dá)到平衡，如果監(jiān)測(cè)到流量變化太大，可以采取增加或是減少機(jī)組臺(tái)數(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)整。

2.4調(diào)度監(jiān)控

調(diào)度系統(tǒng)是泵站安全運(yùn)行的核心，在日常工作中要結(jié)合泵站的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)進(jìn)行調(diào)度。調(diào)度中心的值班人員先要設(shè)定總流量計(jì)劃或是方案，保證泵站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在工作中對(duì)泵站的進(jìn)出水池的水位差、泵站機(jī)組的各運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行校對(duì)，在保證系統(tǒng)安全運(yùn)行且滿足條件的前提下，對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化，將信息傳遞到各個(gè)分站點(diǎn)，并結(jié)合當(dāng)前的流量變化情況，對(duì)整體進(jìn)行平衡調(diào)控。現(xiàn)階段，我國(guó)很多水站基本都實(shí)現(xiàn)了不同程度的自動(dòng)化監(jiān)控，并且“無(wú)人值班，少人值守”的目標(biāo)在很多地方都得到了落實(shí)。

3、自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在水利泵站的應(yīng)用

3.1微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)用

水利泵站監(jiān)控系統(tǒng)采用三種不同的的控制方式：（1）遠(yuǎn)方調(diào)度級(jí)控制方式：操作人員能通過(guò)人機(jī)接口對(duì)各泵站和各計(jì)量控制站的控制對(duì)象進(jìn)行遠(yuǎn)程控制與調(diào)節(jié)。進(jìn)行控制操作時(shí)，對(duì)各項(xiàng)控制操作應(yīng)具備安全鎖閉和保護(hù)措施，并顯示和記錄整個(gè)操作過(guò)程中的每一步驟和協(xié)調(diào)執(zhí)行情況。（2）泵站中央控制室控制方式：有兩種控制方式，分別為泵站自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)和手動(dòng)控制與調(diào)節(jié)。泵站自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)：泵站泵組的啟?？刂剖潜谜局锌厥业目刂迫藛T按照預(yù)先設(shè)定的水流量和其他一定的限制條件，然后在上位機(jī)發(fā)出一個(gè)確切的指令完成的操作。泵站的手動(dòng)控制與調(diào)節(jié)：操作員通過(guò)在操作員工作站運(yùn)用相關(guān)設(shè)備，向現(xiàn)地控制單元下達(dá)控制、調(diào)節(jié)命令，由此以來(lái)，有利于實(shí)現(xiàn)順序組的操作。（3）LCU現(xiàn)地控制方式：上位機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行不會(huì)受到某臺(tái)LCU因發(fā)生故障而不能正常運(yùn)行的影響，因?yàn)槊恳慌_(tái)LCU都是可以獨(dú)立運(yùn)行的。在上位計(jì)算機(jī)發(fā)生故障或其他必要的時(shí)候，通過(guò)運(yùn)行設(shè)在LCU屏上的控制按鈕及儀表等相關(guān)設(shè)備就可以幫助值班員照常對(duì)泵站設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)、值班運(yùn)行，保障泵站的正常運(yùn)行。

3.2微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用

微處理器構(gòu)成的全數(shù)字式繼電保護(hù)系統(tǒng)是泵站繼電保護(hù)的技術(shù)保障，在工程實(shí)踐中，標(biāo)準(zhǔn)化的插件板及機(jī)箱設(shè)計(jì)是全數(shù)字繼電保護(hù)系統(tǒng)的主要裝置，保護(hù)單元箱有著通過(guò)組裝的所有組件，其具體零件包括人機(jī)接口設(shè)備、跳閘組件設(shè)備、和規(guī)定的保護(hù)功能等，從而進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等的記錄。微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)極大程度地保護(hù)各單元均相對(duì)獨(dú)立，同時(shí)通過(guò)站內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)總線互聯(lián)，能夠完善單元箱工作功能，功能分配原則是微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)遵循的原則，從而滿足了通信網(wǎng)大數(shù)據(jù)獨(dú)立工作的需求。在微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)工作中，通過(guò)對(duì)單元箱界面的操縱，有利于日常維護(hù)水利泵站的安全順利運(yùn)行，同時(shí)也滿足了其他不相連單元及上層監(jiān)控工作的開(kāi)展。

3.3圖像監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

泵站圖像監(jiān)控系統(tǒng)具有多個(gè)不同分屏、不同視頻相互切換、實(shí)時(shí)場(chǎng)地定時(shí)錄像、視頻捕捉（抓拍）、云臺(tái)控制、鏡頭控制、凍結(jié)視頻、行動(dòng)輸出、報(bào)警預(yù)錄像、防盜報(bào)警、預(yù)置功能、檢索、鎖定與解鎖、完善的自我保護(hù)、遠(yuǎn)傳和接收功能等功能，這些多個(gè)功能的共同實(shí)現(xiàn)從而保證了圖像監(jiān)控系統(tǒng)的先進(jìn)性、可靠性以及實(shí)用性。同時(shí)系統(tǒng)具有強(qiáng)大的擴(kuò)充功能，不僅可隨時(shí)增加攝像機(jī)等前端設(shè)備，還可在聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上加裝相應(yīng)軟件即可增加分控系統(tǒng)，且其權(quán)限和優(yōu)先級(jí)需系統(tǒng)管理員設(shè)置。

4、自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在深圳市鹽田泵站的實(shí)際應(yīng)用

深圳市供水網(wǎng)絡(luò)鹽田支線工程鹽田泵站正常和備用的監(jiān)控運(yùn)行方式主要有以下兩種，見(jiàn)下表。

正常運(yùn)行時(shí)由調(diào)度中心遠(yuǎn)程監(jiān)視，由泵站中控室計(jì)算機(jī)上對(duì)泵站進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)泵站中控室計(jì)算機(jī)監(jiān)控出現(xiàn)故障時(shí)，由泵站值守人員在現(xiàn)地監(jiān)控單元（LCU）監(jiān)控盤上對(duì)泵站進(jìn)行監(jiān)控。運(yùn)行方式選擇的優(yōu)先權(quán)屬于下層。

（1）調(diào)度中心遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)行方式：

在調(diào)度中心控制，泵站接受調(diào)度中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)命令自動(dòng)運(yùn)行。調(diào)度中心通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)泵站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)布指令進(jìn)行管理，可管理到泵組這一層。

（2）泵站中控室操作方式：

運(yùn)行人員通過(guò)泵站中控室操作員工作站的鍵盤操作實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站各主要設(shè)備及開(kāi)關(guān)的控制、調(diào)節(jié)。

（3）現(xiàn)地操作方式：

運(yùn)行人員通過(guò)泵站現(xiàn)地控制單元上的現(xiàn)地顯示終端、操作開(kāi)關(guān)等控制元件（控制指令由PLC輸出）實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站各主要設(shè)備及開(kāi)關(guān)、閘門的控制、調(diào)節(jié)。

（4）操作方式選擇：

在各現(xiàn)地控制單元操作柜上設(shè)置“現(xiàn)地-遠(yuǎn)方”選擇開(kāi)關(guān)。選為“現(xiàn)地”方式時(shí)，閉鎖“遠(yuǎn)方”命令。

（5）各控制層之間的控制權(quán)并不是完全開(kāi)放的，所以計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)置相應(yīng)的硬件和軟件，對(duì)有控制權(quán)的控制設(shè)備操作人員開(kāi)放控制權(quán)，對(duì)無(wú)控制權(quán)的控制設(shè)備操作人員進(jìn)行嚴(yán)格的閉鎖。

5、結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)現(xiàn)代化水平的逐漸提高，自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在泵站當(dāng)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，有效提高了泵站工作的自動(dòng)化水平，減少了泵站工作人員的工作量，提高了工作效率，并保證泵站安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高泵站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)泵站的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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