上海城區(qū)防汛泵站自動(dòng)化運(yùn)行的發(fā)展與趨勢(shì)

祝子玥　張永華

摘要：用機(jī)器生產(chǎn)取代人力生產(chǎn)，用自控運(yùn)行取代繁瑣重復(fù)的人力勞動(dòng)，把人解放出來(lái)從事思考與創(chuàng)新，這是社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，而這個(gè)趨勢(shì)將是不可逆轉(zhuǎn)的?，F(xiàn)階段我公司正在實(shí)施防汛泵站的自動(dòng)化運(yùn)行改造，在此我分析下現(xiàn)狀與今后要解決的問(wèn)題，為今后的防汛泵站自動(dòng)化運(yùn)行與改造提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：就地控制;遠(yuǎn)程集中控制;自動(dòng)化運(yùn)行

中圖分類號(hào)：TV675

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-6487（2019）03-0165-02

0引言

目前排水公司泵站有361座，計(jì)劃從2016-2020年五年時(shí)間內(nèi)計(jì)劃全部實(shí)施自動(dòng)化改造，目前時(shí)間將近已有一半以上的防汛泵站已經(jīng)實(shí)行了自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制的改造，這次自動(dòng)化運(yùn)行是基于電信VPN虛擬局域網(wǎng)技術(shù)、綜合監(jiān)控信息平臺(tái)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，構(gòu)建整個(gè)信息平臺(tái)，構(gòu)建連接泵站、分公司平臺(tái)，總公司中心的整體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。各泵站層由自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、圍界系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、感煙報(bào)警系統(tǒng)、安全報(bào)警系統(tǒng)、緊急報(bào)警系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、智能語(yǔ)音系統(tǒng)等所構(gòu)成，可在無(wú)人員值守情況下為中心，對(duì)泵站運(yùn)行管理、安全防范提供各類信息及控制手段甲。

現(xiàn)階段已經(jīng)建成防汛雨水的泵站正在從傳統(tǒng)二十四小時(shí)有人值的就地控制向泵站減員、流動(dòng)巡檢與遠(yuǎn)程集中控制相結(jié)合的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變，不久之后將向泵站完全自動(dòng)化轉(zhuǎn)化。

1泵站遠(yuǎn)程控制改造中遇到主要問(wèn)題

1.1設(shè)施設(shè)備問(wèn)題

上海中心城區(qū)防汛泵站絕大多數(shù)在10-20多年建成，由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)備就沒(méi)有考慮自動(dòng)化，很多設(shè)備沒(méi)有達(dá)到自動(dòng)化控制要求，現(xiàn)場(chǎng)工況條件也限制簡(jiǎn)單的改造，在自動(dòng)化改造過(guò)程中一般分成兩種做法，①達(dá)到更新年限統(tǒng)一更新為符合自動(dòng)化運(yùn)行的設(shè)備。②有改造基礎(chǔ)的在原有控制回路增加遠(yuǎn)控方式和新增傳感器等，暫時(shí)達(dá)到簡(jiǎn)單的自控要求。通過(guò)這次自動(dòng)化改造讓我們?cè)诮窈蟮脑O(shè)備設(shè)施采購(gòu)和更新中統(tǒng)一新增進(jìn)行自動(dòng)化控制要求，對(duì)不符合自動(dòng)化控制要求的設(shè)備一律不作考慮。有些設(shè)備市場(chǎng)上就沒(méi)有自動(dòng)化的產(chǎn)品，這樣的設(shè)備要進(jìn)行部分改造與創(chuàng)新，來(lái)達(dá)到泵站自動(dòng)化控制的要求2]。

1.2網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題

部分泵站雖然在市中心但是附件沒(méi)有電信資源，而且申請(qǐng)VPN沒(méi)有施工條件，大大限制了部分區(qū)域泵站組網(wǎng)，現(xiàn)階段用4G網(wǎng)絡(luò)代替VPN，有網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定反應(yīng)不及時(shí)和流量費(fèi)用過(guò)大的劣勢(shì)，并且無(wú)法實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳送信號(hào)，預(yù)計(jì)在5G推廣之后，可以得到根本性解決。

2現(xiàn)階段遠(yuǎn)程控制泵站的優(yōu)缺點(diǎn)

已建成的自動(dòng)化改造的防汛泵站，在控制中心監(jiān)控操作工遠(yuǎn)程點(diǎn)動(dòng)控制，當(dāng)突發(fā)在降雨時(shí)候，監(jiān)控操作工通過(guò)觀察液位、視頻后手動(dòng)開(kāi)啟或者停止各個(gè)防汛泵站每臺(tái)雨泵和設(shè)備，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性要求極高。其優(yōu)點(diǎn)①一個(gè)人可以控制多個(gè)泵站，減少了人力成本。②由于集中調(diào)度可以根據(jù)根據(jù)整個(gè)地區(qū)的雨量水位的情況運(yùn)行設(shè)備，減少了中間調(diào)度環(huán)節(jié)，響應(yīng)更及時(shí)，控制更精確。缺點(diǎn)①萬(wàn)一普降暴雨的情況下，每個(gè)人同時(shí)控制6個(gè)泵站已是極限，萬(wàn)一出現(xiàn)意外情況效率往往會(huì)更低，對(duì)操作人員要求極高。②網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)延遲和問(wèn)題，應(yīng)急響應(yīng)要求極高3防汛泵站自動(dòng)化運(yùn)行的方向

遠(yuǎn)程控制泵站是防汛泵站自動(dòng)化運(yùn)行的第一步，但是絕對(duì)不是防汛泵站自動(dòng)化運(yùn)行的目標(biāo)，今后的防汛泵站則是完全自主運(yùn)行基本無(wú)需人為操作，根據(jù)大數(shù)據(jù)自動(dòng)最優(yōu)化運(yùn)行方式并且在泵站發(fā)生問(wèn)題以后能夠自動(dòng)判斷故障原因以及自動(dòng)運(yùn)行配合。

4防汛泵站自動(dòng)化運(yùn)行需要解決的問(wèn)題

防汛泵站確保城市正常運(yùn)行的重要設(shè)施，如果發(fā)生降雨以后，由于人為原因或應(yīng)急響應(yīng)沒(méi)有到位使防汛泵站沒(méi)有正常運(yùn)行而導(dǎo)致的市區(qū)內(nèi)澇，造成的社會(huì)影響是巨大，防汛泵站水泵流量極大，萬(wàn)一降雨很小或者沒(méi)有降雨防汛泵站自動(dòng)運(yùn)行造成河道污染，同樣也會(huì)造成巨大的環(huán)境影響。但這些問(wèn)題不是阻礙防汛泵站自動(dòng)運(yùn)行的原因，而是要為了實(shí)行自動(dòng)化運(yùn)行所要解決的問(wèn)題。為了實(shí)項(xiàng)防汛泵站完全自動(dòng)化運(yùn)行，目前我認(rèn)為還有以下幾點(diǎn)要做。

4.1每個(gè)泵站必要獨(dú)立自動(dòng)化

控制中心作為大腦是監(jiān)控設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行的手段，能根據(jù)特殊時(shí)期特殊要求來(lái)改變各個(gè)泵站自動(dòng)化運(yùn)行的方式，但是作為各個(gè)器官的防汛泵站必須能夠做到脫離網(wǎng)絡(luò)做到自我判斷，自我運(yùn)行。就像一個(gè)人在醒著時(shí)候大腦調(diào)節(jié)各個(gè)器官協(xié)調(diào)工作，在大腦休息時(shí)各個(gè)必要的器官一樣要運(yùn)行。而且要把啟動(dòng)和停止水泵運(yùn)行的必要監(jiān)測(cè)設(shè)備做到一用一備或者多種設(shè)備相互配合，做到設(shè)備運(yùn)停萬(wàn)無(wú)一失。這樣既可以做極大減少控制人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且在VPN網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)防汛泵站也有最后一道運(yùn)行底線。

4.2站自動(dòng)化運(yùn)行程序模塊選擇化

現(xiàn)階段防汛泵站根據(jù)環(huán)保要求運(yùn)行水位有了很大變化，降雨開(kāi)車條件一直在變，導(dǎo)致雨水泵自動(dòng)化運(yùn)行工藝一直沒(méi)有落地，我認(rèn)為防汛泵站自動(dòng)化運(yùn)行模式可以進(jìn)行模塊化設(shè)置，不同天氣、不通時(shí)期，不同的防汛泵站，可以模塊化選擇，通過(guò)控制中心隨時(shí)改變防汛泵站的運(yùn)行的水位和運(yùn)行方式。這樣控制中心操作人員就可根據(jù)近期的要求進(jìn)行設(shè)置控制程序，到達(dá)精確調(diào)度。這樣防汛泵站自動(dòng)化運(yùn)行，中間過(guò)程無(wú)需人為參與，除非有個(gè)別泵站出現(xiàn)故障切換到遠(yuǎn)程手動(dòng)控制。

4.3設(shè)備故障報(bào)警智能化

設(shè)施設(shè)備的故障報(bào)警要智能化，不能只上報(bào)一個(gè)故障信號(hào)，設(shè)施設(shè)備今后要通過(guò)后臺(tái)增加自檢程序，或者在設(shè)備更新后要求設(shè)備要有自檢功能，當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障與異常以后要自動(dòng)分析上傳報(bào)錯(cuò)，使報(bào)警功能盡量精確化，并且通過(guò)后臺(tái)根分析故障原因與解決方法，使普通控制中心的操作員工根據(jù)設(shè)備分析的故障與原因判斷是巡檢人員維修還是專業(yè)人員進(jìn)行維修。

4.4泵站運(yùn)行模型化

排水公司對(duì)每個(gè)防汛泵站有著近15年的運(yùn)行數(shù)據(jù)，這些運(yùn)行數(shù)據(jù)包括著每場(chǎng)雨的雨型與雨量，包括每場(chǎng)雨的水位變化，也包括水泵啟動(dòng)后的水位變化，這是通過(guò)這些大數(shù)據(jù)建立泵站運(yùn)行建模的最好基礎(chǔ)，我們通過(guò)數(shù)據(jù)建模然后就可以給出數(shù)據(jù)進(jìn)行迭代分析，這樣只要天氣預(yù)警信息能夠預(yù)測(cè)出大致的雨量與時(shí)間，我們就可以根據(jù)模型預(yù)測(cè)出每個(gè)泵站水位變化和那些泵站在這次降雨中需要運(yùn)行幾臺(tái)水泵，方江量是多少，耗電量是多少。通過(guò)運(yùn)行信息可以精確指導(dǎo)我們防汛泵站的自動(dòng)化運(yùn)行。

5結(jié)束語(yǔ)

隨著城市的發(fā)展，城市對(duì)防汛泵站要的要求越來(lái)越高，我們不能再用傳統(tǒng)的運(yùn)行方式來(lái)解決現(xiàn)在的問(wèn)題，這需要我們通過(guò)不斷用新的技術(shù)、新的思路不斷融入到我們的生產(chǎn)中來(lái)解決今后遇到的問(wèn)題。

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