無人值守泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的技術(shù)探討

左必尚

【摘 ?要】近年來，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技快速發(fā)展，人們對于水利工程的要求越來越高。而我國具有人口數(shù)量大、水資源含量不足以及水資源在全國范圍內(nèi)分布不均勻等情況，因此需要通過泵站對水資源進(jìn)行合理的調(diào)度，水資源調(diào)度需要泵站機(jī)組的有效調(diào)配，這樣才能滿足人們生活和社會(huì)生產(chǎn)的需求?；诖?，以下對無人值守泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行了探討，以供參考。

【關(guān)鍵詞】泵站;無人值守;自動(dòng)化控制系統(tǒng);技術(shù)探討

中圖分類號：TV675 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

泵站作為水利工程不可缺少的重要組成部分，它承擔(dān)泵站所在地區(qū)的調(diào)水灌溉以及生產(chǎn)生活供水、防洪防澇等任務(wù)。通過對泵站的不斷更新改造，其自動(dòng)化水平不斷提高;近年來隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，越來越多的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于泵站控制系統(tǒng)，但大多泵站在建造和改造階段對網(wǎng)絡(luò)安全的防護(hù)問題考慮不夠，這就使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在為泵站生產(chǎn)帶來極大推動(dòng)作用的同時(shí)，也為泵站的安全運(yùn)行帶來了極大的隱患。

1無人值守泵站對儀表設(shè)備的要求

泵站能否實(shí)現(xiàn)無人值守，取決于終端設(shè)備的傳感器反饋的信號和基本數(shù)據(jù)是否正確，因此，前段輸出信號的設(shè)備質(zhì)量及運(yùn)行的穩(wěn)定性非常重要。設(shè)備采購這一環(huán)節(jié)直接關(guān)系到能否真正實(shí)現(xiàn)無人值守。為了避免設(shè)備基本數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確性，一定要購買性價(jià)比高、質(zhì)量過硬的產(chǎn)品，盡量降低人為干預(yù)的幾率，降低事故發(fā)生率。

2我國泵站自動(dòng)化的發(fā)展歷程

從我國泵站開始建設(shè)，不斷發(fā)展到今天，泵站自動(dòng)化程度已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，根據(jù)不同程度的自動(dòng)化控制技術(shù)，我國泵站自動(dòng)化的發(fā)展歷程大致可分為半自動(dòng)化、全自動(dòng)化以及綜合自動(dòng)化。①半自動(dòng)化。半自動(dòng)化的運(yùn)行管理模式中，人工發(fā)揮了主要作用，設(shè)備運(yùn)行、控制系統(tǒng)的開關(guān)機(jī)等指令都是由操作人員發(fā)出的，設(shè)備檢修，通訊、檢測等環(huán)節(jié)也是依靠工作人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的，即泵站主要使用開環(huán)控制的形式;②全自動(dòng)化。泵站全自動(dòng)化運(yùn)行管理模式主要使用的是閉環(huán)控制的形式，泵站機(jī)組的運(yùn)行和保護(hù)控制是由水位繼電器以及壓力繼電器等自動(dòng)化設(shè)備完成的;③綜合自動(dòng)化。綜合自動(dòng)化技術(shù)自問世以來就在各個(gè)行業(yè)中廣泛應(yīng)用，相比于以往的自動(dòng)化技術(shù)，其具有功能更加豐富、結(jié)構(gòu)更加集成、運(yùn)行管理更加智能化、操作監(jiān)測更加便利等優(yōu)勢。

3實(shí)現(xiàn)無人值守的基礎(chǔ)條件

實(shí)現(xiàn)泵站無人值守的基礎(chǔ)條件：（1）泵站自控系統(tǒng)PLC控制程序符合自適應(yīng)閉環(huán)控制的要求，其安全保護(hù)和容錯(cuò)邏輯應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng);（2）機(jī)栗設(shè)備配備健康狀況的實(shí)時(shí)跟蹤檢測系統(tǒng);（3）配置生產(chǎn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，確保上級監(jiān)控中心對泵站現(xiàn)場狀況的掌控;（4）配備泵站日常維護(hù)和應(yīng)急搶修的機(jī)動(dòng)隊(duì)伍和運(yùn)作機(jī)制，制定一整套行之有效的無人值守泵站的技術(shù)規(guī)范和管理制度。

4泵站科學(xué)化管理對策

4.1加強(qiáng)泵站日常維護(hù)

對于泵站而言，日常維護(hù)工作極為重要，泵站在運(yùn)行過程中需要對水位、水情、汛情、雨情進(jìn)行嚴(yán)格的控制，管理人員要充分掌握泵站的實(shí)時(shí)狀態(tài)，針對泵站存在的問題及時(shí)展開處理。在泵站日常維護(hù)工作中主要針對三個(gè)方面進(jìn)行檢查，分別是對機(jī)電設(shè)備、水工建筑物、啟閉設(shè)備等方面的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查。一方面，要定期對泵站中的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)，針對電氣設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行記錄，確保設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，沒有漏電、短路的情況，并且保證接地可靠，確保機(jī)組整體完好率和開機(jī)率。另一方面，針對水工建筑物、啟閉設(shè)備的情況進(jìn)行檢查，確保水工建筑物沒有裂縫，啟閉設(shè)備可以正常運(yùn)行。在泵站日常維修工作中除了上述幾個(gè)方面，還要加強(qiáng)管理人員對維護(hù)工作的重視程度，充分提高管理人員的獨(dú)立處理能力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，有效延長工程使用壽命。

4.2人員素質(zhì)要求及管理制度

泵站無人值守，破壞企業(yè)經(jīng)營慣例，避免企業(yè)內(nèi)部機(jī)關(guān)肥大，減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)。因此，人員素質(zhì)也必須得到提高，遠(yuǎn)程中央控制中心人員也必須體積小，專業(yè)知識和責(zé)任感強(qiáng)，熟悉現(xiàn)場設(shè)備操作程序、現(xiàn)場設(shè)備工作原理，由自動(dòng)化的集成信息管理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)形成，能夠分析累積的操作記錄文件等信息，能夠準(zhǔn)確判斷現(xiàn)場發(fā)生的一些異常現(xiàn)象，并有組織地處理建立無人值班管理制度，明確責(zé)任范圍。根據(jù)設(shè)備特性開發(fā)適當(dāng)?shù)臋z查和維護(hù)系統(tǒng)，做好備件備件，確?，F(xiàn)場設(shè)備正常運(yùn)行。

4.3完善技術(shù)檔案管理

根據(jù)泵站的管理規(guī)定，泵站的一切信息都要進(jìn)行詳細(xì)的記錄，并且根據(jù)記錄的內(nèi)容進(jìn)行編排、歸檔，并且將相應(yīng)的信息上報(bào)給上級管理部門，管理部門根據(jù)這些信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、成本核算，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)泵站的異常，并且盡快展開整改工作。完善技術(shù)檔案管理工作的過程中可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，建立信息數(shù)據(jù)庫，收集相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料，尤其是泵站的維修記錄，貫穿整個(gè)維修過程，從開工到驗(yàn)收都要形成詳細(xì)的資料，還要有負(fù)責(zé)人的簽字，為泵站的后期改造管理提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，也能夠及時(shí)找到相應(yīng)的負(fù)責(zé)人。

4.4完善的保護(hù)系統(tǒng)和可靠的電源

臨近漳州開發(fā)區(qū)電力公司引進(jìn)變電站10kv電源，與其他10kv電源一起運(yùn)行環(huán)網(wǎng)，提高電源可靠性，自動(dòng)控制系統(tǒng)電源和照明，斷開電源，獨(dú)立布置電源線。一般來說，雷電對裝置造成的損害有兩種形式：直升式和柔道式。自動(dòng)控制系統(tǒng)中的大多數(shù)設(shè)備都由高度集成的CMOS電路和CPU設(shè)備等微電子組成，沖擊或浪涌電壓會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞這些設(shè)備或引起故障，因此必須對系統(tǒng)采取全面的防雷措施。

4.5實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制智能化

電氣自動(dòng)化技術(shù)的工作方式為處理周邊設(shè)備，動(dòng)態(tài)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行情況，比如水利工程的電泵與水泵等。如果這些設(shè)備發(fā)生運(yùn)行問題，系統(tǒng)能夠自行優(yōu)化，減少恢復(fù)時(shí)間，保證電力的穩(wěn)定性與安全性。另外，其還具備監(jiān)控作用，對電路中比較重要設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，比如變壓器與母線等。在對水利水電工程進(jìn)行施工時(shí)，水利建設(shè)為一個(gè)十分重要的施工階段，操作自動(dòng)化能夠用來記錄工作，對其運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測，了解發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀況，研究防污機(jī)械堵塞狀況，如果發(fā)現(xiàn)有堵塞，需要第一時(shí)間安排工作人員清理，將堵塞位置的污垢清理掉。最后，水利水電工程中水位也對其有巨大影響，若是通過自動(dòng)化加水后，便能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制水位，保證其在合理范圍內(nèi)運(yùn)作。

4.6強(qiáng)化泵站的遠(yuǎn)程可控性

無人值守泵站必須在泵站所監(jiān)控中心嚴(yán)密的可控范圍之內(nèi)，因此，遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)的通信可靠性至關(guān)重要，必須確保無人值守泵站運(yùn)行監(jiān)控信息及時(shí)、準(zhǔn)確傳輸給監(jiān)控中心。栗站的現(xiàn)狀各不相同，信號傳輸量大、密度高，可能增加差錯(cuò)率，同時(shí)，泵站內(nèi)受到設(shè)備運(yùn)行諧波影響，也會(huì)增加數(shù)據(jù)傳輸誤碼率。對此，在對遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)撤計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)泵站所處位置特點(diǎn)，合理選撤備型號，選擇應(yīng)用較少的波段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，減少外界干擾源影響。在有條件的情況下，建議采用主、備冗余通道（如VPN+4G冗余通道），滿足無人值守泵站對通信可靠性的要求%

結(jié)束語

無人值守泵站是一項(xiàng)集自動(dòng)化技術(shù)、視頻傳輸技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體的綜合性工程，同時(shí)，也需要配套的管理體制和業(yè)務(wù)流程，對于泵站的設(shè)備、自動(dòng)化水平、人員素質(zhì)以及管理體制都提出了更髙的要求，無人值守泵站也是城市區(qū)域供水集約化監(jiān)控的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓昌儒.PLC在污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].建材與裝飾，2019（23）：310-311.

[2]沈旭.無人值守泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的技術(shù)探討[J].凈水技術(shù)，2019，38（S1）：290-293.

[3]張皓孫.城市污水泵站無人值守技術(shù)方案淺談[J].機(jī)電信息，2017（18）：28-29+31.

[4]姜宏.無人值守泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控的幾點(diǎn)探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（03）：44.

[5]沈玉鳳.無人值守泵站自動(dòng)化技術(shù)改造案例[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2011（05）：55-56.

（作者單位：東臺市提東灌區(qū)管理處）