淺談工農(nóng)業(yè)供水泵站智能化控制

薛錫華

摘要：通過對淄博市萌山水庫管理處泵站智能化控制改造工程的介紹，淺析了智能化控制在工農(nóng)業(yè)供水泵站中的實際應用。該智能化控制系統(tǒng)采用傳感器與遠傳GPRS與智能化系統(tǒng)相結(jié)合的監(jiān)控方式，能夠比較全面、準確、適時的將供水系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺厥?，并控制機組按要求運行，能夠較好的完成泵站智能化、遠程化控制的要求。

關鍵詞：工農(nóng)業(yè)供水泵站 智能化

1 萌山水庫泵站概況

淄博市萌山水庫管理處泵站建成于1994年7月，現(xiàn)已連續(xù)運行二十四年，主要擔負著向周邊區(qū)縣電廠等企業(yè)和本地區(qū)村莊的工農(nóng)業(yè)用水，泵站內(nèi)安裝110千瓦機組兩臺，200千瓦、90千瓦、55千瓦機組各一臺。2014年6月份開始對泵站進行了智能化控制改造，經(jīng)過近幾年運行系統(tǒng)不斷升級和功能的進一步擴大，泵站智能化控制系統(tǒng)已日臻完善。通過本次對泵站機電設備智能化控制改造以后，徹底改變了建站以來，沿用多年的通過人工觀測管道壓力，再根據(jù)管道壓力要求，電話調(diào)度泵房手動開、關供水機組的這一大大落后于現(xiàn)代科技的操作方法，從而大大減輕了相關值班人員的工作強度。不但實現(xiàn)了對設備智能化控制，還達到了安全、穩(wěn)定的穩(wěn)壓供水模式。同時，對擔負農(nóng)業(yè)灌溉任務的東干渠、北干渠渠首管道段加裝了電磁流量計，流量計數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)街骺厥译娔X上，既減輕了農(nóng)業(yè)灌溉時渠首測流帶了的勞動強度又為各分水口開閘提供了準確的數(shù)據(jù)支持，同時增加了計量的準確性。另外，機組電壓、電流、頻率、管道壓力、供水流量等各種數(shù)據(jù)也都準確直觀地匯集到控制室。

2 智能化系統(tǒng)的主要功能

2.1數(shù)據(jù)采集和處理

整個供水系統(tǒng)的各監(jiān)控點，通過各種傳感器把現(xiàn)場的電壓、電流、頻率、管道壓力、工農(nóng)業(yè)供水流量等各種數(shù)據(jù)采集后，近距離的數(shù)據(jù)參數(shù)通過各種變送器和線纜直接傳輸?shù)奖谜究刂剖襊LC控制柜，遠距離的數(shù)據(jù)參數(shù)通過GPRS變送器與有固定IP地址的主控電腦通過網(wǎng)絡無線傳輸，將管道壓力、水表流量等數(shù)據(jù)傳送到泵站主控室PLC控制柜中進行數(shù)據(jù)收集和處理。PLC控制柜由PLC處理器模塊、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊等組成，主要完成數(shù)據(jù)內(nèi)部處理、通信操作、數(shù)據(jù)輸入處理、程序執(zhí)行、數(shù)據(jù)輸出處理等工作。

2.2數(shù)據(jù)顯示

供水系統(tǒng)數(shù)據(jù)除了在現(xiàn)場儀表顯示以外，經(jīng)過處理的供水系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)街骺仉娔X上，泵站主控電腦顯示器上顯示有整個供水系統(tǒng)的模擬畫面，所有經(jīng)過PLC控制柜處理后的各監(jiān)控點數(shù)據(jù)，都準確、全面、直觀的反映在電腦顯示器的模擬畫面中，泵站值班人員可以不再像以前那樣奔走于數(shù)據(jù)現(xiàn)場之間，做到足不出戶就能準確的了解到整個供水系統(tǒng)的運行情況。同時，在任意能夠上網(wǎng)的地方，只要登錄本系統(tǒng)，就可以隨時查看主控室同步數(shù)據(jù)，并且可以隨時調(diào)取查閱一年內(nèi)的所有數(shù)據(jù)信息。

2.3智能化控制

通過智能化控制系統(tǒng)的改造，徹底改變了以前值班人員單調(diào)、重復的人工控制機組工作，實現(xiàn)了智能化自動控制開、關水泵機組工作流程。同時，也可以通過主控電腦修改各機組的相應參數(shù)，來滿足不同時期、不同時間段的運行工況需求。大大減輕了值班人員的勞動強度，增強了供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.4數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常

當供水系統(tǒng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，主控室電腦的模擬供水系統(tǒng)畫面上會出現(xiàn)故障提示，同時，在主控室內(nèi)還設置了一個聲光報警器，能夠及時提醒值班人員注意故障提示，并及時解決供水系統(tǒng)相應故障。

3 自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置

泵站為實時監(jiān)控、控制中心，全部功能通過綜合一體化系統(tǒng)來完成，負責整個泵站的集中監(jiān)控，具有實時性，泵站智能化控制采用PLC處理方式，嚴格遵循監(jiān)控、保護相互獨立配置的原則，保護的輸入輸出、啟動、邏輯處理獨立完成，當監(jiān)控功能出現(xiàn)異常時，確保保護功能獨立發(fā)揮作用。

3.1中央控制室

中控室站控層設置有一臺高性能主控電腦和PLC控制柜，它是監(jiān)控系統(tǒng)核心，主控電腦配備大尺寸屏，使模擬系統(tǒng)畫面更生動、清晰，數(shù)據(jù)反映更直觀、準確。另有一套獨立電源系統(tǒng)給主控設備及網(wǎng)絡設備供電，確保主控設備的穩(wěn)定性。全站還設一套聲光報警系統(tǒng)，在主控室對供水系統(tǒng)故障和事故發(fā)出聲光告警信號。運行人員還可對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行設置，定義監(jiān)控系統(tǒng)需要進行自動報警的故障和事故的類型。

監(jiān)控系統(tǒng)還采用固定IP地址的專線傳輸方式，用于遠傳信息的穩(wěn)定采集和傳送。

3.2各現(xiàn)地控制單元

3.2.1站外用水戶管道壓力

因為根據(jù)用水戶安全生產(chǎn)的要求，必須保證供水管路壓力穩(wěn)定，此監(jiān)控點又遠離主控室，無法直接將壓力數(shù)據(jù)直接傳送到主控室，所以采用GPRS壓力變送器將供水管路壓力參數(shù)值向主控室按要求定時無線傳送。

經(jīng)過試運行后發(fā)現(xiàn)管道壓力信號有時存在信號不穩(wěn)定現(xiàn)象，為解決這一問題另外加裝一套GPRS，采用雙信號模式確保信號穩(wěn)定。

3.2.2站內(nèi)、外水表數(shù)據(jù)

除了原有的工業(yè)供水電磁流量計外，對擔負農(nóng)業(yè)灌溉任務的東干渠、北干渠渠首加裝了電磁流量計，流量計監(jiān)控點因遠離主控室，無法直接將水表數(shù)據(jù)直接傳送到主控室，所以采用GPRS壓力變送器將采用GPRS變送器向主控制室按時無線傳送數(shù)據(jù)，大大減少了泵站值班人員因頻繁抄表、測流帶來的工作量。

3.2.3泵站內(nèi)數(shù)據(jù)

站內(nèi)各監(jiān)控點因距離主控室較近，站內(nèi)監(jiān)控內(nèi)容包括每臺機組的控制及定子電流、電壓、管道壓力、水表流量、故障位置與種類顯示和語音報警等，通過各種傳感器經(jīng)線路直接傳輸?shù)街骺毓?。大大減輕了值班人員因到現(xiàn)場記錄各種數(shù)據(jù)而造成的勞動強度。

4結(jié)語

隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)供水泵站智能化技術也在飛速發(fā)展，在工農(nóng)業(yè)供水泵站智能化系統(tǒng)改造時？，要根據(jù)本泵站的實際工作，充分借鑒其它泵站的工作經(jīng)驗，綜合當今智能化發(fā)展趨勢，做到系統(tǒng)配置先進合理，功能完備，所選設備先進，不僅可以滿足泵站目前智能化運行的要求，也為本泵站今后的發(fā)展留有余地，保證智能化控制系統(tǒng)有很好的靈活性、兼容性、擴充性和互換性，確保智能化控制系統(tǒng)能長期穩(wěn)定的工作。

（作者單位：淄博齊龍水利建筑安裝公司）