有關(guān)泵站電氣自動(dòng)化的探討

熊才進(jìn) 湖北省田關(guān)水利工程管理處

一、泵站電氣自動(dòng)化面臨的困境

（一）泵站設(shè)備老化

設(shè)備逐漸老化是當(dāng)下泵站進(jìn)行電氣自動(dòng)化改造的一大困境。我國(guó)很多泵站是20世紀(jì)七八十年代興建的，到現(xiàn)在已經(jīng)運(yùn)行了三十年以上，部分泵站于2000 年后進(jìn)行了更新改造，雖然在當(dāng)時(shí)，泵站在排水防澇、促進(jìn)農(nóng)業(yè)灌溉等方面發(fā)揮了不可磨滅的作用。但隨著時(shí)間的推移，這些設(shè)施逐漸變得老舊，一方面，泵站的主機(jī)老化，電氣設(shè)備絕緣性能下降；另一方面，泵站測(cè)量和保護(hù)裝置技術(shù)落后，長(zhǎng)期運(yùn)行，繼電器觸點(diǎn)氧化、粘連，靈敏度差，測(cè)量?jī)x表精度不夠，保護(hù)動(dòng)作可靠性等，造成發(fā)生故障時(shí)設(shè)備拒動(dòng)、誤動(dòng)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，給泵站的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)巨大的隱患。

（二）技術(shù)手段欠缺

在推動(dòng)泵站電氣自動(dòng)化過(guò)程中，最重要的便是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)泵站進(jìn)行智能化改造。然而在當(dāng)下，關(guān)于泵站改造的技術(shù)手段仍比較欠缺，主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：第一點(diǎn)，技術(shù)水平有限。即技術(shù)難以與實(shí)際需要相契合，人們難以根據(jù)實(shí)際需要，進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)。第二點(diǎn)，管理技術(shù)相對(duì)落后。即在管理時(shí)，人們更多是根據(jù)人為觀察和操作來(lái)進(jìn)行諸如停機(jī)、報(bào)警等措施，此外，一些老舊的管理設(shè)備無(wú)法進(jìn)行持續(xù)更新。

（三）管理經(jīng)驗(yàn)不足

管理經(jīng)驗(yàn)不足最主要的體現(xiàn)便是標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范的缺失。在日常對(duì)泵站進(jìn)行管理時(shí)，人們通常依靠簡(jiǎn)單的人力來(lái)進(jìn)行，這種人為管理在傳統(tǒng)泵站時(shí)期尚能解決一些問(wèn)題，然而在電氣自動(dòng)化過(guò)程中，由于檢測(cè)對(duì)象具備復(fù)雜性、操作軟件具備精準(zhǔn)性、功能操作具備精細(xì)性，因此亟須一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范來(lái)對(duì)人們的行為進(jìn)行約束。目前，這種標(biāo)準(zhǔn)化管理工作還需要進(jìn)一步規(guī)范。

二、泵站電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)思路

根據(jù)需要，目前我國(guó)大型泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)絕不僅僅是機(jī)組開(kāi)停機(jī)自動(dòng)化，泵站自動(dòng)化由泵站運(yùn)行管理人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求來(lái)確定，泵站保護(hù)測(cè)量裝置、勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制、泵站水位流量的監(jiān)測(cè)控制、輔機(jī)控制、管理系統(tǒng)信息交換控制、故障和事故預(yù)警設(shè)備控制以及泵站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等才是泵站自動(dòng)化的核心需求。

（一）水泵電機(jī)的自動(dòng)控制

作為泵站重要的動(dòng)力提供設(shè)備，水泵電機(jī)在提供運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力、驅(qū)動(dòng)電能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化的過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。當(dāng)下，自動(dòng)控制水泵電機(jī)也成為電氣自動(dòng)化過(guò)程中一個(gè)非常重要的組成部分，一方面，自動(dòng)控制水泵電機(jī)能夠節(jié)省必要的人力，保證工作人員能投入到更加具備創(chuàng)造性、價(jià)值型的工作中去；另一方面，對(duì)水泵電機(jī)進(jìn)行全天候的機(jī)械控制，也能利用機(jī)器的力量，更敏銳地發(fā)現(xiàn)電機(jī)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，從而發(fā)出警報(bào)，將問(wèn)題扼殺在搖籃里。當(dāng)前，許多自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)廠家都在此方向做出努力，通過(guò)研發(fā)自動(dòng)控制柜、溫度傳感器等系統(tǒng)，為水泵電機(jī)的自動(dòng)化控制助力。

（二）配電設(shè)備的自動(dòng)控制

對(duì)于泵站配電設(shè)備自動(dòng)化控制設(shè)備來(lái)說(shuō)，主要包括變壓器、斷路器、電纜、保護(hù)測(cè)量裝置等。于這些設(shè)備而言，能否更好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制端和通信接口的信號(hào)傳輸，對(duì)于能否更好地實(shí)現(xiàn)重要配電設(shè)備自動(dòng)化的控制或遠(yuǎn)程控制尤為重要。除此以外，在進(jìn)行泵站的電氣化設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮對(duì)各類(lèi)電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)視和對(duì)事故的警報(bào)等。

（三）輔助設(shè)備的自動(dòng)控制

泵站輔助設(shè)備種類(lèi)較為多樣，常見(jiàn)的輔助設(shè)備有排水泵、電動(dòng)閥門(mén)、葉片調(diào)節(jié)裝置等，在泵站運(yùn)行過(guò)程中，輔助設(shè)備的存在能幫助泵站運(yùn)行更加安全、更加高效。在對(duì)泵站進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)，可以將輔助設(shè)備納入整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中。比如，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)輔助設(shè)備的自動(dòng)互聯(lián)，工作人員通過(guò)上位機(jī)便能進(jìn)行系列操作。

（四）計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是集監(jiān)視、測(cè)量、控制、保護(hù)、管理等于一體的計(jì)算機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，主要對(duì)全站機(jī)組、電氣設(shè)備、油氣水系統(tǒng)、閘門(mén)控制系統(tǒng)、勵(lì)磁系統(tǒng)及直流系統(tǒng)進(jìn)行有效監(jiān)視和控制，保證泵站更加安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)泵站“無(wú)人值班”（少人值守）的目標(biāo)，并能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)將泵站運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)實(shí)時(shí)上傳至上級(jí)主管部門(mén)。

三、設(shè)備選擇及布置

隨著泵站自動(dòng)化水平的提升，越來(lái)越多的設(shè)備、儀器被應(yīng)用在泵站建設(shè)中，然而，由于泵站在操作上具備復(fù)雜性、環(huán)境也較為特殊，因此在電氣自動(dòng)化的過(guò)程中還要總結(jié)考慮設(shè)備的選擇及布置問(wèn)題。首先，在設(shè)備選擇方面，泵站工作人員可以選擇本土設(shè)備和進(jìn)口設(shè)備相結(jié)合的解決方案，一般而言，本土設(shè)備在價(jià)格上通常更加具備優(yōu)勢(shì)，而某些進(jìn)口設(shè)備在精準(zhǔn)度上則更加具備優(yōu)勢(shì)，因此，工作人員可以結(jié)合工作內(nèi)容以及操作需求等，綜合選擇最優(yōu)設(shè)備。其次，在設(shè)備布置方面，要考慮到設(shè)備本身的特性。比如，一些工控機(jī)、PLC、觸摸屏、開(kāi)關(guān)電源等設(shè)備，不宜放置于長(zhǎng)期潮濕的環(huán)境中，因此在布置時(shí)，應(yīng)將其安置干燥，不易受潮地方，并盡可能配備恒溫恒濕設(shè)備。

四、泵站電氣自動(dòng)化的前景

關(guān)于泵站電氣自動(dòng)化的前景，主要可以從以下三點(diǎn)說(shuō)起：首先，電氣自動(dòng)化能提升供水效率。在一些廣泛實(shí)行電氣自動(dòng)化的泵站，工作人員往往能借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站水位的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)每秒鐘水流的大小畫(huà)出直觀的水流曲線，從而對(duì)整體用水情況、現(xiàn)存水量等信息進(jìn)行綜合把控。

五、結(jié)語(yǔ)

在泵站實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，加強(qiáng)規(guī)范管理和技術(shù)革新，對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)。采用自動(dòng)化控制技術(shù)使泵站更智能、更安全、更高效，讓實(shí)際操作情況與設(shè)計(jì)改造更相符合，對(duì)大型泵站設(shè)計(jì)、管理、運(yùn)行、維護(hù)等部門(mén)提出了更高的要求，要深入了解泵站電氣自動(dòng)化的技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，不斷完善，不斷提高，發(fā)展到無(wú)人值守，自動(dòng)控制。使泵站規(guī)范管理、工作效率、安全運(yùn)行達(dá)到更高水平。