電氣自動化控制在泵站中的應(yīng)用及問題分析

潘賢

寧夏回族自治區(qū)固海揚水管理處 寧夏中衛(wèi) 755100

農(nóng)村灌溉信息化自動化建設(shè)以建設(shè)現(xiàn)代灌區(qū)為目標(biāo)，實施“互聯(lián)網(wǎng)+水利”行動，堅持需求導(dǎo)向，著重補(bǔ)齊短板。通過完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高灌區(qū)自動化監(jiān)控智能水平，豐富自動化多元化監(jiān)測采集點，提高節(jié)水和精準(zhǔn)配水能力，實現(xiàn)泵站的數(shù)字灌溉、精準(zhǔn)灌溉、協(xié)同灌溉，其中泵站自動化控制的應(yīng)用在現(xiàn)代化灌區(qū)的建設(shè)中起著舉足輕重的作用。

1 泵站綜合自動化控制系統(tǒng)的特點

1.1 實用性及可靠性

該泵站自動化控制系統(tǒng)主要采取了分布式部署，由現(xiàn)場的總線通訊機(jī)構(gòu)對上下層進(jìn)行控制，這一模式不僅能夠滿足泵站多種功能的需求，還具有操作簡單、實用性強(qiáng)、數(shù)據(jù)互通性高等特點，大大提高了工作效率。

1.2 安全性

雖然該系統(tǒng)采取現(xiàn)場數(shù)據(jù)交互，但是每一個模塊當(dāng)中都具有自動核對及檢查的功能，如果出現(xiàn)工作人員操作不當(dāng)或者失誤，系統(tǒng)則會自動禁止操作并發(fā)出警報，相關(guān)人員可以通過人工操作進(jìn)行開停泵站機(jī)組，從而提高整個系統(tǒng)的安全性[1]。

1.3 可維護(hù)性

設(shè)備的維護(hù)對于泵站系統(tǒng)而言十分重要，因此該系統(tǒng)在設(shè)計時便考慮到維護(hù)問題，可以采取模塊化技術(shù)進(jìn)行定期檢查及維護(hù)，以保障系統(tǒng)的正常運行。

2 泵站自動控制系統(tǒng)中存在的問題

2.1 功能不夠齊全

當(dāng)前的自動化系統(tǒng)，相較于傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，具有一定的優(yōu)勢，不僅所需要的設(shè)備配置體積越來越小，操作越來越簡單，還可充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的共享。但若是從功能方面來看，泵站自動控制系統(tǒng)的功能還不夠齊全，大多數(shù)都只局限于事故報警、數(shù)據(jù)處理等方面，卻并未充分發(fā)揮計算機(jī)信息系統(tǒng)的儲存功能和運算功能[2]。

2.2 效益不夠明顯

實施自動化監(jiān)控系統(tǒng)后泵站的效益并不夠明顯。這是因為自動化監(jiān)控系統(tǒng)的運行需要有一定的資金支持，尤其是全自動化監(jiān)控系統(tǒng)更是涉及較大的投資金額。泵站的經(jīng)濟(jì)效益，主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面是減少自動化監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)管理費用；另一方面是要降低耗電費用。就目前而言，大多數(shù)泵站計算機(jī)自動化系統(tǒng)的投入，都來自開機(jī)和停機(jī)以及計算機(jī)維護(hù)工作，這可以減少抄表人員的數(shù)量，但無法減少維修管理人員。雖然部分泵站已經(jīng)開始實行自動化監(jiān)控系統(tǒng)，但是此系統(tǒng)的運行僅負(fù)責(zé)于泵站運行中的基本信息數(shù)據(jù)，卻忽視了對設(shè)備故障進(jìn)行分析，這不利于其效益的提升。

3 電氣自動化控制在泵站中的應(yīng)用措施

3.1 在泵房中的應(yīng)用

泵站電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，可以在泵站的不同環(huán)節(jié)發(fā)揮不同的作用。當(dāng)電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于泵房時，變頻器起著重要的作用。變頻器的應(yīng)用可以有效地降低功耗，調(diào)節(jié)水壓。變頻器具有PID調(diào)節(jié)功能。安裝在泵房內(nèi)，可保證自動調(diào)速和恒壓供水。也可以使泵房在無人值守泵房中發(fā)揮更有效的作用[3]。

3.2 監(jiān)測系統(tǒng)

監(jiān)測系統(tǒng)主要是針對泵站運行的設(shè)備以及運行過程進(jìn)行監(jiān)測，分析其中可能存在的問題，并且進(jìn)行相應(yīng)的處理。在泵站運行管理中應(yīng)用自動化控制技術(shù)，監(jiān)測系統(tǒng)是一項重點內(nèi)容，根據(jù)設(shè)備的運行狀態(tài)，對各項所產(chǎn)生的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，主要包括運行機(jī)組、變電設(shè)備、儀器儀表、電量以及溫度、壓力、流量等。同時，在獲取各項數(shù)據(jù)以后，對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并且生成變化走勢圖，可以更加準(zhǔn)確的掌握泵站運行情況，對其中可能存在的問題進(jìn)行預(yù)測以及處理，將存在的危害降到最低，確保泵站運行的穩(wěn)定性和安全性。

3.3 保護(hù)系統(tǒng)

保護(hù)系統(tǒng)是泵站運行管理中一項不可缺少的內(nèi)容，主要針對泵站的運行狀態(tài)實行保護(hù)功能，避免泵站出現(xiàn)運行問題。應(yīng)用保護(hù)系統(tǒng)可以有效實行自動保護(hù)的模式，主要包括微機(jī)保護(hù)、母聯(lián)保護(hù)、進(jìn)線保護(hù)、同步電動機(jī)保護(hù)、站用變微機(jī)保護(hù)等。自動化控制技術(shù)在應(yīng)用時主要是利用太網(wǎng)通訊接口以及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，可以有效實現(xiàn)保護(hù)系統(tǒng)與監(jiān)測系統(tǒng)的各項數(shù)據(jù)交換，并且根據(jù)交換數(shù)據(jù)所顯示的命令執(zhí)行，確保泵站運行的穩(wěn)定性，實現(xiàn)良好泵站運行管理模式。

3.4 電氣控制線路

在一次電氣控制線路中，根據(jù)泵站機(jī)械設(shè)備額定電流合理選型主回路導(dǎo)線和電氣元器件，留有一定的容量裕度，提高控制可靠性；在二次電氣控制線路設(shè)計方面，優(yōu)化復(fù)雜繁瑣的線路，減少控制過程中的故障點，提高電氣控制的安全性和可靠性。設(shè)計過程中邏輯控制注重電氣元件的動作時間，充分考慮邏輯控制過程中元器件動作順序，以免錯誤動作導(dǎo)致泵站機(jī)械設(shè)備的損壞。電氣控制線路中使用的導(dǎo)線必須滿足數(shù)量少以及長度短的條件，最終實現(xiàn)公共連接線。除此之外，設(shè)計者在線路的設(shè)計方面和使用方面一定要確保安全性設(shè)計，避免線路出現(xiàn)短路現(xiàn)象時，提前設(shè)計出短路保護(hù)的設(shè)置裝備，方便于在出現(xiàn)故障時能夠快速的切斷電源，進(jìn)一步確保電氣控制線路的安全性，提高工作效率和控制線路的質(zhì)量。

3.5 泵站全自動化系統(tǒng)

如果經(jīng)濟(jì)條件允許，則可以在泵站中監(jiān)理全自動化監(jiān)控系統(tǒng)，實施閉環(huán)控制，進(jìn)行巡回檢測工作?？梢宰詣踊芾肀谜驹O(shè)備的開機(jī)和關(guān)機(jī)，根據(jù)實際情況來科學(xué)調(diào)度各項設(shè)備，并且保障設(shè)備系統(tǒng)的正常運行。一旦設(shè)備遇到問題的時候，該系統(tǒng)能夠進(jìn)行自主分析，找出故障點和發(fā)生故障的原因，并且將事故進(jìn)行記錄，以作警示。單站無須人員監(jiān)管和值守，可集中管理泵站群。泵站全自動化監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行，依賴于完備的傳感器設(shè)備和充足的執(zhí)行元件，如此才能實現(xiàn)更為復(fù)雜的運行操作，保障泵站設(shè)備運行的安全性和可行性。可充分利用計算機(jī)軟件來進(jìn)行有效的故障分析。然而這需要大量的資金支持，涉及多方面的內(nèi)容，如供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供油系統(tǒng)等，需要在這些系統(tǒng)中采集相應(yīng)的信息，以便于實施有效的管理。全自動化監(jiān)控系統(tǒng)，能夠充分發(fā)揮計算機(jī)技術(shù)的作用，實現(xiàn)泵站經(jīng)濟(jì)效益最大化，但由于所需要的投入資金龐大，很難實現(xiàn)全面推廣和應(yīng)用。

4 結(jié)語

實現(xiàn)泵站自動化監(jiān)控系統(tǒng)，是我國水利現(xiàn)代化灌區(qū)發(fā)展過程中的必然選擇，也是科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的必然趨勢，具有重要意義。在建設(shè)泵站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的時候，一定要充分了解自動化監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前自動化監(jiān)控系統(tǒng)運行中存在的問題，并予以有效措施來加以解決。可根據(jù)泵站的資金投入情況來選擇合適的建設(shè)和管理方案。