自來(lái)水廠加壓泵站電氣自動(dòng)化控制技術(shù)改造

張鈺

（山西太水市政工程有限公司，山西 太原 030009）

關(guān)于人們?nèi)粘９┙o水主要源自自來(lái)水廠的集中供應(yīng)，而自來(lái)水的來(lái)源范圍較廣，渠道較多，需要將地表水與地下水進(jìn)行一系列加工后在傳送到各家各戶。為保障個(gè)居民獲得充足的日常用水補(bǔ)給，水泵的應(yīng)用至關(guān)重要。傳統(tǒng)的自來(lái)水供給主要為加壓泵站進(jìn)行加壓后供給，由于住戶逐漸增加的用水需求，受配電控設(shè)施影響，此種技術(shù)無(wú)法達(dá)到目前的供水標(biāo)準(zhǔn)。所以，許多自來(lái)水廠選擇了對(duì)加壓泵站實(shí)現(xiàn)電氣化自動(dòng)改造的措施，在此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用中，研究其中的問(wèn)題，為人們提供安全、優(yōu)質(zhì)以及穩(wěn)定的供水環(huán)境。

1 泵站電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)

1.1 傳統(tǒng)自來(lái)水廠加壓泵站電氣控制系統(tǒng)

電機(jī)啟動(dòng)方式主要應(yīng)用于傳統(tǒng)的自來(lái)水供水中，此種加壓泵站需要根據(jù)電機(jī)的功率以及變壓器的容量等方面進(jìn)行分析來(lái)進(jìn)行最終確定。變壓器容量的大小、線路的長(zhǎng)短都能決定供水質(zhì)量[1]。相較于大功率電機(jī)，小功率電機(jī)一般采用直接啟動(dòng)的形式，并不會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。但是大功率電機(jī)則不同，一般采用降壓或者減壓的形式進(jìn)行啟動(dòng)，在進(jìn)行穩(wěn)定電壓?jiǎn)?dòng)后，電機(jī)帶動(dòng)水泵進(jìn)行抽水，其抽水量受相關(guān)閥門的開(kāi)度大小決定。

由于居民及工廠的用水量數(shù)值無(wú)法確定，水的壓力和用水量大小息息相關(guān)。所以專業(yè)供水人員需要時(shí)可根據(jù)壓力表參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在維持人們?nèi)粘９┧校瑸楸Ｕ细鲄^(qū)域的供水環(huán)境，采用多區(qū)域多臺(tái)水泵的機(jī)組供應(yīng)的形式進(jìn)行供水[2]。所以觀察每臺(tái)機(jī)器的恒壓?jiǎn)栴}就至關(guān)重要，否則很有可能會(huì)因?yàn)閴毫?wèn)題，造成壓力過(guò)小，供水量不足，或者因?yàn)閴毫^(guò)大產(chǎn)生水管爆裂等狀況。如果因?yàn)楣┧畣?wèn)題造成居民投訴，會(huì)引起不必要的麻煩。目前，隨著我國(guó)科技的發(fā)展，加泵站多采用變頻或者軟啟動(dòng)的形式進(jìn)行供水，主要運(yùn)行原理為通過(guò)感知供水量的變化進(jìn)行自主調(diào)節(jié)電機(jī)的頻率以及水泵的壓力，正確方法的應(yīng)用可以減少水泵機(jī)組的臺(tái)數(shù)以及相關(guān)閥門的開(kāi)度調(diào)節(jié)操作。

傳統(tǒng)的加壓泵站電氣控制需要專業(yè)人員進(jìn)行值班看守，以人工的形式進(jìn)行調(diào)節(jié)，及時(shí)觀察設(shè)備狀態(tài)是否正常[3]。但是為了減少由于人工操作產(chǎn)生的誤差以及故障問(wèn)題，電氣自動(dòng)化應(yīng)用很好地解決了這種問(wèn)題的產(chǎn)生，新型設(shè)備的應(yīng)用很好地減少了故障的出現(xiàn)，采取提示與警告的形式進(jìn)行監(jiān)控，減少人員等方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)節(jié)與故障提示與預(yù)警。

1.2 泵站電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)成

電氣自動(dòng)化技術(shù)在水站建設(shè)應(yīng)用中，對(duì)于技術(shù)類型的選擇往往需要基于實(shí)際情況進(jìn)行分析。在供水性質(zhì)、流量以及提升距離等專業(yè)要求[4]。在水站占地方面、工程投入資金等方面進(jìn)行綜合評(píng)估。在設(shè)計(jì)泵站電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的同時(shí)要遵循實(shí)用性，可靠性、先進(jìn)性為原則。泵站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要對(duì)水泵的壓力進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)度、通信平臺(tái)、泵站遠(yuǎn)程測(cè)控終端、儲(chǔ)水壓力數(shù)據(jù)測(cè)量以及攝像等部分。在不同類型設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)雖然不同，但是設(shè)計(jì)目標(biāo)與設(shè)計(jì)原則是大體一致的，要求系統(tǒng)滿足調(diào)控需求為前提，提升系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量與進(jìn)行周期，為系統(tǒng)的使用壽命、使用功能等方面添加附加條件。

2 傳統(tǒng)自來(lái)水廠加壓泵站電氣控制系統(tǒng)的改造

2.1 泵站電氣自動(dòng)化基礎(chǔ)改造

首先，關(guān)于泵站信息改造的問(wèn)題，關(guān)于泵站運(yùn)行系統(tǒng)的信息問(wèn)題，在泵站中具有關(guān)鍵信息節(jié)點(diǎn)，其主要運(yùn)行的功能是將泵站運(yùn)行中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督與記錄，在數(shù)據(jù)庫(kù)中將壓力、流量等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)道[5]。提升泵站工作效率，才能夠有效提升泵站改造中的細(xì)節(jié)問(wèn)題，在詳細(xì)的安排中，利用事先規(guī)劃好的計(jì)劃，才能夠?qū)A(chǔ)信息進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算與應(yīng)用。

其次，關(guān)于泵站規(guī)范化改造的問(wèn)題，如果想要充分實(shí)現(xiàn)規(guī)范化設(shè)計(jì)問(wèn)題，就要從細(xì)節(jié)處出發(fā)，觀察目前實(shí)踐中的操作方面仍然存在哪些不足，進(jìn)而進(jìn)行補(bǔ)充，這樣才能夠保證泵站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、做工形式、應(yīng)用以及泵站管理方面是否與其理想狀態(tài)相吻合[6]。在我國(guó)技術(shù)與需求不斷提升的基礎(chǔ)上，積極加強(qiáng)與國(guó)外的溝通與交流，學(xué)習(xí)國(guó)外的管理經(jīng)驗(yàn)與專業(yè)技術(shù)，調(diào)整固化思維，打開(kāi)新視野，將國(guó)外成功的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)作為參考案例，促使泵站在自動(dòng)化、專業(yè)化的道路上不斷前行。

最后，在典型的改造案例中進(jìn)行學(xué)習(xí)，相較于傳統(tǒng)的大、中型泵站比例較小的問(wèn)題[7]。新型泵站自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中，主要針對(duì)變化模式固定、比例小等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行解決。此種解決方案重點(diǎn)關(guān)注的涉及內(nèi)容為自動(dòng)化機(jī)組的排列與數(shù)量設(shè)置上。所以，針對(duì)典型泵站的改造中，設(shè)計(jì)師可以設(shè)計(jì)出不同的應(yīng)用模塊，在此基礎(chǔ)上，將零散的模塊進(jìn)行聯(lián)合，完善出一個(gè)整體。一般來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化模塊的典型設(shè)計(jì)是將泵站自動(dòng)化的某一類設(shè)備作為獨(dú)立的整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)中的所有變量為了某一個(gè)設(shè)備進(jìn)行計(jì)算與設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上，將空裝置融入其中，從而完成設(shè)計(jì)者實(shí)時(shí)監(jiān)控目的保障系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，以減少安全事故以及損失與維修成本的增加。

2.2 無(wú)人值班自動(dòng)化系統(tǒng)改造

無(wú)人值班系統(tǒng)的建設(shè)有效地減少了工作人員精力分配不足的狀況，為了專業(yè)供水技術(shù)人員值夜班、監(jiān)控精力分配不均的狀況，無(wú)人值班系統(tǒng)減少了毫無(wú)意義的重復(fù)性工作[8]。且水泵在供水中會(huì)產(chǎn)生一系列的噪聲影響，不利于專業(yè)人員的身體健康，此種系統(tǒng)可以在遠(yuǎn)程操控、智能監(jiān)控、自動(dòng)化調(diào)節(jié)等相關(guān)方面進(jìn)行控制，為人們提供生產(chǎn)生活上的便利。

關(guān)于智能監(jiān)控方面的改造與創(chuàng)新，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是提升電氣自動(dòng)化質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，主要工作原理是針對(duì)泵站中的自控技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行輔助作用，在實(shí)際運(yùn)行中，監(jiān)控系統(tǒng)主要分為兩種，一種是帶有監(jiān)控?cái)z像頭的監(jiān)控系統(tǒng)，其具有通訊效率高的特點(diǎn)。另一種是通訊口形式的監(jiān)控裝置，其發(fā)展到目前階段已經(jīng)具備一定的發(fā)展水平，此技術(shù)較為成熟，但是缺點(diǎn)比較影響監(jiān)控效果，關(guān)于通訊及傳播效率方面，仍然有待加強(qiáng)。

在遠(yuǎn)程操控與自動(dòng)化調(diào)節(jié)方面，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班是目前我國(guó)追求的監(jiān)管模式，利用相關(guān)自動(dòng)控制裝置以及萬(wàn)能斷路器及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用可以有效減少干擾的產(chǎn)生。智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)一步提升了無(wú)人值班的技術(shù)優(yōu)化，此種技術(shù)的使用，可以對(duì)通訊、電氣設(shè)備轉(zhuǎn)速、機(jī)器溫度以及非電量測(cè)量等功能進(jìn)行完善，保證泵站功能完整的同時(shí)，減少設(shè)備的消耗以及使用成本，進(jìn)而提升設(shè)備使用效率。

3 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

在進(jìn)行自來(lái)水廠泵站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)升級(jí)的同時(shí)，需要在自控指導(dǎo)工藝，局部配合全局，管理服從控制等方面進(jìn)行，建立一套獨(dú)屬于該自來(lái)水廠的系統(tǒng)，在經(jīng)歷不斷的實(shí)踐與測(cè)驗(yàn)中獲得一致肯定。首先，系統(tǒng)在建設(shè)中要遵循成本降低原則，在進(jìn)購(gòu)設(shè)備的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)于進(jìn)購(gòu)渠道的監(jiān)督，將加強(qiáng)對(duì)質(zhì)量的監(jiān)控。其次，在系統(tǒng)使用的硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的審查，確保可靠性，在保證通訊順暢的情況下，明確主干網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與備用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要性，做好系統(tǒng)正常運(yùn)行的保障。再次，在系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性與整體性方面，為減少系統(tǒng)運(yùn)行成本，需要盡可能減少控制設(shè)備，在確保各線路進(jìn)行連接，防雷裝置等做好準(zhǔn)備，降低因?yàn)槔纂姰a(chǎn)生造成的風(fēng)險(xiǎn)。

與此同時(shí)，在屏蔽設(shè)施建設(shè)中，將建筑物的門窗、地板等金屬物相連接，連接地線防止因?yàn)檫^(guò)電對(duì)人體產(chǎn)生傷害，甚至到成其他設(shè)備損壞。最后，如果出現(xiàn)被雷電擊中電網(wǎng)的情況，為防止雷電因利用其他導(dǎo)電物質(zhì)流通進(jìn)入機(jī)房，從而產(chǎn)生電器設(shè)備受到過(guò)大電流而受到損壞?？梢岳枚喾N方法進(jìn)行保護(hù)措施，采取爭(zhēng)取的防雷措施才是降低減少成本的根本方法。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在自來(lái)水泵站的實(shí)際運(yùn)行中，在傳統(tǒng)供水模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改造，此種改造技術(shù)在多方面減少了專業(yè)共追人員精力耗費(fèi)問(wèn)題，為市民供水提供穩(wěn)定向保障，減少因?yàn)楸O(jiān)管不力導(dǎo)致的停水問(wèn)題。在電氣自動(dòng)化應(yīng)用過(guò)程中，專業(yè)設(shè)備管理人員與技術(shù)維修人員只需要定期對(duì)于供水設(shè)備進(jìn)行檢查與維護(hù)，且關(guān)注供水過(guò)程中出現(xiàn)的各項(xiàng)問(wèn)題。利用先進(jìn)的技術(shù)采取預(yù)警與監(jiān)督等方法，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守、自動(dòng)控制等技術(shù)，提升泵站供水質(zhì)量與工作效率等方面的更多需求，與此同時(shí)，為了進(jìn)一步提升我國(guó)泵站供水質(zhì)量，可以加強(qiáng)對(duì)于其他具有供水先進(jìn)技術(shù)的國(guó)家的學(xué)習(xí)，在不斷地輸入中，輸出優(yōu)秀的設(shè)計(jì)。