試論泵站電氣自動化的設計思路

趙 勇

（渭南市東雷二期抽黃工程建設局 陜西 渭南 714000）

泵站在我國工程管理和各城市建設中具有重要作用，它在城市供水、防澇等方面都擔任著重要的任務。就我國目前來看，泵站的操作程序和泵站的管理工作比較落后，主要表現(xiàn)在自動化監(jiān)控程度比較低，較多地停留在單級常規(guī)控制泵站，其數(shù)據(jù)統(tǒng)計和管理記錄基本為手工操作，也即操作控制和管理措施都沒有形成合理有效的區(qū)域化網(wǎng)絡程序。為適應當前的發(fā)展，泵站操作和管理應不斷更新和提高，逐漸向無人操作監(jiān)控的方向發(fā)展，以提高控制和管理的效率。

1 泵站電氣自動化設計的必要性

專家分析研究發(fā)現(xiàn)，我國目前所建泵站當中大部分泵站電氣自動化方面存在問題，主要體現(xiàn)在計算機不能被廣泛地應用到實踐中，科學技術信息跟不上。自上世紀開始，隨著計算機技術的成熟，泵站的自動化技術就已經(jīng)取得了一定的成果。但是相關設計院的自動化設計力量卻配備不足，所以各地的泵站自動化實施現(xiàn)狀仍然存在不少的問題。在我國，泵站工程建設的前期設計方案通常是由設計院和開發(fā)商共同努力完成，由于開發(fā)商對參考資料不齊全和工程的不了解以及沒有具體的規(guī)范標準，對泵站自動化的細節(jié)和需求不清楚，因此，泵站自動化系統(tǒng)的設計和實際情況往往脫離關系。

另外，泵站控制技術、計算機以及網(wǎng)絡通信等多學科的高科技新生事物由于泵站自動化起步較晚，積累的經(jīng)驗不多，還沒有相應的標準和規(guī)范。泵站自動化的投資、精度軟件的配置和檢測控制對象、數(shù)據(jù)庫定義、功能設置以及信息化系統(tǒng)的接口標準等都迫切需要統(tǒng)一的規(guī)范要求。因此，總結泵站自動化設計的思路，根據(jù)泵站電機的結構形式、容量登記以及其他的配置等分成若干種類別或等級進行設計具有一定的參考價值。

2 泵站電氣自動化的設計思路及探討分析

根據(jù)需求，我國目前大型泵站自動化設計不僅是機組開機或停機的自動化，而需要根據(jù)實際生產(chǎn)管理需求來確定，例如，泵站勵磁配置調(diào)節(jié)的控制、泵站的振動噪聲和空蝕監(jiān)測的控制、泵站運行過程當中的水位流量控制監(jiān)測、泵站溫度保護的控制、泵站無功和效率的控制、泵站輔機及附屬配套設備監(jiān)測的控制、視頻監(jiān)控需求以及管理系統(tǒng)信息交換、故障和事故預警等等。泵站自動化的設計思路主要表現(xiàn)在下面幾方面：

2.1 注重信息的設計

我國目前大型泵站信息主要是作為泵站在運行過程中的一種基礎信息節(jié)點。一般情況下，要充分發(fā)揮和提取出泵站的關鍵信息，從而為信息化系統(tǒng)提供比較標準的實時動態(tài)數(shù)據(jù)。一個大型泵站在實際情況下也只能通過周密的布置和設計才能較好地完成基礎信息數(shù)據(jù)采集。

2.2 規(guī)范化設計

泵站自動化要充分實現(xiàn)規(guī)范化設計，由于當前還沒有相應的標準和規(guī)范，建議總結典型設計思路，從而使典型設計起到了部分標準和規(guī)范性的作用，以供設計參考，致使泵站自動化具有了一定的規(guī)劃性。

2.3 典型設計

我國目前大中型泵站為數(shù)較少，其變化也較小，主要體現(xiàn)在機組的臺數(shù)以及機組的形式上。據(jù)分析，典型設計的泵站可以設計出若干個模塊直接應用于其他泵站系統(tǒng)中，為泵站自動化基本模塊設計形成一個整體的模板。根據(jù)現(xiàn)有大型泵站的自動化技術的基本模塊分析，可將大型泵站分為水利監(jiān)測模塊和監(jiān)控層模塊以及機組、輔機、公用LCU模塊、勵磁等。自動化模塊典型設計一般是將泵站自動化某一類設備作為一個整體體型去考慮，具有較大的靈活性能，還可以在運行過程中有效避免因缺乏某種標準而隨意追求高配置和高投入以及設計功能不健全等問題。

3 泵站電氣自動化泵站典型設計實例

以國內(nèi)某水泵站為實例分析，其監(jiān)控的控制系統(tǒng)為分布式，共分為過程設備層、現(xiàn)場控制層、中心監(jiān)控層及信息管理層。操作地點分為就地、現(xiàn)場控制分站、中心站。其中，PLC1主要是負責取水泵站的變配電系統(tǒng)設備及工藝設備的監(jiān)控。PLC2主要是自動監(jiān)控軸流風機，同時與臭氧和氧氣泄漏報警信號聯(lián)動。PLC3主要是負責配水井、進水格柵間、預臭氧接觸池、機械混合配水井、pH調(diào)節(jié)池、上向流炭吸附反應澄清池、濾池設備間等處的工藝設備的監(jiān)控。PLC4負責吸水井、清水池、配水泵房、變配電系統(tǒng)設備出廠水的工藝設備以及相關在線測量儀表的監(jiān)控。PLC5主要是根據(jù)水流量調(diào)節(jié)水泵的頻率。其這種分布式監(jiān)控系統(tǒng)就可以為大中型泵站所參考。

4 結語

泵站在實際運行中，其自動化控制流程設計的正確與否可由其流程圖識別，因此，可以通過對流程圖進行相關更改，使泵站的改造設計與實際情況操作相吻合，從而使泵站機組能夠正常安全運行。大型泵站自動化的設計以及改造技術將通過利用現(xiàn)代科學技術將泵站提高到管理水平的新峰點，通過高新技術把泵站運行發(fā)展到無人值守，自動控制，極大地提稿工作效率和精準度。陜西水利

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