淺談計算機和泵站自動控制

摘要：主要介紹了計算機和泵站的自動控制的系統組成，以及控制方式和泵站在化工行業的應用可行性的實現手段。

關鍵詞：計算機 泵站 自動控制系統 實現手段

泵站是設有水泵機組、電氣設備和管道、閘閥等的控制室，是能提供有一定壓力和流量的液壓和氣壓動力的裝置工程。油箱、電機和泵這三樣東西是主要部件，但還有很多輔助設備，根據實際情況需要可以添加或減少，如充水設備、壓縮空氣設備、供油設備、供水、排水設備、通風設備等等。泵在各個領域行業很早就有運用，但是直到計算機的投入使用才使早期的手動式泵站轉變為了自動控制的泵站。泵站能夠實現自動控制得益于計算機的高度智能化。自動化控制程度高的泵站可以實現遠程封閉環境下的對有機污染毒副作用的物質進行處理、生產和監控，因此被廣泛用于化工行業。

1 計算機控制系統構成

泵站的自動化控制是建立在計算機的自動控制基礎上的，對于計算機控制系統的構成如下：

1.1 控制對象 控制對象用傳遞函數來表征時，其特性可以用放大系數K，慣性常數Tm、積分時間常數T和純滯后時間來描述。

1.2 執行器 執行器根據調節器的控制信號，改變輸出的角位移或直線位移，通過調節機構改變被調介質的流量、能量，使生產過程符合預定的要求，執行器按照所采用的動力方式可以分為電力執行器、氣動執行器和液動執行器三類。

1.3 測量環節 測量環節通常由傳感器和測量線路構成，它把被控參數轉換成某種形式的信號，應達到：測量精度，穩定性可靠性和重復性好，線性度好、靈敏度高，電源電壓規范化。

1.4 數字調節器及輸入、輸出通道 數字調節器是以數字計算機為核心，數字調節器的控制規律則是由編制的計算機程序來實現的，輸入通道包括多路開關、采樣保持器、模一模轉換器，輸出通道包括數——數轉換器及保持器。

2 計算機控制系統的功能

計算機對泵站自動控制包括以下幾點功能：

2.1 測試功能 泵站可以在計算機控制系統下進行多點巡回檢測，并將檢測數據進行簡要處理后存檔歸入數據庫，當數據達到單位分析時間（比如每周或者每月每季度）可以對該檢測數據作出數學模型分析。此外計算機在適當時間和條件下可定期指令測試裝置對泵機組進行測試。

2.2 請求功能 通過現場的泵按鈕對計算機控制系統發出動作請求，泵站某一參數數據被修改后，經計算應變換新的優化方式，計算機可提示操作人員，征詢請求改變運行方式，當已有自動編程相應的控制程序就能自動控制。

2.3 計算功能 泵站運行最優計算功能，根據實際泵的

流量和機組的轉速或葉片角度分配機組的啟用和關閉或者是

開口度，調節參數一定要大于機組允許范圍內的調節頻度。

2.4 顯示記錄功能 各個數據可以通過計算機的接收實現不間斷的監控，并可以實現數據的傳輸和共享，進行多處地點都可以觀察到檢測值。

3 計算機對泵站自動控制的應用

3.1 實現依據 根據化工行業的污染特性，更加需要遠距離控制生產和安全處理產品的性能。計算機技術的加入為化工行業生產帶來了便利。將計算機技術運用到化工行業泵站的自動化控制中成了亟待解決的一個融合性難題。

據相關研究顯示SBR（間歇式活性污泥法）可以實現計算機自動控制，該種方法可以通過分析研究反映有機物濃度的變化并且適用于連續在線監測的過程變量作為反應時間的計算機控制參數。無論是石油化工還是其他的化工生產企業都有工業廢水和污泥的處理問題需要解決。化工行業的生產后的廢水里有機物含量很高，在不同條件里隨著有機物不斷被降解到濃度不再降低時，其ORP（氧化還原電位）趨向某一穩定值。在此基礎下比較了OUR（耗氧速率）測定方法，發現底物達到難降解程度時OUR顯著下降，可以用該相關關系來控制反應時間。DO（溶解氧）濃度對底物降解速率和活性污泥表觀產率的影響程度，發現一定范圍內提高DO能明顯增加底物降解的速率，選擇合適的DO對污水處理費用的降低有很大的幫助。因此在SBR反應中，ORP、OUR和DO三個參數都在一定程度上反映降解過程與程度，通過計算機對這些參數的控制，可以實現污水處理的控制。

3.2 實現手段 化工有機污泥和廢水都需要進行處理，從流出到處理室都是通過泵站進行抽取，泵站的泵可以通過氣壓或液壓動力將有機污泥抽走，將處理后的干凈的原料液體又重新打入生產間進行循環利用。在近十幾年我國化工行業對于計算機的推行也得到很大的提升。對于計算機在泵站實現自動控制的實現手段多半是通過一些計算機可控的電氣計量儀表。計量類儀表是化工行業中必備的儀器之一，泵站涉及到流量體積更加少不了對計量儀表的使用。

泵站的自動控制包括對差壓計量表的使用，在對于壓差計量儀表的使用過程要盡量保證平穩的工藝狀態下獲得相對精確的測量值。

對于化工生產對溫度監控是必要的環節。溫度的檢測元件常用的便是熱電偶和熱電阻。在工程設計中，熱電偶元件和端子柜間要采用正確的配線方式，即熱電偶補償導線。泵站在使用時也需要考慮到溫度因素，化工生產中每個環節的溫度都需要被關注到，一旦沒有得到補償會嚴重影響到檢測數據，這樣被計算機系統所搜集到的數據就不準確而無法演算出最優控制方式和位置。簡圖如下：

除了對外溫有要求，對于泵體設備機組內部的溫度也需要進行檢測和監控，通過溫度檢測套管可以對泵體的攪拌設備內部設置。其壽命較短，且對安裝要求較高要注意安裝位置加以套筒保護。對于泵體運轉時流量表的選用也是對檢測有重要意義。對于化工生產裝置，沖程泵一般用于實現微量配料。其形式分為單頭和雙頭沖程泵兩類。沖程泵的出口流量選用必須要選用正確，否則會造成更大損失。單頭沖程泵中網沖程泵其工作是作往復運動，將原料可以輸送到管線當中去，依靠沖程泵出口管線上得測量儀表測量配料的流量，并將流量數據傳輸給計算機系統，運算出輸出體積，到達一定體積后停止泵體工作實現自動控制。溫度檢測元件如下圖：

3.3 實際運用 化工生產中對于泵站的自動控制配合計算機的使用逐漸變成了可能也越來越純熟。有了理論基礎也有了計算機自控系統的支持以及各種收發電子檢測器件，為泵站的自動化控制提供了技術支持。

在實際化工生產中配合計算機系統，檢測手段和器械，實現了泵體的自動運行和控制，廣泛運用在污泥處理，廢水處理等方面。自控系統需要定期維護，對于污泥的處理等類似工程有了自控系統的加入避免了人員接近污染物進行作業，實現遠程維護管理以及操作，便于人員改善工作環境。其次，在化工生產中對于生產原料的各種溫度、濕度、濃度等有精確要求的冶煉制造以及醫療藥物生產行業，沒有自動控制極易造成巨大誤差甚至形成重大事故，只有計算機對于泵站的自控可以實現對液體的勾兌配比達到精確控制。最后化工生產中泵自動控制還被廣泛運用在科技密集產品上，需要配備少的人力完成的工作，只有配備自動化控制，才能騰出人手進行其他主要工作，而不是疲于應付各種手動按鍵和檢測。

4 結語

如今化工行業不僅僅只是石油化工化學藥品使用自動控制，計算機的普及和自動程序編制的簡便性為化工行業的興起提供了很大的發展平臺，白酒生產的自動控制可以實現對香型的穩定控制，對污泥等污染型化工產物的處理可以進行遠程操作，對具有毒副作用的物品藥品可以保證精確的配比，不會出現偏差。合理利用各種檢測元件對泵站的自控進行了有效的保證。越來越多的自控設備在化工領域被使用，為化工生產做出了巨大的貢獻。

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身份證件號：650300197406221217，新疆，石河子，832000。