淺析微機監控系統在泵站的合理應用

張紅玉 馬華明

【摘 要】微機監控系統綜合了保護、檢測、管控、通信等功能，能夠保護電源，不會受到設備運行以及通信系統的干擾，能夠獨立進行工作。微機監控系統中的勵磁硬件設備的設計采用了模塊化設計，便于維護。因此其在泵站遠程監控中具有重要應用價值。

【關鍵詞】微機監控系統；泵站；合理應用

引言：

隨著計算機技術的發展，自動化技術以及網絡技術的發展為建立高效的監測以及管控體系提供了很大的幫助，在建立泵站中，自動化技術的采取不僅提高了設備的與運行率，還能夠提高管理效率，本文主要以具體的工程為例說明微機監控系統在泵站的應用。

一、工程基本情況

寧夏大型泵站工程始建于上世紀七十年代，主要包括固海、鹽環定、紅寺堡、固海擴灌、南山臺子、扁擔溝和甘城子7處，共有泵站100座，裝機638臺套，灌溉面積241.6萬畝，是寧夏水利工程的重要組成部分。自建成投運以來，有效緩解了我區中部干旱帶水資源極度缺乏的現狀，穩定解決了40多萬貧困人口的溫飽問題，為改善生態環境，維護民族團結和農村社會穩定做出了歷史性貢獻。由于受當時技術條件限制，工程建設標準低，加之運行時間長、維修改造資金不足，普遍存在機電設備老化、配套工程不完善、運行狀況惡化等問題，能源單耗在4.93- 6.65千瓦時/千噸米之間，設備完好率僅40- 66%。因此，搶抓中央“擴內需、保增長”歷史機遇，實施大型泵站更新改造項目。規劃改造泵站51座，更新主水泵191臺，主電機262臺及配套機電設備，建設泵站自動監控及信息化系統，改造輔助設施等。項目實施后，泵站工程設備完好率達到95%以上，裝置效率提高到60%以上，能源單耗降低到4.5度/千噸米，灌溉保證率達到75%，可改善灌溉面積115萬畝，新增節水補灌面積55萬畝。

二、微機監控系統基本參數設計及功能介紹

微機監控系統參數的設計既可以通過現場數據錄入，也能夠從上位機中下載得到。在通信方面，上位機和除了閘門以外的各個部分全部采用相同的通信協議，可靠性高，整個系統的設計更加具有層次性，能夠保證靈活的選用系統參數，安全性高[1]。

泵站微機監控系統的設計需要實現的功能包括檢測功能、控制管理功能、微機勵磁功能以及保護功能等。微機監控系統的檢測功能主要體現在上位機監測各種設備的運行狀態和參數變化中。在完整微機監控系統設計中，站變、主變以及主電機上下導瓦等的溫度都會輸送到保護單元中，進而與上位機通信。現場壓力變送器把水壓力、油壓力等信息變換后，與上位機的信息交換。RS-485通信線將勵磁裝置的狀態監測到的數據域上位機通信，對應機組的運行情況能夠在勵磁綜合控制器上顯示出來。在現場的信息采集中，葉片角度能夠采用葉片角度編碼器采集信息，上下游水位通過超聲波水位計來采集信息，儲能罐油位通過紅外線液位探頭采集信息，這些采集到的信息通過PLC轉換為數字信號后傳輸到上位機。泵站設備檢測的電壓判斷得到的通訊信號，泵站設備的運行狀態以及報警信號等都是傳送到上位機進行監測。

設備運行的功率參數通過上位機閉環進行調節，若是上位機出現故障，在現場就可以通過勵磁綜合控制器來調節鍵盤的主要運行參數。上位機能夠說是記錄勵磁裝置的運行參數，在裝置運行不正常情況下，上位機和液晶顯示屏中會出現相應的信號[2]。

微機監控系統的管理控制功能的實現。微機監控系統設計中，上位機直接控制電動道閘、斷路器等，現場的監控單元主要實現分和控制命令、依照實際運行情況，及時調節葉片角度大小。上位機設定空壓機以及供排水泵的參數，并自動調節參數變化。在設計中，上位機能夠實現故障報警功能呢，在系統的運行參數中設定了各個菜單畫面，能夠清晰的獲得主機溫度參數以及水壓力、油位等信息。磁系統中的運行方式以及參數等僅僅通過鼠標以及鍵盤就能實現調整。為加強系統的管理工程，在微機監控系統的設計中還涉及了多層防護程序。

微機監控系統能夠實現保護功能，微機監控系統能夠精確的記錄故障發生的時間以及類型等，進而判斷故障參數變化。保護裝置的查詢通過PLC輪流查詢，一旦出現保護動作，上位機能夠把保護動作信息傳達到系統中。主機保護的設計能夠實現橫差保護以及過電流保護等，除了電量保護方面。還設計了勵磁參數狀態的保護。

三、泵站監控系統的設計和應用

系統監控對象主分為主設備和輔助設備，主要設備包括變壓器、電動機等，輔助設備包括隔離開關、斷路器、空壓機、配電設備、閘門等。泵站系統監控內容包括設備的運行狀態、設備的模擬電量以及計算機設備的運行狀況等。

當前在泵站監控系統的應用中，采用的系統基本結構主要是開放分層式的系統結構，機組和變壓器的設計布置在同一控制網絡中，能夠實現不同系統之間的閉鎖控制以及信息共享功能，系統計算機來存儲機組運行信息，實現計算機自動化管理。在泵站的計算機控制系統的設計中，將信息的采集和控制融為一體，能夠實現信息的顯示、設備運行狀態的監控和控制，并能夠實現報警、數據分析以及打印報表，遠程監控系統的設計構成了分布式控制系統，監控網絡保護結構見圖1所示。

在監控系統的配置中主要包括三層，第一層為站控級，包括網絡打印機、工作站以及通信站等，第二層是工業冗余以太環網，有通信光纜和交換機組成，第三層是現地控制單元。泵站設備的控制設計采用了站控級控制室操作員站集中控制的方式，根據實際的工作情況自動控制，在與設備操作相關的控制以及現地單元的控制中采用手動控制，能夠實現受到操作規程。現地控制站在執行操作中，不僅能夠執行上位控制層的命令，同時也能監控設備的運行狀態[3]。

四、微機監控系統在泵站的應用效果

系統設計將太網、自動化系統、變電站等連接在一起形成統一的系統，系統采用了太網交換機為德國赫斯曼R32- FX/FX工業太網交換機，極大地增加了系統的抗干擾能力。在機組保護控制方面采用了PLC可標稱控制軟件，設備運行的穩定性大大提高，在機組LCU的設計中觸摸屏的設計能夠顯示運行參數，方便控制。

在輔機控制系統的設計中包括了排水供水、真空抽水以及壓縮空氣等系統，各個系統的設計相互獨立，全部連接到LCU中，接受機組LCU的命令，控制操作更加方便。在電源的設計中，所有保護設備接入太環網均是采用TCP光纖環網。即使環網上存在個別斷點，也不會影響網絡的運行。保護測控裝置采用了模塊化設計更加突出了控制優勢。從經濟性角度分析，微機監控系統的設計能夠根據流量的要求來確定最佳泵組臺數，減少了資金投入。

微機監控系統在泵站的運行中實現了少人值守、經濟高效的的目的，泵站啟停更加自動化，能夠自動控制盒顯示泵站信息，實現故障報警功能，經過2年時間的使用，微機監控系統運行正常，設備良好，達到了設計要求，開機效率大大提高，提高了勞動效率。

五、結語

綜上所述，本文主要具體的工程為例，分析微機監控系統在泵站中的應用。微機監控系統在在泵站的使用中已經經過了十多年的發展，技術比較成熟，當前有不少大型排洪泵站已經采用了微機監控系統的設計，在以后的發展中，各個泵站微機監控系統將會加強聯系，實現水資源的充分利用。

參考文獻：

[1]孫達新，芮紅霞，王東，等.微機監控系統在引灤工程潮白河泵站中的應用[J].海河水利，2011（1）：46- 47.

[2]郭莉莉，李辰霄.淺談微機監控系統在泗陽第二抽水站中的應用[J].江蘇水利，2012（3）：27- 27，30.

[3]成占五.馬南水閘電排站微機監控系統的結構及其設備配置[J].科技創新與應用，2014（28）：202- 202.