泵站自動化技術的發(fā)展趨勢分析

摘要：作為現(xiàn)代電子技術的重要組成部分，泵站自動化技術的發(fā)展取得了可喜的成績，隨著泵站工程改造項目的增多，泵站自動化技術越來越成熟，應用也越來越廣泛。本文結合多年從業(yè)經(jīng)驗，對泵站自動化技術從概念、發(fā)展歷程、現(xiàn)狀等方面進行了深入論述，并對泵站自動化技術的發(fā)展趨勢進行了合理預測，希望能夠為推動泵站自動化技術的可持續(xù)發(fā)展和實踐應用提供更多的參考。

關鍵詞；泵站；自動化技術；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

國家對于泵站自動化建設提出了明確的要求，泵站自動化技術水平也隨著泵站工程的不斷建設越來越智能化、信息化。在泵站建設過程中引入泵站自動化技術，能夠用進一步提高泵站的精細化管理能力、增強泵站的運行能力。因此做好泵站自動化技術分析和發(fā)展趨勢預測具有非常重要的現(xiàn)實意義

1、泵站自動化技術相關內容簡述

泵站自動化系統(tǒng)主要由自動監(jiān)控系統(tǒng)、自動裝置以及繼電保護等設備組成，它去除了老舊的表計與控制平臺等傳統(tǒng)設備，在很大程度上減少了電纜的數(shù)量，節(jié)省了控制室的使用面積。泵站自動化系統(tǒng)除了對正常工作的泵站進行監(jiān)視、控制外，還會對泵站的一、二次設備進行數(shù)據(jù)采集、工作狀態(tài)監(jiān)控以及調節(jié)與控制，從而確保抽水泵站運行的安全性與高效性。在泵站的正常運行過程中，一旦發(fā)生設備故障等問題時，保護裝備將立即對其進行數(shù)據(jù)采集與實施監(jiān)控，并對故障做出快速反應，找出故障原因，進行故障修復處理，最后恢復泵站的正常運作。保護、監(jiān)測、遠傳、控制是泵站自動化系統(tǒng)的四大功能。

2、國內泵站自動化建設發(fā)展沿革

經(jīng)過將近50年的發(fā)展，我國泵站自動化發(fā)展從發(fā)展較為緩慢的初級階段到逐步改進的完善階段，再到飛速發(fā)展的全面自動化應用階段。

（1）上個世紀60年代，隨著計算機技術逐步在我國起步，泵站自動化技術也在10年后有了基本應用。1972年江都泵站首次運用遠程集中監(jiān)控，將各個閘門最終控制匯聚到總控制室，實現(xiàn)了遠程遙控，雖然這種集中的有線監(jiān)控存在著諸多問題例如元件質量不過關等，但這也標志著我國水泵自動化技術邁開了第一步，為下面的完善奠定了基礎]。

（2）到了80年代我國自動化技術的進一步的普及，泵站自動化技術也再一次得到了提高，淮陰泵站將之前的弊端改進為無線傳送遙控，進行了動態(tài)就地監(jiān)測與控制。

（3）進入了90年代，互聯(lián)網(wǎng)伴隨著計算機技術的發(fā)展和迅速普及，泵站自動化技術也在全國范圍內開始廣泛應用。如由揚州大學水利學院電氣系引進的新型集散控制系統(tǒng)，并成功在江蘇淮安和泗陽兩地的泵站投入使用，這種系統(tǒng)將自動化技術、通信技術、故障診斷等技術合為一體，使泵站的數(shù)據(jù)采集及控制更為簡單靈活。

3、泵站自動化技術的主要技術手段分析

（1）數(shù)據(jù)收集整合處理技術。這是整個泵站信息化系統(tǒng)的基礎，主要承擔著泵站信息的采集和數(shù)據(jù)處理功能。通過現(xiàn)場控制單元來采集泵站日常運行過程中的各類電氣量信息、非電氣量信息、狀態(tài)量信息、開關量信息、繼電保護信息，采集信息后經(jīng)過數(shù)據(jù)處理和邏輯判斷，對設備進行控制并輸出相應的告警信息。目前，在監(jiān)控信息化方面，新建的泵站都配備了計算機監(jiān)控系統(tǒng)，基本實現(xiàn)了先進的視頻監(jiān)控技術，同時結合眾多國際品牌計算機監(jiān)控軟件及網(wǎng)絡等共同完成泵站監(jiān)控系統(tǒng)架構。

（2）運行調度技術。運行調度系統(tǒng)能夠根據(jù)泵站實際運行情況來進行實時調度。在滿足泵站揚程與流量的前提下，尋找最優(yōu)的運行方式，在成本最優(yōu)的情況下實現(xiàn)泵站效益的最大化。運行調度系統(tǒng)通過計算機技術建立泵站控制對象模型，包括泵機經(jīng)濟運行模型、泵站調度管理模型等，并結合效率、成本、流量等相關約束條件，根據(jù)目標函數(shù)實施優(yōu)化控制、科學調度，通過對數(shù)學模型求解選擇最優(yōu)的機組聯(lián)合運行模式，確定不同時段、不同流量的最優(yōu)運行狀態(tài)，實現(xiàn)泵站的高效、最優(yōu)、經(jīng)濟運行。目前，在運行調度方面，供水泵站都基本實現(xiàn)了不同水平的半自動化，數(shù)據(jù)通信已經(jīng)實現(xiàn)“四遙”，有些大中型泵站可以達到以機待人、少人值守，甚至無人值守的自動化水平。

（3）運行信息管理技術。泵站在運行中將產生大量信息，做好運行信息管理是泵站自動化的基礎。泵站實時運行信息管理包括實時數(shù)據(jù)采集和顯示、歷史數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計、泵站運行數(shù)據(jù)管理三大環(huán)節(jié)。

4、泵站自動化技術的發(fā)展趨勢分析

未來泵站自動化技術將隨著科技的發(fā)展將進一步完善功能、提高自我診斷能力，并實現(xiàn)實時動態(tài)監(jiān)控。

（1）集測量、控制與管理功能于一身向著系統(tǒng)化方向發(fā)展。科技的進步，促進了泵站自動化技術的發(fā)展。嵌入式智能控制器以及集PLC、HMI、I/O及通信于一體的“顯觸控一體化”O(jiān)CS控制器等技術不斷出現(xiàn)，泵站自動化朝著測量、控制、管理的一體化方向發(fā)展，新型的綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)在能夠測量與控制泵站內關鍵機電設備的同時，還能夠以多泵站整體運行最優(yōu)為目的進行調度優(yōu)化，集成泵站工作各個環(huán)節(jié)，將信號采集、設備控制、遠程監(jiān)控、調度優(yōu)化、運行管理進行系統(tǒng)化管理。

（2）自我診斷功能更加完善。新型泵站自動化應不斷完善自我診斷功能，實現(xiàn)智能故障診斷和自愈控制。目前，我國正在進行大規(guī)模的大中型泵站升級與改造工作，BP神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊運算、頻譜分析、狀態(tài)檢修、多信息融合等新技術將不斷應用于泵站故障診斷領域，提升泵站自動化的人機協(xié)作平，推動泵站管理系統(tǒng)向自動化和智能化方向不斷發(fā)展，從簡單的數(shù)據(jù)監(jiān)測向故障診斷、智能分析、專家會診等深層次應用轉變。

（3）運行管理信息實時化控制。運行信息實時化管理有利于更加便捷、高效地掌握泵站運行情況，進行科學決策，輔助泵站管理。未來泵站運行信息的實時化將能夠實現(xiàn)泵站運行實時監(jiān)測、最新衛(wèi)星云圖實時接收、實時在線巡視、設備狀態(tài)實時上送，基于實時性平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息多方共享，數(shù)據(jù)中心和各個子站之間以專線接入，泵站檢測庫、水情庫、設備庫、決策支持庫等數(shù)據(jù)庫集成管理、專人維護。

綜上所述，泵站自動化技術將隨著科學技術的不斷進步功能將更加多元化、系統(tǒng)化、智能化和科學化，從而為實現(xiàn)泵站良好有序運行提供強大的技術支持。

參考文獻：

[1]楊慶九. 泵站自動化技術的發(fā)展趨勢分析[J]. 中國高新技術企業(yè)，2015，（12）：78-79.

[2]王文達. 淺談我國泵站的自動化發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 科技創(chuàng)新與應用，2013，（21）：299.

[3]王學明. 泵站自動化的發(fā)展趨勢[J]. 科技信息，2011，（23）：475+473.

[4]駱國強. 常熟泵站綜合自動化監(jiān)控技術研究[D].揚州大學，2007.

[5]董盛文. 大型泵站計算機監(jiān)控及網(wǎng)絡辦公自動化的研究[D].武漢大學，2005.