談自動化監控系統在水利泵站中的應用

冉國光

摘要：隨著我國國民經濟的快速發展，水利工程作為保障國民經濟穩定發展的重要基礎設施，其工程建設越來越受重視。其中泵站是水利工程中的重要組成部分，在防洪排澇、引水灌溉及供給水方面具有十分重要的作用。為更好地發揮泵站的功能效益，確保泵站運行的穩定性、可靠性及經濟性，合理設計自動化監控系統十分必要。基于此，本文主要對自動化監控系統在水利泵站中的應用進行分析探討。

關鍵詞：自動化監控系統;水利泵站;應用

1、前言

隨著計算機技術、網絡技術、信息技術的應用，在很多行業中都實現了自動化運行，極大的改善了人們的工作狀況，提高了工作效率。水利工程是城市發展的基礎性工程，通過自動化技術的應用，完成了對泵站的實時監控，做到“無人值班、少人值守”，并且提高了泵站運行的安全性、可靠性，對于泵站的安全運行及發展具有非常重要的意義。

2、泵站自動化監控系統的主要功能

2.1設備的運行狀態檢測

運行設備的狀態檢測具有較高的技術性，是保證泵站安全運行的基本條件。在自動化監控下，對泵站的重要設備以及重要部位的各項參數實時收集、監測，然后將收集到的設備運行的信息、檢測數據等與專家級的智能系統進行比對分析，最后再對運行中的設備可能存在的各方面的問題進行科學的評價。其實這個過程完成起來是具有較高難度的，國內外的專家學者已經經過了大量的試驗，并且總結出了許多寶貴的實踐經驗。在具體運行過程中，狀態檢測是比較獨立的系統，其實和控制系統之間很多的資料是相通的，在進行設備檢測的時候可以將兩者結合起來，資源共享。

2.2運行管理

即使是現代自動化控制系統已經相當完善，但是仍然有一些機械設備無法納入到自動監控系統之內，我們可以通過軟件系統所采集到的數據信息進行分析，然后再利用閉鎖條件檢查，起到對這些設備運行管理的目的。

2.3流量控制系統

對泵站的流量進行有效控制是泵站運行的關鍵環節，也是監控子系統的主要功能。在流量監控中主要是監測全線流量變化情況，對于流量的監控可以從幾個方面來進行，一是要監測全線供水流量目標值的變化情況，二是監測沿線分水點分水量的變化情況，還有就是泵站機組運行情況和水庫的運行狀態。我們設定一個時間段，同時對泵站的靜態平衡分配和動態流量調節分別進行監測，如果監測到小的流量變化，可以調整運行機組的葉輪達到平衡，如果監測到流量變化太大，可以采取增加或是減少機組臺數來進行調整。

2.4調度監控

調度系統是泵站安全運行的核心，在日常工作中要結合泵站的實際運行情況來進行調度。調度中心的值班人員先要設定總流量計劃或是方案，保證泵站的經濟運行。在工作中對泵站的進出水池的水位差、泵站機組的各運行參數進行校對，在保證系統安全運行且滿足條件的前提下，對方案進行優化，將信息傳遞到各個分站點，并結合當前的流量變化情況，對整體進行平衡調控。現階段，我國很多水站基本都實現了不同程度的自動化監控，并且“無人值班，少人值守”的目標在很多地方都得到了落實。

3、自動化監控系統在水利泵站的應用

3.1微機監控系統的運用

水利泵站監控系統采用三種不同的的控制方式：（1）遠方調度級控制方式：操作人員能通過人機接口對各泵站和各計量控制站的控制對象進行遠程控制與調節。進行控制操作時，對各項控制操作應具備安全鎖閉和保護措施，并顯示和記錄整個操作過程中的每一步驟和協調執行情況。（2）泵站中央控制室控制方式：有兩種控制方式，分別為泵站自動控制與調節和手動控制與調節。泵站自動控制與調節：泵站泵組的啟停控制是泵站中控室的控制人員按照預先設定的水流量和其他一定的限制條件，然后在上位機發出一個確切的指令完成的操作。泵站的手動控制與調節：操作員通過在操作員工作站運用相關設備，向現地控制單元下達控制、調節命令，由此以來，有利于實現順序組的操作。（3）LCU現地控制方式：上位機系統的正常運行不會受到某臺LCU因發生故障而不能正常運行的影響，因為每一臺LCU都是可以獨立運行的。在上位計算機發生故障或其他必要的時候，通過運行設在LCU屏上的控制按鈕及儀表等相關設備就可以幫助值班員照常對泵站設備的控制、調節、值班運行，保障泵站的正常運行。

3.2微機保護系統的應用

微處理器構成的全數字式繼電保護系統是泵站繼電保護的技術保障，在工程實踐中，標準化的插件板及機箱設計是全數字繼電保護系統的主要裝置，保護單元箱有著通過組裝的所有組件，其具體零件包括人機接口設備、跳閘組件設備、和規定的保護功能等，從而進行設備運行狀態等的記錄。微機保護系統極大程度地保護各單元均相對獨立，同時通過站內現場總線互聯，能夠完善單元箱工作功能，功能分配原則是微機保護系統遵循的原則，從而滿足了通信網大數據獨立工作的需求。在微機保護系統工作中，通過對單元箱界面的操縱，有利于日常維護水利泵站的安全順利運行，同時也滿足了其他不相連單元及上層監控工作的開展。

3.3圖像監控系統的應用

泵站圖像監控系統具有多個不同分屏、不同視頻相互切換、實時場地定時錄像、視頻捕捉（抓拍）、云臺控制、鏡頭控制、凍結視頻、行動輸出、報警預錄像、防盜報警、預置功能、檢索、鎖定與解鎖、完善的自我保護、遠傳和接收功能等功能，這些多個功能的共同實現從而保證了圖像監控系統的先進性、可靠性以及實用性。同時系統具有強大的擴充功能，不僅可隨時增加攝像機等前端設備，還可在聯網的計算機上加裝相應軟件即可增加分控系統，且其權限和優先級需系統管理員設置。

4、自動化監控系統在深圳市鹽田泵站的實際應用

深圳市供水網絡鹽田支線工程鹽田泵站正常和備用的監控運行方式主要有以下兩種，見下表。

正常運行時由調度中心遠程監視，由泵站中控室計算機上對泵站進行監控，當泵站中控室計算機監控出現故障時，由泵站值守人員在現地監控單元（LCU）監控盤上對泵站進行監控。運行方式選擇的優先權屬于下層。

（1）調度中心遠程監控運行方式：

在調度中心控制，泵站接受調度中心計算機監控系統命令自動運行。調度中心通過網絡對泵站監控系統發布指令進行管理，可管理到泵組這一層。

（2）泵站中控室操作方式：

運行人員通過泵站中控室操作員工作站的鍵盤操作實現對泵站各主要設備及開關的控制、調節。

（3）現地操作方式：

運行人員通過泵站現地控制單元上的現地顯示終端、操作開關等控制元件（控制指令由PLC輸出）實現對泵站各主要設備及開關、閘門的控制、調節。

（4）操作方式選擇：

在各現地控制單元操作柜上設置“現地-遠方”選擇開關。選為“現地”方式時，閉鎖“遠方”命令。

（5）各控制層之間的控制權并不是完全開放的，所以計算機監控系統應該設置相應的硬件和軟件，對有控制權的控制設備操作人員開放控制權，對無控制權的控制設備操作人員進行嚴格的閉鎖。

5、結語

隨著我國現代化水平的逐漸提高，自動化監控系統在泵站當中的應用也越來越廣泛，有效提高了泵站工作的自動化水平，減少了泵站工作人員的工作量，提高了工作效率，并保證泵站安全穩定運行，提高泵站運行的經濟效益，促進泵站的進一步發展。

參考文獻

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