淺談工農(nóng)業(yè)供水泵站智能化控制

薛錫華

摘要：通過(guò)對(duì)淄博市萌山水庫(kù)管理處泵站智能化控制改造工程的介紹，淺析了智能化控制在工農(nóng)業(yè)供水泵站中的實(shí)際應(yīng)用。該智能化控制系統(tǒng)采用傳感器與遠(yuǎn)傳GPRS與智能化系統(tǒng)相結(jié)合的監(jiān)控方式，能夠比較全面、準(zhǔn)確、適時(shí)的將供水系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺厥遥⒖刂茩C(jī)組按要求運(yùn)行，能夠較好的完成泵站智能化、遠(yuǎn)程化控制的要求。

關(guān)鍵詞：工農(nóng)業(yè)供水泵站 智能化

1 萌山水庫(kù)泵站概況

淄博市萌山水庫(kù)管理處泵站建成于1994年7月，現(xiàn)已連續(xù)運(yùn)行二十四年，主要擔(dān)負(fù)著向周邊區(qū)縣電廠等企業(yè)和本地區(qū)村莊的工農(nóng)業(yè)用水，泵站內(nèi)安裝110千瓦機(jī)組兩臺(tái)，200千瓦、90千瓦、55千瓦機(jī)組各一臺(tái)。2014年6月份開(kāi)始對(duì)泵站進(jìn)行了智能化控制改造，經(jīng)過(guò)近幾年運(yùn)行系統(tǒng)不斷升級(jí)和功能的進(jìn)一步擴(kuò)大，泵站智能化控制系統(tǒng)已日臻完善。通過(guò)本次對(duì)泵站機(jī)電設(shè)備智能化控制改造以后，徹底改變了建站以來(lái)，沿用多年的通過(guò)人工觀測(cè)管道壓力，再根據(jù)管道壓力要求，電話調(diào)度泵房手動(dòng)開(kāi)、關(guān)供水機(jī)組的這一大大落后于現(xiàn)代科技的操作方法，從而大大減輕了相關(guān)值班人員的工作強(qiáng)度。不但實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備智能化控制，還達(dá)到了安全、穩(wěn)定的穩(wěn)壓供水模式。同時(shí)，對(duì)擔(dān)負(fù)農(nóng)業(yè)灌溉任務(wù)的東干渠、北干渠渠首管道段加裝了電磁流量計(jì)，流量計(jì)數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)街骺厥译娔X上，既減輕了農(nóng)業(yè)灌溉時(shí)渠首測(cè)流帶了的勞動(dòng)強(qiáng)度又為各分水口開(kāi)閘提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，同時(shí)增加了計(jì)量的準(zhǔn)確性。另外，機(jī)組電壓、電流、頻率、管道壓力、供水流量等各種數(shù)據(jù)也都準(zhǔn)確直觀地匯集到控制室。

2 智能化系統(tǒng)的主要功能

2.1數(shù)據(jù)采集和處理

整個(gè)供水系統(tǒng)的各監(jiān)控點(diǎn)，通過(guò)各種傳感器把現(xiàn)場(chǎng)的電壓、電流、頻率、管道壓力、工農(nóng)業(yè)供水流量等各種數(shù)據(jù)采集后，近距離的數(shù)據(jù)參數(shù)通過(guò)各種變送器和線纜直接傳輸?shù)奖谜究刂剖襊LC控制柜，遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)參數(shù)通過(guò)GPRS變送器與有固定IP地址的主控電腦通過(guò)網(wǎng)絡(luò)無(wú)線傳輸，將管道壓力、水表流量等數(shù)據(jù)傳送到泵站主控室PLC控制柜中進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和處理。PLC控制柜由PLC處理器模塊、模擬量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊等組成，主要完成數(shù)據(jù)內(nèi)部處理、通信操作、數(shù)據(jù)輸入處理、程序執(zhí)行、數(shù)據(jù)輸出處理等工作。

2.2數(shù)據(jù)顯示

供水系統(tǒng)數(shù)據(jù)除了在現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示以外，經(jīng)過(guò)處理的供水系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)街骺仉娔X上，泵站主控電腦顯示器上顯示有整個(gè)供水系統(tǒng)的模擬畫(huà)面，所有經(jīng)過(guò)PLC控制柜處理后的各監(jiān)控點(diǎn)數(shù)據(jù)，都準(zhǔn)確、全面、直觀的反映在電腦顯示器的模擬畫(huà)面中，泵站值班人員可以不再像以前那樣奔走于數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)之間，做到足不出戶就能準(zhǔn)確的了解到整個(gè)供水系統(tǒng)的運(yùn)行情況。同時(shí)，在任意能夠上網(wǎng)的地方，只要登錄本系統(tǒng)，就可以隨時(shí)查看主控室同步數(shù)據(jù)，并且可以隨時(shí)調(diào)取查閱一年內(nèi)的所有數(shù)據(jù)信息。

2.3智能化控制

通過(guò)智能化控制系統(tǒng)的改造，徹底改變了以前值班人員單調(diào)、重復(fù)的人工控制機(jī)組工作，實(shí)現(xiàn)了智能化自動(dòng)控制開(kāi)、關(guān)水泵機(jī)組工作流程。同時(shí)，也可以通過(guò)主控電腦修改各機(jī)組的相應(yīng)參數(shù)，來(lái)滿足不同時(shí)期、不同時(shí)間段的運(yùn)行工況需求。大大減輕了值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，增強(qiáng)了供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.4數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常

當(dāng)供水系統(tǒng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，主控室電腦的模擬供水系統(tǒng)畫(huà)面上會(huì)出現(xiàn)故障提示，同時(shí)，在主控室內(nèi)還設(shè)置了一個(gè)聲光報(bào)警器，能夠及時(shí)提醒值班人員注意故障提示，并及時(shí)解決供水系統(tǒng)相應(yīng)故障。

3 自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置

泵站為實(shí)時(shí)監(jiān)控、控制中心，全部功能通過(guò)綜合一體化系統(tǒng)來(lái)完成，負(fù)責(zé)整個(gè)泵站的集中監(jiān)控，具有實(shí)時(shí)性，泵站智能化控制采用PLC處理方式，嚴(yán)格遵循監(jiān)控、保護(hù)相互獨(dú)立配置的原則，保護(hù)的輸入輸出、啟動(dòng)、邏輯處理獨(dú)立完成，當(dāng)監(jiān)控功能出現(xiàn)異常時(shí)，確保保護(hù)功能獨(dú)立發(fā)揮作用。

3.1中央控制室

中控室站控層設(shè)置有一臺(tái)高性能主控電腦和PLC控制柜，它是監(jiān)控系統(tǒng)核心，主控電腦配備大尺寸屏，使模擬系統(tǒng)畫(huà)面更生動(dòng)、清晰，數(shù)據(jù)反映更直觀、準(zhǔn)確。另有一套獨(dú)立電源系統(tǒng)給主控設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電，確保主控設(shè)備的穩(wěn)定性。全站還設(shè)一套聲光報(bào)警系統(tǒng)，在主控室對(duì)供水系統(tǒng)故障和事故發(fā)出聲光告警信號(hào)。運(yùn)行人員還可對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)置，定義監(jiān)控系統(tǒng)需要進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警的故障和事故的類型。

監(jiān)控系統(tǒng)還采用固定IP地址的專線傳輸方式，用于遠(yuǎn)傳信息的穩(wěn)定采集和傳送。

3.2各現(xiàn)地控制單元

3.2.1站外用水戶管道壓力

因?yàn)楦鶕?jù)用水戶安全生產(chǎn)的要求，必須保證供水管路壓力穩(wěn)定，此監(jiān)控點(diǎn)又遠(yuǎn)離主控室，無(wú)法直接將壓力數(shù)據(jù)直接傳送到主控室，所以采用GPRS壓力變送器將供水管路壓力參數(shù)值向主控室按要求定時(shí)無(wú)線傳送。

經(jīng)過(guò)試運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)管道壓力信號(hào)有時(shí)存在信號(hào)不穩(wěn)定現(xiàn)象，為解決這一問(wèn)題另外加裝一套GPRS，采用雙信號(hào)模式確保信號(hào)穩(wěn)定。

3.2.2站內(nèi)、外水表數(shù)據(jù)

除了原有的工業(yè)供水電磁流量計(jì)外，對(duì)擔(dān)負(fù)農(nóng)業(yè)灌溉任務(wù)的東干渠、北干渠渠首加裝了電磁流量計(jì)，流量計(jì)監(jiān)控點(diǎn)因遠(yuǎn)離主控室，無(wú)法直接將水表數(shù)據(jù)直接傳送到主控室，所以采用GPRS壓力變送器將采用GPRS變送器向主控制室按時(shí)無(wú)線傳送數(shù)據(jù)，大大減少了泵站值班人員因頻繁抄表、測(cè)流帶來(lái)的工作量。

3.2.3泵站內(nèi)數(shù)據(jù)

站內(nèi)各監(jiān)控點(diǎn)因距離主控室較近，站內(nèi)監(jiān)控內(nèi)容包括每臺(tái)機(jī)組的控制及定子電流、電壓、管道壓力、水表流量、故障位置與種類顯示和語(yǔ)音報(bào)警等，通過(guò)各種傳感器經(jīng)線路直接傳輸?shù)街骺毓瘛４蟠鬁p輕了值班人員因到現(xiàn)場(chǎng)記錄各種數(shù)據(jù)而造成的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)供水泵站智能化技術(shù)也在飛速發(fā)展，在工農(nóng)業(yè)供水泵站智能化系統(tǒng)改造時(shí)？，要根據(jù)本泵站的實(shí)際工作，充分借鑒其它泵站的工作經(jīng)驗(yàn)，綜合當(dāng)今智能化發(fā)展趨勢(shì)，做到系統(tǒng)配置先進(jìn)合理，功能完備，所選設(shè)備先進(jìn)，不僅可以滿足泵站目前智能化運(yùn)行的要求，也為本泵站今后的發(fā)展留有余地，保證智能化控制系統(tǒng)有很好的靈活性、兼容性、擴(kuò)充性和互換性，確保智能化控制系統(tǒng)能長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作。

（作者單位：淄博齊龍水利建筑安裝公司）