大型機(jī)泵電氣控制系統(tǒng)的自動(dòng)化研究

鮑建明

摘 ?要：自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，為大型機(jī)泵電氣控制系統(tǒng)升級(jí)改造提供了技術(shù)支撐，同時(shí)也是構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要保障。大型機(jī)泵電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制模式，以自動(dòng)化控制技術(shù)為載體，推進(jìn)自動(dòng)化升級(jí)改造，成為推動(dòng)大型機(jī)泵電氣控制系統(tǒng)發(fā)展的重要著力點(diǎn)。文章立足對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)研究，從大型機(jī)泵的電氣控制系統(tǒng)特點(diǎn)出發(fā)，分析了自動(dòng)化構(gòu)建的內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)之上，從自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)等方面，具體論述了大型機(jī)泵電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)化構(gòu)建策略。

關(guān)鍵詞：大型機(jī)泵;電氣控制系統(tǒng);自動(dòng)化;構(gòu)建策略

中圖分類號(hào)：TV675 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）24-0055-02

Abstract： The development and application of automation control technology provide technical support for the upgrading of the electrical control system of large-scale pumps， and also an important guarantee for the construction of automation control system. The electric control system of the large-scale pump has not yet realized the full automatic control mode. Taking the automation control technology as the carrier， promoting the upgrading and transformation of automation has become an important focus to promote the development of the electric control system of the large-scale pump. Based on the research of automation control technology， this paper analyzes the content of automation construction from the characteristics of the electrical control system of the large-scale pump， and on this basis， discusses the automation construction strategy of the electrical control system of the large-scale pump from the aspects of automation monitoring system， control system and protection system.

Keywords： mainframe pump; electrical control system; automation; construction strategy

前言

在計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)前，自動(dòng)化技術(shù)水平不斷提高，廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，決定了其良好的應(yīng)用價(jià)值。大型機(jī)泵電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)升級(jí)改造，是對(duì)傳統(tǒng)半自動(dòng)控制模式的優(yōu)化，能夠在自動(dòng)化控制、自動(dòng)化調(diào)度中，保障機(jī)泵安全穩(wěn)定運(yùn)行，充分發(fā)揮自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)建價(jià)值。當(dāng)前，自動(dòng)化控制技術(shù)在大型機(jī)泵中的應(yīng)用不斷加強(qiáng)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的生成，符合大型機(jī)泵電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展需求[1]。因此，本文從自動(dòng)化角度出發(fā)，就如何實(shí)現(xiàn)大型機(jī)泵電氣控制系統(tǒng)升級(jí)改造，做了如下具體闡述。

1 大型機(jī)泵電氣控制系統(tǒng)的自動(dòng)化內(nèi)容

隨著電子控制系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展，大型機(jī)泵自動(dòng)化發(fā)展構(gòu)建，成為提高機(jī)泵控制水平，保障控制效能的重要基礎(chǔ)。在自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，大型機(jī)泵電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)科學(xué)優(yōu)化，在遠(yuǎn)程控制、運(yùn)行效益等方面，保障了機(jī)泵運(yùn)行效能的綜合提升，適應(yīng)新時(shí)期大型機(jī)泵電氣自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)。

1.1 優(yōu)化控制系統(tǒng)，創(chuàng)設(shè)自動(dòng)化程序

在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)建中，通過自動(dòng)化程序的有效生成，保障機(jī)泵運(yùn)行體系的科學(xué)優(yōu)化。首先，在CGI模塊中，通過對(duì)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制信號(hào)傳輸，將自動(dòng)化控制信號(hào)在“串口通信模塊”中得到處理;其次，PLC模塊作為電氣自動(dòng)化控制的核心，通過控制程序的有效鋪設(shè)，保障了自動(dòng)化效能的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也是搭建遠(yuǎn)程終端控制的重要載體。因此，在大型機(jī)泵電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)建中，通過PLC控制模塊的有效設(shè)計(jì)，能夠?qū)鹘y(tǒng)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，并且在自動(dòng)化程序的創(chuàng)設(shè)中，滿足機(jī)泵自動(dòng)化控制需求。

1.2 優(yōu)化運(yùn)行環(huán)境，提高機(jī)泵運(yùn)行效益

傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)處于半自動(dòng)狀態(tài)，在一定程度上難以滿足大型機(jī)泵的控制需求。為此，在自動(dòng)化構(gòu)建中，能夠升級(jí)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)泵運(yùn)行環(huán)境優(yōu)化，保障了機(jī)泵的運(yùn)行效益。一方面，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)升級(jí)中，能夠通過更加高效的控制程序，保障機(jī)泵的運(yùn)行效率，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)泵節(jié)能運(yùn)行提供控制程序，提高機(jī)泵運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益[2];另一方面，自動(dòng)化控制系統(tǒng)升級(jí)，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)半自動(dòng)化電氣控制模式，系統(tǒng)控制環(huán)境的優(yōu)化，能夠更好地保障機(jī)泵運(yùn)行效率，也在自動(dòng)化遠(yuǎn)程調(diào)控中，優(yōu)化運(yùn)行模式，保障運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 調(diào)整運(yùn)行條件，保障機(jī)泵運(yùn)行安全

自動(dòng)化控制程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的升級(jí)，這是對(duì)運(yùn)行條件的有效調(diào)整。一是在自動(dòng)化運(yùn)行條件之下，大型機(jī)泵運(yùn)行監(jiān)控能力得到提高，能夠在實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控中，對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控分析，確保大型機(jī)泵運(yùn)行安全穩(wěn)定;二是自動(dòng)化運(yùn)行調(diào)控模式自動(dòng)化、智能化，在保障機(jī)泵運(yùn)行需求的同時(shí)，對(duì)運(yùn)行強(qiáng)度進(jìn)行有效調(diào)整，避免機(jī)泵因長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行對(duì)泵體安全等造成影響[3];三是在對(duì)半自動(dòng)控制系統(tǒng)的升級(jí)改造中，能夠更好地針對(duì)機(jī)泵設(shè)備性能，合理選擇系統(tǒng)運(yùn)行系數(shù)，保障運(yùn)行供給的同時(shí)，提高運(yùn)行穩(wěn)定性。

2 大型機(jī)泵電氣控制系統(tǒng)的自動(dòng)化構(gòu)建策略

大型機(jī)泵在電氣控制系統(tǒng)構(gòu)建中，應(yīng)堅(jiān)持以自動(dòng)化技術(shù)為載體，完善自動(dòng)化控制系統(tǒng)，在自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)化控制及自動(dòng)化保護(hù)等方面，形成良好的自動(dòng)化控制水平。如圖1所示，是基于自動(dòng)化技術(shù)下的電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。從中可以知道，在PLC模塊中，通過模擬器、監(jiān)控計(jì)算機(jī)等的有效構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、自動(dòng)調(diào)動(dòng)及控制等功能。因此，具體而言，大型機(jī)泵電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)化構(gòu)建，可從以下幾點(diǎn)展開（見圖1）：

2.1 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在自動(dòng)化構(gòu)建的過程中，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)是前提。為此，大型機(jī)泵應(yīng)注重自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效設(shè)計(jì)，對(duì)溫度、液位、流量、壓力、振動(dòng);高壓開關(guān)、高壓變頻器、高壓電機(jī)及輔助系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以確保自動(dòng)化控制的科學(xué)反饋。首先，大型機(jī)泵的運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，且控制程序冗余，為更好地對(duì)機(jī)泵運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，是確保控制系統(tǒng)科學(xué)決策判斷的重要依據(jù);其次，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要在監(jiān)測(cè)儀的應(yīng)用中，通過流量計(jì)等的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水位狀況、機(jī)泵運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)[4]。若前池（位置機(jī)泵前）低水位，保護(hù)機(jī)泵應(yīng)停泵;再次，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)化預(yù)警中，為監(jiān)測(cè)終端反饋實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，以更好地滿足大型機(jī)泵安全運(yùn)行的科學(xué)保障。

2.2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)

自動(dòng)化控制系統(tǒng)作為大型機(jī)泵電氣控制系統(tǒng)的核心，其科學(xué)構(gòu)建的關(guān)鍵，在于以自動(dòng)化技術(shù)為載體，在自動(dòng)化調(diào)控中，確保機(jī)泵安全穩(wěn)定運(yùn)行。一是基于機(jī)泵運(yùn)行需求，合理設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，并且對(duì)機(jī)泵設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，特別是設(shè)有高壓變頻器，能夠滿足自動(dòng)化控制需求，是構(gòu)建自動(dòng)化控制的重要基礎(chǔ);二是通過自動(dòng)化控制技術(shù)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)度及控制，極大地提高控制效率，提高自動(dòng)化控制程度;三是優(yōu)化自動(dòng)控制程序，對(duì)冗余的控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，提高自動(dòng)化控制效率的同時(shí)，通過對(duì)遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)優(yōu)化，以更好地滿足機(jī)泵自動(dòng)化控制需求[5]。此外，自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn)，需要自動(dòng)化通信系統(tǒng)的生成，在互聯(lián)互通平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型機(jī)泵各運(yùn)行要素的信息反饋，提高自動(dòng)化控制水平。

2.3 自動(dòng)化保護(hù)系統(tǒng)

大型機(jī)泵的運(yùn)行環(huán)境比較復(fù)雜，構(gòu)建自動(dòng)化安全保護(hù)系統(tǒng)，是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心內(nèi)容。從實(shí)際來看，大型機(jī)泵自動(dòng)化保護(hù)系統(tǒng)的生成，一是要強(qiáng)化微機(jī)保護(hù)、進(jìn)線保護(hù)等措施，在完備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，確保大型機(jī)泵運(yùn)行安全;二是升級(jí)自動(dòng)化保護(hù)系統(tǒng)，在高壓開關(guān)和低壓開關(guān)等的設(shè)計(jì)中，進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)控制系統(tǒng)的安全保護(hù)，確保大型機(jī)泵運(yùn)行中各要素的安全穩(wěn)定;三是在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與保護(hù)系統(tǒng)的融合中，通過數(shù)據(jù)信息庫的建立，為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)調(diào)控等的實(shí)施，提供信息保障，夯實(shí)自動(dòng)化保護(hù)基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

綜上所述，大型機(jī)泵在電氣控制系統(tǒng)升級(jí)改造中，以自動(dòng)化技術(shù)為載體，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、控制及保護(hù)等的自動(dòng)化控制，成為其電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。本文研究得出，大型機(jī)泵電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜，自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn)，需要在自動(dòng)化監(jiān)測(cè)、控制等方面，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級(jí)改造，發(fā)揮好自動(dòng)化構(gòu)建的重要作用。以PLC為核心的自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)建，能夠生成自動(dòng)化程度高、自動(dòng)化操作簡(jiǎn)便的控制系統(tǒng)，符合大型機(jī)泵電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展需求。

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