高效節(jié)水灌溉工程中一體化智能泵站的有效應(yīng)用

魏佳琪

（蘭州市大砂溝電力提灌工程管理處，甘肅皋蘭 730203）

一體化智能泵站指的是采用裝配式泵房結(jié)構(gòu)，集過濾器、機、電、監(jiān)控系統(tǒng)、通信設(shè)備等為一體，能實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)與智能管理的灌溉設(shè)施[1]。與傳統(tǒng)灌溉設(shè)施相比，一體化智能泵站先進、智能、灌溉過程精準可控，能為農(nóng)業(yè)灌溉工作帶來很大幫助?，F(xiàn)結(jié)合實際就一體化智能泵站在高效節(jié)水灌溉工程中的應(yīng)用做具體分析。

一體化智能泵站以先進技術(shù)為依托，其功能特點也十分豐富，如具備指紋啟動、按鈕啟動、刷卡或刷臉啟動等多種啟動方式，在進行操作與使用時十分快速便捷。一體化智能泵站也具有遠程啟動、遠程控制的功能，在需要啟動泵站時，操作人員無須到達現(xiàn)場，通過電腦與手機與泵站相連接的智能終端就能完成啟動。一體化智能泵站中集量水、恒壓變頻以及水質(zhì)過濾、水肥一體化等裝置為一體，在設(shè)定好相應(yīng)參數(shù)后啟動智能泵站，泵站就能完整自動灌溉以及灌溉量調(diào)控。泵站在運行過程中會根據(jù)灌區(qū)具體情況自動完成精準灌溉、濕度溫度監(jiān)控等工作。一體化智能泵站不僅能實現(xiàn)精準灌溉，而且具有強大的電機保護功能。當(dāng)電機在運行過程中出現(xiàn)過壓、過載、欠壓或是漏水、漏電等故障時，泵站會自動啟動保護功能將故障隔斷，使電機不會受到大的影響。一體化智能泵站配置有小型灌區(qū)標(biāo)準化設(shè)計軟件系統(tǒng)，能夠滿足灌溉區(qū)域標(biāo)準化、快速化的灌溉需求[2]。

2.1 泵站取水

在將一體化智能泵站應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉時，若有取水灌溉需求，可通過手機App 端遠程控制開泵或者是在網(wǎng)頁端進行遠程操作，將泵站啟動使取水需求得到滿足。若灌溉人員在現(xiàn)場，可直接刷卡啟動智能泵站進行取水。在一體化智能泵站中取水時，主要是通過相應(yīng)的指令來對設(shè)備進行控制，使設(shè)備自動完成相關(guān)動作，因而無論是啟動泵站還是取水灌溉都十分便捷且靈活。

2.2 電參數(shù)檢測

在應(yīng)用一體化智能泵站時，泵站會自動利用其自身攜帶的保護機制或保護程序?qū)﹄姍C進行防護，不需要管理人員頻繁檢測與維修電機。當(dāng)人員啟動泵站后，泵站中的電參數(shù)芯片會為泵站穩(wěn)定提供功率因素、電網(wǎng)頻率以及無功功率等參數(shù)，在獲得各項參數(shù)后將其傳輸給單片機，單片機重新計算后再根據(jù)泵站運行需求對電參數(shù)進行分配，使泵站更穩(wěn)定地運行。由于一體化智能泵站的自動保護功能比較強大，因此灌溉、排水等工作的開展也有了很好的保障。一體化智能泵站有著非常高的集成度，操作簡單便捷，泵站在使用過程中，其自身攜帶的監(jiān)控檢測元件可對泵站各構(gòu)成的運行情況進行自動的監(jiān)測，讓整個運行過程都處于透明化、在線化的監(jiān)控中，當(dāng)有故障發(fā)生時也能實現(xiàn)遠程故障診斷與處理。泵站在運行過程中產(chǎn)生的任何信息都會通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到MPIS 在線服務(wù)平臺，平臺在收到信息后會啟動故障診斷程序自動查找故障位置以及故障原因并實現(xiàn)在線維修[3]。

2.3 灌溉用水管理

在以往的灌溉工程中，偷水、違規(guī)用水問題比較嚴重。這是因為灌溉工程中缺少監(jiān)控與報警設(shè)備，導(dǎo)致此類問題得不到有效控制。一體化智能泵站在農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域中的應(yīng)用會使這一問題得到有效解決。一體化智能泵站具有圖像數(shù)據(jù)監(jiān)測功能，有先進的監(jiān)控裝置。在泵站運行期間，若有人進入供水室，泵站中的紅外線傳感器就會自動搜集并獲取信號，在獲取信號的過程中輸?shù)碗姡|發(fā)單片機的外部終端。在這一過程中，單片相機會調(diào)整攝像頭對供水室內(nèi)的情況進行監(jiān)控拍照并自動儲存各項監(jiān)控數(shù)據(jù)等。這樣任何的違法違規(guī)行為都能被追根溯源，灌溉用水的安全也能得到保障，水資源的有效利用率也會顯著提升。

3.1 開展泵站應(yīng)用需求分析

為了使一體化智能泵站的作用與優(yōu)勢在高效節(jié)能灌溉工程中得到充分發(fā)揮，需在正式建設(shè)與應(yīng)用一體化智能泵站前先對灌溉區(qū)域的智能灌溉、智能管理需求進行分析，在分析時以大數(shù)據(jù)、計算機、云計算等技術(shù)手段為基礎(chǔ)，構(gòu)建起智能管理平臺，對當(dāng)?shù)毓喔刃枨笈c灌溉管理需求進行廣泛調(diào)查與深入分析，根據(jù)調(diào)查結(jié)果制定一體化智能泵站應(yīng)用目標(biāo)與方案。在深入調(diào)查與分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用智能管理平臺軟件與現(xiàn)代通信技術(shù)對泵站進行智能調(diào)度，讓泵站得到最大化的利用[4]。

3.2 建設(shè)智能管理平臺

在將一體化智能泵站應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域時，可充分利用灌溉區(qū)域已建成設(shè)施和現(xiàn)有硬件、軟件資源，結(jié)合前期泵站應(yīng)用需求調(diào)查情況建設(shè)一體化智能泵站運行管理平臺。通過該平臺對泵站進行綜合管控，讓一體化智能泵站發(fā)揮出更大的效益。設(shè)計與建設(shè)的智能綜合管控平臺應(yīng)當(dāng)能實現(xiàn)對泵閘的動態(tài)化監(jiān)控，可以快速、準確地監(jiān)視泵站內(nèi)的各泵閘，并依據(jù)相關(guān)安全需求、經(jīng)濟需求對泵閘狀態(tài)進行調(diào)控。在泵站運行過程中，智能管理平臺能自動監(jiān)視泵閘、自動采集與儲存泵閘有關(guān)數(shù)據(jù)，同時為管理與運維人員提供泵閘運行報表以及相關(guān)的監(jiān)視畫面等，以便運維管理人員能及時、全面且準確地了解泵閘運行情況，并在得到授權(quán)的情況下對有關(guān)參數(shù)進行調(diào)整與修改，使泵閘狀態(tài)得到優(yōu)化。

在一體化智能泵站運行期間，綜合管理平臺要對泵站提供可視化的管理。以監(jiān)控大屏為基礎(chǔ)，應(yīng)用有關(guān)可視化軟硬件對泵站的運行情況做動態(tài)化與全面化的監(jiān)控，并向運維管理人員提供監(jiān)控信息，使其能及時全面把控泵站運行狀態(tài)，并做好對泵站的運維調(diào)控。

3.3 做好對泵站的調(diào)度控制

在將一體化智能泵站應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉時，應(yīng)當(dāng)立足節(jié)水、經(jīng)濟等角度，根據(jù)灌溉區(qū)水肥條件、作物在不同生長階段的用水需求以及實際的氣候特征等制定泵站運行調(diào)控方案，進而有效實現(xiàn)節(jié)能節(jié)水目標(biāo)。在對智能泵站進行調(diào)控時，可利用現(xiàn)代計算機、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)構(gòu)建起灌溉區(qū)某河段或多個河段的非恒定流模型，然后根據(jù)附近水位站監(jiān)測的河流水位變化情況分析出抽水站進水池水位變化趨勢，在此基礎(chǔ)上制定智能泵站調(diào)度方案，實現(xiàn)對泵站的有效調(diào)度[5]。

一體化智能設(shè)備理念先進、功能豐富，集自動化測控、現(xiàn)代電氣控制、超聲波計量以及智能保護等先進技術(shù)為一體，能大大提高農(nóng)業(yè)灌溉效率，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉中的節(jié)水目標(biāo)。因此，在當(dāng)前背景下應(yīng)進一步加大對一體化智能泵站的優(yōu)化與推廣應(yīng)用，提高我國農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)水平。