泵站的自動化裝置常見故障以及處理辦法淺析

陳劍，嚴凱，高民望

（江蘇省灌溉總渠管理處，江蘇 淮安 223200）

在泵站的實際運行中，自動化控制系統能夠提高泵站機組的運行效率。沒有自動化控制系統，許多工作無法有效開展。所以，從根源上解決自動化故障，可以大大提高泵站的工作質量和運行可靠性，充分發揮泵站的經濟效益、社會效益。

1 泵站機組自動化設備常見故障

1.1 短路故障

泵站機組的自動化裝置屬于電氣設備，有真空斷路器和絕緣開關等防護設備，能有效保護泵站機組、相關電氣設備以及供電線路等。這設備放在泵站的自動裝置上，就如同電纜上的絕緣橡膠一般。一旦這些絕緣防護被破壞，自動化裝置會與電網的電氣設備發生似有似無地接觸，形成短暫的短路故障，導致電壓和電流數據出現波動，當波動數據被自動化系統所接收，自動化系統就會作出跳閘保護動作。這類故障存在著一些偶然性，所以技術人員解決故障時，卻很難找到產生故障的原因。為了避免這種情況，最好的辦法是減少真空斷路器和絕緣開關的外部破損。定期對泵站的自動裝置進行絕緣開關的檢測，確保絕緣斷路器不會出現損壞。當出現外部損耗時，要及時替換泵站的自動裝置中的絕緣開關。雖然這項工作相當煩瑣，又會耗費巨大的人力物力財力，卻可以給泵站機組的工作帶來更多的安全性。

1.2 錯誤操作導致的故障

自動化系統誤操作的主要原因，一是由于采集的設備運行數據存在問題，致使泵站的運行人員錯誤地認為泵站的自動化設備出現故障，而后緊急閉合開關，從而影響泵站機組的正常運行。二是泵站的自動化控制設備已經出現運行異常、故障提示，但是，泵站運行值班人員卻沒有及時關注，致使沒能及時操作設備開標，從而引發了安全事件。這兩種情況都會影響泵站自動化控制設備的正常運轉，甚至威脅到泵站工程的安全。

1.3 雷擊故障

雷擊在人們的日常生活中很普遍，然而，這樣普遍的自然現象卻對電氣設備有著不小的危害。泵站機組的自動監控裝置，許多時候都會裸露在地面或者浸泡在雨水中，因為線路是帶電的，輸電線路的導電性能通常更高，一旦被電弧擊中，很有可能導致線路上的變壓設備爆炸起火，更可能引發連鎖的破壞導致泵站癱瘓。此類事故通常會帶來巨大的經濟損失和人員傷害，應及時采取相應的預防措施。

1.4 超溫故障

自動化控制設備在實際運行過程中，電壓、電流的突然上升會導致自動化模塊升溫并出現不可預料的損壞。同時，自動化控制設備在運行的過程中，過于頻繁地操作啟動、停止按鈕，也會導致總電流呈現無法控制的狀態，以至于影響自動化裝置運行的精確度。電氣自動化控制設備柜在實操運行中，由于疏于清掃導致透氣口被堵，或者內部排氣扇電纜老化導致排氣扇不能正常工作，致使設備的散熱功能無法正常發揮，也會導致設備出現類似燒損等故障。自動化控制設備柜內的排風扇功率雖小，但是，在關閉自動化控制設備柜門的時候，運行的排風扇可以在設備柜內形成對流效果，可以很好的對柜內自動化設備、線路等進行降溫。所以，對柜體攔污柵格、排風扇、自動化設備柜內進行及時的清潔很有必要。

1.5 控制硬件本身故障

在自動控制系統工作的過程中，也會發生硬件本身損壞的問題，包括控制器模塊損壞、監控數據傳輸中斷(線路斷裂和元器件損壞)、水溫、氣壓傳感器和轉速、計數傳感器損壞，造成設備監測數據無法達到工作要求。所以，對關鍵性的監測數據，要及時向有關單位匯報，并定期地對關鍵部位進行保養維修和試驗監測，以防止上述故障的出現。

2 泵站機組自動化設備常見故障的解決措施

2.1 提高管理人員的專業技能

提升員工的技術技能，是解決泵站自動化控制系統出現問題的一項行之有效的措施。如果技術工人能夠了解各種類型的問題，就能迅速地進行處理。員工是直接參加泵站機組運行和維修的，因此，他們的專業技能要高。以前的設備自動化水平較低，維修重點偏向于機械。隨著科技的發展，自動化設備使用的普及化和自動化設備的智能化，自動化設備維修對維修人員的要求也越來越高，不但要熟練地操作，還要全面掌握自動化設備知識，他們才能第一時間找到問題所在，然后，做出最合適的應對。所以，技術工人在自動化維修中發揮著重大的作用。員工在工作后應當更多地參與泵站機組地運行，了解泵站設備的基礎狀態，參與機組的維修全過程，才能為自動化控制設備的運行監控發揮出最大的效益。在日常訓練中，要注重對維修工人的技能和行業內新技術、新經驗的培訓，多進行技術交流，提高實踐經驗，并培養出一批優秀的維修和管理人才。

2.2 選用合適的元器件

為了提高電氣自動化控制設備的可靠性，維修技術人員在選擇元器件時，應當多方面考慮設備工作的環境。為了保證泵站機組的運行效率，工作人員要儲備備品備件。當電氣自動監控設備出現故障時，施工人員可以盡快用備品件更換原來的損壞電氣元器件，以減少因自動化系統故障對泵站運行的影響，所以備品件很有可能在倉庫擺放幾年后才用得上。針對熱容量較大的元器件，工程技術人員要注意選用散熱特性較好的元器件。自動控制系統的穩定性也受空氣環境中的溫度、濕度控制，在低溫、高溫或高濕度、極其干燥條件下，自動控制系統的穩定性會變差，極易出現故障。泵站的工作環境常年濕度重、灰塵多、溫度高、振動大，所以，技術人員在選擇自動化控制設備元器件時，應當在符合自動化系統要求的前提下，選擇質量好、標準高、具有防水、防塵等功能的元器件。

2.3 減小外因影響

通過研究，我們發現高溫、高濕、灰塵、振動等因素嚴重影響自動化設備的使用壽命和運行精度。為了解決高溫、濕度造成的困擾，可以安裝空調、除濕機設備，通過做好保潔衛生工作，可以解決灰塵的影響。因此，提高設備運行期間的潤滑效率減小振動成了亟需解決的課題。首先，要對泵站機組進行定期的機油更新，確保潤滑油在設備運行過程中真正有效地潤滑。因為高溫、灰塵、水汽等因素也會嚴重影響潤滑油的穩定性，導致潤滑油的流失、失效，導致泵站機械設備系統出現摩擦振動。對設備運行產生很大的沖擊。從機械的角度來說，工作人員應該按照泵站設備的不同，選擇合適的潤滑種類。市面上一些老式潤滑劑在應對極端環境時未必能起到理想的效果。

2.4 及時對設備狀況進行監控

要想保證泵站自動化設備安全地運行，就要加強監控。當監控設備發出高溫警報或者監控數據超出規定數值時，應當立即停止設備運行，并對設備進行檢查，而不是等設備損毀后再去處理。如果不能及時地發現和處理報警信息，就會有一系列后果出現，嚴重時會導致泵站機組出現安全事故，從而影響泵站的社會效益和經濟效益造。為了避免出現不良后果，我們要嚴格遵守泵站運行規定，在設備運行過程中及時發現和解決隱患問題。

2.5 強化設備的維護

要減少設備的故障頻率，就要及早發現設備的安全隱患。從當前情況來分析，造成自動化設備故障的主要是因為維修方法的滯后。我國自動化系統發展較晚，而國內不少泵站設計建成時間較早。這就造成了泵站在安裝自動化系統后，自動化設備運行環境相當惡劣。所以，我們要加強設備的日常維護、定期檢查，以便保證自動化設備在惡劣的環境中依然可以安全運行，從而更好地發揮泵站和機組的作用，從而大大提高調度和使用水資源的效率和精度，提升工程精細化管理水平，提高水資源調度優化管理水平能力，提升區域泵站的聯合運營水平。

3 泵站機組自動化系統優化分析

3.1 控制層一體化

高速發展的科學技術為泵站智能化的實現奠定了良好基礎。PLC控制柜除了監控泵站的流量、水位和壓力等，還能對這些信息進行分析，然后將分析結果經泵站局域網發送至上級管理中心。另外，現場控制柜也能夠即時接收來自各級管理部門的命令，能夠實現以多泵站調度最優為目的調度優化。此外，在泵站自動化管理中，為了對泵站設備實現更有效的監測，還能夠使用PLC監測的方法，及時掌握泵站內機械設備的運行狀況，如果超出了安全數據閥位，就會立即發出聲光預警，從而便于泵站的管理人員及時發現危險源，同時，還能夠整合泵站建設工作的各個環節，將信息收集、設備管理、遠程監測、調配優化、運營管理等方面進行一體化管理。在對泵站進行監控管理時，要配備PLC所需的供電設備，同時，要為監測設備提供后備電源，以保證監控設備的正常運行。

3.2 監督控制實時化

在對泵站自動監控系統進行監控時，應充分考慮現有的泵站管理體系，并對角色和賬號進行劃分，進行實時監督管理。泵站運行人員可以在自動監控系統平臺實時查詢和存取監控的數據信息，泵站管理層則根據監控的實時數據信息發出更加科學的運行指令。為滿足水資源合理調配的需求，須在各泵站設置監控數據庫方便泵站運行人員實時監控泵站運行狀況，在外界泵站管理層設置高層權限賬號，并用專網連接，方便調控指令的傳達，實現水資源的共享和更大范圍內的合理分配。未來將實現對泵站運行的實時監控、實時巡檢、工程信息實時上送，并通過專門的水利信息網絡平臺進行數據信息多方共享，數據中心和泵站管理單位、運行決策單位之間以專線連接，泵站工程綜合展示、基礎數據、安全監測、運行檢查、維修養護、考核管理等內容將得到集成管理、專人維護。有助于管理人員更便捷、有效地了解全國各地水情、旱情和泵站的工作狀況，做到更合理的水資源調配。

3.3 自我診斷功能智能化

隨著科學技術的發展，水利行業對自動化系統的要求也逐步提高。未來泵站自動化系統除了最基礎的視頻監控、數據監測功能外，還應不斷完善自我檢測功能，以實現故障診斷智能化，從而提高工程日常維護水平、降低檢修難度和維修成本。目前，我省正在水利行業中大規模推進精密監測和數字孿生，多方會商、模糊計算、狀態檢測、多信息系統融合等最新的技術手段也已不斷運用到泵站管理領域。隨著各種新技術的引入，監控系統故障診斷能力也將會得到進一步的提高，進而推動泵站管理向自動化和智能化方向更深層想次的發展，由單純的數據監測、視頻控制向故障診斷、智能管理、專家會診等的更深層次應用過渡。

4 結語

泵站自動化系統故障是當前國內普遍存在的問題，它直接關系到整個行業未來的發展。自動化裝置得到了越來越多的使用，從而大大提高了機組的運行效能。這也必然要求泵站運行人員能夠熟練掌握和運用自動化監控系統，加強對系統的維護和保養，同時，在系統故障出現前及時發現并有效解決問題，提高自動化系統的運行質量和效率。