自動化控制技術(shù)在泵站運行管理中的應(yīng)用探討

柳玲玲

摘要：本文簡要分析了自動化技術(shù)下泵站運行管理的優(yōu)勢，以自動化技術(shù)在泵站運行管理中的應(yīng)用為切入點，對自動化技術(shù)在泵站運行管理中的自動化監(jiān)測、自動化控制、自動化保護(hù)、自動化通信等方面進(jìn)行了研究，并重點強(qiáng)調(diào)了自動化系統(tǒng)的建設(shè)需求，討論了自動化系統(tǒng)在泵站運行管理中的應(yīng)用前景，期望能為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：自動化控制；運行管理；泵站

當(dāng)前，受社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，人民群眾對水利工程提出了新的要求，因此，必須加強(qiáng)泵站的運行管理。而對自動化控制技術(shù)在運行管理中的應(yīng)用進(jìn)行研究、分析，能為自動化控制技術(shù)的應(yīng)用提供依據(jù)，為推動水利工程的發(fā)展提供便利。

一、自動化控制技術(shù)下泵站運行管理優(yōu)勢

（一）自動化控制技術(shù)的演進(jìn)過程

從泵站建立到現(xiàn)在，泵站管理模式一直在不斷變化，尤其是自動化管理理念的普及，使得泵站運行管理變得更加快捷、高效。其演化進(jìn)程可以分為三個階段：首先，由人力管理向半自動化演進(jìn)，讓更多的工作人員從崗位當(dāng)中解放出來，且大部分監(jiān)測與管理工作不再需要工作人員，只需要做好機(jī)械設(shè)備的維修和養(yǎng)護(hù)即可。其次，由半自動化向著自動化演進(jìn)，這次演進(jìn)徹底讓工作人員從崗位中解放出來，無論是泵站運行管理還是維修養(yǎng)護(hù)，全部由器械操作。最后，由自動化向著綜合化演進(jìn)，綜合化是目前主流的泵站運行管理形式，其既可提高管理效率，又具有智能化、便利性等功能，可在最大程度上滿足泵站的管理要求。

（二）自動化控制技術(shù)下泵站運行優(yōu)勢

在傳統(tǒng)的泵站運行管理中，所有工作都需要由工作人員完成，所以對人力資源的需求較大，造成了資源損耗。而且在開展測量等工作時，很容易受工作人員主觀因素的影響，出現(xiàn)管理效率低或誤操作的情況，不利于泵站運行管理。傳統(tǒng)的管理模式存在很大弊端，使泵站在運行過程中具有較大的風(fēng)險，工作人員在作業(yè)期間，也容易受外界因素的影響，對生命安全造成威脅。而自動化控制技術(shù)則可以有效解決這一問題。首先，無論是變自動化還是自動化階段，泵站運行管理對工作人員的需求較小，能有效降低人力資源損耗。而且通過自動化技術(shù)對泵站進(jìn)行控制與管理，既可以提高監(jiān)測與運行效率，還可以降低安全隱患，保障泵站的平穩(wěn)、有序運行。同時，自動化控制技術(shù)還可以實時監(jiān)測運行中的泵站，防止工作人員因為管理失當(dāng)出現(xiàn)問題。

二、自動化控制技術(shù)在泵站運行管理中的應(yīng)用

自動化技術(shù)的應(yīng)用主要借助各個功能模塊間的相互配合實現(xiàn)，這些模塊主要有自動化控制、自動化監(jiān)測、自動化保護(hù)、自動化通信等。

（一）自動化監(jiān)測系統(tǒng)

該系統(tǒng)的主要功能是監(jiān)視和報警泵站內(nèi)設(shè)備的運行及參數(shù)信號，由流量、運行裝置、壓力、開關(guān)設(shè)備、溫度、電力等非電信號組成。該系統(tǒng)在對泵站運行狀況進(jìn)行監(jiān)測時，會實時收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并對收集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較、分析，然后根據(jù)分析結(jié)果建立變化走勢圖，使工作人員準(zhǔn)確掌握泵站的運行情況，從而更加科學(xué)、合理地管理。如此一來，該系統(tǒng)不僅能有效提高管理效率，還能保證運行管理的科學(xué)性及準(zhǔn)確性，使水利工程平穩(wěn)、有序地運行，發(fā)揮其應(yīng)有的作用與價值。

不僅如此，由于該系統(tǒng)可實時監(jiān)控泵站的運行情況，當(dāng)泵站在運行過程中出現(xiàn)異常時，監(jiān)測系統(tǒng)便可第一時間發(fā)現(xiàn)，然后向工作人員預(yù)警，使其及時得到有效修復(fù)，將故障控制在可承受的范圍內(nèi)，防止故障加劇。

（二）自動化控制系統(tǒng)

自動化控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制泵站的運行情況及關(guān)鍵參數(shù)，使泵站按照相關(guān)要求正常運行。自動化控制系統(tǒng)功能包括泵站閘門控制、機(jī)組控制、勵磁設(shè)備控制、變壓器控制、輔助設(shè)備控制、電容器設(shè)備控制等，不僅可以讓泵站運行擁有良好的穩(wěn)定性及安全性，還可對泵站各環(huán)節(jié)開展遠(yuǎn)程調(diào)度與控制，提高控制水平，加強(qiáng)運行管理。但需要注意的是，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)變電站的實際情況和相關(guān)要求設(shè)計泵站的自動控制功能，如此才能確保設(shè)計的自動化控制功能符合泵站管理要求，從而加強(qiáng)泵站運行管理，使水利工程順利運行，展現(xiàn)出泵站應(yīng)有的價值。目前，設(shè)計人員在建立泵站設(shè)備和設(shè)計系統(tǒng)的靜態(tài)試驗?zāi)Ｊ綍r，通常采用手動控制和自動控制。因此，當(dāng)泵站無法運行時，相關(guān)設(shè)備便會根據(jù)預(yù)定程序?qū)⒈谜驹O(shè)備關(guān)機(jī)，如此不僅可以防止故障加劇，降低故障損失，還可以保證泵站運行安全，增強(qiáng)泵站運行的穩(wěn)定性，從而加強(qiáng)泵站管理。

（三）自動化保護(hù)系統(tǒng)

自動化保護(hù)系統(tǒng)由站用變微機(jī)保護(hù)、微機(jī)保護(hù)、同步電機(jī)保護(hù)、母聯(lián)保護(hù)、進(jìn)線保護(hù)等測控裝置構(gòu)成。但需要注意的是，保護(hù)系統(tǒng)中的測控設(shè)備需要安裝在高壓開關(guān)柜中，同時還要分散布置保護(hù)裝置，通過這種方式加強(qiáng)對泵站的保護(hù)，防止其在運行過程中出現(xiàn)故障。此外，應(yīng)在測量和控制設(shè)備上安裝以太網(wǎng)通信接口與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，以實現(xiàn)保護(hù)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)之間的交互，從而更好地對泵站進(jìn)行監(jiān)測與保護(hù)，讓泵站按照預(yù)定程序平穩(wěn)、有序運行，以提高運行效率，并增強(qiáng)自動化技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)水利工程發(fā)展。

（四）自動通信系統(tǒng)

自動通信系統(tǒng)是把數(shù)字系統(tǒng)與以太網(wǎng)光交換技術(shù)融合在一起。通過這一系統(tǒng)，便可在泵站運行期間實現(xiàn)自動控制與信息采集。通常情況下，系統(tǒng)將分站傳輸平臺、信息交互平臺、網(wǎng)絡(luò)平臺及中央控制室相結(jié)合，最終實現(xiàn)自動化通信。現(xiàn)階段，該系統(tǒng)可讓泵站中的所有儀表、區(qū)域、設(shè)備及機(jī)組實現(xiàn)通信，將泵站內(nèi)各環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系在一起，使其擁有良好的安全性及穩(wěn)定性。同時，還能在泵站運行過程中開展數(shù)據(jù)信息收集，并保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性及可靠性，為工作人員的管理工作提供數(shù)據(jù)支持，從而提高管理效率和質(zhì)量，使泵站正常運行。

不僅如此，自動化通信系統(tǒng)還可以為泵站的運營管理提供聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，讓泵站開展圖像、數(shù)據(jù)、語音等業(yè)務(wù)，幫助工作人員更好地管理，最大程度地提高管理水平。正因為如此，通信系統(tǒng)應(yīng)符合其在發(fā)展期間對升級、兼容與互通的要求，以充分發(fā)揮其作用和價值，提高泵站的運行管理水平。

三、自動化系統(tǒng)建設(shè)的其他需求

隨著自動化技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用，泵站的運行管理發(fā)生了重大變化。管理方式向著自動化及綜合化方向發(fā)展，不僅提高了泵站的管理效率，還有效降低了對人力資源的損耗和運行管理成本。但需要注意的是，在對泵站開展自動化建設(shè)時，必須要根據(jù)泵站的實際情況及目標(biāo)要求進(jìn)行，并確保自動化系統(tǒng)能夠滿足泵站對各種自動化功能的需求，例如，適用性、效益問題及可靠性，如此才能夠保障水利工程高質(zhì)量運行。

（一）確保泵站的運行效益

泵站的主要任務(wù)是保障城市用水，滿足人們在日常生活中的用水需求，因此來說，泵站承擔(dān)著社會責(zé)任。但從市場經(jīng)濟(jì)的角度來看，泵站工程要想穩(wěn)步、健康發(fā)展，必須要保障泵站的運行效益，使其獲得相應(yīng)的利益，讓社會責(zé)任與經(jīng)濟(jì)效益相協(xié)調(diào)。這是因為泵站無論是日常運行還是維護(hù)管理都需要大量資金，若無法獲取相應(yīng)的利潤，便會直接對泵站的運行管理造成影響。同時，泵站設(shè)備與管理系統(tǒng)的換新同樣需要大量資金。例如，目前，自動化技術(shù)得到了顯著提升，并在泵站運行管理中得到了大規(guī)模應(yīng)用，提高了自動化水平，促進(jìn)了水利工程發(fā)展。但需要注意的是，無論是加強(qiáng)自動化技術(shù)的應(yīng)用，還是建立自動化控制系統(tǒng)，泵站的運營管理都需要大量的資金投入，且這些資金還需要很長時間才能收回，這就給泵站的運營管理帶來了很大的資金壓力。因此，在自動化建設(shè)時，必須要遵循市場經(jīng)濟(jì)原則，確保泵站運行的合理效益，從而促進(jìn)水利工程長期、穩(wěn)定運行，并發(fā)揮其應(yīng)有的作用和價值。

（二）確保泵站運行安全

泵站是否能夠安全、穩(wěn)定的運行，直接關(guān)系到人們生活與經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，在優(yōu)化泵站運行管理時，管理者不僅要有全局意識，更要有長遠(yuǎn)的發(fā)展眼光。只有這樣，才能使泵站安全運行，減少故障的發(fā)生。泵站工程和其他建筑工程不同，不僅建設(shè)投入大，而且運行周期長。所以在對泵站運行管理進(jìn)行優(yōu)化時，不能只著眼于現(xiàn)在，還要規(guī)劃未來，并以此為基礎(chǔ)引進(jìn)相應(yīng)的設(shè)備與技術(shù)。只有這樣，才能確保泵站健康、穩(wěn)定運行。

也正因為如此，管理人員在引入自動化技術(shù)與設(shè)備時，必須要做好評估工作，確保該技術(shù)和設(shè)備擁有穩(wěn)定性、前瞻性及先進(jìn)性，從而提高泵站的運行管理效率與水平，保障泵站運行安全，使其發(fā)揮應(yīng)有的作用，滿足人們生產(chǎn)、生活的用水需求。

（三）提高泵站的適用性

我國幅員遼闊，且地理環(huán)境復(fù)雜，泵站主要集中在多雨、丘陵、河流地區(qū)，導(dǎo)致泵站的運行和管理存在顯著差異。即使將自動化技術(shù)應(yīng)用于泵站的運行管理，也不能形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。因此，為了更好地運用自動化技術(shù)，不斷提高自動化水平，就必須加強(qiáng)對泵站的管理，結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況科學(xué)、合理地設(shè)計自動化技術(shù)的應(yīng)用方案，以此加強(qiáng)自動化技術(shù)的應(yīng)用。此外，由于各地區(qū)泵站服務(wù)的對象不同，在對其進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)照顧當(dāng)?shù)鼐用竦膶嶋H需求，參照泵站運行數(shù)據(jù)，然后依照該區(qū)域特點開展泵站建設(shè)。

四、自動化系統(tǒng)在泵站運行管理中的應(yīng)用前景

伴隨著自動化技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，泵站運行管理模式也從原本的人工管理演變?yōu)樽詣踊芾怼Ｐ枰⒁獾氖牵趯Ρ谜鹃_展自動化建設(shè)時，應(yīng)全面考慮各方面要求，以此保障泵站運行管理的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益，提高自動化技術(shù)的適用性。

（一）自診斷功能完善

為了更好地將自動化技術(shù)應(yīng)用到泵站管理中，使其發(fā)揮應(yīng)有的作用與價值，工作人員應(yīng)加強(qiáng)對自診斷功能的重視，不斷完善自診斷功能，以此加強(qiáng)故障診斷及處理，降低故障的發(fā)生概率，使泵站平穩(wěn)、有序運行。目前，各地方政府為了加強(qiáng)泵站運行管理，提高自動化水平，將各種技術(shù)應(yīng)用到故障診斷中，顯著提升泵站的診斷能力，有效保證泵站運行安全。例如，多數(shù)據(jù)融合技術(shù)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、頻譜分析技術(shù)等。通過這些技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以提高系統(tǒng)的人機(jī)協(xié)作水平，還可使泵站運行管理向著智能化、自動化發(fā)展，提高運行管理效率與管理水平。

（二）信息實時管理

加強(qiáng)對泵站運行的監(jiān)測，能夠讓工作人員通過實時采集的數(shù)據(jù)信息，準(zhǔn)確掌握泵站運行的具體情況，從而科學(xué)、合理地提高管理的有效性及可靠性，確保泵站平穩(wěn)運行。而且通過信息實時管理，還能為決策提供數(shù)據(jù)支持，讓決策更加科學(xué)化與合理化，使泵站運行管理效果得到顯著提升。同時，工作人員還能實時掌握泵站內(nèi)機(jī)械設(shè)備的運行狀態(tài)，通過相關(guān)平臺實現(xiàn)信息共享這一目標(biāo)，提高泵站的管理效率與設(shè)備維護(hù)水平。

（三）管控一體化

根據(jù)泵站運行管理模式的演變過程不難發(fā)現(xiàn)，未來泵站的運行管理必然會向著管控一體化發(fā)展。而加強(qiáng)智能控制設(shè)備與OCS控制器在泵站中的應(yīng)用，可讓泵站運行管理向控制、測量及管理一體化方向發(fā)展。工作人員利用自動化監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以調(diào)整泵站內(nèi)機(jī)械設(shè)備的運行狀態(tài)，還可以根據(jù)各泵站的工作目標(biāo)進(jìn)行調(diào)度，使其平穩(wěn)運行，從而實現(xiàn)泵站一體化管控。

五、結(jié)束語

總而言之，加強(qiáng)自動控制技術(shù)在泵站運行管理中的應(yīng)用，應(yīng)充分考慮各種自動化技術(shù)的應(yīng)用方法和具體情況，只有這樣，才能整合各種自動化技術(shù)，加強(qiáng)自動化技術(shù)在泵站運行管理中的應(yīng)用，促進(jìn)我國水利事業(yè)發(fā)展。

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