導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇泵站自動化控制，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

泵站在各種基礎設施建設中有非常重要的地位。在我國，泵站在管道輸送工作中發揮著極其重要的作用，用途極為廣泛。運用管道輸送煤炭，需要制漿廠、管道與泵站等設施。自上世紀90年代以來，泵站逐漸開始采用自動化控制系統，逐漸形成了相關的技術。泵站自動化系統的設計要做到安全可靠和利益最大化，在此基礎上實現數據采集、數據處理、設備運行監控、故障報警、系統控制調節、數據信息通訊等功能。

1 泵站自動化控制系統的原則

泵站一般可分為三種類型，一是半自動化泵站，這種泵站機組工作需要人為啟動和停止；二是全自動化泵站，這種泵站主要是通過壓力繼電器控制，繼電器一般設置在進出管道上，機組采用閉環控制的方式；三是綜合自動化泵站，這種泵站目前較為流行，主要是分層分布式系統。

目前自動化泵站在進行設計的時候都追求效益的最大化和性能可靠性，并要求設計應用要符合具體的工作環境。自動化泵站安裝運用要也要從資金、技術、人力等實際情況出發。在進行自動化設計時，要注意正確處理泵站測量系統、保護系統和控制系統的關系。目前自動化控制系統都與測量系統有機融合，泵站中的繼電保護器不僅對非電量進行測量，而且對設備運行時的電量進行測量，減少了設備構成與成本，加強了對保護回路的監控。泵站自動化控制的層次要清晰，合理而明確地區分順序控制與若干獨立閉路循環。為了降低風險，要避免把所有的控制任務交給一個控制設備。泵站的輔機系統要采取獨立封閉循環控制。泵站的自動控制系統要具備一定的兼容性，能夠根據工作需要和技術進步進行有效擴展。

2 泵站自動化控制系統的基本構成

計算機監控系統、保護系統、視頻成像系統、通訊系統是組成泵站自動化控制系統的重要部分。這些部分負責完成對泵站機組、閘門、供電和配電系統、儀表系統、液壓系統等泵站重要設備的參數監測和控制，并且能夠根據需要傳送或者接收重要數據、圖像和指令。自動化控制要完成對現場設備的控制，對現場環境的監控以及對輔助設備的監測，并在一定范圍內進行通訊。其中，對開啟關閉煤炭輸送泵站，對機電的保護，以及對各種設備的檢測是自動化控制最關鍵的程序，而且要盡量完成由設備動作、所處環境、系統狀態相結合的聯動。

在整個自動化控制系統中，其設備根據自動化的程度可以分為三個級別，分別為就地、自動和遙控。就地，是指需要手動完成的操作，如開關機等。自動，是指按照控制箱內的PLC進行自動操作，實際上是半自動。遙控，是指對設備進行遠程控制，又可以分為遠程手動和遠程自動。如果開關是遠程自動的狀態，PLC以及中控室可以手動操控設備，如果開關是遠程自動的，PLC可以按照工作環境和條件進行自動操作。自動化控制系統除了配備一個控制中心以外，還有四個子控制室，子控制室通過網絡與控制中心進行通話和數據傳輸，完成監測與控制的任務。

控制室中安裝著上位機，設兩臺監控數據服務器，以及一臺通訊用的服務器和一臺視頻數據服務器。控制服務器之間是互相備用的關系，以防有一臺服務器發生故障時數據不會丟失。通訊服務器主要任務是實現監控通訊，對遠方設備和系統進行集中化控制。子控制室泵組子系統LCU1的控制對象是多臺電泵，一旦主機泵站發生事故或故障導致跳閘的時候，要對主機泵站閘門進行關閉。公用子系統LCU2中配備PLC柜，對10KV電壓開關柜和0.4KV低壓開關柜、變壓器、直流柜、清污機、傳送機等設備進行監控，任何故障信號都難以逃過它的監控。節制閘子系統LCU3配置PLC柜，在節制閘開關平臺上安裝，對閘門開度、限位開關等進行數據的采集和處理，并按照控制室的命令對閘門開關進行有效控制，對設備和系統進行深層次的故障檢測。閘門液壓子系統LUC4一般安裝在油泵房之內，對多面工作閘門的液壓信號進行采集，對故障進行報警。一旦主泵發生事故或應急停機時，關閉主泵的閘門。

3 泵站自動化控制系統的功能

泵站自動化系統應該具備數據采集、數據處理、設備運行監控、故障報警、系統控制調節、數據信息通訊等功能。

泵站自動控制系統的子系統下屬設備擁有各種復雜的運行參數，這些運行參數連同設備運行的狀態會通過I/O通道傳輸或者現場采集到LCU，通過一定的數據處理之后，各類供系統和操作者參考的數據就形成了。其中，對于電泵和閘門開啟的高度、電器系統等設備或數據，會進行周期性采集，按照一定的格式進行集中處理，形成可以保存的實時數據。對于故障信號等數據，自動控制系統能夠迅速自動做出反應，通過一定操作解除故障。對這些信號進行定期掃查，并對數據的合理性和有效性進行判斷。這些數據經過一定的格式化程序處理也存入實時數據庫。對于脈沖量，自動化系統會對數據合理性進行判定、檢錯處理、標度變換等處理，并經過格式化后存入數據庫。系統在輸出各種操作的指令之前會進行檢驗判斷，確定沒有誤差后才傳送給執行系統。

泵站自動化控制系統控制的設備除了主機機組、輔助設備之外，還包括各種變壓器、電容器、勵磁設備、閘門系統等。操作人員通過泵站自動控制系統可以在屏幕上看到各種設備的運行狀態和運行參數。這種實時監控大大提高了設備運行效率。控制系統對特定的參數進行監控，一旦參數超出了早先預定的合理范圍，就會發出報警，并自動記錄和打印。一些很重要的數據會被保存下來并進行相關技術分析。設備故障發生的順序也會被記錄下來，并完成對整個事故的排序記錄和打印工作。控制中心的操作人員利用主控站的人機接口對設備進行有效監控，可以自動開關機，自動使泵閘開啟或關閉，操作各種輔助設備，設定各種限值，處理各種信號，對泵組的開關順序進行控制。一旦閘門在運行過程中發生故障或遇到意外情況，監控主機能夠及時發出命令叫停操作。

此外，自動化控制系統具備語音提示的功能，系統運作時能夠發出語音提示，如果有故障發生也能通過通信系統向人員進行報警。主控制室能夠通過網絡通訊與上級部門和各個子系統實現通訊，使數據和命令上傳下達。系統主機與各設備之間也能夠進行快速安全的數據通信，使整個泵站高效運行。

4 結語

泵站自動化控制是一種不斷發展的技術，也是一個自動化程度不斷提高的過程。雖然泵站自動化的設計和程序運行是一個比較復雜的系統性工程，但是其設計理念以及設計的目標都應從系統的使用性、安全性、高效性出發，既追求了最大效益，又能夠合理的統籌安排，運用資金和技術，達到經濟和社會效益的最大化。現在隨著煤炭科學技術和機械技術的不斷發展，越來越多的自動化設備和管理技術應運而生，相信必將給泵站自動化控制技術帶來新機遇。

參考文獻：

篇2

【關鍵詞】泵站；自動化；控制系統

中圖分類號： TV675 文獻標識碼： A 文章編號：

1、泵站自動化的組成

自動化控制系統由計算機監控系統，微機保護系統，視頻圖像以及網絡通訊系統組成，主要實現對水泵機組、水閘、供配電系統、進出水池、直流系統、儀表系統、液壓系統及其泵站運行重要部位與關鍵對象、參數進行有效的監測、監視、監控并做到重要數據、圖像、指令的傳送和接收。自動化控制主要包括現場設備的控制，現場環境的監視，輔助設備的檢測和站區范圍內的通訊網絡幾大部分。水閘和水泵的啟閉，機電保護以及各類設備狀態檢測是現場控制的關鍵。動作、狀態和環境聯動是現場監控的最高要求。

2、泵站系統功能

泵站自動化控制系統主要體現在一下功能:數據采集與處理、運行監視和報警、控制與調節、數據通訊等。

2.1數據采集與處理

采集的數據與處理要求包括如下類型:

A.模擬量的采集與處理:對內外河水位、水泵、閘門開啟高度、變配電的高、低壓電器系統等參數越限報警進行周期采集，最后經格式化處理后形成實時數據并存入實時數據庫。

B.開關的采集與處理：對事故信號，開關量信號等，計算機自動控制系統應能迅速響應這

些信號并作出一系列的反應及自動操作。開關量信號輸入應無源接點輸入。對各類故障信號，輔助設備運行狀態信號，手動自動方式選擇的信號等非中斷開關量的信號，計算機控制系統對這些信號的采集方式定期掃查。對信號的處理包括光電隔離，接點防抖動處理，硬件及軟件濾波基準時間補償，數據有效性及合理性的判斷，啟動相關量功能（如啟動事故順序記錄、或事故報警音響，畫面自動推出以及自動停機等），最后經格式化處理后存入實時數據庫。

C.脈沖量的累積與處理：脈沖量的采集處理包括接點當抖動處理，數據有效性合理判斷、標

度變換、檢錯糾錯處理，經格式化處理后存入實時數據庫，也可以直接通過串行通訊采集。

D.開關量輸出：指各種操作指令，計算機在輸出這些信息前應進行效驗，經判斷無誤后方可送至執行機構。為保證信號電器獨立性及準確性，輸出信號應防抖動并光電阻隔。

E.信號量值及狀態設定：由于設備原因而造成的信號出錯以及在必要進行人工設定值分析

處理信號量時，計算機自動控制系統應允許運行值班人員和系統操作人員對其進行人工設定，并在處理時把它們與正常采集的信號同等對待，計算機自動控制系統可以區分它們并給出相應標志。

2.2運行監視和事故報警

A.運行實時監視。計算機自動控制系統可以使運行人員通過屏幕對各主設備的運行狀態進行實時監視。所有要進行監視的內容包括當前各設備的運行及停運情況，并對各運行參數進行實時顯示。

B.參數越限報警記錄。計算機自動控制系統對某些參數以及計算數據進行監控，對這些參數量值可預先設定其限制范圍，當它們越限及復限時要作相應的處理。這些處理包括越限報警、越復限時的自動顯示、記錄和打印；對于重要參數及數據還應進行越限后至復限的數據存儲及召喚顯示；啟動相關量分析功能，作故障原因提示，對于一些重要參數要有趨勢報警。

C.事故順序記錄。當發生事故造成跳閘動作情況時，自動控制系統應立即中斷方式響應并自動顯示、記錄和打印事故名稱及時間；記錄和打印相關設備的動作情況、自動推出相關畫面、做事故原因分析及提示處理方法，系統應能將發生的事故及設備的動作情況按其發生的先后順序記錄下來。

D.故障狀態顯示記錄。計算機自動控制系統定時掃查各種故障狀態信號，一旦發生狀態將在屏幕上即時顯示出來，同時記錄故障及其發生時間，并用語音報警。系統對故障狀態信號的查詢周期不超過兩秒。

E.事故追憶及相關量記錄。在發生事故時，由各現場控制單元采集和設備的狀態量并送控制室，完成事件順序排序、排列、顯示、打印和存檔。每個事件的記錄和打印點名稱、狀態描述和時標、記錄的分辨率不大于2ms，應能記錄事故發生前10秒和后20秒時間內重要實時參數的變化情況。運行人員可以召喚、顯示或打印這些數據。

2.3控制與調節

2.3.1控制對象：水泵、水閘、格柵、高低壓電器設備等。

2.3.2控制方式。當控制方式切換到計算機控制為主的方式時，集控中心值班人員通過主控站工控機人機接口對設備進行監控，主要有：1）自動完成開、停機和泵閘啟閉。2）電氣設備開關合/分操作。3）各種輔助設備的操作。4）各種整定值和限值的設定。5）各種信號處理。6）其他與管理單位商定的功能。

2.3.3泵組順序控制。當泵組開、停機指令確認下發后，計算機監控系統能自動推出相應機組的開、停機操作過程監視畫面。畫面上反映操作全過程中所有重要步驟的實時狀態、執行時間及執行情況，當操作受阻時及時提示受阻部位及受阻原因。機組的開、停機操作允許開環單步運行和閉環自動運行。計算機監控系統自動識別在不同方式下的開、停機操作要求并作出響應。

2.3.4泵組輔助設備及公用設備手動控制及啟、停或開、閉手動操作。

2.3.5閘門順序控制。當閘門啟、閉指令確認并下發后，計算機監控系統自動推出響應閘門啟、閉操作過程監視畫面。畫面上反映操作全過程中所擁有重要步驟的實時狀態、執行時間及執行情況，當操作受阻時及時提示受阻部位及受阻原因。閘門啟、閉操作允許開環單步運行和閉環自動運行。計算機監控系統能自動識別在不同方式下的啟、閉操作要求并作出不同的響應。

2.3.6控制與調節對象及控制與調節方式。控制與調節對象主要為閘門、水泵以及其他電器設備。當控制方式切換到計算機控制為主方式時，控制室值班人員通過工控機人機接口對設備進行監控，應能完成下列內容：按給定開度自動完成開閘、關閘操作；閘門運行過程中遇到意外情況時在監控主機以及現場進行急停操作；電器設備開關合/分操作；各種輔助設備的操作；各種整定值和限值的設定。

2.4其他必要功能

2.4.1.統計與制表。對采集的數據與檢測事件進行在線計算，打印輸出各種運行日志和報表。

2.4.2人機接口。在線顯示實時圖形，使值班人員對運行過程進行安全監視并通過控制室計算機鍵盤在線調整畫面、顯示數據和狀態、修改參數、控制操作等。

2.4.3畫面顯示。畫面顯示是計算機自動控制的主要功能，畫面調用將允許自動及召喚方式實現。自動方式指當有事故發生時或進行某種操作時有關畫面的自動推出，召喚方式指某些功能鍵或以菜單方式調用所需要畫面。畫面種類包括動態顯示圖、單線圖、立面圖、曲線、各種語句、表格等。要求畫面顯示清楚穩定，畫面結構合理，刷新速度快且操作簡單。單線系統種類包括電氣主接圖、啟閉機控制接線圖等。在這類畫面上能實時顯示出運行設備的實時狀態及某些重要參數的實時值，同時可通過窗口顯示其它有關信息。

立面圖在畫面上能實時顯示出水位、動態顯示閘門開度等參數，形象直觀；并能點擊彈出各啟閉機的控制畫面。表格類包括參數及參數給定值、特性表、定值變更統計表、各類報警信息統計表，操作統計表、各類運行報表、運行日志、水文特征值等。運行指導類包括升、降、停指導，低壓系統操作指導，種類提示信息等。以上各類畫面可以按值班人員要求組合在一起顯示，也可以單獨顯示。設備狀態維修的指導除了正常的監視各類設備的運行狀態外還應

具備設備的維修指導，達到指定的參數時給出提示，使設備的維護更科學。

2.4.4語音提示功能。當各畫面進行操作時應能語音提示，以及發生事故和故障時，應能用準確、清晰的語言向有關人員發出報警。

2.4.5系統自檢和自動重啟動。包括主機自檢和過程故障檢測，通過檢測包括對I/O過程通道在線自動檢測，檢測內容有通道數據有效性、合理性判斷，故障點自動查找及故障自動報警。

2.5數據通訊。數據通訊主要包括：（1）中控與子系統之間的通訊。（2）中控與上級部門的通信。（3）將泵、閘的有關數據，信息送往上級部門，接收上級部門下發的各種命令，計算機與設備的數據通信。（4）計算機與各設備之間的數據通信，其原則是速度快、數據處理能力強、安全可靠性高。使泵站達到快速敏捷、高效低耗運行。

篇3

2主要機電設備的選擇

在進行主要機電設備的選擇工作時，其根本目的就是確保在長時間的機電設備運行中，確保排澇泵站運行中的安全性和穩定性。為了達到上述的目的，還需要對所選擇使用的電氣設備進行檢驗，在檢驗的過程中，可以利用系統在最大運行方式的情況下，當電路出現短路時對短路電流的檢查。在通常的情況下，都是使用的S形變壓器，也就是CB10系列中，一種帶有鋁合金外殼的干式變壓器，通過實踐的證明，這種變壓器工作中表現出來的性能非常好。而其中的高壓開關柜，應用的是KYN開關柜，如果和普通的開關柜進行比較，它的優勢非常明顯，不僅占用的面積非常小，而且它在開端能力表現方面也非常強。這里面的低壓配電柜中，所應用的電柜結構不是非常復雜，這種電柜就是低壓配電柜，形狀類似于抽屜，另外有一個最突出的優點，就是有很好的安全性，為了確保泵站的功率能夠達到有關的標準，可以根據實際情況增加無功補償柜。值得注意的一點是，因為中小型排澇泵站在額電電壓方面比較高，也就有一個問題，就是它的實際容量根本就達不到額定電壓的數值，這樣持續的工作下去，水泵以及電機的使用時間就會縮短，所以需要使用一定的方式，減少機械之間這種頻繁的相互碰撞，所以在設計電動機的時候，其大部分部件都是使用軟啟動器來進行起動。在這里面，直接啟動的應用通常都是針對那些容量非常小的設備。而為了能讓泵站高效而正常的運行，在高低壓電力電纜的設計中，就必須使用一些特殊的材料，比如使用優點非常多的銅芯交聯聚氯乙烯絕緣護套電力電纜。

3監控和保護系統工作以及控制技術

就泵站的保護和綜合監控系統而言，其工作的方式主要有兩種，手動和自動。接下來就以排澇泵站，是有5臺機組的為例，對其的保護和監控系統，以及控制技術進行詳盡的闡述。第一，其開機的臺數必須要根據實際的運行情況來確定，具體而言，就是需要根據進水池的水位來進行確定。對機組的控制過程，主要是需要操作人員進行操作。比如在中控臺按鈕，或者是在電機出線柜前進行手動的操作。在確定需要啟動的機組之后，觀察開機的狀態是首要的工作，在觀察中的內容有2個方面。第一觀察就冷卻水指示是否正常。第二點，就是在機組的出水管位置，其電動蝶閥是否在全開的位置。在一般的情況下，這兩種情況都有對應的燈光提示。當繼電器已經通電后，電容補償柜的斷路器必須可以打到合閘的位置，那么斷路器和另外位置的就必須可以馬上接通，在這種情況下，就必須讓選擇開關SAC處在手動的狀態。最后一步就是進行線圈的合閘處理，讓Y3電吸合，從而斷路器才能合閘，與此同時，只要按下合閘按鈕后，HA就可以完成。這個過程也會受保護裝置的監督，因此操作過程要相當謹慎。因為在斷路器手車的合斷路器前，其所在的位置也要符合有關的規定要求，除此之外，保護系統還會對手車開關的實際位置，還有斷路器的實際狀態等，進行下一步的檢測。也就是說，只有當所有條件都滿足規定的要求時，才可以進行合閘操作。機組的停機操作程序和啟動程序比較，停機操作程序要簡單很多，如果有機組需要進行停機操作，那么只要直接按下分閘的按鈕TA就可以，在這種情況下，分閘線圈Y2就會通電，從而斷路器就會有分閘的操作。除此之外，還必須把斷路器的手車搖回到原來的位置，其次就是讓SAC選擇停止的開關位置，最后，把電容補償柜調整到分閘的位置，而機組冷卻水的電磁閥，需要在幾分鐘后才會關閉。如果是就自動工作方式的監控而言，其保護系統必須把SAC選擇開關放在“自動”的位置。除此之外，機組的開啟和停止主要是池里水位的高低決定的。因此如果它想實現自動的工作方式，就必須滿足以下兩個要求。第一點，它必須能順利的開機。第二點，斷路器必須經常處在熱備用的狀態。業內人士應該都非常清楚，在這種情況下，中間的繼電器1－6KM的作用是控制機組自動啟動或停止的。而數字顯示控制儀1WX，以及2WX都是有六個水位控制器所組成。依據泵站機電自動化系統的設計內容，有幾個水位是必須要設置的，比如停機的水位。這里的開機水位主要表示除了停機水位之外，其他所有部分的水位。同樣的道理，控制儀2WX也要有對應的水位，比如3#機開機水位，還有4#機的開機水位，也包括5#機的開機水位。但是這六個水位的數據不能保持一致，在工作中，最合理的狀態就是保持各個對位之間有一定的水位差，這些控制要求是工作中都需要牢記的。

篇4

Keywords:Oilfield Pumping Station;Automation control system;

Real-time monitoring;Separator;Application

一、前言

勝利油田現河首站投產于1965年，作為一個老站，設備陳舊老化，事故率、運行維護費用高、職工勞動強度大的矛盾日益突出，隨著生產規模的擴大，集輸處理量不斷增加。由于監測參數量多，以往靠人工檢測儲油罐液面、油水界面對盤庫不準，手動控制脫水器界面難度高，這些因素給首站生產操作和管理帶來很大困難。為適應現代化生產的要求，使生產和管理實現自動化，根據首站現狀，2004年實施了集輸泵站的自動化改造，并成功地用于集輸泵站的自動化生產中。

二、自動化監控系統介紹

（一）ME控制系統簡介

根據首站現狀，采用美國Opto22公司的ME計算機監控系統作為首站自動化監控系統的骨干結構。該系統采用上、下位機方式，在現場采用多級CPU進行控制處理，各I/O模塊對輸入輸出信號能提供4000V的隔離，系統的實時性、可靠性、靈活性優于其他系統。系統的上位機主要由工控機、控制軟件組成；下位機主要由控制器、智能板、I/O模塊組成。上位機與控制器通過100Mb/s以太網進行通信，控制器與智能板通過RS485進行串行通信，I/O模塊直接插在智能板上。控制軟件從上位機通過以太網下載至控制器。

該控制系統的特點如下：一是可靠性高、二是可維護性高、三是智能化、四是實用性強。

（二）ME控制系統構成

站內設有一套計算機控制系統，分為兩級控制，上位機控制設在主控室，負責全站工藝流程數據管理，根據不同工藝流程，將控制崗位劃分為分離器崗、計量崗和外輸崗，每個崗位均設現場控制機一套，負責工藝流程顯示、數據采集與控制。計算機控制系統的結構如圖1所示。

1.現場控制單元

現場控制單元分布于聯合站的各個崗位，負責現場數據采集和控制策略的實現，是智能聯合站的核心部件。其采集數據主要包括：每臺分離器的液位、入口壓力和溫度、出口匯管壓力和溫度、脫水泵房和外輸泵房的進出口壓力、溫度、流量泵的電流和電壓、每臺流量計的來油溫度和壓力。 各控制單元和上位監控站同時作為控制網絡的一個節點，能進行高速對等通訊。ME控制系統采用的現場控制單元主控器為SNAP-LCM4 主控器，可支持串口、ARCNET、以太網，可實現多種通訊方式組合，滿足工業現場的要求。ME控制系統采用SNAP-B3000單元處理器，其主要功能是可完成和主控器之間的多種通訊方式，并對主控器的要求作出快速的響應；實現I/0的智能化，處理簡單的邏輯功能，對本單元的I/0點進行定期掃描。

2.上位機監控站

上位機監控站可以通過組態構成各種功能畫面，借助于這些畫面可以完成對生產過程的監視及控制。它主要顯示參數總貌、工段、細目、趨勢、流程圖畫面、設備啟停狀態及PID調節功能、系統顯示畫面示意及各種報表功能，系統數據覆蓋了全部生產裝置和生產環節，便于形成完整的實時生產管理系統，圖2和圖3分別為分離器區生產數據顯示畫面和工藝流程顯示畫面。

聯合站的數據通過網絡，實時進入信息中心的數據庫中，通過分析軟件，可及時形成各類分析圖表。使用標準的網頁瀏覽器可以對系統信息進行監測，生產運行情況、設備情況、計量數據、油氣產量等數據一目了然。

三、自動化監控系統在分離器崗的現場應用及效益分析

（一）現場應用實例

實例1：2005年3月12日凌晨3點，操作人員發現1#分離器采油六隊的液位由原來的0.98mm降到0.65mm，壓力由0.28Mpa降到0.23Mpa，及時到現場進行檢查，排除了分離器的故障，經過分析判斷，認為是采油六隊的來液量減少，立即與采油六隊聯系。經過巡線，發現是采油隊一個計量站的外輸管線穿孔。由于首站發現及時，使采油隊在最短時間內發現問題解決問題，避免了場地污染等事態的擴大。

（二）有助于操作人員準確調節油氣分離器

篇5

中圖分類號：TV675文獻標識碼： A 文章編號：

引言

隨著近期大中型泵站工程建設的迅速發展，給泵站工程的管理積累了許多寶貴的經驗，取得了一定的成績。但是，長期以來受“重建輕管”思想的影響，管理工作中也存在著一些問題，影響著工程效益的充分發揮。

一、泵站機電自動化系統需求分析

泵站機電自動化系統要能滿足泵站的運行、管理需結合泵站的運行、檢修和管理要求，機電自動化的需求可以按其功能、性能需求分別進行分析。

1、功能需求

1.1 基本功能：機組控制功能；報警功能；數據采集、傳輸、顯示、存儲、分析、查詢、報表等功能。

1.2 高級功能：自動調節功能、自診斷功能與自恢復、遠程維護功能、運行管理功能、設備安全保障功能、音像功能、應急功能。

1.3 修飾：人機交互的科學性、操作的方便程度、視覺效果。

這三大類功能不是完全分開的，隨著技術進步、管理進步是可以從高到低進行層次轉換的。

2、性能需求

2.1 可靠性需求。可靠性需求是泵站機電自動化系統以及其他設備的基本性能需求，其中包括系統的穩定性、魯棒性、抗電磁干擾、抗雷擊、防誤操作的能力，具有長平均無故障時間和短故障恢復時間。

2.2 適用性需求。機電自動化系統是為泵站的運行和管理服務的，自動化系統要能適用于泵站人力資源狀況、一次設備狀況、管理模式。

2.3 先進性需求。一套優秀的泵站機電自動化系統不僅僅要適應泵站本身的運行和管理的需要，還要具備一定的先進性和前瞻性，能夠對泵站的運行和管理水平進行適度的提升和改革，甚至是次革命。

2.4 節能需求。泵站機電自動化系統應能通過對設備狀況的判斷以及運行時間、啟動次數、耗能情況、抽水效率等數據進行統計、分析，并按照一定的算法進行計算，選擇工作方式和操控對象，以達到節能提效的性能需要。再者，自動化系統本身就應該是能耗低、電磁輻射小的系統。

二、水泵的管理與維護

定期檢修，可及時排除水泵缺陷，保持水泵良好的技術狀態。水泵除日常維護管理外，在灌排結束后應進行一次小修，經過一段時間的運行后進行大修。

1、水泵的小修

經過一個灌排季節的運行，一般歷時1年，累計運行1000h，如果水泵運行正常，效率沒有顯著降低，不必將水泵拆卸，僅進行水泵小修。小修是指不拆卸水泵轉輪，對水泵進行小的保養，對易磨、易損零部件進行清洗檢查、維護修理和更換調試等。一般包括以下內容：

1.1 全調節水泵頂部的受油器及配壓閥的調整檢查或零件更換。

1.2 油及全調節水泵壓力油的檢驗、過濾或更換。

1.3 檢修并清洗軸承、油槽、油環，更換油或對軸承進行修刮。檢查軸流泵橡膠軸承磨損及軸和軸承的間隙，必要時更換橡膠軸承。

1.4 處理或更換變質硬化的填料。

1.5 檢查軸流泵葉片及葉輪外殼氣蝕與損壞情況，并測定其間隙，必要時進行修補。

1.6 檢查并調整水泵葉輪間隙，檢修葉輪松動情況或修補損壞的葉輪。

1.7檢查并緊固水泵及傳動裝置各部分的連接螺絲。

1.8 根據運行中反映的問題，在不抽出水泵傳動軸情況下對有關部位進行檢查。

2、水泵的大修

根據水泵的技術狀態和零部件的磨損、腐蝕、老化程度以及運行維護條件等確定大修周期。一般運行3—5年，累計運行2500—15000h后安排大修（多泥沙河流1500-2500h）。大修內容包括：水泵主軸軸頸檢查或修理；全調節水泵的受油器及其附屬設備或零件更換；全調節水泵輪殼內部的檢查；規定的預防性試驗等。在保養中如發現由于技術、配件以及經營等問題無法解決，或在運行中因發生事故必須抽出轉輪檢修時，均列入大修理項目。

三、保護、監控系統工作與控制技術

泵站綜合保護和監控系統可以方便的實現手動、自動兩種工作方式。因為每臺機組配置了單獨的微機型電動機綜合保護裝置，裝置安裝在開關柜上，獨立完成測量、控制、保護、信號功能，可對電動機進行控制、保護和監測。

1、手動方式

開機臺數視進水池水位而定，機組的啟動或停止由操作人員在電機出線柜前或中控臺按鈕進行操作。選擇要啟動的機組號，首先檢查開機條件是否具備，冷卻水有無指示。如果正常，有燈光指示，對應的繼電器得電；此時將工作方式選擇開關打至“手動”位置，使得手動操作系統電源接通；然后將電容補償柜的斷路器打到“合閘”位置；最后一步是按下機組控制柜合閘按鈕，則合閘線圈得電吸合，斷路器合閘。但這一過程仍處于電動機綜合保護裝置的監測之下，因為合斷路器前，必須將斷路器手車推到工作位置，同時保護裝置還需檢測手車開關位置、斷路器狀態，接地刀狀態、儲能電機開關位置等開關量，符合要求后才能正常合閘。機組的停機操作比較簡單，選擇要停機的機組號并按下分閘按鈕，分閘線圈得電，斷路器分閘，同時必須將斷路器手車搖回原位，把選擇開關打至“停止”位置，并將電容補償柜的斷路器打到“分閘”位置。

2、自動方式

當工作方式選擇開關打到“自動”位置時，系統處于自動運行方式。機組的啟動與停止由前池水位決定，要使機組自動啟動或停止，部分工作還必須借助于人工，即：必須具備開機條件；斷路器經常性處于熱備用狀態。自動合閘、分閘回路可以看出，機組自動啟動或停止，是由中間繼電器來控制的。設于中控臺的數字顯示控制儀根據采集到的進水前池的水位信號，來控制中間繼電器的狀態。

數字顯示控制系統由多個控制器組成。水位設置應按照設計要求，設置停機水位、最低運行水位、起排水位、最高運行水位。除停機水位外，其余統一稱作開機水位。控制系統設置了停機水位、開機水位，這幾個數值之間要有水位差，這樣才能自動按順序投入各臺機組，工作原理簡要分析如下：

當汛期外河水位達到關閘水位時，雨水、生活污水進入前池，前池水位不斷上升。當檢測達到開機水位時，根據進水池水位及進水流量控制系統發出指令使相應機組觸點閉合，繼電器吸合，其常開觸點接通相應機組自動合閘回路，使機組啟動運行。隨著排水總量的不斷增大，前池水位逐漸下降，機組就會根據系統設置按順序停機。自動方式工作過程在正式投入運行前必須通過各項試驗和模擬調試。為確保安全，調試時各機組的斷路器手車應推至試驗位置，斷路器手車在試驗位置時，斷路器可進行合、分閘操作，但由于與母線是隔離的，電動機不會帶電。

結束語

泵站機電自動化系統形式多樣，各用電負荷的安排、機電設備的選擇、自動化保護程度、監控等等也有多種設計形式。在實際設計時，需要結合工程具體情況，征求各方面的意見，對系統中各設備的設置進行必要的補充和修正，從而保證泵站機組的安全運行。

參考文獻

[1]姚振龍. 淺析 PLC在電氣自動化中的應用與發展[J]. 科技創新導報，2011(26).

[2]王倉繼. 變電站電氣自動化研究分析[J]. 科技資訊，2012(04).

篇6

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）05-0107-03

1 污水處理廠及泵站自動化控制系統概述

廈門水務中環污水處理有限公司筼筜污水處理廠下轄沿筼筜湖周邊濱北1號、北2號、北3號，湖中，濱南1號、2號、3號、4號，及海天、寨上、象嶼等共計36（其中含22個截流泵井）個污水提升泵站。這些泵站作為筼筜污水處理廠的廠外泵站，經市政管網將污水提升引入至廠內進行廢水處理后，達標排放。匯水面積達70 km2，服務人口150萬人。

污水泵站均采用西門子S7-200可編程邏輯控制器（PLC）、PC機、觸摸屏等自動化控制設備，配合液位計、流量計等儀表進行污水提升智能控制。

2 系統結構

2.1 主站（控制中心）

主站自控系統采用西門子S7-200系列的CPU-226PLC做主機，通過無線數傳電臺以“輪詢”方式對8個子站實現遠程數據采集與控制，并預留一個通訊端口，將來與全廠中控系統聯接。采用二臺工控機通過組態軟件“組態王”與西門子主機通信， 接收主機發送的全部泵站自控數據，進行數據處理并將數據實時顯示在顯示屏（系統總結構圖見圖1）。

2.2 子站

采用西門子S7-200PLC實現泵站運行自動控制、液位、流量等現場數據采集，并通過無線數傳電臺與主站實現數據傳輸與遠程控制。

2.3 通訊方式的選擇

由于8個污水泵站分布在筼筜湖周邊，有線通訊方式施工復雜，投資成本高，決定采用無線通訊方式，無線通訊有兩種方案：

①利用公網（如GPRS、CDMA、電話網），主要優點是一次投資少，覆蓋率廣。主要缺點是穩定性和實時性較差，網絡數據傳輸系統有一定的延時。

②無線數傳電臺方式，主要優點是造價低廉、施工快捷、運行可靠、維護簡單。主要缺點是傳輸范圍有限（5 km）。經過對比，根據8個污水泵站的實際情況（最遠的污水泵站離主站不超過4 km），決定采用無線數傳電臺方式。

3 子站自動控制系統

污水泵站的工藝流程大致相同，均為：地下管網污水泵站格柵機濾渣污水集水井提升泵房經過多級泵站提升污水處理廠。主要控制對象設備有：進出水閘門、格柵機、除污機、提升泵等。泵站自動化控制系統要求集數據采集、智能控制于一身，主要功能包括以下幾個方面：

3.1 控制方式

有手動、自動兩種控制方式，由控制屏上轉換開關切換。手動方式由控制屏上按鈕手動操作；自動方式由PLC控制。自動方式又分強制自動和遙控自動兩種，由PLC輸入端子設置，強制自動由子站PLC全權控制，用于通訊出故障時，獨立運行。遙控自動為主站自動或手動遙控。

3.2 主要控制功能

根據集水井水位的變化控制泵的開、停。不出現低水位抽空泵，也不發生溢流；泵的開、停順序：循環開停機，即先開先停，循環運行；分南北池的泵站，分池運行時，兩池液位應能獨立控制，合池運行時兩池輪流開機；根據粗格柵前后液位差和時間周期控制格柵機的啟停；根據需要實現閘門啟閉機的控制；實現無軸螺旋輸渣機與粗格柵的聯動，同時實現對輸渣機的工作狀態的測控；最多開機臺數控制：有的泵站需限制開機臺數，以免造成管道溢流或泵站自回流。最多開機臺數在強制自動方式，由子站PLC控制，在遙控方式由主站主機控制；緊急關總閘控制：當機房發生管道破裂大量漏水或火災等緊急情況，主站可通過遙控方式關斷泵站電源總閘，防止事故擴大。

3.3 機組故障保護要求

過載保護：除熱繼電器等硬件保護外，還進行PLC軟件過載保護（水泵額定電流的110%），雙重保護；抽空泵保護（水泵欠載保護，額定電流的60%）；電動機頻繁啟動保護（/h啟動次數>10次為頻繁啟動），防止因控制回路元件觸點接觸不良引起電機頻繁開停，燒毀交流接觸器或電機；潛水泵漏水、超溫保護。

3.4 泵站自動化控制系統控制流程

3.4.1 污水泵的自動控制

在集水井內安裝一臺超聲波液位計，測量集水井液位。潛水泵根據集水井液位，按照預定的運行方案自動增減水泵開啟臺數。具體運行模式如下。

①在PLC自動控制模式下，PLC按照集水井液位設置點自動起動或停止相應臺數的進水泵。

②由低至高，集水井液位包括以下設置點。

低液位設置點：當液位降至此設置點以下時，PLC發出低液位報警，并停止所有自動運行的污水泵（無論強制自動還是遙控自動）。

停止所有泵的液位：當液位降至此設置點以下時，PLC停止所有處于自動運行的的污水泵。

起動第一臺進水泵的液位：當液位升至此設置點以上時，PLC起動第一臺進水泵；當液位降至此設置點以下時，PLC保持運行一臺進水泵而停止多余的泵。

起動第二臺進水泵的液位：當液位升至此設置點以上時，PLC起動第二臺進水泵；當液位降至此設置點以下時，PLC保持運行二臺進水泵而停止多余的泵。

起動第三臺進水泵的液位：當液位升至此設置點以上時，PLC起動第三臺進水泵。

高液位設置點：當液位升至此設置點以上時，PLC發出高液位報警。

污水泵自動輪換運行：當一臺泵連續運行時間大于所設定的污水泵連續運行時間，則自動停止運行，同時啟動另一臺泵，防止泵長時間運行出現過熱故障。

當泵的開機臺數和液位連續1 h（時間可調）無變化時，則再啟動一臺泵，將液位抽低，加快管道內污水流動，增加管道污水庫容量。

③當PLC采集到泵的故障信號，自動判斷屬于報警故障還是須要停機的故障，屬于須要停機的故障則馬上停止正在運行的泵，并馬上啟動另一臺泵。

④當污水泵手動啟動時，PLC自動起動的泵的數量相應減少。

⑤污水泵停機后需等待10 min后才能再次起動，泵防止頻繁啟動；兩臺污水泵的起動間隔為30 s。

3.4.2 格柵的自動控制

在格柵前后設超聲波液位差計，測量格柵前后液位差；格柵機根據前后液位差或設定的運行時間與運行周期自動運行，時間和周期均可根據進水雜質情況調整。具體運行模式如下：

①在PLC自動控制模式下，PLC按照時間設置或液位差設置自動起動或停止格柵。

②時間模式：當某臺格柵的等待（停機）時間大于設定值時，PLC起動該臺格柵；當某臺格柵運行時間大于設定值時，PLC停止該格柵，并啟動該格柵的下一個計時周期。所有格柵共用一套等待時間和運行時間設置值，但每臺格柵有各自的等待時間和運行時間計時。

③液位差模式：當液位差測量值大于起動格柵液位差設置值時，PLC起動格柵；當液位差測量值小于停止格柵液位差設置值時，PLC停止格柵。

實現無軸螺旋輸渣機與格柵的聯動，同時實現對輸渣機的工作狀態的測控。

3.4.3 出水電動閥門控制模式

PLC自動控制模式下，操作員站或觸摸屏下達開、關閥指令。

4 主站功能

主站自控系統采用西門子S7-200系列的CPU-226PLC做主機，通過無線數傳電臺以“輪詢”方式對8個子站實現遠程數據采集與控制，并預留一個通訊端口，將來與全廠中控系統聯接。

采用二臺工控機通過組態軟件“組態王”與西門子主機通信， 接收主機發送的全部泵站自控數據，進行數據處理并將數據實時顯示在顯示屏。顯示方式多樣，有指示燈狀態顯示、虛擬儀表數碼顯示、光棒圖模擬顯示、動態曲線跟蹤、歷史曲線查詢、形象動畫顯示等。人機界面友好，操作方便，關鍵控制點密碼保護，系統安全可靠。計算機參與設備管理，累計設備運行時間，計算電能消耗。并可根據事先設定的監控范圍、對流量、液位等指標進行監控，一旦超出設定范圍，計算機立即啟動聲光報警，并將這一時刻的有關數據、工況記錄下來，以供分析、決策，并按要求生成相關報表。計算機所測數據可按一定時間間隔記錄在硬盤上，可根據需要隨時將有關數據打印出來。

5 運行狀態和分析

泵站實現自動化控制以來，運行狀況良好，不僅大大減輕了值班人員的工作強度，提高生產力，且為管理人員提供了科學可靠的相關管理數據依據。為污水處理廠科學管理、調度、決策打下了堅實的基礎。

6 結 語

隨著泵站自動化系統的日益完善，智能化控制及對控制設備的綜合保護等優勢逐漸體現出來，越來越多的污水提升泵站已經將上述技術功能作為泵站自動化系統的設計藍本。泵站自動化系統也將在未來的污水提升泵站控制領域得到廣泛應用。

參考文獻：

篇7

水利行業屬于傳統行業，在國民經濟發展中發揮著重要的作用，但是目前及未來一段時間，我國的水資源問題日益突出，成為制約國民經濟健康發展的瓶頸。而實現水利信息的信息化，可提高防汛抗洪的科學性，對于水資源的合理優化配置，實現水利現代化均具有重要的現實意義。

1 防洪泵站自動化系統的構成

水利智能化和現代化是防洪、提高水資源管理水平的需要。水利的現代化和智能化是把雨情、水情和災情信息準確收集后傳輸，對管理部門及時作出預測、制定應急預案等具有重要的作用。防洪泵站水閘自動控制系統是跨流域、跨區域的分布式系統，特點是包括多種網絡協議、數據資源和軟硬件條件復雜。

1.1系統的構成

防洪泵站自動化控制系統包括兩層，一層是主站控制級，一層是現地控制級。其中，主控制級主要負責的是泵站機組、閘門和供配電設備、水閘等的控制和監視，從而實現各個單元的控制，高性能的PLc、sepa1000+和Sepanl2000可實現對管轄區域的生產的全過程控制，通過輸入接口、輸出接口等與生產系統連接氣力啊。但同時，現地控制單元與主控制層之間是相互獨立的，具有獨立性特征，現地控制單元可脫離主控制層參與生產過程，即生產過程中的數據采集，以及數據的預處理，主要的作用是監視設備狀態、控制等功能。此外，現地測控單元與站級計算機由ModBus PLuS相連接，其可脫離站級計算機獨立運行。

該系統主要采用雙網絡結構，內部計算機構成100M的太網，而ModBus工業控絡主要有現場的設備組成，這兩個系統在網絡拓撲上均是相互獨立，均可獨立運行。但同時，雙網絡之間又是相互聯系的，現地控制中的PLC與上位監控計算機，二者可實現高速通訊。等于說，以太局域網對應的計算機，能夠直接與ModBus PS網中PLC相連接，從而完成存取信息、控制動作等功能。該結構保證了系統可靠性，計算機在運行過程中，即便出現故障，不影響現地控制單元的運行。最后，網絡主干采用單模光纖，遠距離傳輸（100m以上）的數據、ModBus PLus信號和視頻信號由單模光纖負責傳輸，100m以下的信號通過超五類非屏蔽雙絞線來傳輸。

而測控系統上位機的軟件平臺為TRACEMODE，可實現對測控系統的實時監控。上位機與監控系統通過太網實現通信，皆可以接收上位機的指令，同時能夠自成一個系統，可脫離計算機完成控制與操作動作。該系統的開發平臺為TRAEMODE，與TCP/IP等驅動和協議相結合，是吸納數據的采集、通信，以及機組、輔助設備的控制計量等。此外，還可通過人機對話實現對水閘和泵站的控制，如果出現異常情況，則發出警告，實現系統的自動化運行，而無需人工輔助。

1.2 Web綜合信息系統

Web綜合信息系統，各子系統之間相互獨立，同時又具有一定的關聯性。該系統通過中心數據庫把各子系統中的數據信息，通過整理、提煉和挖掘等一系列動作后，存放到系統的數據庫中，從而降低信息冗余度，提高數據信息的科學和可靠性。目前，各系統均用的是基于JAVA技術開發web綜合信息系統，該信息系統中的各系統數據，經過一定的設計組織，便可組成一定的web頁面信息，而該信息包括兩部分，一是靜態頁面，二是動態頁面。其中，靜態頁面主要是不變信息，比如工程簡介、建筑物平面圖，以及系統構成圖；而動態頁面是指把服務器中數據，根據業務邏輯來進行組織，然后通過數據、表格、圖形等的形式顯示出來，實現實時、直觀的表達效果。

基于JAVA技術開發的web綜合信息系統，主要的優點包括客戶端應用簡單、可擴展性強與跨平臺等。普通客戶端機器的Windows操作系統，均嵌入IE瀏覽器，該瀏覽器連接到局域網上，便可直接訪問web綜合信息系統中的信息，不用安裝其他的輔助軟件。在該系統的服務器端，有一個遠程接入設備，接入該設備后，上級或遠程用戶在撥號連接后，即可訪問綜合信息系統，簡單方便。

1.3 圖像監控系統分析

圖像監控協調系統應用的是目前最流行的數碼/視頻服務器，因此該系統可實現16路攝影機同步監控、視差互補、資料備份等，具有定點放大縮小、同步錄制和同步顯示等無無可比擬的優點，此外還可實現循環錄像、時間錄像，同步支持Mpe酗影像格式。

此外，該系統不但支持PTZ，Vcc3，還支持Vcc4，Ademco等規格攝影機。

2 泵站水閘自動化流程與控制模式

2.1 泵站水閘自動化流程

泵站自動化系統的自動化運行，一個優點便是可按照操作者設定的參數完成檢測，實現開機等，而該系統按照設定前池水位限值，實現自動檢測。因此，在系統全自動模式下，如果前池水位符合操作者設定啟動限值，某號機的限定值，則系統可啟動操作者設定該號機組。例如：如果1#機組啟動之后，水位持續上漲，而沒有下降，則在這種情況下，可繼續開展檢測，一直到開啟4#機組限值。反復進行，直到水位停止上漲為止。

注意事項：機組在運行中，由于某臺設備導出現故障，可致使整臺機組啟動異常或者無法正常啟動，這時系統可給出一定的提示。而機組正常運行中，系統如果檢測操作者設定關機符合調價，則按照設定條件依次關機。但是在關機時，系統首先關閉電機，因為如果電機出現分閘，則系統無法持續運行。

2.2 控制模式分析

系統的控制模式，主要分為下面幾種：第一，現地遙控操作。該控制模式是指操作員在上位機上手動操作某臺設備或閘門，通過人工方式控制閘門或者設備；第二，半自動控制模式。半自動控制模式，即系統按照操作者選擇機組號，可實現自動啟動或關閉，因此稱之為半自動控制模式；第三，全自動控制模式。在全自動控制模式下，操作者根據設定參數實現檢測、開機與關機，以及下閘、開閘；第四，手動控制模式。手動控制模式是指操作者在現場測控屏上，用手按動按鈕實現設備或閘門的操作；第五，遠程監視控制模式。按照現地實物模擬，以顯示機組開機、關機與運行，同時可顯示實時運行中的參數。

3 結語

泵站水閘自動化控制系統的建立，對于實現泵站智能化監視與監控，同時提高泵站檢測運行和管理的整體水平，具有重要的現實意義。此外，該系統建立之后，泵站的穩定性和安全性將得到全面的保障。該系統的實際運營，是城市防汛防洪系統信息化、自動化建設的一個常識和探索，為系統的建立積累了一定的經驗。在本文中，筆者從該系統的組成、控制模式等方面分析了自動化控制系統在防洪泵站水閘中的實際應用。

參考文獻：

[1]金卓.自動化控制系統在防洪泵站水閘中的應用[J].水利電力機械， 2009（06）.

篇8

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

一、泵站自動化系統功能要求

泵站自動化系統在設計上首先要滿足實用性、可靠性的需求。其基本功能應包含數據采集與處理、繼電保護、泵組控制、閘門控制、自動調節和視頻安全預防。在滿足基本功能的基礎上，根據泵站具體情況，可增加設備管理、報表、遠程管理等功能。

二、系統主控級的主要功能

數據采集與處理：主控級自動采集和處理泵站設備的運行參數；安全運行監視：全站運行實時監視及參數在線修改、狀態監視、越限檢查、過程監視、趨勢分析和監控系統異常監視；對監控對象進行如水泵的啟停、定值和限值的設定、報警復歸等控制與調節、自動功率因數控制、按照電力系統的要求，自動投切電容器；全站所有監控對象的操作、報警事件等的監控和事件記錄；記錄在事故發生前5s和后20s時間里重要實時參數的變化情況；正常操作指導和事故處理操作指導；通過一路載波通道，一路光纜通道，與水調部門進行數據通信，也可與MIS系統、工業電視系統等接口通信，從而實現與現場各控制單元問的相互通信；屏幕顯示：包括各種系統圖、棒形圖、曲線、表格、提示語句等：積累泵站運行數據，為提高泵站運行、維護水平提供依據；對各工作站計算機及設備、通訊接口、通道等的運行情況進行在線和離線診斷，故障點能診斷到模塊；軟件運行時，若遇故障能自動給出故障性質及部位，并提供相應的軟件診斷工具。

三、泵站綜合自動化系統的特點

高度的可靠性。系統采用成熟的全開放式分層、分布式系統結構，上下控制層采用現場總線通訊模式，大大提高了系統設備間的數據交換速度和系統通訊工作的穩定性；高度的實時性。系統能適應泵站現場環境的要求，實時眭好，抗干擾能力強；良好的開放性和擴充性。專用現場總線通訊網絡結構的采用使系統設備可方便靈活的進行擴充。所有的硬件均為模塊化，構成一個通用、開放的結構體系；應用軟件采用OPC技術，使得系統應用軟件構成一個開放式的接口環境；完備的安全性。系統對每一功能操作提供檢查和校核，操作有誤時，被禁止并報警；在人機通信中設置操作口令，按控制層次實現操作閉鎖；系統采用冗余和模塊化技術，使系統的局部故障不影響系統整體的正常運行；完備操作性。針對國內運行人員設計，系統采用全漢化界面，使運行人員可方便直觀的進行遠方實時控制和操作；可維護性。系統采用模塊化結構模式，設備的模塊化使技術人員方便的對必要的設備進行更換和維修，保證系統可靠運行；良好的友善性。采用全漢化界面，操作方便，人機接口功能強，符合泵站運行人員的操作習慣。

四、基于智能控制器的泵站自動化系統解決方案

1、系統構成

自動化系統的控制器與常規電氣柜融為一體，不需設置單獨的自動化控制柜，節省占地和接線。系統以控制器為核心，設計了進線柜、泵控制柜、無功補償柜、站用配電柜、安全預防系統等，組成了完善的泵站智能系統。其中，進線啟動柜完成總進線電源接入、進線繼電保護、泵站智能控制、泵站信息采集與對外數據交互、無功補償控制、運行狀態及參數指示等功能;泵控制柜完成泵就地自動/手動啟停、電動機的繼電保護、運行狀態及參數指示等功能；站用配電柜完成泵站的配電功能;安全預防系統完成泵站的安全預防功能。

2、站級智能控制器

安裝于進線柜的泵站智能控制器完成全站的智能控制、無功補償控制、全站的信息采集以及對進線的繼電保護功能，并負責與通信工作站完成相關信息的交互功能，是智能控制系統的核心。

泵站智能控制器設有三種泵開機方式:一鍵開機、水位自動開機、遠方遙控開機。一鍵開機功能基于水利系統傳統的運行習慣而設計，方便維護人員現場操作，簡單易用。水位自動開機功能，使得泵站即使在無人值班的情況下，也能自動根據水位情況進行泵開機操作。不同水位高程需啟動的泵組可以通過出口編程來整定，通過靈活的設計最大程度滿足用戶現場的實際需求。遠方遙控開機指主站對泵站智能控制器發出遙控開機的命令，便于用戶遠程控制泵的運行；泵站智能控制器定時將泵站運行的實時信息及報警信息送入主站，便于用戶及時掌握現場運行情況。裝置在開機過程中，進行控制進水閘門打開、進水閘門全開判別、控制出水閘門打開、出水閘門全開判別、控制泵開機等操作。開機過程中如果閘門操作失敗，裝置發出告警信號，報出“閘門操作失敗動作”的事件記錄;閘門操作失敗時，如果需要繼續開機，必須將告警信號復歸才能繼續執行泵開機命令。

3、泵智能保護控制器

安裝于泵控制柜的泵機組智能保護控制器完成泵的就地自動控制以及電動機的繼電保護功能，是智能控制系統的執行單元。

裝置在自動狀態下，接受就地開機和主站遙控開機命令;在備用狀態下，僅接受主站備用開機命令。裝置在開機過程中，順序進行判斷開機條件、完成閘閥控制(可投退)、判斷閘閥位置(可投退)、完成降壓啟動(以變壓器降壓啟動為例)、實現全壓運行等操作。在開機過程中，如果開機受阻，裝置發出告警信號，同時發出全停命令。

可以通過就地停車和主站遙控停車兩種方式完成人為停機操作。在開機過程中出現泵故障信號，也會進行停機操作。保護動作時，發出停車命令，不會進行關閘閥操作，如果需要在保護動作停車的同時關閘閥，可以通過出口編程實現。

4、系統特點

泵站智能控制器與泵機組保護控制器之間采用串行通信，泵站智能控制器作為主站，最多連接16臺泵機組保護控制器，完成泵組的一鍵開機、水位開機、遠方開機等功能。

泵站智能系統采用了基于系統參數整合的泵站專家控制系統技術。泵站專家控制系統技術根據環境變量、泵機組運行狀態、泵效率參數等信息，優化了泵組投退組合與無功補償等，節能降耗，延長了設備壽命，提高了泵站運行可靠性和經濟性。

泵站智能系統采用了基于泵站場景特殊事件智能機器識別的泵站安全預防技術。機器視覺系統智能識別泵站場景，并對出現的特殊情況進行判斷。在開機前自動檢測安全管理區域并自動判別區域內的安全，當出現非安全狀態時，自動閉鎖泵組啟動并預警，保證人員生命安全。在無人值班期間，能夠自動判別區域安全狀態，實現泵站的防盜、防破壞，減少財產損失，降低社會成本。

泵站自動化系統的操作采用與常規控制系統相同的按鈕，泵站原有操作人員完全可以完成高度智能化的泵站智能系統的操作。

泵站智能系統采用了基于實時嵌入式平臺的泵站熱點數據無線定制點播和推送技術。系統采用控制器的實時嵌入式平臺，將站內通信網絡接入專用或公共信息網，各級管理和運行維護人員可以通過移動終端對泵站熱點數據進行定制和點播，實現與智能泵站的交互管理;同時系統支持未來水利信息化等云計算系統，提高了管理效率和水平，降低了差錯率，節約了管理成本。

五、實例分析

基于智能控制器的泵站自動化系統已于2011年3月在某省某泵站成功投運。泵站2臺800kV?A主變分別接至兩段0.4kV母線，每段母線接2臺250kW電動機泵組。

系統除具有保護、控制功能外，還可根據無功功率進行電容器自動投切。系統具有信息化接口，可通過3G網絡傳輸站內運行參數和安防畫面。PAS651泵站智能控制器可實現水位采集并根據水位自動開停機，系統操作界面簡潔，原有運行人員經簡單培訓即可掌握系統的所有操作功能。系統投運兩年來，運行安全可靠，提高了泵站的運行管理水平。

結束語

本文提出了一種基于智能控制器的泵站運行管理環境自動化系統模式，系統采用常規的人機界面，可實現簡易操作。在實現泵站自動化、信息化建設的同時，還可解決泵站無人值班時的設備安全問題。

參考文獻

篇9

現代化泵站廣泛應用于城市供水、灌溉、排澇等各個方面，與生產生活息息相關。隨著自動化技術的發展和完善，泵站自動化控制系統能夠將控制、運行、管理集中于一體，實現泵站控制的自動化和智能化。本文分析了泵站自動化系統存在的一些問題，并探討基于智能控制器的泵站自動化系統解決方案。

1.泵站自動化系統發展現狀

我國大多數泵站自動化系統主要采用可編程邏輯控制器（PLC）為基礎的分布式計算機監控系統，PLC的配置靈活，具有較強的安全性、可靠性和適應性，但它的開放性不強。中小型泵站在自動化系統設置中采用PLC的成本偏高[1]，自動化系統不適用于小型泵站，相反會增加小型泵站的施工操作步驟，造成資源的浪費，影響小型泵站系統功能的實現。目前我國運用自動化系統的泵站也存在一些問題，例如整體系統不完善，功能設計不合理，注重自動化忽視管理、缺乏設備維保措施等，甚至自動化系統在運行一段時間后就處于癱瘓狀態，再加上技術人員的缺乏，使實際操作中無法發揮其功能性。

2.基于智能控制器的泵站自動化系統解決方案

為解決我國泵站自動化系統運行現狀及問題，本文提出基于智能控制器的泵站自動化系統，其主要功能包括泵站電氣量采集、水位采集、報警、一鍵開機、自動開機、遠程控制等。基于智能控制器的泵站自動化系統的常規操作按鈕與一般控制系統操作一致，有利于快速實現操作人員的智能化操作。

2.1 系統結構

泵站自動化系統的控制器設置在常規電氣柜之內，二者是一體的，省去了另外設置單獨控制柜的步驟，有效地節省空間和接線。系統的核心就是控制器，泵站智能系統主要由進線柜、泵控制柜、無功補償柜、站用配電柜、安全預防系統等構成。其中，進線啟動柜的功能主要包括接入總進線電源、進線繼電的保護、泵站智能控制、信息數據的采集與交流、運行狀態、參數提醒等；泵站控制柜在整個系統中的功能包括自動完成啟動和停止、電動機的繼電保護、運行狀態及參數提醒等；泵站的配電由站用配電柜完成；安全預防系統能夠保障系統的安全性，發揮出警告信號的作用[2]。具體系統結構如下圖1所示：

2.2 站級智能控制器

泵站智能控制器具有一鍵開機、水位自動開機和遠方遙控開機三種泵開機方式，整個裝置在開機的過程中同時進行控制進、出水閘門的操作，若閘門操作失敗系統會進行信號提醒，直至信號警告恢復正常才能二次執行泵開機操作。其中一鍵開機于傳統水利系統的操作運行性質是一致的，便于工作人員的快速操作；水位自動開機是根據水位情況的泵開機操作，保障泵站無人值班情況下的系統操作；遠方遙控開機是接受主站的開機命令后，運用智能控制器進行遠程控制操作。泵站智能控制器全方位的實時監控泵站運行狀態，并將信息及時發送至主站[3]。工作泵出現故障會造成停車現象，此時系統會自動選擇啟動備用泵進行操作，能夠控制故障對泵站系統造成的影響。

泵站智能控制器具有一鍵停機、水位自動停機、遠方遙控停機這三種停機方式，泵站控制器在接受到停車命令之后，會對其控制的系統內所有泵集中發出停車命令。如果“出水閘門關閉控制”在系統內顯示投入使用，在泵自動停止之后系統會自動完成出關閉水閘門的實際操作。系統出水閘門關閉的操作中，如果出水閘門完全關閉，表明系統完成自動控制出水閘門的關閉操作，否則系統會自動發出警告提醒，報警并響起“閘門操作失敗動作”的提示音；如果“出水閘門關閉控制”在系統內完全顯示退出，則表示不需要進行相關實際操作。如果“進水閘門關閉控制”在系統內顯示投入使用，泵站停止之后系統會自動操作并完成進水閘門的關閉。在關進水閘門的操作中，如果進水閘門完全關閉，表明關進水閘門控制完成，否則系統會自動發出警告提醒，報出“閘門操作失敗動作”的提示音；如果“進水閘門關閉控制”在系統內完全顯示退出，則表示不需要進行相關實際操作。

2.3 泵智能保護控制器

泵智能保護控制器安裝于系統結構的泵控制柜中，其功能是就地完成泵站的自動化控制，有效地保障電動機繼電功能的實現，泵智能保護控制器在整個智能控制系統中發揮重要的執行作用。泵智能保護控制器在自動狀態下，其功能主要是根據主站的命令執行就地開機、主站遙控開機等具體操作；而在備用狀態下，其主要功能是根據主站命令實施備用開機操作。泵智能保護控制器的開機也是按照步驟進行的，其主要步驟包括判斷系統開機條件、完成閘閥的控制操作、判斷閘閥位置、完成降壓啟動、實現全壓運行等幾個重要過程；如果智能保護控制器在開機過程中出現障礙或受阻，系統會立即發出警報提醒，發出全面停止操作命令后執行停止操作。也能夠通過人為操作執行停車，其主要方式包括就地停車和主站遙控停車。在開機過程中系統如果出現故障和阻礙警報提醒，系統會自動實施停機操作。在執行保護狀態中，系統如果發出停機命令信號，在此情況下關閘閥操作不會立即執行，但此時如果需要同時進行關閉閘閥的操作，利用出口編程能夠實現保護與關閉閘閥的操作[4]。

2.4 系統特點

泵站智能控制器與泵機組保護控制器采用串行通信相互聯系，其中泵站智能控制器是系統主站，能夠同時連接16臺泵機組保護控制器，共同完成泵組的一鍵開機、水位開機、遠程控制開機等操作。

泵站智能系統運用先進的泵站專家控制系統技術，該技術能夠根據環境、泵機組設備運行變化等數據信息，不斷完善和優化泵組設備的組合，通過增加設備的使用率實現節能降耗的作用，提高泵站運行的經濟效益。泵站智能控制系統還運用泵站安全預防技術，該技術能夠智能識別和檢測安全故障；該技術能夠在開機前自動檢測管理區域是否安全，若出現非安全故障或情況，系統會自動關閉泵組并發出警告信號，保障工作人員的安全；在無人值班期間利用自動檢測功能保障區域的安全性，防止財產、設備等丟失、破壞現象。泵站智能系統還運用先進的泵站熱點數據無線定制點播與推送技術，系統管理和操作人員可以利用網絡實時了解各類熱點信息，實現了泵站的智能化、網絡化管理；系統利用先進的云計算技術，有效地提高了智能化管理水平和系統操作工作效率，節約管理成本。泵站自動化系統的操作與常規操作基本無差別，其按鈕設置一致，促進操作人員盡快熟練智能操作。

3.結語

總之，泵站對生產生活具有重要意義，泵站自動化系統的完善有利于泵站運行的安全性和穩定性，并且能夠實現泵站管理的現代化。基于智能控制器的泵站自動化系統采用與常規控制系統相似的自動化操作界面，運用先進的智能控制技術，實現泵站運行管理的自動化操作，保障泵站系統設備的安全和穩定。

參考文獻：

[1]孫平安. 泵站綜合自動化及其優化控制調節的研究[D].揚州大學，2012.

篇10

水利工程管理是當前保證水利工程正常運行的基礎條件，并且也是關鍵內容，隨著現代信息技術及自動化技術的不斷發展，在水利工程管理中自動化控制技術也得到越來越廣泛的應用，并且對水利工程管理有很大幫助。因此，在水利工程管理過程中，為能夠使工作質量得到提高，應當對自動化控制系統應用進行科學分析，并且充分掌握，從而使水利工程管理得以更好發展。

1自動化控制系統工作原理

調水工程中需要使用大量水泵及其輔助設備來組成泵站系統，由于泵站機組容量的不斷增大、泵站工程的安全可靠性和節約能源的要求不斷提高。為了實現水資源的合理調配與使用，需要發揮泵站的最大效益。為了提高泵站運行的安全性和可靠性，需要有現代化的手段來對泵站的運營進行管理。因此，泵站實施自動化和信息化建設，是泵站日常運行管理工作科學化、規范化、現代化的重要舉措，是為了上述目標的重要手段。同時對提高泵站運行管理工作效率，保證泵站長期高效、可靠的運行有重要意義。該系統的運用能夠使泵站運行管理人員大大減輕其工作強度，另外還能夠使泵站機電設備的綜合使用效率以及壽命均得到有效提高，還能夠使工作人員對泵站綜合運行情況進行直接查詢及了解，便于遠程管理調度，對水利工程自動化管理水平提高有著十分重要的促進作用。

2水利工程管理中自動化控制系統的應用

2.1利用自動化控制系統監測控制水泵機組

水泵機組在泵站中屬于十分重要的一種能源轉換設備，其組成主要包括兩大系統，即同步電動機與水泵。在水泵機組使用過程中，當開機時自動化控制系統首先應當將防洪閘門打開，同時將清污機啟動，使其運行，并且應當對同步電動機組內的勵磁系統進行動態檢測，對其實際運行狀態進行觀察，注意是否良好。自動化控制系統內部存在自動判斷程序，其能夠對各類啟動條件進行判斷，在確定均與預設參數要求滿足情況下，才能夠繼續進行開機控制。在水泵機組實際運行過程中，自動控制系統便開始進行實施監測，利用有關傳感器元件對機組內部各個相關機構元件情況進行動態監測，利用內部運算程序能夠對相關數據進行動態分析判斷，可隨時進行記錄，并且實時進行調節，從而使機組運行能夠保證處于最佳狀態。在自動監測過程中，若有系統故障發生，自動控制系統可對相應執行機構進行實施操作，從而將報警或者事故跳閘等相關動作完成。

2.2利用自動化控制系統監測勵磁控制系統

在機組啟動以及實際運動過程中，對于勵磁裝置中晶閘管元件相關運行參數，利用自動化控制系統中上位機可實時顯示，并且能夠進行記錄。在上位機上，相關工作人員依據調度參數可對任何閉環進行調節，從而能夠實時調節切換機組恒電流運行、恒功率因素運行以及恒無功率運行狀態。對于自動化控制系統而言，其所設置的為綜合調節方式，即中控及現地相互備用。當自動化控制系統中上位機有故障出現時，運行人員可選擇現地勵磁綜合控制單位執行，在現地單位中利用可視化人機互通觸摸屏系統借助觸摸軟電子按鈕或者鍵盤直接調節勵磁系統，從而使機組運行可靠性得到有效提高。在系統實際運行過程中，當同步電動機有故障出現時，對于自動化控制系統而言，其不但能夠利用上位監控系統通過聲光等有關方式對中控運行人員進行報警提醒，使其及時排查相關故障單元，另外在現地觸摸屏系統中還能夠顯示報警，避免工作人員出現誤操作情況。

2.3利用自動化控制系統可視化監視泵站全局

對于自動化控制系統而言，其上位機中的可視化人機互通界面中，設置整個泵站層次重疊菜單的畫面，其包括主變監視、電氣主接線、開機及停機判斷閉鎖流程圖、水泵機組單元監視以及油氣水等，另外還包括閘門控制系統。在泵站運行管理過程中，相關工作人員只要利用鼠標對上位機各個功能菜單選項直接進行選擇，便能夠全方面了解整個泵站系統運行狀態以及相關數據信息，從而能夠將合理高效運行調度計劃制定出來。為能夠使管理工作更加方便，在自動化控制系統中，對于每個管理人員而言，其均設置密碼，在管理界面上只有將正確個人信息輸入，然后才能夠利用自動控制系統管理整個泵站。另外，在自動化控制系統中，還有多層防護閉鎖程序的設置，可有效避免出現人為誤操作事故，使整個系統都能夠保證高效穩定運行。

3結語

在水利工程管理過程中，為能夠使管理工作水平及效率得到有效提高，應當對自動化控制系統進行合理應用，該系統的應用能夠實現對水利工程中各個方面的自動化管理控制，對水利工程自動化管理水平的提高十分有利。相關水利工程管理人員應當對自動化控制系統應用熟練掌握，并且合理應用。

參考文獻：

[1]徐建芳.自動化控制系統在水利工程管理中的運用[J].中國資源綜合利用,2012(7).