泵站運行管理自動化系統(tǒng)功能特點

王宇航，高廣峰

（黑龍江省桃山水庫管理處，黑龍江七臺河 154600）

泵站實現(xiàn)自動化，不僅可以避免誤操作，防止運行事故，減少運行人員;并可以提高設備和工程利用率、延長設備壽命、實現(xiàn)優(yōu)化運行。泵站自動化應是泵站運行管理發(fā)展趨向。

1 泵站自動化分類及其功能

1）自動化泵站實際是IAC（儀表化、自動化及控制化）在泵站上的應用，是利用自動化元器或裝置，對泵站中機電設備及工程設施的工作狀況進行監(jiān)視、監(jiān)測，對機組的啟動、停機和調(diào)節(jié)進行控制，對運行中可能發(fā)生的事故進行保護。泵站中各種機電設備和水工設施的工作狀況，可根據(jù)壓力、水位（或油位）、位移、溫度、溫升及電氣參量變化自動發(fā)出信號，并及時傳到控制室。信號可以是指示信號或數(shù)字信號、故障信號及事故信號、報警信號等?？刂剖疫\行人員或自動控制裝置，可根據(jù)信號及時作出反應或處置。自動化泵站對于需要經(jīng)常記錄的物理量（如壓力、液位、流量、溫度、電流、電壓等）計算機儲存、處理、顯示和打印。

2）自動化泵站根據(jù)自動化程度不同，通常分為全自動化、半自動化、遠距離自動化和遠程自動化等4種。

全自動化泵站是靠設置在前池或出水池上的水位繼電器（壓力變送器）控制機組的啟動、停機或進行各種調(diào)節(jié)。當水位（或壓力、壓差）上升或下降到限定位置時，發(fā)出作動信號傳給控制臺的線路繼電器或計算機。當線路繼電器動作時，按規(guī)定程序動作（啟動或停機）的執(zhí)行機構也發(fā)生動作。執(zhí)行機構通常由時間繼電器和控制啟動（或停機）程序的繼電器或為計算機系統(tǒng)。

全自動化泵站除了控制機組的啟動和停機之外，對于進出水管道的工作壓力、電動機溫升、軸承與填料函的溫度、泵站的引入母線與自動控制母線上的電壓等，都以作用在事故繼電器上的特殊繼電器（傳感器、變送器）進行監(jiān)視。一旦工作狀況超越規(guī)定值，事故繼電器動作，使工作機停機，在有備用機組場合，可使備用機組自動投入。發(fā)生事故的機組，只有在消除了故障的原因之后才能再次啟動。全自動化泵站中照例也可以運用半自動化控制、遠距離控制和手動控制。

半自動化不同于全自動化的地方是：機組的啟動和停機的最初指令由人發(fā)出：而其后過程則與全自動化泵站相同。

遠距離自動化與全自動化泵站不同之處在于：接通機組和自動控制分間的指令是從遠離泵站的控制點或調(diào)度所發(fā)出。

遠程控制是遠距離控制的發(fā)展，它與被控制的對象之間的距離要比遠距離自動化遠得多，往往達到數(shù)公里，甚至數(shù)十、數(shù)百公里。這樣，用多線遠程傳輸會因線路過多、過長，傳輸電壓和電流變化較大，信號失真，因此常用少線或無線式。當利用一對聯(lián)絡線控制多種對象時，必須在站房內(nèi)設置集中轉(zhuǎn)換裝置。通常利用分配器來實現(xiàn)其選擇性。分配器的動作方法可用時間分配法、電碼法、參數(shù)法和頻率法等，常用時間分配法。

泵站的自動化控制程序是指按規(guī)定順序而進行的一系列操作。操作的項目和先后次序，應根據(jù)泵站特點和運行管理的具體要求，本著先進、實用、可靠的原則專門設計擬訂。

2 泵站微機監(jiān)控系統(tǒng)組成及功能

隨著計算機技術及各種量測、監(jiān)控設備發(fā)展，近年新建的中、大型泵站普遍專門設計和配置微機監(jiān)控保護系統(tǒng)，實現(xiàn)綜合自動化?？煽康貙崿F(xiàn)了主機泵及輔助設備、附屬設備監(jiān)測和控制、工程安全運行的實時自動監(jiān)測，實現(xiàn)工程和設備運行狀態(tài)的視頻監(jiān)視?？刂品绞揭杂嬎銠C自動控制為主，（常規(guī)設備）手動控制為輔。

2.1 系統(tǒng)組成

泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)設主控級、現(xiàn)地級兩級。結構構成：集中控制層與開放環(huán)境下的分層分布控制相組合;網(wǎng)絡采用光纖環(huán)形以太網(wǎng);主機選用100～1 000 Mbps光纖環(huán)網(wǎng)交換機，重要設備雙重化設置。①主控制層：設主機兼操作員工作站、工程師站、工情水情監(jiān)測站、樞紐或配套建筑物監(jiān)測主機、視頻監(jiān)測主機，以及調(diào)度通信服務站、網(wǎng)絡設備和附屬設備等。監(jiān)控系統(tǒng)主站包括設備層、就地集控層（現(xiàn)場層）、數(shù)據(jù)通信層和自動化監(jiān)控層。②現(xiàn)場層：設多臺控制柜（LCU），形成主電動機保護控制單元、變壓器及變電所及公用設備控制單元、截流閉鎖裝置控制單元、攔清污設施控制單元、電量和非電量測量智能儀表及各種傳感（變送）器等。監(jiān)控系統(tǒng)設事故備用逆變器電源裝置;配置GPS衛(wèi)星時鐘系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)功能

2.2.1 監(jiān)測功能

能對站用變電所、主機組、輔助設備、附屬設備的各物理量（電氣量、水力量、機械量、開關量等）的運行數(shù)據(jù)及工情水情數(shù)據(jù)進行檢測和采集，并根據(jù)某些控制性參數(shù)的給定限值進行泵站運行監(jiān)督、報警、記錄等。

2.2.2 控制功能

能對泵站主電動機、主變、站變等設備進行控制;對輔助設備（油系統(tǒng)、水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)）、葉片角調(diào)節(jié)機構等進行控制;能對截流閉鎖裝置、攔清污設施、配套節(jié)電閘等進行控制。

2.2.3 保護功能

能實現(xiàn)主變壓器、進線開關、主機組的保護。各不同對象的保護單元獨立設置。主變設差動保護、瓦斯保護、電流速斷保護、過電流保護、過負荷保護、溫度保護;進線開關設過流保護、過負荷保護;主電動機設電流速斷保護、過電流保護、過負荷保護、低電壓保護、防水泵飛逸保護等。

2.2.4 管理功能

管理功能主要是歷史數(shù)據(jù)的存檔和管理?？煞譃槭录惡蛿?shù)據(jù)類兩大類。事件類指運行事件和重要的系統(tǒng)操作，如全部的報警記錄、控制命令和結果、調(diào)度命令、設備檢查和記錄、操作票清單、操作記錄等;數(shù)據(jù)類指實時采集的各種電量和非電量，并生成各種報表、曲線和圖形。

2.2.5 故障診斷功能

所有控制器（PLC）均有診斷和自動測試程序?？刂茖佑嬎銠C系統(tǒng)備附在線測試軟件、離線測試軟件和硬件測試軟件。

2.2.6 網(wǎng)絡通信功能

包括水利調(diào)度通信和電力調(diào)度通信，采用光纖通信方式。泵站通信服務器接局域網(wǎng)及公用網(wǎng)，實現(xiàn)與上級水利管理機構、電力部門等網(wǎng)絡通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息、視頻圖像及語言雙向傳輸。

泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計可參照并執(zhí)行《水力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計規(guī)定》（DL/T5065-1996），技術指標可參照并滿足《水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)基本技術條件》（DL/T578-95）。

3 結語

建設社會主義節(jié)約型社會，節(jié)省人力物力資源，減少人員浪費至關重要，泵站自動化管理能做到節(jié)省開支，減少勞動力浪費，實現(xiàn)“無人值班、少人值守、安全運行、科學管理”。進而提高了水利企業(yè)的經(jīng)濟效益，應在泵站管理企業(yè)中推廣。

[1]武漢水利電力大學.SL255-2000泵站技術管理規(guī)程[S].北京：中國水利水電出版社，2000.

[2]田家山.水泵及水泵站[M].上海：上海交通大學出版社，1989.