城市排水泵站自動(dòng)化控制的幾點(diǎn)探討

劉金旭

摘 要：城市排水泵站為排水防洪工作順利進(jìn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施，必須要保證其建設(shè)高效性，以及運(yùn)行穩(wěn)定性。提高其自動(dòng)化建設(shè)水平，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，可以掌握排水泵站運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)各項(xiàng)信息參數(shù)進(jìn)行分析和調(diào)整，從根本上來提高泵站運(yùn)行綜合效果。文章主要對(duì)城市排水泵站自動(dòng)化程度低造成的效率低下問題進(jìn)行分析，并提出了一系列優(yōu)化措施，爭取提高排水泵站綜合運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：排水泵站；自動(dòng)化控制；系統(tǒng)優(yōu)化

實(shí)現(xiàn)城市排水泵站自動(dòng)化控制，對(duì)提高城市排水與防洪工作效率具有重要意義。雖然現(xiàn)在逐漸有更多新型技術(shù)和設(shè)備被應(yīng)用到城市排水泵站建設(shè)匯總，但是從整體運(yùn)行效果來看，管理上還存在較大不足，大部分依然采取人工操作管理方式，或者是利用常規(guī)繼電器控制，各泵站之間信息交流少，還未形成可靠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，無法及時(shí)應(yīng)對(duì)存在的各類運(yùn)行問題。為完全滿足實(shí)際應(yīng)用需求，必須要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上來提高泵站自動(dòng)化控制水平，通過數(shù)據(jù)共享與科學(xué)應(yīng)用，準(zhǔn)確掌握并有效控制泵站運(yùn)行狀態(tài)，減少各類故障的發(fā)生。

1 城市排水泵站控制系統(tǒng)分析

對(duì)城市排水泵站運(yùn)行進(jìn)行控制，積極應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，建立功能完善的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)無人值班工作要求，整個(gè)管理過程中無需人員進(jìn)行直接參與控制工作，只需要對(duì)泵站各設(shè)備進(jìn)行巡查、維修和調(diào)試即可，在提高控制效率的同時(shí)，減少工作量，提高工作效率。為實(shí)現(xiàn)排水泵站自動(dòng)化控制，在對(duì)其進(jìn)行研究設(shè)計(jì)時(shí)，需要確保其具有較高抗干擾性，應(yīng)用屏蔽雙絞線與屏蔽層，并對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行接地處理，保證系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行可靠性。同時(shí)還應(yīng)采用雙電源設(shè)計(jì)方式，在其中一供電源出現(xiàn)運(yùn)行故障后，可以啟動(dòng)備用電源，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行，滿足城市生產(chǎn)生活需求。并且，基于城市排水泵站建設(shè)系統(tǒng)的日益完善，為滿足整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備有效管理，需要建立遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，對(duì)控制回路應(yīng)用兩種獨(dú)立工作模式，可以根據(jù)方式選擇開關(guān)來確定工作方式，在自動(dòng)控制故障后可以及時(shí)轉(zhuǎn)到間手動(dòng)控制模式，提高控制效率[1]。另外，城市排水泵站體系需要維持長時(shí)間運(yùn)行模式，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，作為實(shí)時(shí)控制基礎(chǔ)，通過科學(xué)決策和精確控制，來對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行有效控制，并及時(shí)處理存在的故障。

2 城市排水泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)要求

2.1 抗干擾性

在針對(duì)城市排水泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證其具有較強(qiáng)的抗干擾性，降低外部因素的干擾，提高泵站設(shè)備運(yùn)行可靠性與穩(wěn)定性。一般可以在電源側(cè)設(shè)置穩(wěn)壓器和濾波器，并落實(shí)過電壓、欠電壓與過流保護(hù)，同時(shí)還可以對(duì)計(jì)算機(jī)采用專用回路設(shè)計(jì)方法，配置隔離變壓器、配電箱、不間斷電源等，保證控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠性[2]。另外，還應(yīng)對(duì)機(jī)房采取屏蔽措施，模擬信號(hào)輸出線應(yīng)用屏蔽雙絞線以及屏蔽層接地處理，對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備也均需要對(duì)其進(jìn)行接地處理。

2.2 雙電源供電

為避免在泵站運(yùn)行過程中電源故障，而導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)行，在進(jìn)行自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇應(yīng)用雙電源設(shè)計(jì)方法，在其中一個(gè)電源供電故障后，另一備用電源可以及時(shí)啟動(dòng)，維持設(shè)備正常運(yùn)行，滿足泵站工作需求，避免對(duì)城市生產(chǎn)生活產(chǎn)生影響。

2.3 高效控制

城市排水泵站在運(yùn)行過程中，很容易受到外部因素干擾，出現(xiàn)各類運(yùn)行故障，針對(duì)此在對(duì)其進(jìn)行運(yùn)行管理時(shí)，就需要加強(qiáng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行有效采集、決策、控制，確保整個(gè)系統(tǒng)可以按照設(shè)定程序穩(wěn)定運(yùn)行，且通過監(jiān)督能夠在運(yùn)行故障報(bào)警時(shí)，及時(shí)向管理人員發(fā)送短信警報(bào)，及時(shí)采取措施進(jìn)行處理和保護(hù)，將故障影響控制到最低[3]。同時(shí)，還應(yīng)具有就地和遠(yuǎn)程控制功能，兩種控制方式相互獨(dú)立工作，且可以根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇控制方式，提高泵站控制效果。

3 城市排水泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

對(duì)城市排水泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)選擇先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)資源和軟硬件資源進(jìn)行有效保護(hù)，選擇逐步過渡到統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行模式。所選軟硬件與操作系統(tǒng)均滿足平臺(tái)運(yùn)行要求，并總結(jié)以往管理經(jīng)驗(yàn)，提前編制數(shù)據(jù)資源維護(hù)、安全、糾錯(cuò)等處理方案，同時(shí)提高系統(tǒng)擴(kuò)展性，為滿足系統(tǒng)發(fā)展要求預(yù)留接口。

3.2 系統(tǒng)總體框架

（1）硬件系統(tǒng)

通過泵站自動(dòng)化設(shè)計(jì)，來對(duì)泵站運(yùn)行過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并根據(jù)要求對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)控制。內(nèi)容主要包括現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制器、控制程序設(shè)計(jì)，來提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要能夠?qū)\(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與傳輸設(shè)備的組建和維護(hù)，降低管理工作量的同時(shí)，提高泵站管理效率，滿足穩(wěn)定、可靠管理要求，提高泵站設(shè)備運(yùn)行安全性。

（2）軟件系統(tǒng)

對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即實(shí)現(xiàn)泵站現(xiàn)場(chǎng)與控制中心互通和控制的保障，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的關(guān)鍵。其主要包括支撐平臺(tái)、功能模塊、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系以及業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)等。要求軟件系統(tǒng)可以對(duì)控制終端運(yùn)行情況、運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行查看，包括流量計(jì)、水泵啟停、高低壓儀表、液位計(jì)等參數(shù)。同時(shí)，還可以對(duì)泵站運(yùn)行進(jìn)行控制，并根據(jù)實(shí)際需求發(fā)布相應(yīng)命令，對(duì)下一層工作進(jìn)行有效指揮。另外，還能夠?qū)Ρ谜驹O(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)視頻圖像和紅外報(bào)警信息采取下一步管理措施，提高泵站管理效率。

3.3 系統(tǒng)功能分析

（1）數(shù)據(jù)采集

自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以對(duì)泵站各類運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行有效采集，包括電力參數(shù)、水泵參數(shù)、工作環(huán)境情況等，在遇到運(yùn)行事故后，系統(tǒng)能夠?qū)收蠒r(shí)刻設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)收集，并且還可以根據(jù)需求自動(dòng)接收系統(tǒng)管理級(jí)別調(diào)度與操作命令，完成下一步管理工作[4]。其中，所采集數(shù)據(jù)內(nèi)容主要包括設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)與電力參數(shù)，設(shè)備監(jiān)控安全以及運(yùn)行環(huán)境等。

（2）數(shù)據(jù)處理

即對(duì)各設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理能力，以及各類數(shù)據(jù)處理方式，是系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、記錄以及控制重要依據(jù)。主要包括狀態(tài)數(shù)據(jù)處理、模擬量數(shù)據(jù)處理、常規(guī)控制計(jì)算與數(shù)據(jù)處理、事件順序數(shù)據(jù)處理以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理等。基于設(shè)備I/O服務(wù)，設(shè)置I/O控制點(diǎn)，對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并記錄到數(shù)據(jù)庫內(nèi)進(jìn)行分析處理，同時(shí)還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤記錄，通過設(shè)備運(yùn)行趨勢(shì)進(jìn)行分析，完成報(bào)警判斷。

（3）設(shè)備控制

通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)后作為管理依據(jù)，實(shí)現(xiàn)泵站設(shè)備遠(yuǎn)程控制，及時(shí)處理各項(xiàng)問題，提高設(shè)備運(yùn)行可靠性。在分配控制權(quán)限時(shí)，確定主控中心對(duì)部分泵站設(shè)備存在直接控制權(quán)，除了部分特殊情況，可以由分控中心來對(duì)泵站運(yùn)行進(jìn)行干預(yù)，否則分控中心無法得到相應(yīng)控制權(quán)。

4 結(jié)束語

對(duì)排水泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，需要確定系統(tǒng)功能特點(diǎn)，基于實(shí)際管理需求來做好系統(tǒng)軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證各項(xiàng)功能模塊的正常運(yùn)行，對(duì)泵站運(yùn)行進(jìn)行遠(yuǎn)程控制與實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高泵站運(yùn)行可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]王世凱.關(guān)于城市排水泵站中應(yīng)用電氣自動(dòng)化控制的研究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016（15）：83.

[2]王燕.天津市排水泵站控制系統(tǒng)的項(xiàng)目管理研究[D].河北工業(yè)大學(xué)，2015.

[3]王憲明.關(guān)于城市排水泵站實(shí)施自動(dòng)化控制的建議[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（07）：99.

[4]袁剛.基于預(yù)測(cè)控制方法的城市排水系統(tǒng)建模與控制研究[D].杭州電子科技大學(xué)，2011.