抽水泵站自动化技术之探新

张 涛

（深圳市东江水源工程管理处，广东 深圳 518036）

全国各地建设了数量众多的抽水泵站，其主要用于农业灌溉以及市区供水排水等，然而大量抽水泵站由于受到技术、资金等各方面条件的限制，无法进行改造与更新，导致抽数泵站普遍存在监控设备落后、自动化水平较低以及管理水平不高等缺陷。因此，这些常规化运行且自动化水平不高的抽水泵站越来越无法满足社会经济高速发展的需求与现代水电体系高效运行的需要，必须不断的革新抽水泵站的技术，在计算机监控系统的辅助作用下，不断提高抽水泵站的自动化水平。只有通过引进、更新抽水泵站的自动化技术，才能使其使用寿命及运行效益等到更大的提高，从而确保泵站的供水排水效能，减少劳动力，降低工人的劳动强度，提高抽水泵站的管理水平与经济效益。

抽水泵站自动化控制技术的发展分为三个阶段：常规自动化控制—计算机辅助控制—计算机监视控制。随着抽水泵站自动化技术的不断发展，计算机监视控制技术在泵站得到了越来越广泛的应用，并明显的表现出比其他普通抽水泵站响应速度更快、综合效能更强大、整体效益更好等各种优势。所以，自动化技术的应用与更新不仅是抽水泵站发展的必然方向，同时也是泵站发展所亟待解决的难题。

一、抽水泵站自动化系统的概念

图1 集中式处理系统

图2 分层分布式处理系统

就技术层面而言，抽水泵站自动化技术是现代电子信息技术迅猛发展的成果之一。随着计算机技术及功能的不断发展与完善，造就了如今先进的抽水泵站自动化系统。以我国为例，抽水泵站自动化系统主要由自动监控系统、自动装置以及继电保护等设备组成，它去除了老旧的表计与控制平台等传统设备，在很大程度上减少了电缆的数量，节省了控制室的使用面积。抽水泵站自动化系统除了对正常工作的泵站进行监视、控制外，还会对泵站的一、二次设备进行数据采集、工作状态监控以及调节与控制，从而确保抽水泵站运行的安全性与高效性。在抽水泵站的正常运行过程中，一旦发生设备故障等问题时，保护装备将立即对其进行数据采集与实施监控，并对故障做出快速反应，找出故障原因，进行故障修复处理，最后恢复泵站的正常运作。另外。抽水泵站自动化系统还会对高压设备、变压器、绝缘装置等电气设备进行监视与控制。泵站自动化系统会把采集的数据传到管理控制中心与调度中心进行数据库储存，方便今后修订、改编计划时搜查数据库。

保护、监测、远传、控制是抽水泵站自动化系统的四大功能。具体功能如下：监测变电装置、机组设备的日常运作情况；搜集设备装置的电量信号与非电量信号进行检测、预警；记载、储存、分析与处理重要的设备运行参数；记载、反馈所采集到的各项故障数据；研究、对比机组设备的开启状况与运行状态；调试并修护抽水泵站的辅助装置；合理地调节泵站机组设备的节能优化状况等等。更为重要的是，抽水泵站自动化系统还会对泵站的设备装置起到保护作用，从而减少风险性，预防安全事故，确保职工的生命财产安全。

二、抽水泵站自动化系统的分类

抽水泵站自动化控制系统的超强通讯技术不仅可以全面、准确地采集上级发出的指令信息，还可以根据指示信息完成下一个操作。与此同时，泵站自动化系统会把泵站机组装置设备的工作参数发送到上级单位，根据上级操作人员的指令，将重要机组装置的工作参数、故障处理程序、故障信号预警等运行状况全面地展示在线上的CRT视屏中，充分体现自动化系统的灵敏性与强抗干扰性。除此之外，抽水泵站自动化系统还拥有极好的扩展性、开放性等优点，有利于日后进一步强化系统功能。

就我国抽水泵站当前所使用的电子信息控制系统而言，主要讲控制系统分为两大类：集中式处理系统与分层分布式处理系统。具体如下：

（一）集中式处理系统

集中式处理系统就是一种运用数据采集系统来收集、分析及处理抽水泵站机组设备日常运作中的各项参数，再利用其处理结果来指导抽水泵站的自动化作业与监控、预警等操作的系统。一般情况下，集中式处理系统在整个泵站仅安设1～2台监控设备来实现整个抽水泵站的全方位监视与控制。其系统结构图如图1所示。

（二）分层分布式处理系统

目前，中、大型抽水泵站通常采用分层分布式处理系统对泵站进行管理控制。分层分布式处理系统的重要特征就是控制对象具有一定的分散性，也就是说，将泵站机组、阀门、变电站以及辅助设备等控制对象看作多个单元，每个单元安设相应的设备，形成抽水泵站的现场控制，从而进行控制对象的数据收集、处理以及各机组或其他重要设备的调节、控制，同时，可以利用计算机网络对泵站设备进行信息通讯，详细系统结构图如图2所示。

三、抽水泵站自动化技术及其功能要求

随着科学技术的不断发展以及大中型泵站管理水平不断提高，泵站电气设备自动化控制程度要求越来越高。根据泵站的实际运行需要及其特点，泵站自动化技术及其功能要求只要表现在数据的采集、处理，抽水泵站的安全运行及监视，抽水泵站自动化系统的调节与控制三个方面。具体如下：

（一）数据的采集、处理

抽水泵站现场设备运行数据参数的采集方式包括周期性自动化采集以及根据工作人员发出的指令信号进行采集两种。然后，泵站自动化系统对数据的处理指的是将采集到的数据参数按统一的格式存储到数据库中，并根据信号的不同性能划分成开关量、模拟量与脉冲量等等。

（二）抽水泵站的安全运行及监视

通过抽水泵站的自动化系统，控制室工作人员能够在CRT上监视到整个抽水泵站各个主要、辅助设备装置的运行情况，同时，还可以对控制操作设定相应的权限，只有得到授权的工作人员才能根据泵站的实际需要修改CRT上的监视对象。泵站自动监视系统负责监视泵站所有机组设备的开启状况与运行情况，并在CRT上准确显示这些设备运行的工作参数。

（三）抽水泵站自动化系统的调节与控制

抽水泵站自动化系统的控制功能主要体现在变电站电容器与变压器的控制、泵站机组控制、辅助设备控制、闸门控制以及励磁装置的调节与控制。当控制功能安全运行是，便可以实现对抽水泵站进行远程调节与控制。另外，泵站自动化系统对泵站机组运行控制功能比较遵守相关的操作规程，并且泵站内的全部设备装置都必须设置自动控制与手动控制两种方式，除此之外，还应当安设静态试验功能，以确保系统运行的安全性、有效性。

结语

随着社会城市化发展的不断加速，各中、大型抽水泵站只有通过引进并深化自动化技术的实践效能，才能在这残酷的市场竞争中寻求生存之道。抽水泵站自动化技术是计算机信息技术、检测控制技术与网络监视技术等多门先进技术综合应用的产物，也正是因为其技术上的综合优势，促使了抽水泵站自动化技术必将成为今后抽水泵站发展的前进方向。

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