城市排水泵站自动化控制的几点探讨

刘金旭

摘 要：城市排水泵站为排水防洪工作顺利进行的重要基础设施，必须要保证其建设高效性，以及运行稳定性。提高其自动化建设水平，实现自动化控制，可以掌握排水泵站运行状态，对各项信息参数进行分析和调整，从根本上来提高泵站运行综合效果。文章主要对城市排水泵站自动化程度低造成的效率低下问题进行分析，并提出了一系列优化措施，争取提高排水泵站综合运行效率。

关键词：排水泵站；自动化控制；系统优化

实现城市排水泵站自动化控制，对提高城市排水与防洪工作效率具有重要意义。虽然现在逐渐有更多新型技术和设备被应用到城市排水泵站建设汇总，但是从整体运行效果来看，管理上还存在较大不足，大部分依然采取人工操作管理方式，或者是利用常规继电器控制，各泵站之间信息交流少，还未形成可靠的自动化控制系统，无法及时应对存在的各类运行问题。为完全满足实际应用需求，必须要在现有基础上来提高泵站自动化控制水平，通过数据共享与科学应用，准确掌握并有效控制泵站运行状态，减少各类故障的发生。

1 城市排水泵站控制系统分析

对城市排水泵站运行进行控制，积极应用自动化技术，建立功能完善的自动化控制系统，可以实现无人值班工作要求，整个管理过程中无需人员进行直接参与控制工作，只需要对泵站各设备进行巡查、维修和调试即可，在提高控制效率的同时，减少工作量，提高工作效率。为实现排水泵站自动化控制，在对其进行研究设计时，需要确保其具有较高抗干扰性，应用屏蔽双绞线与屏蔽层，并对所有设备进行接地处理，保证系统设备运行可靠性。同时还应采用双电源设计方式，在其中一供电源出现运行故障后，可以启动備用电源，确保系统的正常运行，满足城市生产生活需求。并且，基于城市排水泵站建设系统的日益完善，为满足整个系统内所有设备有效管理，需要建立远程控制系统，对控制回路应用两种独立工作模式，可以根据方式选择开关来确定工作方式，在自动控制故障后可以及时转到间手动控制模式，提高控制效率[1]。另外，城市排水泵站体系需要维持长时间运行模式，自动化控制系统的设计，需要实现数据采集，作为实时控制基础，通过科学决策和精确控制，来对整个系统运行进行有效控制，并及时处理存在的故障。

2 城市排水泵站自动化控制系统要求

2.1 抗干扰性

在针对城市排水泵站自动化控制系统进行设计时，应保证其具有较强的抗干扰性，降低外部因素的干扰，提高泵站设备运行可靠性与稳定性。一般可以在电源侧设置稳压器和滤波器，并落实过电压、欠电压与过流保护，同时还可以对计算机采用专用回路设计方法，配置隔离变压器、配电箱、不间断电源等，保证控制系统运行可靠性[2]。另外，还应对机房采取屏蔽措施，模拟信号输出线应用屏蔽双绞线以及屏蔽层接地处理，对于系统内所有设备也均需要对其进行接地处理。

2.2 双电源供电

为避免在泵站运行过程中电源故障，而导致设备无法正常运行，在进行自动化控制系统设计时，应选择应用双电源设计方法，在其中一个电源供电故障后，另一备用电源可以及时启动，维持设备正常运行，满足泵站工作需求，避免对城市生产生活产生影响。

2.3 高效控制

城市排水泵站在运行过程中，很容易受到外部因素干扰，出现各类运行故障，针对此在对其进行运行管理时，就需要加强控制系统监控功能，对设备运行状态进行实时监控。对运行数据进行有效采集、决策、控制，确保整个系统可以按照设定程序稳定运行，且通过监督能够在运行故障报警时，及时向管理人员发送短信警报，及时采取措施进行处理和保护，将故障影响控制到最低[3]。同时，还应具有就地和远程控制功能，两种控制方式相互独立工作，且可以根据实际情况灵活选择控制方式，提高泵站控制效果。

3 城市排水泵站自动化控制系统实现要点

3.1 系统设计要求

对城市排水泵站自动化控制系统进行设计，应选择先进计算机技术，对各项数据资源和软硬件资源进行有效保护，选择逐步过渡到统一、标准运行模式。所选软硬件与操作系统均满足平台运行要求，并总结以往管理经验，提前编制数据资源维护、安全、纠错等处理方案，同时提高系统扩展性，为满足系统发展要求预留接口。

3.2 系统总体框架

（1）硬件系统

通过泵站自动化设计，来对泵站运行过程进行监测，并根据要求对其进行自动控制。内容主要包括现场设备控制器、控制程序设计，来提高系统运行可靠性。硬件系统的设计需要能够对运行数据进行收集，并实现网络与传输设备的组建和维护，降低管理工作量的同时，提高泵站管理效率，满足稳定、可靠管理要求，提高泵站设备运行安全性。

（2）软件系统

对软件系统进行设计，即实现泵站现场与控制中心互通和控制的保障，为实现自动化控制的关键。其主要包括支撑平台、功能模块、标准规范体系以及业务应用系统等。要求软件系统可以对控制终端运行情况、运行数据进行查看，包括流量计、水泵启停、高低压仪表、液位计等参数。同时，还可以对泵站运行进行控制，并根据实际需求发布相应命令，对下一层工作进行有效指挥。另外，还能够对泵站设备运行状态进行监控，根据视频图像和红外报警信息采取下一步管理措施，提高泵站管理效率。

3.3 系统功能分析

（1）数据采集

自动化控制系统的设计，可以对泵站各类运行数据进行有效采集，包括电力参数、水泵参数、工作环境情况等，在遇到运行事故后，系统能够对故障时刻设备数据进行自动收集，并且还可以根据需求自动接收系统管理级别调度与操作命令，完成下一步管理工作[4]。其中，所采集数据内容主要包括设备实时运行状态与电力参数，设备监控安全以及运行环境等。

（2）数据处理

即对各设备运行数据进行有效处理能力，以及各类数据处理方式，是系统监测、记录以及控制重要依据。主要包括状态数据处理、模拟量数据处理、常规控制计算与数据处理、事件顺序数据处理以及实时数据处理等。基于设备I/O服务，设置I/O控制点，对运行数据进行实时采集，并记录到数据库内进行分析处理，同时还可以对数据进行跟踪记录，通过设备运行趋势进行分析，完成报警判断。

（3）设备控制

通过对设备运行状态的监控，采集各项数据后作为管理依据，实现泵站设备远程控制，及时处理各项问题，提高设备运行可靠性。在分配控制权限时，确定主控中心对部分泵站设备存在直接控制权，除了部分特殊情况，可以由分控中心来对泵站运行进行干预，否则分控中心无法得到相应控制权。

4 结束语

对排水泵站自动化控制系统进行分析，需要确定系统功能特点，基于实际管理需求来做好系统软硬件系统设计，保证各项功能模块的正常运行，对泵站运行进行远程控制与实时监控，提高泵站运行可靠性。

参考文献

[1]王世凯.关于城市排水泵站中应用电气自动化控制的研究[J].科技经济导刊，2016（15）：83.

[2]王燕.天津市排水泵站控制系统的项目管理研究[D].河北工业大学，2015.

[3]王宪明.关于城市排水泵站实施自动化控制的建议[J].科技创新导报，2012（07）：99.

[4]袁刚.基于预测控制方法的城市排水系统建模与控制研究[D].杭州电子科技大学，2011.