谈自动化监控系统在水利泵站中的应用

2019-09-10冉国光

电力与能源系统学报·中旬刊 2019年3期

关键词：应用

冉国光

摘要：随着我国国民经济的快速发展，水利工程作为保障国民经济稳定发展的重要基础设施，其工程建设越来越受重视。其中泵站是水利工程中的重要组成部分，在防洪排涝、引水灌溉及供给水方面具有十分重要的作用。为更好地发挥泵站的功能效益，确保泵站运行的稳定性、可靠性及经济性，合理设计自动化监控系统十分必要。基于此，本文主要对自动化监控系统在水利泵站中的应用进行分析探讨。

关键词：自动化监控系统;水利泵站;应用

1、前言

随着计算机技术、网络技术、信息技术的应用，在很多行业中都实现了自动化运行，极大的改善了人们的工作状况，提高了工作效率。水利工程是城市发展的基础性工程，通过自动化技术的应用，完成了对泵站的实时监控，做到“无人值班、少人值守”，并且提高了泵站运行的安全性、可靠性，对于泵站的安全运行及发展具有非常重要的意义。

2、泵站自动化监控系统的主要功能

2.1设备的运行状态检测

运行设备的状态检测具有较高的技术性，是保证泵站安全运行的基本条件。在自动化监控下，对泵站的重要设备以及重要部位的各项参数实时收集、监测，然后将收集到的设备运行的信息、检测数据等与专家级的智能系统进行比对分析，最后再对运行中的设备可能存在的各方面的问题进行科学的评价。其实这个过程完成起来是具有较高难度的，国内外的专家学者已经经过了大量的试验，并且总结出了许多宝贵的实践经验。在具体运行过程中，状态检测是比较独立的系统，其实和控制系统之间很多的资料是相通的，在进行设备检测的时候可以将两者结合起来，资源共享。

2.2运行管理

即使是现代自动化控制系统已经相当完善，但是仍然有一些机械设备无法纳入到自动监控系统之内，我们可以通过软件系统所采集到的数据信息进行分析，然后再利用闭锁条件检查，起到对这些设备运行管理的目的。

2.3流量控制系统

对泵站的流量进行有效控制是泵站运行的关键环节，也是监控子系统的主要功能。在流量监控中主要是监测全线流量变化情况，对于流量的监控可以从几个方面来进行，一是要监测全线供水流量目标值的变化情况，二是監测沿线分水点分水量的变化情况，还有就是泵站机组运行情况和水库的运行状态。我们设定一个时间段，同时对泵站的静态平衡分配和动态流量调节分别进行监测，如果监测到小的流量变化，可以调整运行机组的叶轮达到平衡，如果监测到流量变化太大，可以采取增加或是减少机组台数来进行调整。

2.4调度监控

调度系统是泵站安全运行的核心，在日常工作中要结合泵站的实际运行情况来进行调度。调度中心的值班人员先要设定总流量计划或是方案，保证泵站的经济运行。在工作中对泵站的进出水池的水位差、泵站机组的各运行参数进行校对，在保证系统安全运行且满足条件的前提下，对方案进行优化，将信息传递到各个分站点，并结合当前的流量变化情况，对整体进行平衡调控。现阶段，我国很多水站基本都实现了不同程度的自动化监控，并且“无人值班，少人值守”的目标在很多地方都得到了落实。

3、自动化监控系统在水利泵站的应用

3.1微机监控系统的运用

水利泵站监控系统采用三种不同的的控制方式：（1）远方调度级控制方式：操作人员能通过人机接口对各泵站和各计量控制站的控制对象进行远程控制与调节。进行控制操作时，对各项控制操作应具备安全锁闭和保护措施，并显示和记录整个操作过程中的每一步骤和协调执行情况。（2）泵站中央控制室控制方式：有两种控制方式，分别为泵站自动控制与调节和手动控制与调节。泵站自动控制与调节：泵站泵组的启停控制是泵站中控室的控制人员按照预先设定的水流量和其他一定的限制条件，然后在上位机发出一个确切的指令完成的操作。泵站的手动控制与调节：操作员通过在操作员工作站运用相关设备，向现地控制单元下达控制、调节命令，由此以来，有利于实现顺序组的操作。（3）LCU现地控制方式：上位机系统的正常运行不会受到某台LCU因发生故障而不能正常运行的影响，因为每一台LCU都是可以独立运行的。在上位计算机发生故障或其他必要的时候，通过运行设在LCU屏上的控制按钮及仪表等相关设备就可以帮助值班员照常对泵站设备的控制、调节、值班运行，保障泵站的正常运行。

3.2微机保护系统的应用

微处理器构成的全数字式继电保护系统是泵站继电保护的技术保障，在工程实践中，标准化的插件板及机箱设计是全数字继电保护系统的主要装置，保护单元箱有着通过组装的所有组件，其具体零件包括人机接口设备、跳闸组件设备、和规定的保护功能等，从而进行设备运行状态等的记录。微机保护系统极大程度地保护各单元均相对独立，同时通过站内现场总线互联，能够完善单元箱工作功能，功能分配原则是微机保护系统遵循的原则，从而满足了通信网大数据独立工作的需求。在微机保护系统工作中，通过对单元箱界面的操纵，有利于日常维护水利泵站的安全顺利运行，同时也满足了其他不相连单元及上层监控工作的开展。

3.3图像监控系统的应用

泵站图像监控系统具有多个不同分屏、不同视频相互切换、实时场地定时录像、视频捕捉（抓拍）、云台控制、镜头控制、冻结视频、行动输出、报警预录像、防盗报警、预置功能、检索、锁定与解锁、完善的自我保护、远传和接收功能等功能，这些多个功能的共同实现从而保证了图像监控系统的先进性、可靠性以及实用性。同时系统具有强大的扩充功能，不仅可随时增加摄像机等前端设备，还可在联网的计算机上加装相应软件即可增加分控系统，且其权限和优先级需系统管理员设置。

4、自动化监控系统在深圳市盐田泵站的实际应用

深圳市供水网络盐田支线工程盐田泵站正常和备用的监控运行方式主要有以下两种，见下表。

正常运行时由调度中心远程监视，由泵站中控室计算机上对泵站进行监控，当泵站中控室计算机监控出现故障时，由泵站值守人员在现地监控单元（LCU）监控盘上对泵站进行监控。运行方式选择的优先权属于下层。

（1）调度中心远程监控运行方式：

在调度中心控制，泵站接受调度中心计算机监控系统命令自动运行。调度中心通过网络对泵站监控系统发布指令进行管理，可管理到泵组这一层。

（2）泵站中控室操作方式：

运行人员通过泵站中控室操作员工作站的键盘操作实现对泵站各主要设备及开关的控制、调节。

（3）现地操作方式：

运行人员通过泵站现地控制单元上的现地显示终端、操作开关等控制元件（控制指令由PLC输出）实现对泵站各主要设备及开关、闸门的控制、调节。

（4）操作方式选择：

在各现地控制单元操作柜上设置“现地-远方”选择开关。选为“现地”方式时，闭锁“远方”命令。

（5）各控制层之间的控制权并不是完全开放的，所以计算机监控系统应该设置相应的硬件和软件，对有控制权的控制设备操作人员开放控制权，对无控制权的控制设备操作人员进行严格的闭锁。