泵站机电自动化控制技术有效运用研究

2021-12-26马新涌

南方农机 2021年12期

关键词：泵站控制技术机电

马新涌

（山东省调水工程运行维护中心棘洪滩水库管理站，山东青岛 266109）

水利工程建设中机电设备自动化技术运用的范围越来越广，特别是在一些重大工程中，机电设备的应用正在向专业化方向转变。以泵站机电自动化控制技术为例，该技术不仅能够保护泵站机电设备，而且还能够对设备有效控制，提高设备利用率，确保泵站的稳定运行。

1 泵站机电自动化控制技术的重要性和原则

1.1 重要性

1.1.1 提高泵站运行效率

当前，机电自动化控制技术的作用主要体现在设备效率和质量上，如果机电自动化控制技术水平越高，那么设备的运行效率也会越高[1]。此外，机电自动化控制技术还能够对各类信息技术加以控制，根据实际需求来工作。而且自动化控制技术下的设备自身也具有很好的灵敏性，针对在运行中出现的误差也能够加以控制。泵站运用机电自动化控制技术能够很好地保护泵站设备，确保泵站设备运行的精准性，提高工作人员的工作效率，为泵站的稳定运行打下基础。

1.1.2 提高运行安全

机电自动化控制技术是按照相应指令来严格运行的，那么就不会受到以往传统形式下因为工作人员自身失误而造成的机电设备运行问题，在这种情况下的机电自动化技术水平非常高[2]。此外，机电自动化设备都会为其配备备用电源，即使发生断电问题，也能够及时启动，保证泵站的运行，减少因为突然断电而出现的问题。机电自动化控制技术还有自我监控、诊断等功能，这些都是保证泵站运行的基础。

1.2 原则

1.2.1 合理性原则

泵站机电设备在使用上，是按照进水流量来提升，那么自动化控制技术的运用，就能够在确保水压稳定的基础上，减少资源浪费问题[3]。自动化控制技术能够实现自我控制，不仅相关数据满足要求，而且还能够对设备进行检测。因此，自动化控制技术运用后，就能够结合泵站机电的自身情况来制定相应测点和具体位置。

1.2.2 实效性原则

在正常情况下，提高泵站自控系统会包括变配电子系统、水质监测等等，在这其中每一个系统都有着相应独立系统，或者是自身会具有自我关闭系统。但是，这种情况在控制上会增加难度，而使用自动化控制技术就能够实现各子系统之间的联动，有效提升控制水平，一旦在这其中出现问题，能够在第一时间进行有效处理。

2 泵站机电自动化控制技术现状

泵站主要就是为了能够提供动力，是由相关电力设备、水电机组等组成。在泵站中运用机电自动化控制技术最早出现于20世纪80年代，结合实际情况来改善泵站设备的运行情况，推动泵站设备向自动化方向发展。在我国相关政策支持下，将先进机电控制技术运用于泵站中，更好地提升泵站机电自动化控制技术水平，让泵站能够更加稳定运行，改善以往的泵站运行情况[4]。但是，从当前实际泵站运行中能够看出，机械强度和生产效率方面还有着一定问题，需要不断进行研究，提高泵站的机电自动化控制水平。

在当前泵站机电自动化控制技术中，主要是替代以往人力操作的问题，将泵站中所存在的设备通过自动化的方法进行控制，并且通过这样的方法还能够降低劳动强度。目前，泵站使用这种技术在需求上可以从以下几个方面分析：1）基本功能。这种功能就是利用技术，以此来采集相关数据或者是控制功能。2）高级功能。主要是实现远程监控、控制等[5]。3）修饰性功能。这种功能可以通过相应感知和自动化控制技术，以此来实现人员和设备的交互。以上3种功能都需要具备，并且在信息技术的帮助下来实现内部转化。不仅要满足泵站需求，还要保证泵站设备在稳定运行情况下，充分运用高新技术来满足泵站机电自动化控制技术的有效应用。

3 泵站机电自动化控制技术运用优势和途径

3.1 优势

自动化控制技术能够很大程度上替代人工操作，实现各生产环节的有效衔接，提高生产效率，保证生产质量。将机电自动化控制技术运用于泵站中，就能够提高泵站的工作进度，因为能够及时读取相关数据和信息，自动化进行机械的操作，自身具备较高专业性和准确度，在这种情况下就能够确保泵站的运行且不会受到设备或者是机械的影响，能够按照提前编制好的技术来进行准确操作，有效地提升运行高度，减少人力劳动强度，也不会受人为主观因素影响，能够更好确保运行精准度[6]。通过检测和自动预警装置，能够很好控制设备中的各类风险并实现自我调控，减少设备在运行中容易出现的问题，更好地延长设备的使用寿命，保证设备安全。此外，在泵站运用这种技术还能够降低设备在后续维护中的工作量，也能够减少工作所需要消耗的费用。从一定程度上来讲，因为这项技术的功能较全，应用的范围较广，不仅能够节约人力、物力等，还能够减少在泵站中的人员，做到节约资源的目的，这也是当前泵站不断发展的重要方法。

3.2 途径

从当前泵站所应用的自动化控制技术中能够看出，具有复合性的特点，主要是运用信息整理、计算机程序等等学科，并且随着社会不断发展也在积极更新[7]。特别是在当前人工智能水平不断提高的今天，推动这项技术向自动化、智能化方向发展，在具体应用上能够突出表现更好的性能和更高的速度，这也是这项技术得以开发和具体应用的重要趋势。此外，这项技术还可以结合网络技术来实现远程控制，设置自动化控制终端，利用网络来实现远程控制。与此同时，在泵站中应用自动化控制技术实现自动操作的基础上，还能够推动人力与机器共同协作。受到人们对于环境保护要求越来越高的影响，也需要在泵站中应用绿色环保设备和运行程序实现泵站运行的生态化、绿色化，更好地提升这项技术的作用。

4 泵站机电自动化控制技术应用

4.1 机组安装应用

在开始施工前，要做好相关准备工作。首先，要先阅读和了解机电设备的相关资料、安全流程等等。其次，根据泵站的具体情况来制定一套适合的安装方案。在安装的时候，应该先安装底座，技术人员必须要全方位地检查安装范围，并根据图纸内容来对照需要明确安装的地方，保证所安装的位置和设计位置相吻合，确保底座的顺利安装。在安装过程中可以使用千斤顶等工具来保证底座位置的准确。再次，在安装工程中需要及时地安装配套设备，比如弯管、水泵座等。在安装时也要确认设备的尺寸，要保证和设计图纸相同。将导叶体和泵座按照要求组装。最后，需要完成机座和电动机的安装。技术人员要先检查所需要安装电动机的相关配件，再安装，确保安装的正确。

4.2 信息处理技术应用

自动化控制技术中的信息处理技术主要是针对泵站设备各类数据、运行情况加以分析，并将最终结果进行储存。在应用信息处理技术过程中，先控制流量。泵站的流量是在一定时间内排除的水量。那么信息处理技术在应用过程中能够对其自动计算，在排水量达到预定值后，就能够及时控制，不达到预定值后，又会自动流出。与此同时，信息处理技术还能够控制泵站水的高度，整理、计算高度，作出相应决策，以此来更好控制泵站的各类设备。

4.3 检测和传感器技术应用

泵站设备在运行过程中，偶尔会出现问题，那么检测和传感器技术就能及时地监控设备，在出现问题的时候，采取相应解决措施，确保泵站能够正常工作。将检测和传感器技术进行合理应用，有效调节机电设备，并对机电设备进行远程监控和应急自动控制。主要体现在以下几个方面：1）在应用检测和传感器技术过程中，这项技术会及时监控在泵站中的每一个机械设备，通过对设备和周围环境温度、距离等进行检测，更好地保证设备功能能够有效发挥。2）在应用这种技术过程中，这项技术能够根据检测设备的对象进行分析，在分析过程中还能够积极和信息处理技术加以配合，以此来实现对泵站设备的自动化控制。3）在检测泵站过程中，计算进水和出水，是按照PID来对相应机组进行调节，通过这样的方法来更好地实现对泵站设备运行的有效控制。

4.4 伺服驱动技术应用

在机电自动化控制技术中所具有的伺服驱动技术主要是指利用驱动装置和相应的元件来对设备进行驱动，泵站中应用这种技术体现在以下几个方面：1）工作人员利用伺服驱动技术来驱动泵站中的电力设备，将执行元件中的电路和控制系统进行连接，确保控制能够统一调令。此外，利用机械接口来将机械和执行部分进行连接，这样就能够让其执行相应的动作。2）伺服驱动技术在泵站中应用，能够实现恒压供水。通过对设备的有效控制和处理，合理地保证入水压力能够在规定范围内，并且还能够实时对压力进行计算，将最终的结果上传到操作系统中，以此来控制设备。在这个过程中，泵站的设备能够实现自我变频，这样就能够对泵站机组功率和台数有效控制，不仅能够减少问题，而且还能够节约能源[8]。

5 泵站机电自动化控制技术的具体体现

5.1 系统结构

5.1.1 系统整体

泵站机电自动化控制系统主要是由主站控制和现场控制两个部分所组成，这两个部分的功能有所不同。主站控制单元主要是对泵站机组提供相应的配电设备，并且实现对相应设备的监控。现场控制是能够利用相应技术来实现对泵站运行的实时监控，还能够通过输入和输出接口来进行连接。此外，泵站综合系统会利用双网连接的方法，各系统和网络并不会受到影响，能够独立操作，这样就使得即使在运行中一部分出现问题，那么计算机也能够正常运行。

5.1.2 自动化办公系统

根据泵站自动系统的特点，相关部门会按照自己的工作内容来进行操作，及时地查询在泵站中的数据，并通过局域网来打印相关文件，实现数据和信息的共享，进一步完成公文流转。

5.1.3 信息发布系统

泵站综合系统不仅仅是一个整体，而且还能够分为不同的子系统，之间相互独立又有着联系。这一系统会分为动态和静态两个页面，静态会展示泵站的分布，动态则是收集和分析各系统的数据。与此同时，还会有服务器来为其提供支出，减少传统文件的整理问题，让数据更加准确。

5.1.4 监控图像系统

图像监控系统能够保证图像的清晰，还能够实现远程监控，备份相关资料。不仅能够同步同时显示，而且还能够定点缩放，操作页面简单，更容易达到工作人员要求。

5.2 自动化运行步骤

泵站自动化控制系统是用户提前设计参数，然后系统就会根据参数的条件来检测设备情况，判断设备是否正常运行。打开泵站自动化控制系统后，一旦设备达到停机的要求，那么各机组的设备都会依次关闭相应的设备。如果系统在运行过程中发现一些设备不能够及时关闭，也会及时发出警报。

5.3 控制模式

泵站的自动化控制系统一般都会利用遥控来进行控制，操作人员能够在上位机上手动操作相应设备。在自动化控制模式下系统会利用半自动或者是全自动的运行模式，根据操作人员的需求来自动开启或者是关闭。此外，系统还具有手动操作的模式，能够在现场按照按钮来进行操作，并根据现场实物来显示设备的开关机。

5.4 主要功能

5.4.1 采集和处理功能

泵站综合系统在运行过程中会对各个单元的电气量数据进行收集，并由数据中心来对数据进行处理。与此同时，主控制系统会及时地采集一些非电量信息，而且还能够根据信息的类型来进行分类，对于其中不正确的数据能够及时清除，并将最终的数据打包上传，以便于后续的查询和使用。

5.4.2 监控安全运行

安全运行是泵站系统运行的重要内容，所以监控安全运行就显得非常重要。在这其中核心主要分为几个方面。1）实时监控系统的安全运行情况，泵站的工作人员可以根据泵站控制系统来对设备进行远程控制，一旦发现设备运行不受控制就可以通过系统来进行修改，在这其中需要注意的就是工作人员必须要具备权限才能够修改。2）泵站系统能够通过多种状态来监控设备，或者是通过人工定期检查的方法来了解设备运行情况，一旦发生问题会及时报警，为后续维修提供数据支持。3）定期分析设备运行数据。如果发现设备的数据发生问题或者是产生故障，那么就应该及时修改相关数据，排除其中故障，并采取辅助设备进行处理。泵站的综合监控不仅能够对泵站中所有设备进行控制和修改，还能确保整个系统运行稳定[9]。

5.4.3 实时控制功能

除去自动化运行外，泵站的操作人员还可以通过手动或者是半自动的方法来加以操作，通过操作页面来直接启动或者关停设备。泵站所有的自动化控制系统还可以在线修改数据，为设备运行提供帮助。