自動化監控系統在泵站中的應用論述

安月蘭王亞峰張琳

（1山東省濟寧市黃淮水利勘測設計院 山東濟寧 272019 2山東省濟寧市水利工程施工公司山東濟寧 272019 3山東省濟寧書水利局設計院 山東濟寧 272019）

自動化監控系統在泵站中的應用論述

安月蘭1王亞峰2張琳3

（1山東省濟寧市黃淮水利勘測設計院 山東濟寧 272019 2山東省濟寧市水利工程施工公司山東濟寧 272019 3山東省濟寧書水利局設計院 山東濟寧 272019）

現階段，泵站自動化監控系統的應用越來越普及，成為水利工程建設中必不可少的重要基礎性設施。本文主要探討在泵站對自動化監控系統的基本要求及其功能的實現，對于行業發展以及解決日常中出現的問題具有一定的指導意義。

泵站；自動化；監控

隨著計算機技術、網絡技術、信息技術的應用，在很多行業中都實現了自動化運行，極大的改善了人們的工作狀況，提高了工作效率。水利工程是城市發展的基礎性工程，通過自動化技術的應用，完成了對泵站的實時監控，做到“無人值班、少人值守”，并且提高了泵站運行的安全性、可靠性，對于泵站的安全運行及發展具有非常重要的意義。

1 泵站自動化監控系統應用的基本要求

在泵站中應用自動化監控系統的時候，一般要滿足以下幾個方面的條件：

1.1 可靠性與安全性

可靠性與安全性一方面是基于網絡系統而言的，在泵站自動化系統中一定要選擇安全、可靠、穩定的通信網絡，才能實現對泵站的實時監控，通常在大型泵站中采用雙網絡的措施來增強網絡的可靠性。另一方面可靠性與安全性是指的各種電氣設備比如計算機、網絡設備、傳感器、自動化控制設備等。

1.2 實用性

應用自動化監控，應該保證系統的實用性，便于人們操作，界面簡潔明了，屏幕上各項數據排列要合理，有效利用索引功能便于查找。所產生的各項數據報表、報警信息等要醒目，易引起人們的注意與重視。

1.3 先進性

泵站自動化監控系統要應用先進的技術設備，結合泵站的實際情況進行合理的配置，并且要符合相關的標準要求，及時升級更新各系統數據參數，從而保證自動化監控系統的先進性。

1.4 經濟性

通常泵站建設需要投入大量的資金，用來實現對設備精度的要求、各項設備的配置以及對機組穩定性的要求等。為了避免投資浪費，同時還要滿足泵站運行的各項指標要求，需要對設計方案不斷優化，以保證系統的經濟性。

2 泵站自動化監控系統的發展

泵站監控系統在我國起步相對發達國家來說是比較晚的，其發展基本可分為三個階段：（1）常規控制并由計算機輔助（簡稱CASC）；（2）計算機監控與常規控制共同應用（簡稱CCSC）；（3）通過計算機系統實現的自動化監控系統（簡稱CBSC）。

其中，第二個階段目前常用于對老泵站的升級改造，但是由于改造環節繁瑣，既浪費人力物力，又會增加系統故障的幾率，不宜推廣。而當前應用較多的是第三個階段的自動化監控系統，利用現代的計算機技術、網絡技術，實現了對泵站安全運行的實時監控，可以說是泵站安全運行技術的一大飛躍。

目前在實際應用中的自動化監控系統可以分為兩類：一是集中式控制，是利用一臺或是兩臺計算機實現對泵站中各種設備的實時監控；另一種是開放、分層分布式的監控系統，這種控制系統分工明確，主控系統主要用來控制泵站的全局，負責進行統計分析，而現地控制系統（LCU）主要是負責收集數據信息，對設備的運行進行監控，以及完成控制系統的操作。在實際應用中大都采用分層、分布式的控制方法，

3 泵站自動化監控系統的數據傳輸

數據信息的傳輸是保證泵站自動化運行的重要部分，目前常用的數據信息傳輸主要是PLC，其他的還可能用到站內勵磁、保護、溫度巡檢等各方面的信息傳輸系統，這些都是和設備生產廠家所簽訂的通信協議相關的。但是在市場上大都是采用一些標準的通信協議，像MODBUSRTU與MODBUSTCP等，這樣就給泵站自動化監控系統的發展增加了一定的困擾。不過，目前出現的一種嵌入式控制PC端的通信設備被應用到自動化監控系統中，有效的解決了監控系統的數據傳輸問題，使泵站自動化監控技術更加的智能。

4 泵站自動化監控系統的主要功能

4.1 設備的運行狀態檢測

運行設備的狀態檢測具有較高的技術性，是保證泵站安全運行的基本條件。在自動化監控下，對泵站的重要設備以及重要部位的各項參數實時收集、監測，然后將收集到的設備運行的信息、檢測數據等與專家級的智能系統進行比對分析，最后再對運行中的設備可能存在的各方面的問題進行科學的評價。其實這個過程完成起來是具有較高難度的，國內外的專家學者已經經過了大量的試驗，并且總結出了許多寶貴的實踐經驗。在具體運行過程中，狀態檢測是比較獨立的系統，其實和控制系統之間很多的資料是相通的，在進行設備檢測的時候可以將兩者結合起來，資源共享。

4.2 運行管理

即使是現代自動化控制系統已經相當完善，但是仍然有一些機械設備無法納入到自動監控系統之內，我們可以通過軟件系統所采集到的數據信息進行分析，然后再利用閉鎖條件檢查，起到對這些設備運行管理的目的。

4.3 流量控制系統

對泵站的流量進行有效控制是泵站運行的關鍵環節，也是監控子系統的主要功能。在流量監控中主要是監測全線流量變化情況，對于流量的監控可以從幾個方面來進行，一是要監測全線供水流量目標值的變化情況，二是監測沿線分水點分水量的變化情況，還有就是泵站機組運行情況和水庫的運行狀態。我們設定一個時間段，同時對泵站的靜態平衡分配和動態流量調節分別進行

監測，如果監測到小的流量變化，可以調整運行機組的葉輪達到平衡，如果監測到流量變化太大，可以采取增加或是減少機組臺數來進行調整。

4.4 調度監控

調度系統是泵站安全運行的核心，在日常工作中要結合泵站的實際運行情況來進行調度。調度中心的值班人員先要設定總流量計劃或是方案，保證泵站的經濟運行。在工作中對泵站的進出水池的水位差、泵站機組的各運行參數進行校對，在保證系統安全運行且滿足條件的前提下，對方案進行優化，將信息傳遞到各個分站點，并結合當前的流量變化情況，對整體進行平衡調控。現階段，我國很多水站基本都實現了不同程度的自動化監控，并且“無人值班，少人值守”的目標在很多地方都得到了落實。

5 自動化監控在泵站中的發展趨勢

5.1 一體化發展

科技的進步推動了自動化技術的發展，通過應用各種集成系統，將智能控制器和集PLC、HMI、I/O等通信技術于一體新型控制技術已經在實踐中得到了應用，泵站自動化監控體系正朝著一體化邁進，并且可以將多個泵站進行統一調度，達到最佳效果。

5.2 自檢功能越來越完善

在泵站運行過程中會出現一些故障，需要及時發現并修復，這就需要提高自動化監控系統的自檢功能，實時進行智能故障自檢，并及時自動修復。在這一方面，我國也取得了一定的成效，比如將BP神經網絡、模糊運算、多信息融合等新技術融入到泵站自動化監控中，對泵站自檢功能的實現起到了很大的推動作用。

5.3 數據傳輸實時化

及時獲得泵站運行的各種數據信息，能夠更加便于對泵站的管理，及時掌握各種動態信息，然后制定相應的措施，這就需要實現數據信息的實時傳輸。通過泵站自動化監控系統，配合最新的衛星云圖實時接收、實時在線巡視、設備狀態實時檢測與維修，并且通過共享平臺實現數據信息的實時共享，從而完成泵站數據信息的實時化管理。

6 結語

泵站自動化監控是當前泵站發展的主要方向，對提高泵站的自動化管理具有非常重要的意義。在泵站自動監控系統中運用各種硬件、軟件系統，以及網絡設施，結合當前的高新科技，達到“無人值班，少人值守”的最佳工作狀態。未來的泵站自動化監控系統將更加智能化，可靠性將大大提高，達到泵站對各項指標的監測要求。

[1]王學明.泵站自動化的發展趨勢[J].科技信息,2011,23（12）.

[2]朱正偉,徐青,唐鴻儒.南水北調東線工程泵站自動化系統設計關鍵技術[J]．南水北調與水利科技,2011,5（29）．

[3]吳健，韋東．基于智能控制器的泵站自動化系統研究[J]．中國水能及電氣化，2014，2（15）．

式中P為樣品加標回收率，m2為樣品加標樣測定的質量值，m1為樣品測定的質量值，m0為加標質量值。

加標回收率的結果，按規定的允許限判定是否合格。被測組分的含量≤1mg/L時，回收率的允許限為80%～120%；被測組分的含量在1mg/L～100mg/L時，回收率的允許限為90%～110%；被測組分的含量≥100mg/L時，回收率的允許限為95%～105%[3]。

由于監測站的樣品，特別是水樣，大多濃度偏低，文獻[4]指出決定回收率的因素有三方面，（1）加標回收測定時實驗方面的系統誤差包括測定方法、操作方法化學試劑、儀器方面等的綜合影響；（2）測定的精密度問題；（3）計算方法帶來的誤差。這些因素都會使回收率的波動范圍增大，影響結果的準確度。

6 結語

隨著對環境監測的重視及檢驗人員的素質的提高，影響數據準確度的樣品的采取、樣品的保存與運輸、監測方法、數據處理等因素已被漸漸克服，而枯燥的不斷重復的實驗監測過程中是實驗人員容易忽略的部分，采取內部質控手段來確保實驗數據的準確度可以減少數據的誤差，使得監測數據能更加真實地反映實際環境情況，這對環境監測，環境保護，具有重大意義。

參考文獻

[1]王莉.環境監測水質分析質量保證的探討[J].才智,2011(14).

[2]宋樹成，郭如俠.淺談樣品加標回收率[J].水科學與工程技術, 2011(8)∶25.

[3]李義,禹海清,董建芳,梁志宏.加標回收在水質分析中的應用及回收率計算方法[J].巖礦測試,2010(5)∶560.

[4]鄭毓蘭,趙曉華,陳連科.關于低濃度樣品加標回收的認識[J].中國環境監測,1995(2)∶55.

宋宏玲（1987—）,女，廣東湛江，本科，助理工程師，環保水監測。