城市排水泵站自動化控制的幾點探討

劉金旭

摘 要：城市排水泵站為排水防洪工作順利進行的重要基礎設施，必須要保證其建設高效性，以及運行穩定性。提高其自動化建設水平，實現自動化控制，可以掌握排水泵站運行狀態，對各項信息參數進行分析和調整，從根本上來提高泵站運行綜合效果。文章主要對城市排水泵站自動化程度低造成的效率低下問題進行分析，并提出了一系列優化措施，爭取提高排水泵站綜合運行效率。

關鍵詞：排水泵站；自動化控制；系統優化

實現城市排水泵站自動化控制，對提高城市排水與防洪工作效率具有重要意義。雖然現在逐漸有更多新型技術和設備被應用到城市排水泵站建設匯總，但是從整體運行效果來看，管理上還存在較大不足，大部分依然采取人工操作管理方式，或者是利用常規繼電器控制，各泵站之間信息交流少，還未形成可靠的自動化控制系統，無法及時應對存在的各類運行問題。為完全滿足實際應用需求，必須要在現有基礎上來提高泵站自動化控制水平，通過數據共享與科學應用，準確掌握并有效控制泵站運行狀態，減少各類故障的發生。

1 城市排水泵站控制系統分析

對城市排水泵站運行進行控制，積極應用自動化技術，建立功能完善的自動化控制系統，可以實現無人值班工作要求，整個管理過程中無需人員進行直接參與控制工作，只需要對泵站各設備進行巡查、維修和調試即可，在提高控制效率的同時，減少工作量，提高工作效率。為實現排水泵站自動化控制，在對其進行研究設計時，需要確保其具有較高抗干擾性，應用屏蔽雙絞線與屏蔽層，并對所有設備進行接地處理，保證系統設備運行可靠性。同時還應采用雙電源設計方式，在其中一供電源出現運行故障后，可以啟動備用電源，確保系統的正常運行，滿足城市生產生活需求。并且，基于城市排水泵站建設系統的日益完善，為滿足整個系統內所有設備有效管理，需要建立遠程控制系統，對控制回路應用兩種獨立工作模式，可以根據方式選擇開關來確定工作方式，在自動控制故障后可以及時轉到間手動控制模式，提高控制效率[1]。另外，城市排水泵站體系需要維持長時間運行模式，自動化控制系統的設計，需要實現數據采集，作為實時控制基礎，通過科學決策和精確控制，來對整個系統運行進行有效控制，并及時處理存在的故障。

2 城市排水泵站自動化控制系統要求

2.1 抗干擾性

在針對城市排水泵站自動化控制系統進行設計時，應保證其具有較強的抗干擾性，降低外部因素的干擾，提高泵站設備運行可靠性與穩定性。一般可以在電源側設置穩壓器和濾波器，并落實過電壓、欠電壓與過流保護，同時還可以對計算機采用專用回路設計方法，配置隔離變壓器、配電箱、不間斷電源等，保證控制系統運行可靠性[2]。另外，還應對機房采取屏蔽措施，模擬信號輸出線應用屏蔽雙絞線以及屏蔽層接地處理，對于系統內所有設備也均需要對其進行接地處理。

2.2 雙電源供電

為避免在泵站運行過程中電源故障，而導致設備無法正常運行，在進行自動化控制系統設計時，應選擇應用雙電源設計方法，在其中一個電源供電故障后，另一備用電源可以及時啟動，維持設備正常運行，滿足泵站工作需求，避免對城市生產生活產生影響。

2.3 高效控制

城市排水泵站在運行過程中，很容易受到外部因素干擾，出現各類運行故障，針對此在對其進行運行管理時，就需要加強控制系統監控功能，對設備運行狀態進行實時監控。對運行數據進行有效采集、決策、控制，確保整個系統可以按照設定程序穩定運行，且通過監督能夠在運行故障報警時，及時向管理人員發送短信警報，及時采取措施進行處理和保護，將故障影響控制到最低[3]。同時，還應具有就地和遠程控制功能，兩種控制方式相互獨立工作，且可以根據實際情況靈活選擇控制方式，提高泵站控制效果。

3 城市排水泵站自動化控制系統實現要點

3.1 系統設計要求

對城市排水泵站自動化控制系統進行設計，應選擇先進計算機技術，對各項數據資源和軟硬件資源進行有效保護，選擇逐步過渡到統一、標準運行模式。所選軟硬件與操作系統均滿足平臺運行要求，并總結以往管理經驗，提前編制數據資源維護、安全、糾錯等處理方案，同時提高系統擴展性，為滿足系統發展要求預留接口。

3.2 系統總體框架

（1）硬件系統

通過泵站自動化設計，來對泵站運行過程進行監測，并根據要求對其進行自動控制。內容主要包括現場設備控制器、控制程序設計，來提高系統運行可靠性。硬件系統的設計需要能夠對運行數據進行收集，并實現網絡與傳輸設備的組建和維護，降低管理工作量的同時，提高泵站管理效率，滿足穩定、可靠管理要求，提高泵站設備運行安全性。

（2）軟件系統

對軟件系統進行設計，即實現泵站現場與控制中心互通和控制的保障，為實現自動化控制的關鍵。其主要包括支撐平臺、功能模塊、標準規范體系以及業務應用系統等。要求軟件系統可以對控制終端運行情況、運行數據進行查看，包括流量計、水泵啟停、高低壓儀表、液位計等參數。同時，還可以對泵站運行進行控制，并根據實際需求發布相應命令，對下一層工作進行有效指揮。另外，還能夠對泵站設備運行狀態進行監控，根據視頻圖像和紅外報警信息采取下一步管理措施，提高泵站管理效率。

3.3 系統功能分析

（1）數據采集

自動化控制系統的設計，可以對泵站各類運行數據進行有效采集，包括電力參數、水泵參數、工作環境情況等，在遇到運行事故后，系統能夠對故障時刻設備數據進行自動收集，并且還可以根據需求自動接收系統管理級別調度與操作命令，完成下一步管理工作[4]。其中，所采集數據內容主要包括設備實時運行狀態與電力參數，設備監控安全以及運行環境等。

（2）數據處理

即對各設備運行數據進行有效處理能力，以及各類數據處理方式，是系統監測、記錄以及控制重要依據。主要包括狀態數據處理、模擬量數據處理、常規控制計算與數據處理、事件順序數據處理以及實時數據處理等。基于設備I/O服務，設置I/O控制點，對運行數據進行實時采集，并記錄到數據庫內進行分析處理，同時還可以對數據進行跟蹤記錄，通過設備運行趨勢進行分析，完成報警判斷。

（3）設備控制

通過對設備運行狀態的監控，采集各項數據后作為管理依據，實現泵站設備遠程控制，及時處理各項問題，提高設備運行可靠性。在分配控制權限時，確定主控中心對部分泵站設備存在直接控制權，除了部分特殊情況，可以由分控中心來對泵站運行進行干預，否則分控中心無法得到相應控制權。

4 結束語

對排水泵站自動化控制系統進行分析，需要確定系統功能特點，基于實際管理需求來做好系統軟硬件系統設計，保證各項功能模塊的正常運行，對泵站運行進行遠程控制與實時監控，提高泵站運行可靠性。

參考文獻

[1]王世凱.關于城市排水泵站中應用電氣自動化控制的研究[J].科技經濟導刊，2016（15）：83.

[2]王燕.天津市排水泵站控制系統的項目管理研究[D].河北工業大學，2015.

[3]王憲明.關于城市排水泵站實施自動化控制的建議[J].科技創新導報，2012（07）：99.

[4]袁剛.基于預測控制方法的城市排水系統建模與控制研究[D].杭州電子科技大學，2011.