泵站電氣自動化的必要性和設(shè)計思路

謝作政

[摘 要]泵站系統(tǒng)之中包括泵房建筑、出水系統(tǒng)以及排水系統(tǒng)。在現(xiàn)代市政工程出現(xiàn)普遍的規(guī)模擴(kuò)大的情況時，泵站的功能也有所增加，在原來的基礎(chǔ)性的提供壓力的基礎(chǔ)上，泵站也被增設(shè)了一些電氣功能，因此別安裝到泵站之中電氣設(shè)備的數(shù)量激增，除了泵、電機(jī)以及油箱這三種基礎(chǔ)設(shè)備之外，還有一些輔助型電氣設(shè)備，包括排水設(shè)備、充分水杯以及壓縮空氣設(shè)備等。為了調(diào)配并使用各類泵站設(shè)備，技術(shù)人員應(yīng)用將電氣自動化的水平提供，本文主要介紹電氣自動化設(shè)計的價值以及設(shè)計方法。

[關(guān)鍵詞]泵站；電氣自動化；必要性；設(shè)計思路

中圖分類號：TP309 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）21-0396-01

在市政建設(shè)工程系統(tǒng)之中，泵站是重點建設(shè)內(nèi)容之一，排水型泵站對于城市的防澇排水工作存在重要的應(yīng)用意義。在應(yīng)用泵站進(jìn)行排水任務(wù)時，可以了解到泵站內(nèi)設(shè)各種類型的現(xiàn)代電氣設(shè)備的重要性，基于泵站電氣設(shè)備的管理條件，很多泵站的管理者都應(yīng)用自動化的電氣系統(tǒng)來實現(xiàn)對所有電氣設(shè)備的常規(guī)管理，雖然還沒有建設(shè)出完善的無人泵站管理模式，但是相較過去的混亂泵站管理情況，其進(jìn)步也是極為明顯的，本文對泵站專用的電氣自動化管理系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計工作進(jìn)行研究。

1 泵站應(yīng)用需求分析

泵站電氣設(shè)備的自動控制、測量、保護(hù)、監(jiān)視、通訊方面。其內(nèi)容包括：泵站高壓送、變電系統(tǒng)；泵站0.4kV配電系統(tǒng)；泵站直流系統(tǒng)；主機(jī)勵磁系統(tǒng)；電機(jī)的綜合保護(hù)系統(tǒng)。

泵站及重要輔機(jī)系統(tǒng)的自動控制、測量、保護(hù)、監(jiān)視、通訊方面。其內(nèi)容包括：為主機(jī)配套的油系統(tǒng)的控制（例如：水泵葉片調(diào)節(jié)壓力油系統(tǒng)、快速閘門液（油）壓操作系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、齒輪箱冷卻油系統(tǒng)等）；為主機(jī)配套的氣系統(tǒng)的控制（為真空破壞閥（虹吸式泵站）所配的低壓氣系統(tǒng)、為水泵葉片調(diào)節(jié)配套的壓力油及其它氣動工具用的中壓儲能氣系統(tǒng)）；泵站水系統(tǒng)（為主機(jī)組配套的冷卻水系統(tǒng)、泵站排水系統(tǒng)和消防用水系統(tǒng)等）。

各種非電量的自動測量、監(jiān)視、通訊方面。其內(nèi)容如下：水工安全方面的位移、沉降、揚壓力、應(yīng)力等各種監(jiān)測；水文、水位、水情、水量、水質(zhì)等各種監(jiān)測；各種溫度、濕度的監(jiān)測；絕緣監(jiān)測；各閘門開度、荷重等監(jiān)測。

全站的視頻監(jiān)視系統(tǒng)及視頻信息上傳。根據(jù)以上納入自動化系統(tǒng)的各項需求，將其進(jìn)行分類、集成。按照流程框圖要求設(shè)計自動化監(jiān)控系統(tǒng)，使系統(tǒng)具備以下功能：控制、保護(hù)與調(diào)節(jié)功能；數(shù)據(jù)采集與處理功能；設(shè)備運行在線監(jiān)視功能；事故預(yù)告與報警功能；數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳與系統(tǒng)管理功能。

2 電氣自動化技術(shù)引進(jìn)的必要性

隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和成熟，泵站自動化技術(shù)獲得了一定的發(fā)展。但是縱觀全國各地泵站自動化實施現(xiàn)狀仍存在不少問題。由于自動化及信息化技術(shù)發(fā)展迅速，而相關(guān)設(shè)計院的自動化設(shè)計力量往往配備不足，近年來泵站工程的前期設(shè)計方案通常由開發(fā)商和設(shè)計院共同完成。而開發(fā)商又沒有可供參考的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對泵站自動化的真正需求了解不深，致使設(shè)計的泵站自動化系統(tǒng)和現(xiàn)實需要脫節(jié)。需求分析缺乏深度泵站自動化屬于工業(yè)自動化范疇。與小型水電站自動化比較相近，但也有其自身的特點。I/O點的配置、參數(shù)的設(shè)置。檢測控制的重點對象應(yīng)緊密結(jié)合泵站運行管理實際需要來確定。不少開發(fā)商將泵站開停機(jī)操作理解為泵站自動化，結(jié)果用大量的配置將泵站的柜前操作移至計算機(jī)屏幕前的鼠標(biāo)操作。

在對大型城市泵站以及中性泵站進(jìn)行控制時，自動化控制工作更為，基于泵站的內(nèi)部規(guī)模特點，水泵裝置的結(jié)構(gòu)、泵站電機(jī)的容量以及輔助設(shè)備均有多種類別，不同的裝置提出的自動化管控需求也不同，管理人員在進(jìn)行自動化投資工作的時候，也需要針對具體情況來調(diào)整投資檔次，在根據(jù)電氣應(yīng)用的物質(zhì)條件來完成經(jīng)典設(shè)計的工作任務(wù)，避免不同部位的電氣設(shè)備在自動化的管控系統(tǒng)之中出現(xiàn)沖突性問題。

泵站自動化是一門綜合了泵站技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和控制技術(shù)等多學(xué)科的高科技新生事物但由于泵站自動化起步較晚，積累的經(jīng)驗不多又沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。泵站自動化的投資規(guī)模、設(shè)備的檔次和范圍、監(jiān)測控制對象、速度和精度軟件的配置、功能設(shè)置、數(shù)據(jù)庫定義、與信息化系統(tǒng)的接口標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議、與智能設(shè)備的接口等都迫切需要一個典型的參考或相對統(tǒng)一的規(guī)定。在暫時沒有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的情況下組織進(jìn)行泵站自動化典型設(shè)計是十分必要的。

3 設(shè)計思路分析

3.1 電氣信息管控系統(tǒng)設(shè)計分析

管理泵站的工作之中需要獲得相關(guān)信息的全面支持，水利信息化的變動傾向給泵站信息提供工作創(chuàng)造了合理的開設(shè)條件，借由信息化的自動管理方式可以對泵站電氣系統(tǒng)之中的關(guān)鍵的電氣信息開展深度挖掘，同時還能獲取更多的動態(tài)性信息，這種信息獲取優(yōu)勢也是經(jīng)典設(shè)計方法獨有的，獲取泵站信息之后，技術(shù)人員可以將其添加到泵站管理數(shù)據(jù)庫之中，為日后的泵站管理工作提供數(shù)據(jù)支持。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計工作分析

電氣設(shè)計者可以依照標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計理念開展電氣系統(tǒng)的設(shè)計工作，很多城市在給泵站提供自動型的電氣控制體系時，并沒有遵守可靠的電氣設(shè)計規(guī)范，因此在應(yīng)用這種系統(tǒng)時，經(jīng)常會存在混亂的低效率管理情況，應(yīng)用典型化的電氣設(shè)計方法可以幫助處理掉這種規(guī)范化卻是的設(shè)計問題，在對泵站之中的同步型電動機(jī)進(jìn)行管理時，需要將多個溫度傳感器安裝在設(shè)備上，對電機(jī)的溫度進(jìn)行測定，在測定溫度的同時，還要將電量精準(zhǔn)地檢測出來，檢測電量數(shù)據(jù)時需要應(yīng)用電量傳感器這種電氣和設(shè)備，同時多功能型電表也是不可缺失的，同時應(yīng)用這幾種電氣裝置才能保障整個電氣管理系統(tǒng)以安全的方式開展自動化運轉(zhuǎn)活動。

3.3 模塊化設(shè)計工作分析

雖然大中型泵站類型不多，變化不大，但各個泵站還是存在機(jī)組臺數(shù)和形式的區(qū)別。典型設(shè)計可以設(shè)計出若干個模塊應(yīng)用到所有泵站之中。整個泵站綜合自動化系統(tǒng)就是由數(shù)個基本模塊通過積木式疊加組合而成。

泵站綜合自動化的基本模塊可分為泵站監(jiān)控層及網(wǎng)絡(luò)模塊、水力監(jiān)測模塊、泵站機(jī)組LCU模塊、泵站輔機(jī)LCU模塊、微機(jī)勵磁模塊、泵站公用LCU模塊。泵站清污機(jī)LCU模塊、泵站防洪閘（節(jié)制閘）LCU模塊、泵站工程安全自動監(jiān)測模塊、視頻監(jiān)控模塊辦公管理模塊等。模塊化設(shè)計是將泵站自動化作為一個產(chǎn)品整體考慮。同時又使之具有較大的靈活性。可以適用于同類型的所有泵站。可以避免因缺乏標(biāo)準(zhǔn)而盲目追求高投入和高配置以及設(shè)計功能不全的問題。如機(jī)組LCU模塊就是―個內(nèi)部不可分割的模塊。內(nèi)部的PLC傳感器、電源、T/O接口端子、繼電器等都是確定的，端口也是確定的。每個模塊都包括確定的硬件配置。軟件配置和功能配置。

4 結(jié)束語

現(xiàn)代城市應(yīng)用的泵站逐漸朝著全面完善化的方向發(fā)展，在開發(fā)泵站建設(shè)技術(shù)的同時，技術(shù)人員也不能忽略泵站的管理工作。泵站中的每一種電氣設(shè)備都存在獨特的應(yīng)用價值，而其運行時間與運行方式均存在極大的差異，僅憑管理人員是無法實現(xiàn)對泵站的全面管理的，而電氣自動化系統(tǒng)在泵站管理環(huán)節(jié)體現(xiàn)著諸多的優(yōu)勢，在設(shè)計電氣控制系統(tǒng)時，需要強(qiáng)化控制流程圖的設(shè)計，對整體控制流程圖的不合理之處加以改進(jìn)，使其自動化運行方式更為科學(xué)合理。自動控制泵站運行的研究仍舊存在不足，控制力度與控制方式還可被繼續(xù)改進(jìn)。

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