自動化系統在泵站運行管理中的運用

馮海軍

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅 白銀730400）

1 引言

近幾年，隨著可持續發展理念的深化，水利工程得到了迅速發展，針對我國水資源分布不均及人均水資源不足等現狀，需要通過建設泵站的方式實現水資源的合理調配，更好地滿足人們生活以及社會生產的現實需求。基于此，做好泵站運行管理工作非常重要。自動化系統的應用能夠實現泵站從人工管理到自動化管理的轉變，應得到有關部門重視。

2 我國泵站自動化的發展歷程

泵站自動化先后經歷了3個不同階段：

1）半自動化階段。在半自動化泵站運行管理中，依然是以人為主，無論是設備運行還是控制系統設置，都需要人為操作，設備故障檢修和運行維護也需要依靠人工進行，泵站整體采用的是一種開環控制形式。

2）全自動化階段。與半自動運行管理相比，泵站全自動運行管理將開環控制變成了閉環控制，配合水位繼電器、壓力繼電器等自動化設備，可以實現對泵站機組的運行管理和保護控制。

3）綜合自動化階段。對比以往的自動化技術，綜合自動化技術不僅結構更加集成化，功能更加豐富，運行管理也更加智能，可以很好地滿足泵站自動化運行管理的各種需求，促進泵站運行效率提高[1]。

3 自動化系統在泵站運行管理中的應用

3.1 自動化監管系統

自動化監管系統能夠對泵站內所有設備運行情況進行監視，在發現異常時及時發出報警信息；監管過程中，能對收集到的各種參數進行分析和記錄，生成相應參數變化趨勢圖，幫助工作人員實現對設備運行狀況的分析預測；依照預先設定好的參數范圍，做好異常參數分析處理，盡可能地避免故障發生。

自動化監控系統可以分為視頻監管系統和電子監控系統，本文以電子監控系統為例進行簡單分析。泵站中，電子監控系統采用的是分層結構，不需要安排專門的值守人員，但是，為了保證其可以穩定可靠地運行，需要定期巡視檢查，指揮中心必須做好分站調度工作，確保分站能夠將相關指令落實到位，配合計算機和網絡，以實現信息的高效傳遞。分站監控中心需要對泵站運行中的各種設備參數進行收集和整理，并將分析結果傳輸到總監控中心，由技術人員做好分析判斷，保證各項操作指令具有合理性，以此來實現分層控制目標。事實上，除去電子監控系統，泵站中采用的監控系統同樣是分層結構，可以分為2個控制級：

1）以中心控制室為核心主要控制級，可以實現泵站電機自動化運行管理。

2）現場控制級，能夠借助完整的監控系統，保證監控效果[2]。

3.2 自動化控制系統

自動化控制系統能夠實現對泵站中關鍵參數和設備運行狀況的自動控制，如泵站機組控制、變壓器控制、電容器控制、輔助設備控制等。在充分保證安全的前提下，自動化系統應用還可以幫助工作人員實現對上述內容的遠程控制及調度工作。在對自動化控制系統功能進行設計時，應充分考慮泵站運行需求，同時，還應關注變電所相關操作規范，泵站內設備應設置為手動控制和自動控制2種方式，在出現故障需要停機處理時，可以在現場通過手動控制方式完成設備關機操作，保證設備和人員安全[3]。

3.3 自動化保護系統

自動化保護系統包括很多方面的內容，如母聯保護、微機保護、進線保護、站用變微機保護等，所有用于保護的測控裝置都必須安裝在高壓開關柜內，并確保其能夠分散布設，在測控裝置中配備以太網通信機與網絡交換機，能夠實現對保護系統和監測系統之間數據的信息傳遞，也可以為各種操作命令的順利執行提供良好支撐[4]。

3.4 自動化通信系統

自動化通信系統是基于光纖以太網通信技術和同步數字體系的通信系統，可以實現對泵站的自動化控制，也可以對泵站運行管理中的各種信息進行自動采集。自動化通信系統能夠借助中央控制室以及相應分站傳輸平臺、信息交換平臺和網絡平臺，完成數據互通互聯。目前，自動化通信系統的作用體現在以下2個方面：

1）自動化通信系統可以實現對泵站內部所有區域、所有設備以及所有儀器的互通互聯，對泵站運行管理中產生的各種數據信息進行及時準確的收集和傳輸。

2）自動化通信系統可以為泵站日常運營管理提供全網聯網服務，也可以為數據業務、語音業務以及圖像業務提供支持。基于此，在對自動化通信系統進行設計的過程中，應確保其能夠很好地滿足泵站發展中對于互通性、兼容性和可擴展性的要求[5]。

4 自動化系統在泵站運行管理中的應用前景

伴隨著互聯網技術、計算機技術以及自動化技術的發展，泵站運行管理開始從原本半人工操作逐步轉變為綜合自動化管理，在進行泵站的自動化建設過程中，應對各方面需求進行綜合考慮，在充分保證泵站運行效益和運行安全的基礎上，提升自動化系統的適用性。新發展環境下，自動化系統在泵站運行管理中的應用前景體現在以下3個方面：

1）自診斷功能完善。為了將自動化系統在泵站管理中的作用最大限度地發揮出來，技術人員應重視自動化系統中自診斷功能的完善性，實現對常見故障的自動化智能化診斷及處理。現階段，我國開始對一些大型泵站進行升級改造，越來越多的先進技術被應用到了泵站故障診斷中，如BP神經網絡、頻譜分析技術、多數據融合技術等，顯著提升了泵站自動化系統中的人機協作能力，使泵站運行管理朝著自動化和智能化方向發展。

2）信息實時管理。信息實時管理能夠幫助工作人員更好地了解泵站的實際運行情況，為決策制定提供可靠參考依據，提升泵站運行管理效果。信息實時管理的實現，能夠使工作人員隨時掌握泵站設備運行狀態，借助即時性平臺實現數據信息共享，促進泵站管理效率和維護水平的提高。

3）管控一體化。嵌入式智能控制設備以及OCS控制器的應用，決定了未來泵站運行管理必然會朝著測量、管理和控制一體化方向發展。借助自動化監控系統，工作人員能夠對泵站設備的運行情況進行控制，也可以圍繞多泵站工作的最優化目標來進行調度，實現泵站一體化管控。

5 結語

我國在泵站自動化運行管理方面已經取得了比較顯著的成果，但是，依然沒能實現綜合自動化運行管理，這就需要相關技術人員繼續努力，在強調泵站效益最大化的同時，對泵站自動化監控系統、自動化控制系統、自動化保護系統和自動化通信系統等進行整合優化，提升泵站運行管理效果，以此來推動我國水利事業的健康發展。