泵站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)況與及發(fā)展建議

1、泵站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)況與及發(fā)展建議1 前言建國(guó)以來(lái)，我國(guó)所建泵站多、分布廣，幾乎每個(gè)省市自 治區(qū)和直轄市以及相應(yīng)河道都有泵站，主要用于防洪、灌 溉、排澇、供水等。上世紀(jì)早起所建泵站都是用常規(guī)保護(hù) 和控制，到 90 年代中后期開(kāi)始采用自動(dòng)化控制設(shè)備，但用 的自動(dòng)化設(shè)備也存在一些問(wèn)題和不足，對(duì)比歐美發(fā)達(dá)國(guó)家 的泵站自動(dòng)化來(lái)說(shuō)還存在不少差距。2 泵站自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀2.1 設(shè)計(jì)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，軟硬件系統(tǒng)擴(kuò)展困難。隨著計(jì) 算機(jī)的普及，上世紀(jì) 90 年代以來(lái)，包括泵站自動(dòng)化系統(tǒng)在 內(nèi)，我國(guó)很多行業(yè)開(kāi)始使用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，但由于沒(méi)有 統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)出來(lái)的泵站自動(dòng)化設(shè)備和操作系統(tǒng)千差萬(wàn)別，

2、缺乏統(tǒng)一的功能要求和技術(shù)指標(biāo)， 系統(tǒng)擴(kuò)展困難。2.2 硬件設(shè)備不完善，功能不齊全。變電站的自動(dòng)化與 泵站水閘的的自動(dòng)化系統(tǒng)有很大區(qū)別，泵站系統(tǒng)設(shè)備和功 能都不完善，也不齊全，缺少現(xiàn)地 LCU等控制功能。2.3 缺乏系統(tǒng)概念，信息不能共享。缺乏系統(tǒng)概念，泵 站自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、調(diào)度通訊等不能互聯(lián)，導(dǎo)致信息不能互通。2.4 元器件缺乏連接統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)無(wú)法傳遞。自動(dòng)化 元件的選擇與系統(tǒng)不匹配，有些沒(méi)有通訊接口或接口協(xié)議 矛盾，有些必要的信號(hào)送不到監(jiān)控系統(tǒng)里面來(lái)，如溫度巡 檢、水位監(jiān)測(cè)等自動(dòng)化元件，就出現(xiàn)過(guò)不能傳遞數(shù)據(jù)的問(wèn) 題。2.5 泵站運(yùn)行人員技術(shù)力量嚴(yán)重不足。我國(guó)技術(shù)型人才嚴(yán)重不足已成為普遍

3、現(xiàn)象，很多泵站運(yùn)行人員沒(méi)有受過(guò)正規(guī)專(zhuān)業(yè)教育和足夠的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，文化素質(zhì)和計(jì)算機(jī)水平較差，當(dāng)自動(dòng)化設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，泵站運(yùn)行人員無(wú)力解決， 或者讓泵站帶病運(yùn)行，直到演變成更大的問(wèn)題，或者請(qǐng)生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行售后服務(wù)。然而自動(dòng)化設(shè)備廠(chǎng)家多，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 激烈，倒閉也快，很多設(shè)備用戶(hù)使用一段時(shí)間后便找不到 生產(chǎn)廠(chǎng)家了。3 改善泵站自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀的建議3.1 正確把握泵站自動(dòng)化設(shè)備的選型原則隨著科技的進(jìn) 步，泵站的自動(dòng)化也要與時(shí)俱進(jìn)，現(xiàn)階段的設(shè)備設(shè)計(jì)主要 采用分層、分布式結(jié)構(gòu)，由決策級(jí)管理、泵站級(jí)管理、監(jiān) 督控制級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)四層構(gòu)成，用以太網(wǎng)、光纖以太網(wǎng)、雙 絞線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。(1 )系統(tǒng)硬件配置如下：

4、 現(xiàn)地級(jí)控制單元由若干個(gè) LCU組成，每臺(tái)水泵機(jī)組對(duì) 應(yīng)一套 LCU，公用輔機(jī)設(shè)備控制部分共用一套公用LCU，每套 LCU都是由可編程控制器 PLC 和一些外圍自動(dòng)化元器件組成，每套 LCU之間以及后臺(tái)之間的通信方式多種多樣，可以是以太網(wǎng)、串口 RS232、 RS485或 CAN口； 泵站的線(xiàn)路保護(hù)單元、變壓器保護(hù)單元、電動(dòng)機(jī)保護(hù) 單元、溫度巡檢儀等通過(guò)以太網(wǎng)或串口與操作員站、工程 師站和調(diào)度連接，現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)上傳；UPS 一套語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)、一臺(tái)或多臺(tái)打印機(jī)、在線(xiàn)工及 GPS校時(shí)裝置； 通訊及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括交換機(jī)、無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)設(shè)備、以太網(wǎng)介質(zhì)（可選光纖）、通信管理機(jī)等輔助設(shè)備； 標(biāo)準(zhǔn)配置為

5、兩臺(tái)高配置的高效可靠工控機(jī)，一臺(tái)用作 服務(wù)器兼操作員工作站，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)雙機(jī)熱備份運(yùn)行， 也可單機(jī)或多機(jī)配置運(yùn)行，另一臺(tái)作為實(shí)時(shí)監(jiān)控主機(jī)和操 作主機(jī)； 一臺(tái)進(jìn)口工業(yè)級(jí)或國(guó)際知名品牌計(jì)算機(jī)作為通信工作 站，專(zhuān)門(mén)用來(lái)與上級(jí)防洪抗旱指揮調(diào)度管理處遠(yuǎn)方通信或 與水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)通信等； 一套微機(jī)高頻開(kāi)關(guān)式直流電源作為整個(gè)泵站的控制 電源、保護(hù)電源、工作電源及事故照明電源；充電模塊采用 N+1 冗余配置，具有完善的保護(hù)措施，可實(shí)現(xiàn)與后臺(tái)監(jiān) 控計(jì)算機(jī)的串口通信； 一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)泵站運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)、辦公場(chǎng)所 的實(shí)時(shí)圖像監(jiān)視。網(wǎng)絡(luò)兼容性和可擴(kuò)展性都遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)， 網(wǎng)絡(luò)上接入的每一個(gè)自動(dòng)化設(shè)備都具有自己特定的功能

6、， 一個(gè)部件出現(xiàn)故障只會(huì)影響相應(yīng)的功能，不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上其 他設(shè)備有影響，并且有利于今后的功能擴(kuò)充。(2 )系統(tǒng)監(jiān)控軟件 : 實(shí)現(xiàn)泵站與變電站等自動(dòng)化的監(jiān)控， 立足網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)，采用 DCOM分布或編程技術(shù)，可按功能或現(xiàn) 場(chǎng)條件自由配置模塊，使網(wǎng)絡(luò)中的各臺(tái)計(jì)算機(jī)運(yùn)行相同或 不同的程序模塊，具備強(qiáng)大的組態(tài)功能，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要 自由定義數(shù)據(jù)信息，監(jiān)控畫(huà)面、報(bào)表等。(3 )系統(tǒng)結(jié)構(gòu) : 系統(tǒng)內(nèi)的水泵機(jī)組 LCU、各輔機(jī)組 LCU、 各微機(jī)保護(hù)裝置、各智能設(shè)備均通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換器連接到以太網(wǎng)，與操作員站、工程師管理站、調(diào)度通信、上傳數(shù)據(jù) 信息，接受操作控制命令。(4 )系統(tǒng)特點(diǎn)： 系統(tǒng)通信遵循多種國(guó)內(nèi)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約

7、，可方便地接入 其他廠(chǎng)家的設(shè)備及各種自動(dòng)化元件； 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路先進(jìn)合理，保護(hù)測(cè)控裝置可以集中組屏， 也可以分散安裝于開(kāi)關(guān)柜上，功能各自獨(dú)立、互不影響， 工控元件均采用世界知名品牌，能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定可靠運(yùn)行， 提高了系統(tǒng)的安全可靠性； 系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)視、保護(hù)和控制等功能， 實(shí)現(xiàn)了泵站和各級(jí)調(diào)度緊密聯(lián)系，信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享，大 大地提高了綜合自動(dòng)化水平和快速反應(yīng)的能力。監(jiān)控系統(tǒng) 可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)更新，歷史數(shù)據(jù)庫(kù) 完善保存 10 年； 友好簡(jiǎn)潔的人機(jī)接口，大屏幕漢字顯示實(shí)時(shí)電流、電 壓、功率電度、保護(hù)定值菜單和其他所需的電氣量和非電量，定值修改設(shè)有多層限保護(hù)；具有事故順序記錄和

8、事故追憶功能，監(jiān)督部分有語(yǔ)音報(bào)警和短信報(bào)警功能，可實(shí) 時(shí)了解事故和方便查詢(xún)已發(fā)生的事故；故障錄波功能可以 記錄下事故或故障前后連續(xù) 60 周波，方便用戶(hù)分析事故原 因； 整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，各個(gè)單元功能獨(dú)立、智能化程度高，可以根據(jù)實(shí)際需要靈活配置，滿(mǎn)足擴(kuò)建等需要， 減少建設(shè)投資和維護(hù)費(fèi)用； 重要功能模塊均實(shí)現(xiàn)雙冗余配置、冷熱備用，在線(xiàn)自 檢、自診斷和自恢復(fù)能力很強(qiáng)，保證了最高的系統(tǒng)質(zhì)量， 提高了系統(tǒng)可靠性； 完善的視頻系統(tǒng)可以全面地、多角度地監(jiān)視整個(gè)站的情況； 通過(guò) GPS通訊對(duì)時(shí)，使全站的所有智能設(shè)備都有統(tǒng)一 的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘； 在現(xiàn)地層的泵組 LCU的觸摸屏或工控機(jī)上、監(jiān)控后臺(tái) 上都有機(jī)組的流

9、程圖，流程圖中各狀態(tài)用光字牌的形式顯 示，可以方便地查詢(xún)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)及事故情況; 系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵模塊或設(shè)備互換性、通用性強(qiáng)，便于檢修和維護(hù)，大大 降低了設(shè)備的平均故障修復(fù)時(shí)間。3.2 選擇自動(dòng)化設(shè)備廠(chǎng)家考慮充分周全目前，生產(chǎn)泵站 自動(dòng)化的生產(chǎn)企業(yè)不少于 100 家，其中大多數(shù)規(guī)模小、產(chǎn) 值低，約 90%的企業(yè)員工不到 50 人，年產(chǎn)值不到 1000 萬(wàn)， 大多數(shù)自動(dòng)化生產(chǎn)企業(yè)基本無(wú)可研能力，造成泵站自動(dòng)化 設(shè)備品質(zhì)不高，運(yùn)行不穩(wěn)，檔次較低。從長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠 運(yùn)行的角度來(lái)考慮，選擇廠(chǎng)家一定要看其規(guī)模、用戶(hù)業(yè)績(jī)、 售后服務(wù)，價(jià)格只能是重要因素而不是唯一條件。同一系 統(tǒng)的泵站自動(dòng)化設(shè)備盡量選擇一家，便于調(diào)試和維護(hù)。3.3 加強(qiáng)泵站運(yùn)行人員的培訓(xùn)生產(chǎn)企業(yè)要對(duì)用戶(hù)進(jìn)行系 統(tǒng)培訓(xùn)，用戶(hù)也要有人才培訓(xùn)意識(shí)，雙方努力堅(jiān)持經(jīng)常培 訓(xùn)原則，不定期的到廠(chǎng)家培訓(xùn)或請(qǐng)廠(chǎng)家人員到現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)， 不斷提高運(yùn)行維護(hù)人員的技術(shù)水平。4 結(jié)束語(yǔ)通過(guò)這幾年的實(shí)踐，泵站自