泵站自动化控制汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇泵站自动化控制范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

Abstract: China's multi pump station, wide distribution, almost all provinces and autonomous regions and municipalities directly under the central government have pumping stations, mainly for flood control, irrigation, drainage, water supply etc.. The last century fifty or sixty's pumping stations are using conventional protection and control, to in the late 90's began to use the automatic control system of pumping station automation equipment, relative to the European and American developed countries control system there are still many gaps. With the recent city construction scale is continually expanding, city water, city drainage automatic control requirements more and more. Therefore, a set of integrated automation system is required to complete and rational operation of these components, and complete the protection, these components control. This paper describes the composition and characteristics of comprehensive automation of pumping station control system. Combined with the comprehensive automation of pumping station system development experience. On the comprehensive automation of pumping control system detailed description, so that more people understand and application.

Keywords: pumping station automation control system features

中图分类号：O652.9文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

一、泵站综合自动化系统的特点：

1、高度的可靠性：系统采用成熟的全开放式分层、分布式系统结构，上下控制层采用现场总线通讯模式，大大提高了系统设备间的数据交换速度和系统通讯工作的稳定性。

2、高度的实时性：系统能适应泵站现场环境的要求，实时性好，抗干扰能力强。

3、良好的开放性和扩充性：专用现场总线通讯网络结构的采用使系统设备可方便灵活的进行扩充。所有的硬件均为模块化，构成一个通用、开放的结构体系；应用软件采用OPC技术，使得系统应用软件构成一个开放式的接口环境。

4、完备的安全性：系统对每一功能操作提供检查和校核，操作有误时，被禁止并报警：在人机通信中设置操作口令，按控制层次实现操作闭锁；系统采用冗余和模块化技术，使系统的局部故障不影响系统整体的正常运行。

5、完备操作性：系统采用全汉化界面，使运行人员可方便直观的进行远方实时控制和操作。

6、可维护性：系统采用模块化结构模式，设备的模块化使技术人员在方便的对必要的设备进行更换和维修，保证系统可靠运行。

7、良好的友善性：采用全汉化界面，操作方便，人机接口功能强，符合泵站运行人员的操作习惯。

8、设计的合理性：严格按照系统的电气主接线图进行设计，并充分考虑用户的实际情况及要求，使系统布局合理，美观实用。

二、泵站系统主控级的主要功能：

系统主控级的主要功能包括：1．数据采集与处理；2．安全运行监视；3．实时控制与调整；4．监视、记录、报告；5．事件顺序记录；6．事故追忆和相关量记录：7．正常操作指导和事故处理操作指导；8．数据通讯；9．屏幕显示；l0．泵站设备运行维护管理；lI．系统诊断。各主要功能阐述如下：

1.主控级自动采集和处理泵站设备的运行参数．主要采集的数据及处理功能为：

主控级收集由现地控制单元采集的电气量；各现地控制单元将采集到的电度量上送主控级进行处理：主控级自动从各现地控制单元采集非电量：对实时数据和历史数据进行分类筛选及整理．去除无用的数据后，将“压缩”了的数据存人数据库。

2.安全运行监视包括全站运行实时监视及参数在线修改、状态监视、越限检查、过程监视、趋势分析和监控系统异常监视：

(1)安全运行实时监视及参数在线修改：值班人员可对全站各主设备及辅助设备的运行状态进行实时监视控制和在线修改。对系统中的所有设备．只有具有一定操作权限的值班人员才能在线修改相应权限的运行参数。

(2)状态监视：状态分两类。一类为自动状态，如水泵的自动起动等；另一类为受控状态，就是由来自人工控制的命令所引起的状态。

(3)越限检查：能够检查设备越限状态并发出报警，越限状态信号在CRT上显示并记录。

(4)过程监视功能：监视水泵各种运行工况的转换过程所经历的各主要操作步骤。

(5)趋势分析功能：分析水泵运行参数的变化，及时发现故障征兆，提高水泵运行的安全性。

(6)辅助设备的运行监视和分析功能：监视水泵及泵站各间歇运行的辅助设备(如排水泵、空压机等)起动次数、运行时间和间歇时间。通过数据变化情况，分析其对应的设备是否异常。

(7)监控系统异常监视功能：监控系统的硬件或软件发生事故则立即发出报警信号，并显示和打印记录，指示故障部位。

3.实时控制与调整：

(1)操作员可通过操作员站的显示器、键盘等，对监控对象进行水泵的启停、定值和限值的设定、报警复归等控制与调节。

(2)自动功率因数控制：按照电力系统的要求。自动投切电容器。

4.监控和事件记录：

(1)监视：中控室的监控机配有彩色CRT显示器，用于显示泵站的运行情况。同时，配备一套马赛克模拟屏，模拟显示泵站的运行情况。

(2)记录、报告：把全站所有监控对象的操作、报警事件及实时参数报表等记录下来。并显示和打印。

5.记录、报告的主要内容：

记录、报告的主要内容包括：1)操作事件记录；2)报警及事件记录；3)定值变更记录；4)报表；5)趋势记录；6)事件SOE记录。

6.故追忆和相关量记录：

记录在事故发生前5s和后20s时间里重要实时参数的变化情况。

7.正常操作指导和事故处理操作指导：

(1)正常操作：能根据当前的运行状态判断设备是否允许操作并给出相关的标志。

(2)事故处理：在出现故障征兆或发生事故时，由监控系统提出事故处理和恢复运行的指导性意见。

8.数据通信：

(1)通过一路载波通道，一路光缆通道，与水调部门通信。同时。通过一路光缆通道与电力调度部门通信。

(2)可实现与MIS系统、工业电视系统等接口通信。

(3)可实现与现场各控制单元间的相互通信。

9.屏幕显示：

画面显示是计算机监控系统的主要功能之一，画面调用将允许以自动或召唤方式实现。画面种类包括各种系统图、棒形图、曲线、表格、提示语句等。画面清晰稳定、构图合理、刷新速度快且操作简单。

10.泵站设备运行维护管理：

积累泵站运行数据，为提高泵站运行、维护水平提供依据。

11.系统诊断：

(1)系统设备硬件故障诊断包括对各工作站计算机及设备、通讯接口、通道等的运行情况进行在线和离线诊断，故障点能诊断到模块。

(2)软件故障诊断：软件运行时，若遇故障能自动给出故障性质及部位，并提供相应的软件诊断工具。

三、泵站综合自动化系统的建设

泵站实现自动化，不仅可以避免误操作，防止运行事故，减少运行人员； 并可以提高设备和工程利用率、延长设备寿命、实现优化运行。泵站自动化应是泵站运行管理发展趋向。

1、泵站的基本模式两种：为全自动化方式、半自动化方式。（1）全自动化方式：泵站是靠设置在前池或出水池上的水位继电器(压力变送器)控制机组的启动、停机或进行各种调节。当水位(或压力、压差)上升或下降到限定位置时，发出动作信号传给控制台的线路继电器或计算机。当线路继电器动作时，按规定程序动作(启动或停机)的执行机构也发生动作执行机构通常由时间继电器和控制启动 (或停机) 程序的继电器或为计算机系统。这种自动方式对泵站设备的技术要求高，要有较完备的运行可靠性和自动处理运行故障的能力。全自动化泵站除了控制机组的启动和停机之外，对于进出水管道的工作压力、电动机温升、轴承与填料函的温度、泵站的引入母线与自动控制母线上的电压等，都以作用在事故继电器上的特殊继电器(传感器、变送器)进行监视。一旦工作状况超越规定值，事故继电器动作，使工作机停机，在有备用机组场合，可使备用机组自动投入。发生事故的机组，只有在消除了故障的原因之后才能再次启动。

（2）半自动化方式：对于经济条件较差，资金投入不足的泵站，可以采取比较筒单的半自动化计算机监控方案。这种方式可根据经济条件适当地减少传感设备采用开环控制。即无执行元件，通过计算机软件计算出的监控数据可以通过手工方法进行控制或调节。对于泵站技术改造，可以采用计算机辅助监控系统。泵站控制操作仍由常规装置来完成，计算机监控系统的功能主要是数据采集、数据处理、优化计算、事故记录、打印制表等。其优点是在运行中即使监控系统本身发生故障，泵站机组仍能维持正常运行。但系统能力较低，对自动化水平的提高或升级有一定的限制等是其主要缺点。不过该方案对系统性能要求不高．因而投资较少．比较容易实现。

三、结束语：

通过这几年的实践，泵站自动化系统多优势已经显现，通过简化电气设备来减少厂房面积，节省土建投资；改善工作环境，减轻劳动强度，做到安全和文明生产。要根据设计规范，借鉴一些泵站自动化的成功经验，选择合适的生产厂家，在自动化系统创新改造中少走弯路，节约资金，使泵站系统更加科学、合理、长期稳定运行。希望与广大读者共同研讨，增强对该系统的认识和应用。随着城市饮水工程和排涝工程的不断增多，该系统将在市场中得到更多的应用。它的功能将不断得到完善和提高。

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中图分类号：F407.67 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 12-0000-01

The Automation Control System of Oil Gathering and Transportation Pumping

Zhou Ling,Dai Bin,Zhao Min,Qi Dequan

(China Petroleum and Jidong Oilfields Land Oilfield Operation Area,Tangshan063200,China)

Abstract:Pumping oil gathering operation and management of backward production status,design automation control system.Describes Opto22 ME computer monitoring system structure and function,and its pumping station separator Kong gathering applications.Application results show that the system can real-time automatic monitoring and control process in gathering parts of the production process parameters to ensure the production of oil and gas gathering and transportation safety,optimize the operation conditions,improve production efficiency.

Keywords:Oil field gathering pumping station;Automatic control systems;Real-time monitoring;Separator;Application

一、前言

作为一个老站，设备陈旧老化，事故率、运行维护费用高、职工劳动强度大的矛盾日益突出，随着生产规模的扩大，集输处理量不断增加。由于监测参数量多，以往靠人工检测储油罐液面、油水界面对盘库不准，手动控制脱水器界面难度高，这些因素给首站生产操作和管理带来很大困难。为适应现代化生产的要求，使生产和管理实现自动化，根据首站现状，实施了集输泵站的自动化改造，并成功地用于集输泵站的自动化生产中。

二、自动化监控系统介绍

（一）ME控制系统简介

根据首站现状，采用美国Opto22公司的ME计算机监控系统作为首站自动化监控系统的骨干结构。该系统采用上、下位机方式，在现场采用多级CPU进行控制处理，各I/O模块对输入输出信号能提供4000V的隔离，系统的实时性、可靠性、灵活性优于其他系统。系统的上位机主要由工控机、控制软件组成；下位机主要由控制器、智能板、I/O模块组成。上位机与控制器通过100Mb/s以太网进行通信，控制器与智能板通过RS485进行串行通信，I/O模块直接插在智能板上。控制软件从上位机通过以太网下载至控制器。

该控制系统的特点如下：一是可靠性高、二是可维护性高、三是智能化、四是实用性强。

（二）ME控制系统构成

站内设有一套计算机控制系统，分为两级控制，上位机控制设在主控室，负责全站工艺流程数据管理，根据不同工艺流程，将控制岗位划分为分离器岗、计量岗和外输岗，每个岗位均设现场控制机一套，负责工艺流程显示、数据采集与控制。计算机控制系统的结构均达到国内领先水平。

1.现场控制单元

现场控制单元分布于联合站的各个岗位，负责现场数据采集和控制策略的实现，是智能联合站的核心部件。其采集数据主要包括：每台分离器的液位、入口压力和温度、出口汇管压力和温度、脱水泵房和外输泵房的进出口压力、温度、流量泵的电流和电压、每台流量计的来油温度和压力。

各控制单元和上位监控站同时作为控制网络的一个节点，能进行高速对等通讯。ME控制系统采用的现场控制单元主控器为SNAP-LCM4主控器，可支持串口、ARCNET、以太网，可实现多种通讯方式组合，满足工业现场的要求。ME控制系统采用SNAP-B3000单元处理器，其主要功能是可完成和主控器之间的多种通讯方式，并对主控器的要求做出快速的响应；实现I/0的智能化，处理简单的逻辑功能，对本单元的I/0点进行定期扫描。

2.上位机监控站

上位机监控站可以通过组态构成各种功能画面，借助于这些画面可以完成对生产过程的监视及控制。它主要显示参数总貌、工段、细目、趋势、流程图画面、设备启停状态及PID调节功能、系统显示画面示意及各种报表功能，系统数据覆盖了全部生产装置和生产环节，便于形成完整的实时生产管理系统，分别设有离器区生产数据显示画面和工艺流程显示画面。

联合站的数据通过网络，实时进入信息中心的数据库中，通过分析软件，可及时形成各类分析图表。使用标准的网页浏览器可以对系统信息进行监测，生产运行情况、设备情况、计量数据、油气产量等数据一目了然。

三、自动化监控系统在分离器岗的现场应用及效益分析

（一）现场应用实例

实例1：2005年3月12日凌晨3点，操作人员发现1#分离器采油六队的液位由原来的0.98mm降到0.65mm，压力由0.28Mpa降到0.23Mpa，及时到现场进行检查，排除了分离器的故障，经过分析判断，认为是采油六队的来液量减少，立即与采油六队联系。经过巡线，发现是采油队一个计量站的外输管线穿孔。由于首站发现及时，使采油队在最短时间内发现问题解决问题，避免了场地污染等事态的扩大。

（二）有助于操作人员准确调节油气分离器

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2主要机电设备的选择

在进行主要机电设备的选择工作时，其根本目的就是确保在长时间的机电设备运行中，确保排涝泵站运行中的安全性和稳定性。为了达到上述的目的，还需要对所选择使用的电气设备进行检验，在检验的过程中，可以利用系统在最大运行方式的情况下，当电路出现短路时对短路电流的检查。在通常的情况下，都是使用的S形变压器，也就是CB10系列中，一种带有铝合金外壳的干式变压器，通过实践的证明，这种变压器工作中表现出来的性能非常好。而其中的高压开关柜，应用的是KYN开关柜，如果和普通的开关柜进行比较，它的优势非常明显，不仅占用的面积非常小，而且它在开端能力表现方面也非常强。这里面的低压配电柜中，所应用的电柜结构不是非常复杂，这种电柜就是低压配电柜，形状类似于抽屉，另外有一个最突出的优点，就是有很好的安全性，为了确保泵站的功率能够达到有关的标准，可以根据实际情况增加无功补偿柜。值得注意的一点是，因为中小型排涝泵站在额电电压方面比较高，也就有一个问题，就是它的实际容量根本就达不到额定电压的数值，这样持续的工作下去，水泵以及电机的使用时间就会缩短，所以需要使用一定的方式，减少机械之间这种频繁的相互碰撞，所以在设计电动机的时候，其大部分部件都是使用软启动器来进行起动。在这里面，直接启动的应用通常都是针对那些容量非常小的设备。而为了能让泵站高效而正常的运行，在高低压电力电缆的设计中，就必须使用一些特殊的材料，比如使用优点非常多的铜芯交联聚氯乙烯绝缘护套电力电缆。

3监控和保护系统工作以及控制技术

就泵站的保护和综合监控系统而言，其工作的方式主要有两种，手动和自动。接下来就以排涝泵站，是有5台机组的为例，对其的保护和监控系统，以及控制技术进行详尽的阐述。第一，其开机的台数必须要根据实际的运行情况来确定，具体而言，就是需要根据进水池的水位来进行确定。对机组的控制过程，主要是需要操作人员进行操作。比如在中控台按钮，或者是在电机出线柜前进行手动的操作。在确定需要启动的机组之后，观察开机的状态是首要的工作，在观察中的内容有2个方面。第一观察就冷却水指示是否正常。第二点，就是在机组的出水管位置，其电动蝶阀是否在全开的位置。在一般的情况下，这两种情况都有对应的灯光提示。当继电器已经通电后，电容补偿柜的断路器必须可以打到合闸的位置，那么断路器和另外位置的就必须可以马上接通，在这种情况下，就必须让选择开关SAC处在手动的状态。最后一步就是进行线圈的合闸处理，让Y3电吸合，从而断路器才能合闸，与此同时，只要按下合闸按钮后，HA就可以完成。这个过程也会受保护装置的监督，因此操作过程要相当谨慎。因为在断路器手车的合断路器前，其所在的位置也要符合有关的规定要求，除此之外，保护系统还会对手车开关的实际位置，还有断路器的实际状态等，进行下一步的检测。也就是说，只有当所有条件都满足规定的要求时，才可以进行合闸操作。机组的停机操作程序和启动程序比较，停机操作程序要简单很多，如果有机组需要进行停机操作，那么只要直接按下分闸的按钮TA就可以，在这种情况下，分闸线圈Y2就会通电，从而断路器就会有分闸的操作。除此之外，还必须把断路器的手车摇回到原来的位置，其次就是让SAC选择停止的开关位置，最后，把电容补偿柜调整到分闸的位置，而机组冷却水的电磁阀，需要在几分钟后才会关闭。如果是就自动工作方式的监控而言，其保护系统必须把SAC选择开关放在“自动”的位置。除此之外，机组的开启和停止主要是池里水位的高低决定的。因此如果它想实现自动的工作方式，就必须满足以下两个要求。第一点，它必须能顺利的开机。第二点，断路器必须经常处在热备用的状态。业内人士应该都非常清楚，在这种情况下，中间的继电器1－6KM的作用是控制机组自动启动或停止的。而数字显示控制仪1WX，以及2WX都是有六个水位控制器所组成。依据泵站机电自动化系统的设计内容，有几个水位是必须要设置的，比如停机的水位。这里的开机水位主要表示除了停机水位之外，其他所有部分的水位。同样的道理，控制仪2WX也要有对应的水位，比如3#机开机水位，还有4#机的开机水位，也包括5#机的开机水位。但是这六个水位的数据不能保持一致，在工作中，最合理的状态就是保持各个对位之间有一定的水位差，这些控制要求是工作中都需要牢记的。

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中图分类号：TV675 文章编号：1009-2374（2015）15-0038-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.019

社会的发展需要解放生产力，生产力的解放建立在科学技术水平的不断提升和科技人才的大量涌现。时下，泵站机电自动化控制技术的应用越来越广，自动化控制技术凭借自身优势使泵站的管理体系和功能结构发生了较大的变化，避免了人力时代的诸多弊端，在给人类社会带来便利的同时将泵站的工程技术推向高峰。在科技时代席卷全球的大趋势下，着力提升泵站机电自动化控制技术的有效应用成为解决当前问题的关键所在。

1 泵站机电自动化控制技术的发展现状及功能需求

1.1 泵站机电自动化控制技术的发展现状

众所周知，泵站就是设置水电机组、电力设施、管道及闸门的房屋，能够产生相当大的液压动力及气压动力的有效装置。追本溯源，泵站机电自动化控制技术大体经历了三个历史阶段，分别发生在20世纪80年代、20世纪90年代和20世纪末期。纵观泵站机电自动化控制技术的发展历史，大约都是人们利用电子技术改善泵站运行状态，在结合军事需求、技术需求、自动化控制需求等多种因素的基础上不断完善自身技术水平，在取得蓬勃发展的基础上呈现出目前的发展现状：由“机械电气化”向“自动化控制”转变。机械生产是各大国家的重中之重，提高泵站机电自动化控制技术的有效运用成为当前亟待解决的问题。以当前飞速发展的科学技术为依托，泵站机电自动化控制技术的发展现状已经处于较为发达的水平，在改善泵站运行机制和技术操作等领域已经发挥了不可替代的作用。即便如此，泵站机电自动化控制技术的发展仍存在需要改善的地方，众多企业的生产效率及人员技术水平存在提升空间，没有达到机械强国的高度，泵站机电自动化控制技术的发展存在众多弊端，而要改变这一现状，就必须以现代科学技术及专业人才为基点，着力使泵站机电自动化控制技术水平有所提升。

1.2 泵站机电自动化控制技术的功能需求

泵站机电自动化控制技术摆脱了以往人力控制缺点，通过自动化控制技术将邮箱、电机和泵这三种基本设备连接起来，利用阀门、电闸等多种装置实现泵站的自动化控制。与此同时，泵站机电自动化控制技术也存在功能需求，其主要由基本功能、高级功能和修饰这三种功能需求构成。其中基本功能是指完成较为基本的操作功能需要，基本功能需求需要完成采集机电数据、控制机组功能及数据预警报表等。高级功能则主要包括应急机制、远程监护和控制、自动化控制技术调节功能等需求。修饰，顾名思义，就是通过视觉、触觉等人体感知自动化控制的灵活性来实现人机信息的交换。泵站机电自动化控制技术的这三种功能是相辅相成、相互影响的，并不能独立存在。此外，泵站机电自动化控制技术的这三种功能也会以信息技术为基础，在内部发生转换与递进，自动化控制技术首先要以可靠性和实用性为最基本的需求，除此之外，创新功能是泵站机电自动化控制技术提高的灵魂与核心，只有具备创新的精神和开拓的视野才能更好地迎合泵站机电自动化控制技术有效应用的需求。

2 泵站机电自动化控制技术有效应用的优点及改善途径

2.1 泵站机电自动化控制技术有效应用的优点

纵观当今世界，高新技术和自动化技术已逐渐取代人力劳动，生产、工作效率与科学技术互相作用、相互促进。泵站机电自动化控制技术的逐渐完善对于企业或单位的工作质量和进度有着不可替代的促进作用。所谓泵站机电自动化控制技术，就是准确读取信息来源，实现自动化的机械操作，具有较高的灵敏度和准确度。泵站机电自动化控制技术的有效应用摆脱了设备或机械受人类主观因素的影响，使得泵站的信息处理操作沿着既定的技术程序精准运行，避免了众多负面因素的影响，达到了人力所不能及的运行高度，极大地减轻了人类的操作负担。泵站机电自动化控制技术的有效应用，使得现场运行更具安全性和可靠性，其所带有的自动预警装置和检测装置有效地减轻了设备的运行风险，更好地延长机电自动化控制设备的使用寿命和运行周期。此外，泵站机电自动化控制设备有利于维修和保养，能很好地改善设备的运行状态，泵站机电自动化控制技术所带有的功能比较全面，适应面极为广泛，泵站的机电自动化控制设备可以节省众多人力、物力、财力，有利于删减冗杂的部门和人力，促进了能源及材料的节省，可以说，泵站机电自动化控制技术将会取得长足的发展，其有效应用已延展到各个领域。

2.2 泵站机电自动化控制技术有效应用的提升途径

泵站机电自动化控制技术具有较强的复合性，机电的自动化囊括了信息整理学、计算机程序等多门学科内容，随着人类社会的不断实践与发展，泵站机电自动化控制技术也需要与时俱进，取其精华。21世纪的人类社会更加偏向于智能化和自动化，对于生活和工作的追求也发生了改变。首先，机电自动化必须要结合智能化这一重要发展方向，渐渐地向智能领域的自动化控制迈进。从目前的发展局势来看，智能化具有性能高、运行快、应用广等特点，注定成为自动化控制系统的开发主流。其次，泵站机电自动化控制技术要注意依靠网络这一现代化科技平台，远程控制就必须通过网络建立，将自动化控制的终端设立于泵站，就能很好地进行远程控制，甚至是家庭型控制。最后，泵站机电自动化控制技术要讲求自动化和绿色化，机电系统自动化控制的核心就是自动操作，要重点巩固机电系统与人力的关系，逐步走向人机联合，通过自动化控制实现产品的绿色化和生态化。时下，生态环境的保护已成为人类社会所极力追求的，要想取得长足发展就必须使用绿色环保的机电设备和运行程序，时刻与回归自然的时代大潮相结合，结合实践经验与人民大众的真实所需，切实提高泵站机电自动化控制技术，促进自动化控制技术的实际效用。

3 结语

截至目前，机电自动化技术已经具有较长的发展历史，人类社会在不断探索与实践中逐渐改善着这一融贯中西的技术。机电自动化控制在泵站排涝泵过程中占据主要地位，该项技术与实际问题相结合，以高新技术为依托，发生推进和进一步变革也是必然的，泵站机电自动化控制技术的有效发展是劳动人民不断创新的结果，对于解放和发展生产力有着极为重要的作用，成为社会发展与进步的重要基础。

参考文献

[1] 姚彦星.深圳机场排涝泵站电气设计[J].中国农村水利水电，2012，（10）.

[2] 柯泽明.如何在电气设计中提高排涝泵站的安全防火性能[J].宜春学院学报，2007，（S1）.

篇（5）

中图分类号：TV675文献标识码： A

在建设泵站时，采用自动化系统，不但能提升设备的运行效率、使用时间，还能有效降低劳动强度，提升管理水平。随着计算机技术、网络技术以及自动化技术的迅速发展为建立一套高效、实用性较强的监测、管控系统提供了技术支持。而微机监控系统作为自动化控制系统中的组成部分，它让自动化控制系统变得更加完善、可靠，并且还能够避免以往常常出现的设备事故，大大提升了设备的完好率。

1.微机监控系统的组成

泵站自动化控制系统中微机监控系统主要包括主辅机自动控制、励磁装置以及主机自动调节、微机保护等各个部分，用的是分散和集中相结合的监控方式。其中励磁控制用的中国核工业电机运行开发公司生产出的数字化微机磁装置，人机界面系统主要用的是液晶汉字显示，参数设定用的是菜单操作，全部强电输入信号在输入CPU系统之前都通过隔离进一步转化形成弱电信号。当输入及输出的信号通过光隅隔离之后，CPU的模拟信号会通过隔离放大再输出[1]。

其次，美国通用电气公司生产出来的微机型管理继电器综合了保护、控制、通信以及故障检测、功率测量为一体。当设定参数时既能够通过表面设置的键盘直接输入，同时也可以上位机下载。在泵站自动化控制系统中微机型管理继电器就是采用该公司生产的，其中主机用的是SR469微机型管理继电器，主要作用是保护、控制、检测大中容量电机；站变用的是SR750微机型馈线管理继电器，主要保护线路与小型变压器。在监控系统中，上位机用的是EC2000，并且还配置有SQL Server数据库软件，具有一定的网络Web浏览功能[2]。在和外局域网联网后可以进行实时发送监测数据，让广域网上面的全部用户浏览，其中涉及到的重要监测数据要写入中心数据库。

最后，主辅机自动控制与主机自动调节两个部分通过监控单元实现，系统选用的是两套容量大、可靠性高，并且带有电插拔功能的设备，每个控制单元的PLC都是以工业级、太网专用模块将太网和主控计算机进行直接连接，以此确保数据高速可靠地传输。主控计算机用PLC采集监测到的数据，像：压力量、电量及水位等，谈后由PLC发送指令，控制主辅机、变配电设备。

2.微机监控系统的特点

微机监控系统综合了保护、检测、管控、通信等各项功能，能够充分保护电源独立，并且还不会受到通信系统、运动方面的影响，可完全独立地进行工作。其中的励磁硬件设备运用模块化设计，体积较小且非常便于维护、维修。关于参数的设置既可以按照现场数据键入，也可在上位机中下载。除了闸门PLC之外，其它各个部分与上位机之间使用的是一样的通信协议，这就保证了通信的可靠性，尤其是保护了直接和PLC通信，让整个系统变得更有层次感，更加符合分布式的构造要求[3]。各个系统之间可以联网运行，也可以单独运行，彼此之间的影响很小，可以灵活当地选用，这就提高了整个系统的安全系数。同时，该系统可以按照上下游水位、叶片角度变化等，自动分析计算出不同机组的抽水流量，累计抽水量，录入历史数据库。

3. 微机监控系统在泵站自动化控制系统中的功能

其一，监测功能，其主要体现在上位机对现场各种设备运行参数与运行状态的监测上。站变、主电机电流、主电机上下导瓦、主变等的温度都被送进保护单元，通过PLC与上位机通信。并且水压力、油压力及气压力通过现场压力变送器进行变换之后，再由PLC与上位机交换信息。励磁装置的运行状态监测出来的数据，由RS-485通信线由PLC与上位机通信，其中励磁综合控制器上面的液晶显示屏能够直接显示出对应机组的运行情况。而叶片角度、上下游水位、闸门开高、贮能罐油位分别是叶片角度编码器、超声波水位计与闸门测控仪、红外线液位探头进行现场采集的，采集到的信号通过PLC转换变成数字量之后传送到上位机。泵站所设备得到的回讯信号由反向检测出的电压判断，而厂房设备开停情况、二次回路运行状态、保护设备报警信号都是由PLC传送到上位机的，并经其监测[4]。

其二，微机励磁功能，上位机通过设定闭环来调节恒功率因素的运行、恒无功功率的运行，一旦上位机发生故障，励磁综合控制器就会在现场通过键盘来调节主要的运行参数。上位机能够实时记录晶闸管励磁装置中的运行参数，如果电机发生励磁保护性跳闸，装置运行不正常或者失控情况时，不单单在上位机中出现信号，在现场的液晶显示屏总也会出现相关信号。

其三，控制、管理功能。微机监控系统主要通过上位机直接对7373电动刀闸、737断路器以及1#、2#站变断路器侧储能、分合实施控制，而现场的监控单元主要下达主机断路其分合控制的命令。叶片角度大小按照运行情况，及时调节。空压机与供排水泵的开或者停主要由上位机按照设定参数，通过监控单位自动调节。其次，因微机监控系统在上位机上面设置了故障报警、系统运行各个参数设置等很多个菜单画面，所以，运行管理人员能够通过点击鼠标获得上位机中菜单来了解主机温度参数、技术参数以及辅机系统中的水位、水压力、油位等[5]。而通过故障报警画面可以了解各种设备故障情况，主辅机运行状态。用鼠标、键盘还可以及时调整磁系统中的运行方式、运行参数、调整叶片角度等等。为了进一步加强管理，微机监控系统还设置了多层防护程序，尤其是在关闭断路器之前，需要完成合闸之前的各种准备工作，否则，上位机就会自动闭锁，不能顺利进入下一步操作。

其四，保护功能。微机监控系统保护装置可以适时判断设备故障，记录故障发生的时间、类型，进一步反映出故障的各种数据、波形等。系统上位机通过PLC轮流查询每套保护装置，当出现保护动作时，把保护跳闸事件、跳闸报告、自检报告等会一并上传到上位机系统中。而主机保护SR469装置能够实现过流保护、低频率保护、横差保护、纵差保护、失步保护、过负荷保护等等。并且除了电量方面保护之外，主机上下导瓦、推力瓦的温度与励磁系统参数状态保护功能等。主机的温度保护一般有两种方式：①把温度电阻Pt100接入SR469，通过逻辑分析判断；②借助压力式温度计把开关量接入PLC，用在主机跳闸方面。

其次，主变SR745具有零序差保护、比例式差动保护、过激磁保护、过流保护、低电压保护、零序电压保护、自适应波制动保护等。只要设定相应参数，主变可以灵活地选用上述保护，除了电量保护之外，还有主变温度保护、主变本体重瓦斯保护等，而站变的SR750有一定的过流、速断保护功能。

总之，微机监控系统在泵站自动化控制系统中，管理人员只需要用鼠标、键盘就可检查、管控现场设备的运行情况，这样不但可以减少运行值班人员数量，还可减轻劳动强度。当系统联网以后，还能够实现数据共享，非常便于查询，进而就为枢纽运行管理、调整决策提供了便利。

【参考文献】

[1]吴同性.基于PLC及以太环网平台的井下中央泵房自动化系统设计[J].煤炭技术， 2010(05)：85-86.

[2]潘卫锋，李尚红．PLC在泵站液压启闭机控制系统中的应用[J].电世界，2004，45(1)：8．

篇（6）

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）05-0107-03

1 污水处理厂及泵站自动化控制系统概述

厦门水务中环污水处理有限公司筼筜污水处理厂下辖沿筼筜湖周边滨北1号、北2号、北3号，湖中，滨南1号、2号、3号、4号，及海天、寨上、象屿等共计36（其中含22个截流泵井）个污水提升泵站。这些泵站作为筼筜污水处理厂的厂外泵站，经市政管网将污水提升引入至厂内进行废水处理后，达标排放。汇水面积达70 km2，服务人口150万人。

污水泵站均采用西门子S7-200可编程逻辑控制器（PLC）、PC机、触摸屏等自动化控制设备，配合液位计、流量计等仪表进行污水提升智能控制。

2 系统结构

2.1 主站（控制中心）

主站自控系统采用西门子S7-200系列的CPU-226PLC做主机，通过无线数传电台以“轮询”方式对8个子站实现远程数据采集与控制，并预留一个通讯端口，将来与全厂中控系统联接。采用二台工控机通过组态软件“组态王”与西门子主机通信， 接收主机发送的全部泵站自控数据，进行数据处理并将数据实时显示在显示屏（系统总结构图见图1）。

2.2 子站

采用西门子S7-200PLC实现泵站运行自动控制、液位、流量等现场数据采集，并通过无线数传电台与主站实现数据传输与远程控制。

2.3 通讯方式的选择

由于8个污水泵站分布在筼筜湖周边，有线通讯方式施工复杂，投资成本高，决定采用无线通讯方式，无线通讯有两种方案：

①利用公网（如GPRS、CDMA、电话网），主要优点是一次投资少，覆盖率广。主要缺点是稳定性和实时性较差，网络数据传输系统有一定的延时。

②无线数传电台方式，主要优点是造价低廉、施工快捷、运行可靠、维护简单。主要缺点是传输范围有限（5 km）。经过对比，根据8个污水泵站的实际情况（最远的污水泵站离主站不超过4 km），决定采用无线数传电台方式。

3 子站自动控制系统

污水泵站的工艺流程大致相同，均为：地下管网污水泵站格栅机滤渣污水集水井提升泵房经过多级泵站提升污水处理厂。主要控制对象设备有：进出水闸门、格栅机、除污机、提升泵等。泵站自动化控制系统要求集数据采集、智能控制于一身，主要功能包括以下几个方面：

3.1 控制方式

有手动、自动两种控制方式，由控制屏上转换开关切换。手动方式由控制屏上按钮手动操作；自动方式由PLC控制。自动方式又分强制自动和遥控自动两种，由PLC输入端子设置，强制自动由子站PLC全权控制，用于通讯出故障时，独立运行。遥控自动为主站自动或手动遥控。

3.2 主要控制功能

根据集水井水位的变化控制泵的开、停。不出现低水位抽空泵，也不发生溢流；泵的开、停顺序：循环开停机，即先开先停，循环运行；分南北池的泵站，分池运行时，两池液位应能独立控制，合池运行时两池轮流开机；根据粗格栅前后液位差和时间周期控制格栅机的启停；根据需要实现闸门启闭机的控制；实现无轴螺旋输渣机与粗格栅的联动，同时实现对输渣机的工作状态的测控；最多开机台数控制：有的泵站需限制开机台数，以免造成管道溢流或泵站自回流。最多开机台数在强制自动方式，由子站PLC控制，在遥控方式由主站主机控制；紧急关总闸控制：当机房发生管道破裂大量漏水或火灾等紧急情况，主站可通过遥控方式关断泵站电源总闸，防止事故扩大。

3.3 机组故障保护要求

过载保护：除热继电器等硬件保护外，还进行PLC软件过载保护（水泵额定电流的110%），双重保护；抽空泵保护（水泵欠载保护，额定电流的60%）；电动机频繁启动保护（/h启动次数>10次为频繁启动），防止因控制回路元件触点接触不良引起电机频繁开停，烧毁交流接触器或电机；潜水泵漏水、超温保护。

3.4 泵站自动化控制系统控制流程

3.4.1 污水泵的自动控制

在集水井内安装一台超声波液位计，测量集水井液位。潜水泵根据集水井液位，按照预定的运行方案自动增减水泵开启台数。具体运行模式如下。

①在PLC自动控制模式下，PLC按照集水井液位设置点自动起动或停止相应台数的进水泵。

②由低至高，集水井液位包括以下设置点。

低液位设置点：当液位降至此设置点以下时，PLC发出低液位报警，并停止所有自动运行的污水泵（无论强制自动还是遥控自动）。

停止所有泵的液位：当液位降至此设置点以下时，PLC停止所有处于自动运行的的污水泵。

起动第一台进水泵的液位：当液位升至此设置点以上时，PLC起动第一台进水泵；当液位降至此设置点以下时，PLC保持运行一台进水泵而停止多余的泵。

起动第二台进水泵的液位：当液位升至此设置点以上时，PLC起动第二台进水泵；当液位降至此设置点以下时，PLC保持运行二台进水泵而停止多余的泵。

起动第三台进水泵的液位：当液位升至此设置点以上时，PLC起动第三台进水泵。

高液位设置点：当液位升至此设置点以上时，PLC发出高液位报警。

污水泵自动轮换运行：当一台泵连续运行时间大于所设定的污水泵连续运行时间，则自动停止运行，同时启动另一台泵，防止泵长时间运行出现过热故障。

当泵的开机台数和液位连续1 h（时间可调）无变化时，则再启动一台泵，将液位抽低，加快管道内污水流动，增加管道污水库容量。

③当PLC采集到泵的故障信号，自动判断属于报警故障还是须要停机的故障，属于须要停机的故障则马上停止正在运行的泵，并马上启动另一台泵。

④当污水泵手动启动时，PLC自动起动的泵的数量相应减少。

⑤污水泵停机后需等待10 min后才能再次起动，泵防止频繁启动；两台污水泵的起动间隔为30 s。

3.4.2 格栅的自动控制

在格栅前后设超声波液位差计，测量格栅前后液位差；格栅机根据前后液位差或设定的运行时间与运行周期自动运行，时间和周期均可根据进水杂质情况调整。具体运行模式如下：

①在PLC自动控制模式下，PLC按照时间设置或液位差设置自动起动或停止格栅。

②时间模式：当某台格栅的等待（停机）时间大于设定值时，PLC起动该台格栅；当某台格栅运行时间大于设定值时，PLC停止该格栅，并启动该格栅的下一个计时周期。所有格栅共用一套等待时间和运行时间设置值，但每台格栅有各自的等待时间和运行时间计时。

③液位差模式：当液位差测量值大于起动格栅液位差设置值时，PLC起动格栅；当液位差测量值小于停止格栅液位差设置值时，PLC停止格栅。

实现无轴螺旋输渣机与格栅的联动，同时实现对输渣机的工作状态的测控。

3.4.3 出水电动阀门控制模式

PLC自动控制模式下，操作员站或触摸屏下达开、关阀指令。

4 主站功能

主站自控系统采用西门子S7-200系列的CPU-226PLC做主机，通过无线数传电台以“轮询”方式对8个子站实现远程数据采集与控制，并预留一个通讯端口，将来与全厂中控系统联接。

采用二台工控机通过组态软件“组态王”与西门子主机通信， 接收主机发送的全部泵站自控数据，进行数据处理并将数据实时显示在显示屏。显示方式多样，有指示灯状态显示、虚拟仪表数码显示、光棒图模拟显示、动态曲线跟踪、历史曲线查询、形象动画显示等。人机界面友好，操作方便，关键控制点密码保护，系统安全可靠。计算机参与设备管理，累计设备运行时间，计算电能消耗。并可根据事先设定的监控范围、对流量、液位等指标进行监控，一旦超出设定范围，计算机立即启动声光报警，并将这一时刻的有关数据、工况记录下来，以供分析、决策，并按要求生成相关报表。计算机所测数据可按一定时间间隔记录在硬盘上，可根据需要随时将有关数据打印出来。

5 运行状态和分析

泵站实现自动化控制以来，运行状况良好，不仅大大减轻了值班人员的工作强度，提高生产力，且为管理人员提供了科学可靠的相关管理数据依据。为污水处理厂科学管理、调度、决策打下了坚实的基础。

6 结 语

随着泵站自动化系统的日益完善，智能化控制及对控制设备的综合保护等优势逐渐体现出来，越来越多的污水提升泵站已经将上述技术功能作为泵站自动化系统的设计蓝本。泵站自动化系统也将在未来的污水提升泵站控制领域得到广泛应用。

参考文献：

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随着我国各主力油田不断发展，如何在注水开发方面形成以注水为龙头，加快注水的速度，保证注水的平稳运行等，这就对注水泵站提出了新的要求，而通过自动化的监控系统进行水量的存储、计量、注水等任务的控制，是其发展的必然趋势。

1 系统设计的原理

本注水站的自动化监控系统在高压注水站的运行监视与控制管理中运用先进的计算机技术与智能传感技术。系统的主要结构方式是集散式，上位机在工业控制计算机的作用下，进行采集与管理数据，并提供人与界面，下位机基于PLC，使用在注水站中所设置的传感器组、采集主机组与辅助设备等的各运行信息，在PLC的作用下，对数据进行计算处理，使现场采集数据、就地控制的功能得以实现，使用的所有现场仪表都是智能仪表或者是能够进行远距离传送的标准仪表信号，信号直接与PLC相接[1]。

2 介绍该系统的功能

本系统的检测功能与调控功能都比较健全，主要有采集与处理注水站中每个监测点的数据，监视与处理事件，具备人机对话、自动调控、收集与记录问题数据等不同的功能。

2.1 采集与处理系统主要的监控参数数据

本自动化系统主要有两大部分的监控目标，即机组参数与工艺参数。

机组参数：主要包含有注水泵的排量、平衡压力、进出口压力、电机风冷压力、电机前后轴瓦温度等等。

注水工艺参数：主要包含有来水的温度、流量、来水的压力、注水管网压力、水罐液位等等。通常情况下，为了与注水量的变化相一致，按照实际所用的注水量，对泵出口阀的开度进行调节，或者是通过变频，进行注水电机转速的调节，以便与合理注水的要求相符。

由于不同类型的采集数据，对于注水泵的各工况参数，系统要及时的进行采集，以便做出相对应的处理[2]。

2.2 监视与处理事件

对注水站动态的全过程，系统可以进行自动监控，如果机泵是处于不正常的运行状态，则会有声光报警产生，主要有注水泵进水压力低报警、电机前后轴瓦温度高限报警、风冷低压报警等等。且报警与报警处理分别对不同的报警进行了优先级的设立，以便使报警信息得到区分，特殊情况下，需要停机待处理，使值班人员引起注意，从而按照所揭示的事故，快速进行有效处理。

2.3 自动调控功能

自开启泵时，对每个机泵的流量与轴功率都要进行不间断的监测，而且其出口的压力与系统的压力之差也是连续检测，基于变化的压差，使泵出口的开度得到自行调节，直至与合理的压力一致，从而使每个泵都运行在良好的区域，进而整个注水系统就达到了动态 。

2.4 人机对话功能

系统还能够提供最佳的人机界面，通过注水站的流程图、实物图、表格等各种各样的形式，将电压、电流、泵压、风冷压及工矿区间、油压及机泵前后轴压温度等各物理量直观形象的显示出来，从而对于注水站所有设备的运行情况，值班人员都能够快速准确的掌握，对于注水站的一些辅助设备，还可以实行控制盒操作。

2.5 收集记录故障数据与管理历史数据

对注水站发生运行的数据及发生的事故等历史数据，该系统均可以保留下来，便于以后的查询，而且设备运行的时间也可以有效统计，使设备在维修时有可靠的依据。

3 技术产生的经济效果

3.1 机泵运行更安全

对于注采设备而言，最重要的就是安全。一般一台注水机泵的价值超过了50万元，如果有事故发生，则带来的经济损失是无可估量的。通过使用注水站自动化监控系统，可以使注水站的值班人员更快速地掌握设备运行的实际数据。

3.2 注水单耗大大降低，经济效益有效增加

系统主要是通过可编程组态软件，且采用了系统压力自建闭环调控的方法，从而使设备运行的自动调控实现[3]。基于机泵的安全运行，快速有效地对注水动态的变化进行调整，从而使泵始终运行于最佳经济区域，弥补了由于未进行及时调整而出现的节流增大损失与阀门开度减少等的情况，使注水单耗得到了有效的降低，增加了经济效益。

3.3 设备磨损减小，工人劳动强度降低

泵阀启闭的调节主要是变频器，可以平缓地开启，使泵阀的使用期限延长[4]。整个注水站的机泵设备都是全方位的监测保护，弥补了由于外界因素使突然损坏设备，此外，系统完善的数据监测功能与调控功能，能够让各岗位上的工人直观了解全站的运行情况，根本不用人工采集数据与调整，使工人的劳动强度大大降低。

4 结语

通过采用该注水自动化监控系统，不仅达到了机组参数与注水工艺参数远程控制与检测的目标，而且数据的传输更可靠、精确，操作人员的数量也明显减少，劳动强度也大大降低。该系统的自动调节使泵的效率增强，机组的损耗减少，较之于人工控制，系统节能超过了5%，使二次的采油成本降低，这对于有效挖掘老油田与油田注水系统自动化的发展创造了有利的条件。

参考文献

[1] 漆峰.油田注水全自动监控系统的优化设计[J]. 知识经济. 2009（18）：112-113

篇（8）

上海城投原水有限公司徐泾泵站于2012年7月建成投入使用，向上海青浦徐泾、华新两镇、闵行华漕镇等三镇提供优质的青草沙原水。徐泾泵站的投入使用改善了该地区近50万人口的用水水质。

徐泾泵站的设计日供水量为20万吨，在整个上海原水系统中是小泵站。企业出于减员增效的目的，泵站的设计目标是无人（或少人）值守。但同时供水安全对于上海这座国际性的大都市有着无比的重要性和必要性。因此泵站必须有一套强大而稳定的自动化监控系统，使得较少的人力投入就可以完成整个生产过程的监控，确保泵站设备运行的安全、保证原水供应的不间断。

由于泵站的设计定位是无人（少人）值守，所以泵站的自动化监控系统必须具有以下的几点特性：

1.高稳定性与易维护性

原水泵站是全年365天24小时不间断工作的泵站，所以自动化监控系统必须具有极高的稳定性，才能给予生产活动有力保障。同时出于企业效益的考虑，系统还须具有维护简便和维护周期长的特性，这样可以减少后期人力成本的投入。

2.高度的自动化程度

由于泵站不配或只配少量的工作人员，要完成泵站内数量、种类众多的生产设备操作几乎不可能。这时如果依靠自动化控制系统就可以实现简便快捷的设备操作，甚至可以实现远程的设备操控。

3.完善的报警机制

自动化监控系统必须具有完善的报警机制，可以让工作人员第一时间获悉问题并按照相应的预定流程去解决问题。

4.数据的可靠传输

泵站的安全运行至关重要，实时的生产数据监测是保障安全运行的有效手段。将数据及时准确传输至上级管理单位以及原水调度中心，可以保证原水管网整体调度的安全性。同时也等于多了两双眼睛同时在关注徐泾泵站的生产活动，大大提高了及时发现问题的概率。

原水徐泾泵站自动化监控系统的设计与建设完全满足了以上几点需求：

4.1泵站自动化监控系统的架构

自动化监控系统中的下位机选用了AB品牌的ControlLogix系列PLC，采用了双CPU双网络冗余架构。采集设备信号的I/O机架通过冗余的controlnet网络与冗余的主、副CPU机架相连接，而主、副CPU机架分别通过以太网连接网络交换机。当主CPU出现故障时，副CPU通过连接两机架之间的通讯光跳线获得讯息，立即接替主CPU的工作职责。故障的CPU排除问题后，自动变为副CPU工作。这种架构实现了真正意义上的控制器无扰动切换，具有很高的可靠性。

controlLogix系列的PLC采用了模块化的设计，友善的编程环境，易于学习、使用，使得维护工作的难度大大的降低。

自动化监控系统的上位机选用了安装Intouch软件的PC。上位机有两台PC，1台作为工程师站、1台作为操作员站。工程师站安装Intouch的开发版本，可以进行人机交互界面的开发与修改并具有程序的运行功能。操作员站安装Intouch的运行版本，只具有程序运行功能。两台上位机互为冗余，独立运行，各自通过网络交换机向下位机ControlLogix PLC读取数据。两台上位机的同时使用大大提高了系统的稳定性。

4.2泵站监控系统的功能

徐泾泵站自动化监控系统的两大功能：设备的控制与数据的处理。

4.2.1设备的控制

泵站主要设备如下：10kV变配电设备，400V变配电设备，水泵变频器，水泵软启动，出口液控阀等。

设备的控制分为两层：就地层与远控层。就地层就是在设备本身的控制面版上进行操作，具有较高的优先级别。远控层就是在计算机上实现设备的控制。就地与远控的选择切换通过设备上的选择按钮来实现。

徐泾泵站是按无人（少人）值守标准设计的泵站，泵组的开停可以在计算机端通过轻点鼠标而实现一步化的操作。原先需要在400V变配电设备、变频器、出口液控阀等三处地方安排三个工作人员来完成的开停泵操作，现在只需一个工作人员坐在电脑前就可以完成。工作人员通过计算机操作，将控制指令发往PLC，PLC按照预定的操作流程去控制相应设备，设备之间按照一定的顺序联动运行，此种操作方式无论在效率和准确性上都大大超越了人工就地控制的方式。而且根据不同的权限授予，工作人员除了可以在泵站内的操作站，还可以在上级管理单位的操作站上对泵站内设备进行控制，从而实现泵站真正的无人值守。

4.2.2数据的采集与处理

徐泾泵站监控系统的数据众多，主要分为以下几类：

（1）生产工艺数据包括压力、流量、水质等。

（2）电气数据包括电压、电流、功率、开关位置等。

（3）设备运行状态数据包括变频器开停故障状态，阀门开闭状态，水泵转速与水泵故障等。

（4）设备健康状态数据包括水泵、电机的温度与振动数据等。

由于数据量大，少量的工作人员无法同时兼顾这些数据，监控系统必须具有完善的报警机制，将关键信息第一时间呈现给工作人员。系统必须对采集到的数据进行判断处理，除了数据本身还应该将可能的故障提示给工作人员。比如系统对泵站的出口压力进行数值的判断，根据预设定值，进行压力过低或过高的警报提示。又如系统对泵站的振动频谱进行分析判断，根据相关的国标，提示水泵可能存在的故障，或提醒工作人员设备老化的趋势。

4.2.3泵站数据的上传

徐泾泵站隶属于松浦原水厂管辖，徐泾泵站的生产系统数据通过服务器经由两条数据链路发送至松浦原水厂数据服务器。两条数据链路一条为点对点SDH数据专线，另一条为具有固定IP地址的ADSL。两条数据链路同时传输数据，互为备用。

篇（9）

现代化泵站广泛应用于城市供水、灌溉、排涝等各个方面，与生产生活息息相关。随着自动化技术的发展和完善，泵站自动化控制系统能够将控制、运行、管理集中于一体，实现泵站控制的自动化和智能化。本文分析了泵站自动化系统存在的一些问题，并探讨基于智能控制器的泵站自动化系统解决方案。

1.泵站自动化系统发展现状

我国大多数泵站自动化系统主要采用可编程逻辑控制器（PLC）为基础的分布式计算机监控系统，PLC的配置灵活，具有较强的安全性、可靠性和适应性，但它的开放性不强。中小型泵站在自动化系统设置中采用PLC的成本偏高[1]，自动化系统不适用于小型泵站，相反会增加小型泵站的施工操作步骤，造成资源的浪费，影响小型泵站系统功能的实现。目前我国运用自动化系统的泵站也存在一些问题，例如整体系统不完善，功能设计不合理，注重自动化忽视管理、缺乏设备维保措施等，甚至自动化系统在运行一段时间后就处于瘫痪状态，再加上技术人员的缺乏，使实际操作中无法发挥其功能性。

2.基于智能控制器的泵站自动化系统解决方案

为解决我国泵站自动化系统运行现状及问题，本文提出基于智能控制器的泵站自动化系统，其主要功能包括泵站电气量采集、水位采集、报警、一键开机、自动开机、远程控制等。基于智能控制器的泵站自动化系统的常规操作按钮与一般控制系统操作一致，有利于快速实现操作人员的智能化操作。

2.1 系统结构

泵站自动化系统的控制器设置在常规电气柜之内，二者是一体的，省去了另外设置单独控制柜的步骤，有效地节省空间和接线。系统的核心就是控制器，泵站智能系统主要由进线柜、泵控制柜、无功补偿柜、站用配电柜、安全预防系统等构成。其中，进线启动柜的功能主要包括接入总进线电源、进线继电的保护、泵站智能控制、信息数据的采集与交流、运行状态、参数提醒等；泵站控制柜在整个系统中的功能包括自动完成启动和停止、电动机的继电保护、运行状态及参数提醒等；泵站的配电由站用配电柜完成；安全预防系统能够保障系统的安全性，发挥出警告信号的作用[2]。具体系统结构如下图1所示：

2.2 站级智能控制器

泵站智能控制器具有一键开机、水位自动开机和远方遥控开机三种泵开机方式，整个装置在开机的过程中同时进行控制进、出水闸门的操作，若闸门操作失败系统会进行信号提醒，直至信号警告恢复正常才能二次执行泵开机操作。其中一键开机于传统水利系统的操作运行性质是一致的，便于工作人员的快速操作；水位自动开机是根据水位情况的泵开机操作，保障泵站无人值班情况下的系统操作；远方遥控开机是接受主站的开机命令后，运用智能控制器进行远程控制操作。泵站智能控制器全方位的实时监控泵站运行状态，并将信息及时发送至主站[3]。工作泵出现故障会造成停车现象，此时系统会自动选择启动备用泵进行操作，能够控制故障对泵站系统造成的影响。

泵站智能控制器具有一键停机、水位自动停机、远方遥控停机这三种停机方式，泵站控制器在接受到停车命令之后，会对其控制的系统内所有泵集中发出停车命令。如果“出水闸门关闭控制”在系统内显示投入使用，在泵自动停止之后系统会自动完成出关闭水闸门的实际操作。系统出水闸门关闭的操作中，如果出水闸门完全关闭，表明系统完成自动控制出水闸门的关闭操作，否则系统会自动发出警告提醒，报警并响起“闸门操作失败动作”的提示音；如果“出水闸门关闭控制”在系统内完全显示退出，则表示不需要进行相关实际操作。如果“进水闸门关闭控制”在系统内显示投入使用，泵站停止之后系统会自动操作并完成进水闸门的关闭。在关进水闸门的操作中，如果进水闸门完全关闭，表明关进水闸门控制完成，否则系统会自动发出警告提醒，报出“闸门操作失败动作”的提示音；如果“进水闸门关闭控制”在系统内完全显示退出，则表示不需要进行相关实际操作。

2.3 泵智能保护控制器

泵智能保护控制器安装于系统结构的泵控制柜中，其功能是就地完成泵站的自动化控制，有效地保障电动机继电功能的实现，泵智能保护控制器在整个智能控制系统中发挥重要的执行作用。泵智能保护控制器在自动状态下，其功能主要是根据主站的命令执行就地开机、主站遥控开机等具体操作；而在备用状态下，其主要功能是根据主站命令实施备用开机操作。泵智能保护控制器的开机也是按照步骤进行的，其主要步骤包括判断系统开机条件、完成闸阀的控制操作、判断闸阀位置、完成降压启动、实现全压运行等几个重要过程；如果智能保护控制器在开机过程中出现障碍或受阻，系统会立即发出警报提醒，发出全面停止操作命令后执行停止操作。也能够通过人为操作执行停车，其主要方式包括就地停车和主站遥控停车。在开机过程中系统如果出现故障和阻碍警报提醒，系统会自动实施停机操作。在执行保护状态中，系统如果发出停机命令信号，在此情况下关闸阀操作不会立即执行，但此时如果需要同时进行关闭闸阀的操作，利用出口编程能够实现保护与关闭闸阀的操作[4]。

2.4 系统特点

泵站智能控制器与泵机组保护控制器采用串行通信相互联系，其中泵站智能控制器是系统主站，能够同时连接16台泵机组保护控制器，共同完成泵组的一键开机、水位开机、远程控制开机等操作。

泵站智能系统运用先进的泵站专家控制系统技术，该技术能够根据环境、泵机组设备运行变化等数据信息，不断完善和优化泵组设备的组合，通过增加设备的使用率实现节能降耗的作用，提高泵站运行的经济效益。泵站智能控制系统还运用泵站安全预防技术，该技术能够智能识别和检测安全故障；该技术能够在开机前自动检测管理区域是否安全，若出现非安全故障或情况，系统会自动关闭泵组并发出警告信号，保障工作人员的安全；在无人值班期间利用自动检测功能保障区域的安全性，防止财产、设备等丢失、破坏现象。泵站智能系统还运用先进的泵站热点数据无线定制点播与推送技术，系统管理和操作人员可以利用网络实时了解各类热点信息，实现了泵站的智能化、网络化管理；系统利用先进的云计算技术，有效地提高了智能化管理水平和系统操作工作效率，节约管理成本。泵站自动化系统的操作与常规操作基本无差别，其按钮设置一致，促进操作人员尽快熟练智能操作。

3.结语

总之，泵站对生产生活具有重要意义，泵站自动化系统的完善有利于泵站运行的安全性和稳定性，并且能够实现泵站管理的现代化。基于智能控制器的泵站自动化系统采用与常规控制系统相似的自动化操作界面，运用先进的智能控制技术，实现泵站运行管理的自动化操作，保障泵站系统设备的安全和稳定。

参考文献：

[1]孙平安. 泵站综合自动化及其优化控制调节的研究[D].扬州大学，2012.

篇（10）

所谓泵站，一般指的是排水泵站，它是市政服务建设体系中一项基础的设施机构，致力于对城市污水的排放以及洪涝的防治工作，为人们的生产与生活提供了必不可少的保障。然而，我国的泵站电气自动化水平并不高，与发达国家相比还有一定的差距大多数泵站实行的仍然是单机常规控制，且管控能力不强，具有一定的缺陷。针对这种现象，我们必须不断提升泵站的电气自动化水平，借鉴国外的先进自动化技术，实现无人发展模式，使泵站的职能得到充分的发挥，满足当前社会的发展的需求。

1泵站电气自动化的必要性

改革开放以来，我国的计算机信息技术得到了前所未有的发展，并逐步走向成熟，在各个领域都得到了充分地应用，这在泵站的自动化技术应用中也有一定的体现，且取得了一些成果。然而，从我国当前的泵站自动化控制技术来看，大部分泵站还存在一系列问题，这很大程度上是由于泵站的自动化控制系统设计不完善。一方面当前的自动化技术研发机构缺乏一定的技术参照标准，另一方面，对泵站的自动化需求缺乏深入了解，对泵站的实际工作需要把握不够，这就造成了在泵站的实际运行过程中，往往会出现不合实际的现象。举一个简单的例子，泵站的I/0点设备在技术参数、检测控制以及配置等方面都与泵站的自动化运行状态有着密不可分的联系。然而，由于我国的自动化水平起步较晚，再加上传统思想的影响，开发商将简单的泵站设备开关机操作单纯的认为是对自动化技术的应用，因此，着重将计算机信息技术应用于对泵站设备的开关机幕前操作。而实际上泵站的电气自动化技术不单单是能够实现设备的自动开关或者电脑监控，它更包含了泵站励磁系统开发、水利监控以及继电保护与优化等多个方面，这些都是泵站电气自动化的重要环节，且有着密不可分的联系。泵站的电气自动化综合了计算机、网络通信以及信息化等多种技术在内，具有一定的专业性。我国的电气自动化技术起步较晚，发展比较缓慢，在水泵站的工作实践中经验并不是很丰富，而且，我国目前还未建立起完善的自动化技术规范与标准，因此，必须加强对泵站电气自动化的实践，不断改进自动化技术，使其能够满足我国可持续发展的战略需求，发挥其在我国社会主义现代化建设中的作用。

2泵站电气自动化设计中存在的问题

2.1泵站的控制、测量与保护性能不协调。与发达国家相比，我国的泵站电气自动化水平还比较落后，尽管近年来，我国的大型泵站自动化水平得到了有效的提升，然而在实际运行过程中，还存在一些设计方面的问题，这严重制约了泵站电气自动化的发展。首先，在先前的泵站自动化建设中，主要致力于对控制系统、测量以及保护等方面的技术研究。随着我国科学技术的不断发展，大多数的生产商开始投入了对泵站电气自动化技术的开发与研究，也逐渐认识到了泵站测量、保护与控制的重要作用。作为泵站运行中重要的环节，继电保护是尤为重要的，它还具有测量、保护的作用。目前，继电保护的对象主要是对设备电气开关，进而起到对电量的测量以及控制作用。因此，在对泵站电气自动化进行改进时，必须充分考虑到设备的电量测量、控制以及保护的相互联系，协调各个系统的性能。

2.2泵站设计的自动化控制环节不科学。泵站在进行电气自动化控制设计时，会将其按照结构层次分为不同的控制单元，主要包括顺序控制和其他的独立控制。这种划分模式不够具体，且具有一定的模糊性，影响了泵站电气自动化功能的发挥。因此，在设计阶段，就要对泵站的电气自动化进行优化，对于多个独立控制的单元应进行有针对性的优先处理。另外，要对自动化控制的各个单元的信息指令进行不断地优化，使各部分控制单元能够实现独立操作，发挥各自的职能优势，进而降低泵站设备的运行风险，保障泵站电气自动化的有效实施。

3泵站电气自动化的设计思路

3.1合理定位泵站电气自动化设计思路。当前的泵站电气自动化水平之所以达不到应有的水平，很大程度上是由于对泵站的电气自动化设计不够科学。因此，必须对泵站进行有效的考察，在对泵站进行了解与分析的基础上，重新对设计方案进行审视与合理定位。自动化技术专业性比较强，且综合了多种复杂的现代化科学技术。因此，要想使泵站设备能够实现电气自动化，必须有充分的资金、技术以及环境作为支撑。只有满足了这三方面的需求，才能够保障泵站电气自动化的有效实施，这也是实现泵站电气自动化的基础保证。

3.2有效选择自动化控制系统。对自动化控制系统的选择，也影响着泵站电气自动化功能的发挥。因此，一定要立足于泵站的发展实际，选择有效的自动化控制系统运行模式。例如通信协议设备与主机操控的联合使用，这种操控模式是通过监控主机来实现对指令的操控，该设备对通信协议设备没有太大的要求，它注重的是主机的实时监控功能。一旦主机出现了问题，整个系统的传输指令将会受到限制，因此，必须选择优质的监控主机，保障自动化控制系统的有效运行。除此之外，还有远方数据操控与主机操控的联合使用，这种模式能够对RTU、开关量输入及输出等进行相应的继电保护，是一种比较可靠的自动化控制系统。然而，该系统的成本比较高，在选择时，要充分考虑到泵站的实际发展情况与资金状况。

3.3实现信息化、标准化的设计模式。信息时代的到来，使水利工程也实现了信息化，而泵站信息作为其中最重要也最基础的一个环节，它能够为泵站运行提供各方面的动态信息，该设计具有重要的价值，它是对水利信息的高度综合，保障了泵站的有效运行。另外，我国的电气自动化技术缺乏科学的标准，使许多泵站在进行电气自动化研究时，对自动化设计的主要方向把握不够准确。标准化设计能够明确电能的监测标准，无论是使用电脑还是电表都需要有一个合理的依据，而设计的标准化能够为这些设计提供可靠的参考依据，使泵站的自动化形成一个整齐的系统，进而促进泵站电气自动化的实现。结束语市场经济条件下，我国对泵站的电气自动化水平提出了更高的要求。它不仅能够对设备开关机实行自动操作，而且能够实现泵站的实时检测、故障预警以及信息传输等系统控制。在对泵站电气自动化技术进行设计时，要从多方面出发，将资金、技术、环境等因素充分考虑在内，保障泵站的电气自动化技术得到顺利实施。

参考文献

[1]张娟.浅谈泵站电气自动化的必要性和设计思路[J].科技创新与应用,2013,13:80.

[2]翟伟颖,李莉.泵站电气自动化的必要性和设计思路[J].黑龙江科技信息,2014,33:158.