泵站自動化控制范文

導語：如何才能寫好一篇泵站自動化控制，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】泵站；自動化；控制

泵站在各種基礎設施建設中有非常重要的地位。在我國，泵站在管道輸送工作中發揮著極其重要的作用，用途極為廣泛。運用管道輸送煤炭，需要制漿廠、管道與泵站等設施。自上世紀90年代以來，泵站逐漸開始采用自動化控制系統，逐漸形成了相關的技術。泵站自動化系統的設計要做到安全可靠和利益最大化，在此基礎上實現數據采集、數據處理、設備運行監控、故障報警、系統控制調節、數據信息通訊等功能。

1 泵站自動化控制系統的原則

泵站一般可分為三種類型，一是半自動化泵站，這種泵站機組工作需要人為啟動和停止；二是全自動化泵站，這種泵站主要是通過壓力繼電器控制，繼電器一般設置在進出管道上，機組采用閉環控制的方式；三是綜合自動化泵站，這種泵站目前較為流行，主要是分層分布式系統。

目前自動化泵站在進行設計的時候都追求效益的最大化和性能可靠性，并要求設計應用要符合具體的工作環境。自動化泵站安裝運用要也要從資金、技術、人力等實際情況出發。在進行自動化設計時，要注意正確處理泵站測量系統、保護系統和控制系統的關系。目前自動化控制系統都與測量系統有機融合，泵站中的繼電保護器不僅對非電量進行測量，而且對設備運行時的電量進行測量，減少了設備構成與成本，加強了對保護回路的監控。泵站自動化控制的層次要清晰，合理而明確地區分順序控制與若干獨立閉路循環。為了降低風險，要避免把所有的控制任務交給一個控制設備。泵站的輔機系統要采取獨立封閉循環控制。泵站的自動控制系統要具備一定的兼容性，能夠根據工作需要和技術進步進行有效擴展。

2 泵站自動化控制系統的基本構成

計算機監控系統、保護系統、視頻成像系統、通訊系統是組成泵站自動化控制系統的重要部分。這些部分負責完成對泵站機組、閘門、供電和配電系統、儀表系統、液壓系統等泵站重要設備的參數監測和控制，并且能夠根據需要傳送或者接收重要數據、圖像和指令。自動化控制要完成對現場設備的控制，對現場環境的監控以及對輔助設備的監測，并在一定范圍內進行通訊。其中，對開啟關閉煤炭輸送泵站，對機電的保護，以及對各種設備的檢測是自動化控制最關鍵的程序，而且要盡量完成由設備動作、所處環境、系統狀態相結合的聯動。

在整個自動化控制系統中，其設備根據自動化的程度可以分為三個級別，分別為就地、自動和遙控。就地，是指需要手動完成的操作，如開關機等。自動，是指按照控制箱內的PLC進行自動操作，實際上是半自動。遙控，是指對設備進行遠程控制，又可以分為遠程手動和遠程自動。如果開關是遠程自動的狀態，PLC以及中控室可以手動操控設備，如果開關是遠程自動的，PLC可以按照工作環境和條件進行自動操作。自動化控制系統除了配備一個控制中心以外，還有四個子控制室，子控制室通過網絡與控制中心進行通話和數據傳輸，完成監測與控制的任務。

控制室中安裝著上位機，設兩臺監控數據服務器，以及一臺通訊用的服務器和一臺視頻數據服務器?？刂品掌髦g是互相備用的關系，以防有一臺服務器發生故障時數據不會丟失。通訊服務器主要任務是實現監控通訊，對遠方設備和系統進行集中化控制。子控制室泵組子系統LCU1的控制對象是多臺電泵，一旦主機泵站發生事故或故障導致跳閘的時候，要對主機泵站閘門進行關閉。公用子系統LCU2中配備PLC柜，對10KV電壓開關柜和0.4KV低壓開關柜、變壓器、直流柜、清污機、傳送機等設備進行監控，任何故障信號都難以逃過它的監控。節制閘子系統LCU3配置PLC柜，在節制閘開關平臺上安裝，對閘門開度、限位開關等進行數據的采集和處理，并按照控制室的命令對閘門開關進行有效控制，對設備和系統進行深層次的故障檢測。閘門液壓子系統LUC4一般安裝在油泵房之內，對多面工作閘門的液壓信號進行采集，對故障進行報警。一旦主泵發生事故或應急停機時，關閉主泵的閘門。

3 泵站自動化控制系統的功能

泵站自動化系統應該具備數據采集、數據處理、設備運行監控、故障報警、系統控制調節、數據信息通訊等功能。

泵站自動控制系統的子系統下屬設備擁有各種復雜的運行參數，這些運行參數連同設備運行的狀態會通過I/O通道傳輸或者現場采集到LCU，通過一定的數據處理之后，各類供系統和操作者參考的數據就形成了。其中，對于電泵和閘門開啟的高度、電器系統等設備或數據，會進行周期性采集，按照一定的格式進行集中處理，形成可以保存的實時數據。對于故障信號等數據，自動控制系統能夠迅速自動做出反應，通過一定操作解除故障。對這些信號進行定期掃查，并對數據的合理性和有效性進行判斷。這些數據經過一定的格式化程序處理也存入實時數據庫。對于脈沖量，自動化系統會對數據合理性進行判定、檢錯處理、標度變換等處理，并經過格式化后存入數據庫。系統在輸出各種操作的指令之前會進行檢驗判斷，確定沒有誤差后才傳送給執行系統。

泵站自動化控制系統控制的設備除了主機機組、輔助設備之外，還包括各種變壓器、電容器、勵磁設備、閘門系統等。操作人員通過泵站自動控制系統可以在屏幕上看到各種設備的運行狀態和運行參數。這種實時監控大大提高了設備運行效率?？刂葡到y對特定的參數進行監控，一旦參數超出了早先預定的合理范圍，就會發出報警，并自動記錄和打印。一些很重要的數據會被保存下來并進行相關技術分析。設備故障發生的順序也會被記錄下來，并完成對整個事故的排序記錄和打印工作。控制中心的操作人員利用主控站的人機接口對設備進行有效監控，可以自動開關機，自動使泵閘開啟或關閉，操作各種輔助設備，設定各種限值，處理各種信號，對泵組的開關順序進行控制。一旦閘門在運行過程中發生故障或遇到意外情況，監控主機能夠及時發出命令叫停操作。

此外，自動化控制系統具備語音提示的功能，系統運作時能夠發出語音提示，如果有故障發生也能通過通信系統向人員進行報警。主控制室能夠通過網絡通訊與上級部門和各個子系統實現通訊，使數據和命令上傳下達。系統主機與各設備之間也能夠進行快速安全的數據通信，使整個泵站高效運行。

4 結語

泵站自動化控制是一種不斷發展的技術，也是一個自動化程度不斷提高的過程。雖然泵站自動化的設計和程序運行是一個比較復雜的系統性工程，但是其設計理念以及設計的目標都應從系統的使用性、安全性、高效性出發，既追求了最大效益，又能夠合理的統籌安排，運用資金和技術，達到經濟和社會效益的最大化?，F在隨著煤炭科學技術和機械技術的不斷發展，越來越多的自動化設備和管理技術應運而生，相信必將給泵站自動化控制技術帶來新機遇。

參考文獻：

[1]杜偉，李記科，婁琦，楊紅兵，王長安.礦漿輸送管道的開發應用[J].水力采煤與管道運輸，2012（5）.

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關鍵詞：油田集輸泵站；自動化控制系統；實時監控；分離器；應用

Keywords:Oilfield Pumping Station;Automation control system;

Real-time monitoring;Separator;Application

一、前言

勝利油田現河首站投產于1965年，作為一個老站，設備陳舊老化，事故率、運行維護費用高、職工勞動強度大的矛盾日益突出，隨著生產規模的擴大，集輸處理量不斷增加。由于監測參數量多，以往靠人工檢測儲油罐液面、油水界面對盤庫不準，手動控制脫水器界面難度高，這些因素給首站生產操作和管理帶來很大困難。為適應現代化生產的要求，使生產和管理實現自動化，根據首站現狀，2004年實施了集輸泵站的自動化改造，并成功地用于集輸泵站的自動化生產中。

二、自動化監控系統介紹

（一）ME控制系統簡介

根據首站現狀，采用美國Opto22公司的ME計算機監控系統作為首站自動化監控系統的骨干結構。該系統采用上、下位機方式，在現場采用多級CPU進行控制處理，各I/O模塊對輸入輸出信號能提供4000V的隔離，系統的實時性、可靠性、靈活性優于其他系統。系統的上位機主要由工控機、控制軟件組成；下位機主要由控制器、智能板、I/O模塊組成。上位機與控制器通過100Mb/s以太網進行通信，控制器與智能板通過RS485進行串行通信，I/O模塊直接插在智能板上。控制軟件從上位機通過以太網下載至控制器。

該控制系統的特點如下：一是可靠性高、二是可維護性高、三是智能化、四是實用性強。

（二）ME控制系統構成

站內設有一套計算機控制系統，分為兩級控制，上位機控制設在主控室，負責全站工藝流程數據管理，根據不同工藝流程，將控制崗位劃分為分離器崗、計量崗和外輸崗，每個崗位均設現場控制機一套，負責工藝流程顯示、數據采集與控制。計算機控制系統的結構如圖1所示。

1.現場控制單元

現場控制單元分布于聯合站的各個崗位，負責現場數據采集和控制策略的實現，是智能聯合站的核心部件。其采集數據主要包括：每臺分離器的液位、入口壓力和溫度、出口匯管壓力和溫度、脫水泵房和外輸泵房的進出口壓力、溫度、流量泵的電流和電壓、每臺流量計的來油溫度和壓力。 各控制單元和上位監控站同時作為控制網絡的一個節點，能進行高速對等通訊。ME控制系統采用的現場控制單元主控器為SNAP-LCM4 主控器，可支持串口、ARCNET、以太網，可實現多種通訊方式組合，滿足工業現場的要求。ME控制系統采用SNAP-B3000單元處理器，其主要功能是可完成和主控器之間的多種通訊方式，并對主控器的要求作出快速的響應；實現I/0的智能化，處理簡單的邏輯功能，對本單元的I/0點進行定期掃描。

2.上位機監控站

上位機監控站可以通過組態構成各種功能畫面，借助于這些畫面可以完成對生產過程的監視及控制。它主要顯示參數總貌、工段、細目、趨勢、流程圖畫面、設備啟停狀態及PID調節功能、系統顯示畫面示意及各種報表功能，系統數據覆蓋了全部生產裝置和生產環節，便于形成完整的實時生產管理系統，圖2和圖3分別為分離器區生產數據顯示畫面和工藝流程顯示畫面。

聯合站的數據通過網絡，實時進入信息中心的數據庫中，通過分析軟件，可及時形成各類分析圖表。使用標準的網頁瀏覽器可以對系統信息進行監測，生產運行情況、設備情況、計量數據、油氣產量等數據一目了然。

三、自動化監控系統在分離器崗的現場應用及效益分析

（一）現場應用實例

實例1：2005年3月12日凌晨3點，操作人員發現1#分離器采油六隊的液位由原來的0.98mm降到0.65mm，壓力由0.28Mpa降到0.23Mpa，及時到現場進行檢查，排除了分離器的故障，經過分析判斷，認為是采油六隊的來液量減少，立即與采油六隊聯系。經過巡線，發現是采油隊一個計量站的外輸管線穿孔。由于首站發現及時，使采油隊在最短時間內發現問題解決問題，避免了場地污染等事態的擴大。

（二）有助于操作人員準確調節油氣分離器

油氣分離器工作的好壞，以分離質量和分離程度來衡量，分離質量差，不但隨氣體流失了本該納入液相的輕質油，降低了原油的質量和數量，而且氣管線中存在的液相原油會增大阻力損失，嚴重時甚至堵塞氣管線，分離程度不好，造成出油管串氣，減少產氣量。采用自動化監控系統后，操作人員能夠根據數據顯示，及時準確地進行調節，使分離器液位始終保持在1/2～2/3的位置，保證了分離器的分離效果，減小過多的氣體造成沉降罐內液體的攪動，提高了原油計量的準確性，并最大限度地增加產氣量，提高了經濟效益。

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【關鍵詞】PLC；可編程器；防洪泵站；自動化控制系統

水利行業屬于傳統行業，在國民經濟發展中發揮著重要的作用，但是目前及未來一段時間，我國的水資源問題日益突出，成為制約國民經濟健康發展的瓶頸。而實現水利信息的信息化，可提高防汛抗洪的科學性，對于水資源的合理優化配置，實現水利現代化均具有重要的現實意義。

1 防洪泵站自動化系統的構成

水利智能化和現代化是防洪、提高水資源管理水平的需要。水利的現代化和智能化是把雨情、水情和災情信息準確收集后傳輸，對管理部門及時作出預測、制定應急預案等具有重要的作用。防洪泵站水閘自動控制系統是跨流域、跨區域的分布式系統，特點是包括多種網絡協議、數據資源和軟硬件條件復雜。

1.1系統的構成

防洪泵站自動化控制系統包括兩層，一層是主站控制級，一層是現地控制級。其中，主控制級主要負責的是泵站機組、閘門和供配電設備、水閘等的控制和監視，從而實現各個單元的控制，高性能的PLc、sepa1000+和Sepanl2000可實現對管轄區域的生產的全過程控制，通過輸入接口、輸出接口等與生產系統連接氣力啊。但同時，現地控制單元與主控制層之間是相互獨立的，具有獨立性特征，現地控制單元可脫離主控制層參與生產過程，即生產過程中的數據采集，以及數據的預處理，主要的作用是監視設備狀態、控制等功能。此外，現地測控單元與站級計算機由ModBus PLuS相連接，其可脫離站級計算機獨立運行。

該系統主要采用雙網絡結構，內部計算機構成100M的太網，而ModBus工業控絡主要有現場的設備組成，這兩個系統在網絡拓撲上均是相互獨立，均可獨立運行。但同時，雙網絡之間又是相互聯系的，現地控制中的PLC與上位監控計算機，二者可實現高速通訊。等于說，以太局域網對應的計算機，能夠直接與ModBus PS網中PLC相連接，從而完成存取信息、控制動作等功能。該結構保證了系統可靠性，計算機在運行過程中，即便出現故障，不影響現地控制單元的運行。最后，網絡主干采用單模光纖，遠距離傳輸（100m以上）的數據、ModBus PLus信號和視頻信號由單模光纖負責傳輸，100m以下的信號通過超五類非屏蔽雙絞線來傳輸。

而測控系統上位機的軟件平臺為TRACEMODE，可實現對測控系統的實時監控。上位機與監控系統通過太網實現通信，皆可以接收上位機的指令，同時能夠自成一個系統，可脫離計算機完成控制與操作動作。該系統的開發平臺為TRAEMODE，與TCP/IP等驅動和協議相結合，是吸納數據的采集、通信，以及機組、輔助設備的控制計量等。此外，還可通過人機對話實現對水閘和泵站的控制，如果出現異常情況，則發出警告，實現系統的自動化運行，而無需人工輔助。

1.2 Web綜合信息系統

Web綜合信息系統，各子系統之間相互獨立，同時又具有一定的關聯性。該系統通過中心數據庫把各子系統中的數據信息，通過整理、提煉和挖掘等一系列動作后，存放到系統的數據庫中，從而降低信息冗余度，提高數據信息的科學和可靠性。目前，各系統均用的是基于JAVA技術開發web綜合信息系統，該信息系統中的各系統數據，經過一定的設計組織，便可組成一定的web頁面信息，而該信息包括兩部分，一是靜態頁面，二是動態頁面。其中，靜態頁面主要是不變信息，比如工程簡介、建筑物平面圖，以及系統構成圖；而動態頁面是指把服務器中數據，根據業務邏輯來進行組織，然后通過數據、表格、圖形等的形式顯示出來，實現實時、直觀的表達效果。

基于JAVA技術開發的web綜合信息系統，主要的優點包括客戶端應用簡單、可擴展性強與跨平臺等。普通客戶端機器的Windows操作系統，均嵌入IE瀏覽器，該瀏覽器連接到局域網上，便可直接訪問web綜合信息系統中的信息，不用安裝其他的輔助軟件。在該系統的服務器端，有一個遠程接入設備，接入該設備后，上級或遠程用戶在撥號連接后，即可訪問綜合信息系統，簡單方便。

1.3 圖像監控系統分析

圖像監控協調系統應用的是目前最流行的數碼/視頻服務器，因此該系統可實現16路攝影機同步監控、視差互補、資料備份等，具有定點放大縮小、同步錄制和同步顯示等無無可比擬的優點，此外還可實現循環錄像、時間錄像，同步支持Mpe酗影像格式。

此外，該系統不但支持PTZ，Vcc3，還支持Vcc4，Ademco等規格攝影機。

2 泵站水閘自動化流程與控制模式

2.1 泵站水閘自動化流程

泵站自動化系統的自動化運行，一個優點便是可按照操作者設定的參數完成檢測，實現開機等，而該系統按照設定前池水位限值，實現自動檢測。因此，在系統全自動模式下，如果前池水位符合操作者設定啟動限值，某號機的限定值，則系統可啟動操作者設定該號機組。例如：如果1#機組啟動之后，水位持續上漲，而沒有下降，則在這種情況下，可繼續開展檢測，一直到開啟4#機組限值。反復進行，直到水位停止上漲為止。

注意事項：機組在運行中，由于某臺設備導出現故障，可致使整臺機組啟動異常或者無法正常啟動，這時系統可給出一定的提示。而機組正常運行中，系統如果檢測操作者設定關機符合調價，則按照設定條件依次關機。但是在關機時，系統首先關閉電機，因為如果電機出現分閘，則系統無法持續運行。

2.2 控制模式分析

系統的控制模式，主要分為下面幾種：第一，現地遙控操作。該控制模式是指操作員在上位機上手動操作某臺設備或閘門，通過人工方式控制閘門或者設備；第二，半自動控制模式。半自動控制模式，即系統按照操作者選擇機組號，可實現自動啟動或關閉，因此稱之為半自動控制模式；第三，全自動控制模式。在全自動控制模式下，操作者根據設定參數實現檢測、開機與關機，以及下閘、開閘；第四，手動控制模式。手動控制模式是指操作者在現場測控屏上，用手按動按鈕實現設備或閘門的操作；第五，遠程監視控制模式。按照現地實物模擬，以顯示機組開機、關機與運行，同時可顯示實時運行中的參數。

3 結語

泵站水閘自動化控制系統的建立，對于實現泵站智能化監視與監控，同時提高泵站檢測運行和管理的整體水平，具有重要的現實意義。此外，該系統建立之后，泵站的穩定性和安全性將得到全面的保障。該系統的實際運營，是城市防汛防洪系統信息化、自動化建設的一個常識和探索，為系統的建立積累了一定的經驗。在本文中，筆者從該系統的組成、控制模式等方面分析了自動化控制系統在防洪泵站水閘中的實際應用。

參考文獻：

[1]金卓.自動化控制系統在防洪泵站水閘中的應用[J].水利電力機械， 2009（06）.

[2]劉華光.淺析自動化控制系統在防洪泵站水閘中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2010（09）.

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關鍵詞：水利工程管理；自動化控制系統；應用

水利工程管理是當前保證水利工程正常運行的基礎條件，并且也是關鍵內容，隨著現代信息技術及自動化技術的不斷發展，在水利工程管理中自動化控制技術也得到越來越廣泛的應用，并且對水利工程管理有很大幫助。因此，在水利工程管理過程中，為能夠使工作質量得到提高，應當對自動化控制系統應用進行科學分析，并且充分掌握，從而使水利工程管理得以更好發展。

1自動化控制系統工作原理

調水工程中需要使用大量水泵及其輔助設備來組成泵站系統，由于泵站機組容量的不斷增大、泵站工程的安全可靠性和節約能源的要求不斷提高。為了實現水資源的合理調配與使用，需要發揮泵站的最大效益。為了提高泵站運行的安全性和可靠性，需要有現代化的手段來對泵站的運營進行管理。因此，泵站實施自動化和信息化建設，是泵站日常運行管理工作科學化、規范化、現代化的重要舉措，是為了上述目標的重要手段。同時對提高泵站運行管理工作效率，保證泵站長期高效、可靠的運行有重要意義。該系統的運用能夠使泵站運行管理人員大大減輕其工作強度，另外還能夠使泵站機電設備的綜合使用效率以及壽命均得到有效提高，還能夠使工作人員對泵站綜合運行情況進行直接查詢及了解，便于遠程管理調度，對水利工程自動化管理水平提高有著十分重要的促進作用。

2水利工程管理中自動化控制系統的應用

2.1利用自動化控制系統監測控制水泵機組

水泵機組在泵站中屬于十分重要的一種能源轉換設備，其組成主要包括兩大系統，即同步電動機與水泵。在水泵機組使用過程中，當開機時自動化控制系統首先應當將防洪閘門打開，同時將清污機啟動，使其運行，并且應當對同步電動機組內的勵磁系統進行動態檢測，對其實際運行狀態進行觀察，注意是否良好。自動化控制系統內部存在自動判斷程序，其能夠對各類啟動條件進行判斷，在確定均與預設參數要求滿足情況下，才能夠繼續進行開機控制。在水泵機組實際運行過程中，自動控制系統便開始進行實施監測，利用有關傳感器元件對機組內部各個相關機構元件情況進行動態監測，利用內部運算程序能夠對相關數據進行動態分析判斷，可隨時進行記錄，并且實時進行調節，從而使機組運行能夠保證處于最佳狀態。在自動監測過程中，若有系統故障發生，自動控制系統可對相應執行機構進行實施操作，從而將報警或者事故跳閘等相關動作完成。

2.2利用自動化控制系統監測勵磁控制系統

在機組啟動以及實際運動過程中，對于勵磁裝置中晶閘管元件相關運行參數，利用自動化控制系統中上位機可實時顯示，并且能夠進行記錄。在上位機上，相關工作人員依據調度參數可對任何閉環進行調節，從而能夠實時調節切換機組恒電流運行、恒功率因素運行以及恒無功率運行狀態。對于自動化控制系統而言，其所設置的為綜合調節方式，即中控及現地相互備用。當自動化控制系統中上位機有故障出現時，運行人員可選擇現地勵磁綜合控制單位執行，在現地單位中利用可視化人機互通觸摸屏系統借助觸摸軟電子按鈕或者鍵盤直接調節勵磁系統，從而使機組運行可靠性得到有效提高。在系統實際運行過程中，當同步電動機有故障出現時，對于自動化控制系統而言，其不但能夠利用上位監控系統通過聲光等有關方式對中控運行人員進行報警提醒，使其及時排查相關故障單元，另外在現地觸摸屏系統中還能夠顯示報警，避免工作人員出現誤操作情況。

2.3利用自動化控制系統可視化監視泵站全局

對于自動化控制系統而言，其上位機中的可視化人機互通界面中，設置整個泵站層次重疊菜單的畫面，其包括主變監視、電氣主接線、開機及停機判斷閉鎖流程圖、水泵機組單元監視以及油氣水等，另外還包括閘門控制系統。在泵站運行管理過程中，相關工作人員只要利用鼠標對上位機各個功能菜單選項直接進行選擇，便能夠全方面了解整個泵站系統運行狀態以及相關數據信息，從而能夠將合理高效運行調度計劃制定出來。為能夠使管理工作更加方便，在自動化控制系統中，對于每個管理人員而言，其均設置密碼，在管理界面上只有將正確個人信息輸入，然后才能夠利用自動控制系統管理整個泵站。另外，在自動化控制系統中，還有多層防護閉鎖程序的設置，可有效避免出現人為誤操作事故，使整個系統都能夠保證高效穩定運行。

3結語

在水利工程管理過程中，為能夠使管理工作水平及效率得到有效提高，應當對自動化控制系統進行合理應用，該系統的應用能夠實現對水利工程中各個方面的自動化管理控制，對水利工程自動化管理水平的提高十分有利。相關水利工程管理人員應當對自動化控制系統應用熟練掌握，并且合理應用。

參考文獻：

[1]徐建芳.自動化控制系統在水利工程管理中的運用[J].中國資源綜合利用,2012(7).

[2]王偉.水利工程自動化控制應用趨勢[J].科技創新導報,2011(6).

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關鍵詞：排水泵站；電氣自動化；必要性；設計思路

1 排水泵站電氣自動化的必要性

從上世紀九十年代初的時候，計算機不斷的發展，導致依據計算機為基礎的信息技術不斷發展和進步，促使各個領域技術都在迅猛發展。此外，排水泵站電氣自動化技術也得到了很大的發展，但是，依據目前形式來說，還是存在著一定的問題，導致這種問題發生的主要原因就是沒有足夠的控制系統設計技術，尤其是在研究和開發方面沒有相關的技術標準，不能足夠了解排水泵站的實際運行情況[1]。所以，導致很多排水泵站在運行的時候不能滿足實際運行需求。例如，設置技術參數、優化泵站設備I/O點以及控制檢測目標都與實際設備運行情況具有很大關系。但是，在設計的時候，很多的開發研究人員只是簡單的理解設備開關機運行操作，以此看成自動化技術，從而可以適當的把手工操作技術變為計算機操控，但是這種自動化技術不僅僅只是對于開關機來說，還需要適當開發泵站勵磁系統、水利監控、優化繼電保護以及經濟運行等。

排水泵站技術實際上是一門比較復雜的綜合性多學科技術，主要包括網絡信息技術、計算機技術以及通信技術。由于自動化控制技術發展的相對比較晚，還是處于發展階段，因此實際操作經驗還是很薄弱。并且也沒有足夠的建設和經營泵站的自動化技術，沒有統一規范的標準，因此，在運用電氣自動化技術的時候，不斷需要完善分析控制對象、自動化操作、優化協議、配置信息化接口以及數據控制平臺等技術，與此同時也需要不斷發展堅持科學發展觀以及可持續發展路線，對于社會的發展具有重要意義[2]。

2 排水泵站電氣自動化設計思路

面向實際需求的典型設計不僅是希望泵站系統能夠進行開關系的自動控制，通過生產管理來確定泵站自動化的實際需求。在運行的時候，泵站的生產以及相關管理人員需要做什么、自動化系統可以給泵站帶來什么、希望自動化系統替代工人干什么以及明確分析什么是重點工作，什么是非重點工作。例如，檢測控制泵站水位流量、控制泵站無功、控制泵站效率、控制溫度、控制調節泵站勵磁、控制泵站振動噪聲空蝕監測、保護泵站、故障和事故預警、視頻監控需求、檢測和控制泵站輔機及附屬配套設備以及管理系統信息交換。對于自動化技術來說，泵站系統的需求是無止境和復雜的，在不斷分析和研究典型設計的情況下，明確各步驟的重要性，判斷不可能與可能，依據實際需求情況來判斷實際效率[3]。

2.1 基于信息的典型設計

在泵站運行的時候，泵站信息是基本的控制節點，能夠提供一定數據信息的典型設計主要應該不斷提取相關關鍵信息和適當挖掘數據信息為實際系統運行提供一定的實時信息。只有進行一定的信息典型設計才可以保證泵站很好的穩定運行。

2.2標準化的典型設計

目前，泵站運行過程中，還沒有建立一定的規范和標準，這種典型設計可以在一定程度上起到標準的作用，能夠進行大量使用。例如，在設計800kw的泵站立式同步設備的時候，需要適當的設計一定的溫度傳感器。在進行電量監測的時候，是使用電流采樣還是電量傳感的方式主要依據是利用多功能電表還是計算機計算，可以通過這種設計方式來確定，促使可以達到一定的規范和標準，為設計提供依據和參考，保證排水泵站具有一定的整齊性和整體性[4]。

2.3 面向模塊化進行的典型設計

在很多大中型泵站設計的時候，不是十分常見，并且沒有很大的變化，但是泵站零件還是具有一定的形式和機組的差別。這種典型的設計方式，可以適當的設計出多個模塊以此來運用到泵站中。通過把多個基本模塊進行疊加以此來形成泵站系統的電氣自動化系統。

可以適當把泵站綜合系統分為泵站監控層及網絡模塊、泵站機組LCU模塊、水力監、泵站輔機LCU模塊、泵站公用LCU模塊、微機勵磁模塊、泵站防洪閘LCU模塊、泵站清污機LCU模塊、視頻架空模塊以及泵站安全自動監測模塊等。進行模塊設計主要的就是把泵站看成統一的整體，保證具有一定很高的靈活性，能夠很好的滿足同類泵站的實際需求?？梢栽谝欢ǔ潭壬媳苊庥捎跊]有統一的規范和標準導致出現高配置、高投入和沒有完善的功能的問題，例如，機組模塊就是系統不可分割的部分。確定內部的電源、PLC傳感器、繼電器以及T/O接口端子，因此，系統中每一模塊都是具有確定配件的，功能配置和軟件配置。

3 結語

總而言之，在排水泵站運行的過程中，能否正確設計電氣自動化控制流程，是依據流程圖進行合理控制的，因此，需要針對相關專業人士提出的建議來不斷明確和修訂設計方案，保證可以符合實際情況，確保能夠穩定的安全運行。利用現代化技術設計排水泵站，可以有效的提高管理水平和控制技術，為以后的發展提供保障和依據。

參考文獻：

[1]陳導.泵站電氣自動化的必要性和設計思路[J].中國高新技術企業，2010（13）：189-190.

[2]翟偉穎，李莉.泵站電氣自動化的必要性和設計思路[J].黑龍江科技信息，2014（33）：158-158.

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【關鍵詞】 綜采自動化控制系統采煤工藝地面監控系統

【Abstract】 This paper introduce the overall design of 1102206 Full-mechanized automation mining face in Meihuajing Colliery， elaborated its various subsystems. Analysis of the mining technology of the Full-mechanized automation mining face ，focusing on the overall design of automatic control system of the Full-mechanized automation mining face， analyzed the control principle of automatic control systems. The establishment of a ground surveillance system， to achieve centralized monitoring of the Full-mechanized mining face.

【Key words】 Full-mechanized Automation； Control Systems； Mining Technology； Ground Surveillance System

綜采工作面是礦井生產的核心，對綜采工作面進行自動化控制是現代化礦井實現生產管理現代化的關鍵，神寧集團梅花井煤礦1102206綜采自動化工作面的順利實施，探索出了工作面少人化、無人化的技術路線。促進了神寧集團煤礦綜采技術進步，對降低工人勞動強度、提高綜采生產效率、減少人員、降低勞動風險具有十分重要的現實意義。

1 1102206綜采工作面基本情況

1.1 1102206工作面概況

梅花井煤礦1102206工作面可采儲量426萬噸，工作面走向長度4200米，傾斜長度225米，平均采高3.5米，煤層傾角9°～20°度，有煤塵爆炸性，2-2煤自燃傾向性等級為Ⅰ級，屬于容易自燃煤層。

1.2 綜采自動化工作面設備配套

1102206綜采自動化工作面設備配套主要由采煤機，刮板輸送機、轉載機、可伸縮膠帶輸送機聯合運煤，二柱掩護式液壓支架、乳化液泵站、噴霧泵站、移動電站、組合開關等組成，主要參數及型號見表1。

1.3 1102206綜采工作面自動化控制概況

梅花井煤礦1102206綜采自動化工作面的有序實施，推進自動化采煤技術在實際采煤生產過程中實現：以采煤機記憶割煤為主，人工遠程干預為輔；以液壓支架跟隨采煤機自動動作為主，人工遠程干預為輔；以綜采運輸設備集中自動化控制為主，就地控制為輔；以綜采設備智能感知為主，視頻監控為輔；即“以工作面自動控制為主，監控中心遠程干預控制為輔”的工作自動化生產模式，實現“無人跟機作業，有人安全值守”的開采理念。

2 綜采自動化工作面總體方案設計

2.1 綜采自動化工作面控制系統構成

將采煤機控制系統、支架電液控制系統、工作面運輸控制系統、三機通信控制系統、泵站控制系統及供電系統有機結合，實現對綜合機械化采煤工作面設備的協調管理與集中控制。實現集視頻、語音、遠程集中控制為一體綜采工作面自動化控制系統，實現工作面采煤機、刮板運輸機和液壓支架等設備的聯動控制和關聯閉鎖等功能。如圖1所示。

綜采自動化工作面控制系統主要由三部分組成，包括綜采單機設備層（第一層）、順槽監控中心（第二層）、地面（第三層）。在工作面原有采煤機、液壓支架、刮板輸送機等單機子系統的層級之上構建了統一開放的100M工業以太網控制網絡，實現單機設備信息匯集到順槽監控中心的隔爆服務器上，供其分析決策與控制。

2.2 綜采工作面工業以太網

利用工作面的綜合接入器、光電轉換器和交換機，建立一個統一開放的工作面100M工業以太網，構建控制平臺。使工作面設備連接到順槽集控中心的隔爆服務器，實現工作面設備信息匯集。工業以太網系統網絡管理方面具備虛擬局域網（VLAN）、流量優先級等網絡帶寬管理功能，保證最重要的數據流能動態地獲得最優先的帶寬支持，同時具有網絡狀況自診斷功能。工作面以太網主要由本安型綜采綜合接入器、本安型光電轉換器、本安型交換機、礦用隔爆兼本質安全型穩壓電源、4芯鎧裝連接器、礦用光纜等組成。

2.3 綜采工作面視頻系統

綜采工作面視頻系統主要由采煤機機載視頻、液壓支架視頻系統、兩部膠帶輸送機機頭視頻系統、乳化泵泵站與噴霧泵泵站視頻系統、刮板輸送機的機頭與機尾視頻系統、轉載機機頭視頻系統、監控中心內部視頻系統所構成。礦用本質安全型攝像儀的視頻數據通過工業以太網網絡傳輸到礦用本質安全型顯示器顯示，礦用本質安全型顯示器可以同時顯示3臺礦用本質安全型攝像儀拍攝的圖像，并可跟隨采煤機運動自動切換顯示采煤機附近3臺視頻圖像，實現了整個綜采工作面視頻系統的無縫連接。

3 綜采自動化工作面生產工藝研究

3.1 液壓支架自動化工藝

梅花井煤礦綜采自動化工作面液壓支架自動化控制的主要目標是實現工作面液壓支架電液控制系統跟機自動化與遠程人工干預控制相結合的自動化采煤模式。以往的電液控制系統大多局限于工作面中部跟機自動化的調試，并且沒有在實際生產過程中使用，而梅花井煤礦在普通SAC電液控制系統的基礎上，深入研究井下實際采煤工藝及工人操作方式。

根據自動化割煤工藝，完善了SAC電液控制系統的原有功能，實現了工作面兩端頭跟機自動化，具備了整個工作面的跟機自動化功能。經過在梅花井煤礦自動化工作面的實際應用，該系統完成了全工作面的跟機自動化調試，證明液壓支架自動化工藝滿足割煤工藝的實際生產需求，首次在傾斜綜采工作面成功實施全工作面跟機自動化。

3.2 采煤機自動化割煤工藝

根據1102206綜采工作面實際地質情況，采用雙滾筒采煤機雙向自動化記憶割煤，刮板輸送機、轉載機、可伸縮膠帶輸送機聯合運煤，兩柱掩護式液壓支架支護頂板，采用全部垮落法處理頂板。采煤機自動記憶割煤工藝引入十四象限（或稱十四工作區間）概念，如圖2所示。

4 自動控制系統總體設計

在順槽列車上打造一個“井下中央控制室”。操作者只需坐在監控中心即可通過顯示器觀察到工作面的情況，通過語音通信進行調度、聯絡，通過操作臺遠程操控工作面相應設備。

4.1 全自動控制模式

將集成控制系統設置為“全自動化”工作模式，通過“一鍵”啟停按鍵啟停工作面綜采設備全自動化?！耙绘I”啟停功能包括：泵站啟停、1部和2部膠帶輸送機啟停、破碎機啟停、轉載機啟停、刮板輸送機啟停、采煤機記憶割煤程序啟停、液壓支架跟隨采煤機自動化控制程序啟停，全自動化啟停。自動化運行過程中，實時監控工作面綜采設備運行工況，當設備運行異常，在監控中心操作人員可以通過人工干預手段對設備進行遠程干預，如采煤機搖臂的調整、液壓支架的動作等（如圖2）。

4.2 分機自動控制模式

采煤機智能控制系統依據采煤機調高油缸行程傳感器，實現采煤機的記憶割煤和遠程干預等功能，實現以記憶割煤為主，遠程控制為輔的生產工作模式。通過實時感知搖臂的高度，作為采煤機的智能調高系統的反饋依據，根據工作面煤層賦存條件實時改變搖臂高度，調節前后滾筒，實現采煤機自動割煤操作。根據采煤機儲存系統中上一次割煤過程中存儲的煤層賦存曲線，采煤機能夠自動化的調節前后滾筒，實行自動割煤操作。依據采煤機主機系統及工作面視頻，通過操作采煤機遠程操作臺實現對采煤機的遠程控制功能，可以對采煤機進行啟?？刂?、運行速度控制和前后滾筒搖臂高度控制等。

液壓支架電液控制系統在標配基礎上，通過增加接近傳感器、傾角傳感器等以實現液壓支架的自動化控制。在護幫板安裝接近傳感器，依據傳感器值判斷護幫板是否收到位，防止采煤機自動化割煤時與液壓支架發生干涉。在調試初期階段，不斷對控制軟件進行改進升級，實現了液壓支架的輔助動作可與支架移架的主要動作同時進行。同時，實現了鄰架升柱到初撐力壓力值時，本架即開始動作的功能，減少了相鄰支架動作的相對時間。通過改進基本實現了平均每個支架移架時間15秒左右的目標，可以滿足采煤機最高12米/分鐘的運行速度。該工作面開采過程中必須使用的三個基本跟機功能：跟機收伸縮梁護幫、跟機移架以及跟機推溜。

4.3 分機集中控制模式

（1）具有在監控中心對采煤機工況監測與遠程集中控制功能采煤機工況顯示，以采煤機計算機主畫面和視頻畫面為輔助手段，在記憶割煤過程中，通過操作臺進行遠程干預操作。（2）具有在監控中心對液壓支架工況監測與遠程集中控制功能，通過電液控制系統數據傳輸，在監控中心顯示出電液控制系統所有數據信息。同時，通過以太網傳輸，在監控中心顯示出工作面支架視頻畫面，以電液控計算機主畫面和工作面視頻畫面為輔助手段，在跟機自動化割煤過程中，使用液壓支架操作臺進行遠程操作，人工干預支架動作，以滿足較為復雜的地質條件。（3）具有在監控中心對運輸設備集中自動化控制功能，主要包括綜采工作面刮板輸送機、轉載機、破碎機以及兩部膠帶輸送機的啟停控制，包括單獨啟停、順序關聯啟停等功能，并且通過采集到的設備數據對運行情況起到監測功能。（4）具有在監控中心對泵站系統集中控制功能，對整個泵站系統的關鍵運行參數進行實時在線監測，并通過這些參數的數值對泵站進行集中控制。

5 地面監控系統

5.1 地面監控系統平臺

在地面調度室建立了以“地面數據服務中心”為主的大屏幕顯示系統，實現了對整個工作面集中監控。地面監控系統將工作面綜采設備有機結合起來，實現在地面調度指揮中心對綜采工作面設備的遠程監測以及各種數據的實時顯示等，為地面管理人員提供實時的井下工作面生產及安全信息。

5.2 流媒體服務

采用了先進的流媒體服務器技術，它將多個客戶端對同一個攝像頭的流媒體訪問進行，極大的減輕了前端網絡攝像頭的負荷和礦井環網的網絡帶寬負荷，也實現了礦井環網和管理網絡的之間跨網段的視頻。管理人員通過辦公網絡，就可以實現遠程訪問工作面的攝像頭，進行視頻實時監控。

6 結語

（1）梅花井煤礦1102206綜采自動化工作面是神寧集團信息化、自動化程度最高、產量最高的綜采工作面，是成套裝備自動化系統的應用典范，實現了綜采工作面設備順槽集中控制和地面遠程監控等功能。（2）綜采自動化工作面的正常運行，工作面作業人員由9人減少至4人，一個圓班割煤最高達到23刀，工作面最高月產46.5萬噸，綜采自動化工作面的順利實施達到兩點效果：一是將工人從操作工變成巡檢工，大大降低了工人的勞動強度；二是將工人從危險的工作面采場解放到相對安全的順槽監控中心，提高了工人的安全系數，該項目的順利實施將對煤礦生產有著巨大的影響。（3）梅花井煤礦1102206綜采自動化工作面的順利實施，填補了神寧集團在綜采工作面自動化領域的空白，促進了神寧集團煤礦開采技術進步，對提高綜采生產效率、有機結合精益化管理工作具有重大現實意義。

參考文獻：

[1]黃曾華.綜采工作面自動化控制技術的應用現狀與發展趨勢[J].工礦自動化，2013，39（10）：17-21.

篇7

【關鍵詞】頂車裝置站立式軸流泵自動化監測系統

1概況

南水北調解臺站是南水北調東線工程的第八級抽水泵站，位于江蘇省徐州市賈汪區境內的不牢河輸水線上，毗鄰解臺船閘，與劉山站、藺家壩站聯合運行，共同實現出駱馬湖125m3/s、入下級湖75m3/s的調水目標，同時發揮樞紐原有的排澇效益。解臺站主體工程包括泵站、節制閘等工程。泵站設計調水流量125m3/s，設計揚程5.84m，安裝5臺套2900ZLQ32-6型立式軸流泵（含備機1臺），配TL2800-40/3250型同步電動機。水泵葉輪直徑2900mm，單機設計流量31.5m3/s，單機功率2800kW，總裝機容量14000kW。泵站為堤身式塊基型結構，站身共分兩塊底板，中塊兩孔一聯，邊塊三孔一聯。采用肘形進水流道，平直管出水流道，快速門加小拍門斷流。站上設工作門、事故門各5臺套，均采用QPPYⅡ-2×160kN液壓啟閉機啟閉；站下進水流道配平面鋼質檢修門2套共4扇，電動葫蘆起吊。站下游有攔污柵橋和攔污柵，配HQ-A型回轉式清污機10臺套，SPW型皮帶輸送機輸送污物。解臺節制閘設計排澇流量500m3/s，為鋼筋混凝土胸墻式結構，共3孔，每孔凈寬10m，設鋼質平板門，采用QPPYⅡ-2×160kN液壓啟閉機啟閉。

2運行管理中存在的問題

解臺站機組長時間停機后，推力軸承油膜破壞，機組在開機運行前必須進行頂轉子操作，將鏡板與推力瓦脫開使其間充滿油再落下開機，為避免燒瓦，目前解臺站采用由一臺移動式液壓泵站分別對5臺機組的液壓頂組進行加壓，人工觀測液壓頂是否工作和轉子頂起的位置。此方式存在如下缺陷：①因無人工觀測設施，工作人員需臨時踩爬才能觀察到液壓頂工作動作狀態及轉子頂起高度，存在人員安全隱患；②人工觀測存在誤差，易造成轉子頂起高度不夠或超過規定頂起高度，以及液壓頂回位不夠；③移動式液壓泵站在安裝輸油管時會有溢油現象。

3頂車裝置自動化控制改造措施

3.1液壓系統改造措施

安裝1臺液壓裝置為5臺機組的液壓頂提供液壓源，液壓裝置工作壓力為：20MPa，最高允許壓力24MPa；流量：2.0L/min；功率：0.75kW；電源：380V，裝置包括電機、油泵、電磁換向閥、溢流閥等。液壓管路布置采用集中式對5臺機組液壓頂組分別供油，并由手動球閥選擇對應的機組，油管采用無縫鋼管，進入機組風道后改用高壓軟管與液壓頂組管路連接。頂車形成設定為3~5mm，電源采用AC380V。自動化控制系統如圖1。

3.2測控系統改造措施

在每臺機組水泵層安裝控制箱，包括PLC1套，8路隔離輸出；觸摸屏1塊，機組運行信號檢測儀，控制繼電器和按鈕，液壓裝置控制電路等；在液壓頂位置安裝4個傳感器，轉子位置安裝2個傳感器。PLC控制系統采用40路隔離輸入，測控電源采用DC24V；液壓頂位置傳感器，檢測距離為50cm可調，分辨率≤3mm，響應時間≤2ms；恢復至原位；轉子位置傳感器檢測距離為15±1mm，響應頻率0.5kHz。測控系統如圖2所示。

4操作方式

4.1自動控制

將頂車裝置現地控制箱電源送上，將控制箱內斷路器置于ON位置，然后按“電源啟動”按鈕（藍色）使測控裝置通電，待觸摸屏進入測控界面后，觀察各位置狀態，位置信號應全部為綠色，待一切正常后，啟動油泵，液壓站開始工作，再按紅色“供油”觸摸按鈕，測控裝置開始進入自動測控程序。測控啟動后，供油信號中“正在供油”字閃爍（移動式液壓裝置啟動供油），四個液壓頂位置信號由綠色變紅色，蜂鳴器響（液壓頂開始上升），當二個轉子“頂到位”信號之一由綠色變紅色時，出現“停止供油”信號，延時數秒鐘后，“正在回油”閃爍（移動式液壓裝置開始回油），待四個液壓頂位置信號由紅色變成綠色，蜂鳴器不響后，延時數秒鐘出現“停止回油”信號。至此，整個頂轉子操作過程全部結束。數秒鐘后，測控裝置自動切除電源。自動測控過程中如遇到緊急情況，可以按“急?！卑粹o切斷測控裝置電源。

4.2手動操作

現地控制箱內設有導軌式按鈕，可直接按箱內的“油泵啟動”“供油”“回油”按鈕，進行手動操作。

5結語

篇8

【關鍵詞】自來水廠；節能降耗；自動化控制；應用

一、自來水制水工藝及自控系統的組成

1、自來水制水工藝。制水工藝過程分別幾個步驟，取水-制備與投加藥劑-混凝-平流沉淀-過濾沉淀-送水。制水工藝采用最新的深度處理工藝，從而達到最新的國家標準要求。自控儀表設備選取分布式集散控制系統，與先進的計算機控制技術、網絡技術相結合，實現整體生產工藝的自動化管理控制，為自來水廠創造更高的生產效率及出水質量。

2、自來水自控系統組成。從整體自動控制系統的多個控制站考慮，可以選擇任一個一級控制站作為代表，分析PLC在控制站中硬件和軟件的設置。其中，PLC的硬件配置包括擴展型基架和CPU、電源、數字量輸入輸出、模擬量、通訊五大模塊共同構成，其中，CPU和電源模塊在左端插槽，其它模塊可隨意安裝。按照實際情況設置基架撥號，通常情況下采取16進制，不過0號主基架撥碼例外，必須把統一設置成“off”狀態。

二、自來水廠節能降耗中自動化控制系統的應用

1、取水泵站自動化控制系統的設計。取水泵站一共有4臺取水泵（其中2臺變頻泵及2臺定速泵，3用1備），主要為整個水廠進行原水的供應，是電量的主要消耗站之一，也是水廠控制電量的關鍵部位。為保證最大限度降低電耗，需把水泵分為兩個組：運行的變頻泵設定為變頻泵組，另一臺變頻泵及定速泵設定為定速組。每次運行均至少開啟一臺變頻器，當運行變頻泵設定時間到時，且另一變頻泵不運行時，將自動切換至另一變頻泵。自控系統將根據清水池水位增減相應的水泵。

1.1取水變頻泵的頻率調整。原水變頻泵的運行頻率要介于最小和最大頻率之間，頻率限定值在SCADA系統中設定。PLC記錄變頻泵停止前的頻率，以便于變頻泵再次啟動后保持之前的頻率。

1.2定速泵的啟動數量。定速泵的啟動數量由變頻泵的運行頻率決定，為了更好地控制定速泵的數量，需要定義兩個限定值：限定值1：啟動一臺定速泵時變頻泵頻率，限定值2：停止一臺定速泵時變頻泵頻率。

2、加藥加氯系統自動化控制設計

2.1加藥系統。加藥系統主要節能控制點在于控制藥耗。水廠加藥系統主要用于控制聚合氯化鋁的投加，為保證系統的節能降耗，主要控制在于精確計算氯化鋁的投加量。樂從水廠設計3臺加藥計量泵，計量泵的速度需通過PLC計算并直接通過通信進行速度控制給定。

2.2加氯消毒站程序設計。整個水廠的加氯系統由氣源系統，真空加氯系統，壓力水供應系統，電氣、控制檢測儀表系統，氯氣泄漏檢測及安全防護系統組成。為了掌握加氯是否處在手動或自動加氯狀態，在加氯機中引出了加氯機的手動/自動選擇信號。

（1）前加氯控制設計。前加氯機的控制方式：前加氯的作用主要是防止藻類和破壞膠體，所以前加氯一般根據原水流量按比例投加：加氯機開度控制=源水流量（m3/h）*投加量（kg/km3）/1000，共設置兩臺前加氯機，一用一備。當使用加氯機故障時，在SCADA上發出警報，并自動切換至另一臺備用前加氯機，

（2）后加氯控制設計。后加氯主要作用是保證出廠水中余氯含量，起到清水池及出廠水管道消毒作用?？刂品绞饺缦拢杭勇葯C開度控制=流量主控制量+余氯控制量流量主控制量=濾后水流量或源水流量（m3/h）*投加量（kg/km3）/1000

（3）余氯控制量根據濾后水余氯高低進行控制，控制范圍規定在流量主控制量的±5%。當余氯高于SCADA中設定的余氯值時，每分鐘余氯控制量-0.2kg（可以SCADA中設置）當余氯低于SCADA中設定的余氯值時，每分鐘余氯控制量+0.2kg（可以SCADA中設置）本工程共設置2臺前加氯機，一用一備。當使用加氯機故障時，在SCADA上發出警報，并自動切換至另一臺備用前加氯機。

3、沉淀池排泥系統自動化控制設計。沉淀池排泥系統主要由排泥閥、排泥車組成。該環節的節能控制關鍵點在于排泥過程中合理排水，在污泥排放時盡量減少不必要的排水。

3.1沉淀池排泥閥控制。沉淀池排泥閥周期性排泥：排泥周期可設定；各排泥閥開閥時間可設定。排泥周期可設定：用戶可根據原水水質進行排泥周期的設定，合理減少排泥時間。各排泥閥開閥時間可設定：用戶可根據平流沉淀池的具體特性，設置各閥門的相應開啟時間。

3.2排泥車控制。沉淀池排泥車的過程控制：由于沉淀池長度約100m，長度較長，而按照沉淀池的沉泥規律，從沉淀池的進水到出水，池底所沉積的泥厚度按從多到小逐步遞減的規律進行，因此，為了達到排泥車的排泥效果而又減小不必要的排水浪費，排泥車的行走電機可采用變速電機，在沉淀池的進水端采取慢速行走，而在沉淀池的出水端采取快速行走，或排泥車的行走電機為定速電機，排泥車從沉淀池的進水端前行全程1/3，后退至沉淀池進水端，再從進水端排泥至出水端，空車返回。

4、送水泵站自動化控制設計。送水泵房一共有4臺清水泵，分別為2臺變頻泵及2臺定速泵組成。正常使用時為3用1備。每次運行均至少開啟一臺變頻器，當運行變頻泵設定時間到時，且另一變頻泵不運行時，將自動切換至另一變頻泵。系統分為兩個組：運行的變頻泵設定為變頻泵組P401A/C，定速泵P401B/D設定為定速組。運行的變頻泵的頻率根據出廠水壓力設定值調整。定速泵啟動的個數根據變頻泵的頻率決定啟動臺數。

4.1加壓變頻泵的頻率調整。加壓變頻泵的頻率根據SCADA設置的壓力值進行PID恒壓控制，PLC不斷調整變頻泵的頻率。變頻泵的頻率及頻率閥值以Hz表示。

4.2增加變頻泵頻率。變頻泵頻率由用戶設定壓力值及實際管道壓力計決定。PLC通過PID運算調整變頻泵頻率，當管道壓力小于用戶設定壓力時，變頻泵頻率將增加。

4.3減少變頻泵頻率PLC。通過PID運算調整變頻泵頻率，當管道壓力大于用戶設定壓力時，變頻泵頻率將減少。

4.4定速泵的啟動數量。定速泵的啟動數量由變頻泵的運行頻率決定。為了更好的控制定速泵的數量，需要定義兩個限定值：限定值1：增加一臺定速泵時變頻泵頻率；限定值2：停止一臺定速泵時變頻泵頻率

4.5啟動一臺送水定速泵。當變頻泵的頻率高于等于限定值1（例如48.5Hz）并且至少有一臺定速泵可用時啟動一臺定速泵。

4.6停止一臺送水定速泵。當變頻泵的頻率低于限定值2（例如35Hz）并且至少有一臺定速泵運行時停止一臺定速泵。

結束語

自來水生產具有獨有的特性，其連續性、不可替代性及不間斷性要求自動化控制系統具有較高的可靠性、高速性以及穩定性，必須要選擇增強型的處理器。自動化系統在自來水廠中的應用有廣泛的發展，可以有效的保證水質，提高自來水廠的處理能力。

參考文獻

[1]張文峰.自動化控制系統在自來水廠中的應用淺析[J].數字技術與應用，2014（26）：314-316.

篇9

關鍵詞：海河開發、地下式、排水泵站、自動化控制

天津是我國北方重要的經濟中心，按照天津市國民經濟和社會發展的總體目標，到2010年，天津將建設成為全國率先基本實現現代化的地區之一，成為中國最重要的工業基地，商貿、金融、技術開發、信息、交通的遠東國際交流中心。因此，天津在我國對外開放和區域經濟發展戰略中，有舉足輕重的作用。

2002年底天津市政府通過了海河綜合開發總體規劃，將用3~5年的時間，將海河建成獨具特色、國際一流的服務型經濟帶、景觀帶和文化帶，使其不僅具有防洪、排澇、供水、航運等功能，更具備旅游、休閑和發展三產服務業的功能，弘揚海河文化，創建世界名河。海河大沽橋工程對海河兩岸綜合開發改造的順利實施有著十分重要的意義和積極的推動作用。

海河大沽橋工程地道泵站設計簡介

大沽橋地道泵站設計概況

大沽橋地道泵站位于海河東路以東的橋區范圍內，占地面積及外型都受到了一定的局限，設計力求結構外型新穎，將泵站主體設計為直徑5.5米的鋼筋混凝土圓型地下結構，不單獨設置附屬用房，通過遠程控制，監控泵站運行情況，地上無一構筑物，即滿足了泵站的使用功能，又不影響橋區景觀。

大沽橋下沉路采用U型槽的結構設計，有效防止了地下水。U型槽結構底板厚度結合強度和抗浮的要求設計，其主體結構外包防水層，因此具有既防水又抗浮的特點。這就決定下沉路為此結構時不需考慮地下水的排除，只考慮地道雨水水量的排除就可以了。具體設計方法是在下沉路面橫向較低側設置收水邊溝并設置排水管，引入集水井中。集水井設置于U型槽結構底板以下，通過雨水管排入地道泵站。

泵站占地面積22平方米，收水面積0.43公頃。設計水量：0.162 m3/s。來水通過地道泵站提升后，經壓力出水管（設兩個壓力井）排入海河。

大沽橋下沉路的設計等級為可淹沒，下沉路與海河間擋墻設計標高為2.2m.T.D，當海河水位為2.2m.T.D時，下沉路將呈現淹沒狀態。

水泵臺數和泵型的確定

在選泵之前要根據泵站規模、揚程估算，并考慮到泵站結構與工藝布置合理性及占地面積大小等因素確定水泵的臺數。在揚程和估算流量合適的基礎上，根據水泵特性曲線初步選用。

大沽橋地道泵站的來水水源僅為路面水，雨水流量為0.162m3/s，選用流量為0.081m3/s的潛水泵兩臺，估算揚程為6.4米。

泵站的進水管道管徑d600mm，管底高程即為水泵的最低水位-2.566m.T.D，管頂高程即正常高水位-1.966m.T.D，海河蓄水位為2.5m.T.D，靜揚程為5.066米。水泵初步選出后，進行水力計算，計算出水泵實際需要的揚程，基本與估算相吻合。使水泵運行的工況點處于高效率區的范圍，無論在單臺泵運行和兩臺泵同時運行時，都能夠有較高的效率和穩定可靠的運行狀態。

由于橋區景觀要求本工程采用的是地下式的排水泵站，所以優先選用潛水泵。

泵房布置

泵站主體為5.5米直徑的鋼筋混凝土結構，共分為兩層，上層標高1.200m.T.D，下層標高-2.906m.T.D，泵站總深度7米。

下層為水泵層，內分進水閘閥井和水泵集水池兩部分，上層為閘室層，內有水泵出水管路、閘閥等設施，閘室層頂板設置吊裝孔，通風孔及人孔；閘室層底板上設置吊裝孔。泵站出水管上設兩座出水壓力井，出水口采用橡膠緩閉止回閥，防止河水倒灌。

水泵層平面圖 剖面圖

該泵站未設值班室，值班人員可在橋對面的大沽路泵站內值班對本泵站進行監測及巡視。

報警水位的確定

地道泵站的報警水位是根據地道的最低點下返1m安全水頭，再推算到泵站集水池的水位確定的。大沽橋地道泵站報警水位設為-0.587m.T.D。在降雨時，嚴格控制雨水的報警水位，保證地道最低點的安全。

泵站的自動控制

大沽橋地道泵站選用兩臺潛水泵，其自動開車停車的主要措施是采用超聲波液位計根據集水池的水位變化，按預先給定的程序自動開停。由于大沽橋下沉路設置了親水平臺，平臺標高2.0m.T.D，親水平臺外擋墻標高2.2 m.T.D，決定了控制水泵開停車自動化的措施：

1）當海河水位低于2.2 m.T.D時，泵站正常運行。集水池水位為-2.266 m.T.D時開一臺泵，當集水池水位為-1.966 m.T.D時兩臺泵同時運行。

2）當海河水位超過2.2 m.T.D時，關閉進水閘閥，泵站停止運行。

3）警戒水位為-0.587 m.T.D，最低水位：-2.566 m.T.D，正常高水位：-1.966 m.T.D。

地下式排水泵站的優缺點

優點：（1）地下式泵房在地面以上只留有供出入地下泵房的人孔、通氣孔、吊裝孔。無上部建筑節省土建投資。（2）減少了噪音、氣味對周圍環境的污染。

缺點：（1）地下式泵房除進出口外幾乎都在地面以下，雖然專門設置了通風口，但是還需要在檢修人員下入泵房之前打開井蓋進行長時間的通風，否則容易引起中毒事故。（2）潮濕現象嚴重、管理人員出入不便、設備進出也很麻煩等問題。

雖然地下式泵站有些缺點，但是本工程將值班室及變配電室放在橋對面的大沽路泵站中，并設許多吊裝孔，所以地下泵站基本不經常下人檢修。從而充分發揮地下式泵站防噪音、防臭味的優點。

地道泵站今后發展趨勢

此次設計的地下式地道排水泵站采用了比較新的設計理念，從選泵、泵房的結構形式到保證管理人員維護檢修方便、安全的設計，都體現著泵站運行高效、工藝和結構設計簡單、自動化控制先進、同時不失人性化的設計原則。

今后泵站建設必須建設先進的泵站中央監控中心，只有控制中心的高效穩定運轉，下屬泵站才能發揮功效。用計算機技術與自動控制協助完成排水泵站的運行管理，實現排水管理的定量化、信息化和網絡化。

結束語

排水設計作為橋梁及地道設計的重要內容之一，應根據公路等級、降雨強度、地下水、地形、地質、土類、材料來源等情況綜合考慮，合理布局，因地制宜地選擇經濟、合理、美觀、實用的工程措施，確保立體交叉道路的穩定和行車的安全，同時達到與周圍環境協調、美觀的效果。為此尚需建設、設計、科研、施工、監理等多方面共同努力，在實踐中不斷探索、總結，以提高我國立體交叉道路的建設質量。

參考文獻：

[1]孫慧修主編.排水工程.上冊.北京：中國建筑工業出版社，第四版,1999年12月

[2]北京市市政工程設計研究總院主編.給水排水設計手冊.第5冊.城鎮排水. 北京：中國建筑工業出版社，第

二版,2004年2月

[4]《城市排水工程規劃規范》(GB 50318-2000)

[5]《室外排水設計規范》(GB 50014-2006)

[6]《城市工程管線綜合規劃規范》(GB 50289-98)

篇10

【關鍵詞】水閘泵站自動監測系統;現代化管理;遠程監控

寧夏中南部地區地處黃土高原和干旱半干旱荒漠地帶，是全國主要的回族聚居區，地區土地面積和人口分別占全區土地面積和人口的64%和45%，是寧夏的半壁山河。這里溝壑縱橫、荒漠廣布、十年九旱、極度缺水、生態脆弱、交通不便、人多地少，我國這樣的地區還有很多，這些偏遠地區的農業灌溉以及群眾飲水等問題受到了重視，固海揚水工程的投資和建設極大的改善了這一問題，隨著自動化控制技術的廣泛應用，水閘泵站自動監測系統近幾年在固海揚水工程中大面積實施，為此我們將分析其建設方法以及應用價值。

1 水閘泵站自動監測系統主要建設內容

水閘泵站自動監測系統主要包含了三個部分，分別是區域水閘泵站監測中心、網絡通訊系統、水閘泵站現場監控點。水閘泵站自動監測系統建設主要目的是實現區域內水閘泵站的自動化調度，整個系統將覆蓋區域內多個泵站并能夠實現對河水位、電源運行、檢測點、閘門運行等的控制，系統建設的主要內容有：

1.1 水閘泵站現場檢測點

現場檢測的主要作用是通過傳感器來檢測現場的內外河水位、現場傳感器、水閘泵站工作狀態的搜集，通過上層的通訊設備將傳感器感應的數據傳輸到檢測中心，并且可以連接現場檢測點的報警裝置，有效的檢測險情以及檢測點的故障。現場檢測點核心設備是閘門開度儀、水泵保護傳感器、超聲波液位計等多種類型的傳感器，并輔助相關的控制模塊、儲存模塊、微型處理器、數據采集器、數據通信模塊等，建設重點是前期各個模組和傳感器的安裝和調試。

1.2 網絡通信系統

網絡通信系統是實現遠程自動化控制的重要連接紐帶，一般采用的是CDMA或者GPRS的無限數字網絡通信制式，并通過RS-485總線實現傳感器與檢測終端之間的連接，從而組成了下場檢測系統。現場采集到的模擬量、開關量、繼電保護和報警信號等通過無線通信模塊傳輸到檢測和控制中心中，有的水閘泵站自動監測系統中設置了多層級的檢測中心點，主要原因為區域覆蓋面積更廣，控制和調度動作更加復雜。

1.3 區域水閘泵站監測中心

控制中心是水閘泵站自動監測系統的大腦，由數據儲存系統、主控制室計算機群組、服務器等構成。監測中心主要實現了檢測數據的儲存、處理以及顯示，通過繪制多種數據的曲線和表格等，而工作人員通過研究以及實時監控相關的數據實現險情預警，同時能夠通過控制中心實現水站泵站的遠程監控。

2 水閘泵站自動監測系統的應用

2.1 引清調水農業灌溉

通過水閘泵站自動監測系統的應用能夠實現對河水位、水閘泵站等的控制和檢測，并能夠在緊急情況下實現抗災減災的指揮和調度。通過檢測點反饋的數據，能夠準確的分析區域內各個地點的旱情和水情，從而檢測各個閘站的搶險情況給予及時的處理指揮。另外水閘泵站自動監測系統的設置不僅僅能實現區域內水情實時監測，還能夠通過遠程的自動檢測完成綜合調水通過實時控制閘門的開啟和關閉實現水流的控制和調節，達到改善水環境、引流灌溉等抗旱救災的目的。同時通過縱向分析多年的河流數據，結合水利數學模型制定合理的引水灌溉方案。

2.2 提升行業管理水平

水閘泵站自動監測系統建成后極大的改善了區域內水環境的調節和控制，極大的提升了水閘本站管理的現代化水平。另外通過計算機技術的應用，使得原始數據的記錄更加的高效和準確，各個檢測點獲取的數據記性歸納和分析，能夠進一步的了解區域內旱情情況，并為水閘泵站管理和考核的依據。水閘泵站自動監測系統建設完成后，也從根本上改變了原有的調水以及各種的水閘管理方式，減少了人力資源的投入，使得水閘泵站管理更加的高效，提升了行業管理的現代化水平。自動檢測系統也加快了現代化調水指令的相應速度，提升了河道水閘泵站管理部門的社會影響力。

2.3 水資源調度

水閘泵站自動監測系統幾乎覆蓋了整個區域內的水資源量，通過多個實地檢測點的布設以及GIS地理信息系統等的假設，實現了水體流向的監控。通過每一個實地檢測點反饋的數據，實現了對泵站水閘運行狀況、河水位檢測等，極大的提升了水資源的現代化調度，提高了水資源的利用效率。

2.4 水務規劃和信息化

通過水閘泵站自動監測系統的建設，能夠在水閘泵站監控中心中了解河道主干道以及支流的詳細狀況，通過計算技術也實現了水情信息、河流信息等多個信息的處理，全面的提升了水務管理的信息化。

3 水閘泵站自動監測系統的應用效益

水閘泵站自動監測系統的建設有著經濟效益、社會效益和生態效益等多個方面的價值，其應用效益主要體現在以下幾個方面：

3.1 改善水環境效益

水閘泵站自動監測系統的建設實現了水資源的科學調度，大幅度的提升了區域內抵抗自然災害的能力。系統建成后，將成為覆蓋整個地區內的水閘、水資源信息、河網水文等的調度和檢測，是的區域內的多條河流干道實現了定向和有序的流動，提升了河網水體的改變次數，極大的改善了河道水體的質量，在一定程度上減少了河道淤積，在改善水環境中也保障了當地居民飲水、灌溉等的用水需求，極大的減少了環境工程投資。

3.2 區域經濟效益

對于西北地區來說，水資源意味著財富。無論農業發展還是城市居民生活用水，水資源的利用都是現代化建設必要的發展資源，通過水閘泵站自動監測系統的引入也減少了區域內旱災對國家和人民生命財產的威脅，保障的農業的健康發展，促進了區域內經濟的可持續發展。

3.3 信息利用效益

水閘泵站自動監測系統的建設也帶動了區域內水資源控制的信息化進程，系統建設也帶動了周邊輔助辦公和管理系統的開發，例如辦公自動化、行政管理信息化、抗災輔助指揮系統等現代化管理系統的開發和應用，提升了區域內信息資源的利用水平。

4 結語

水閘泵站自動監測系統極大的提升了區域內水閘泵站的管理水平，通過計算機技術和自動化控制技術的應用，減少了人力資源的投入，提高了水閘泵站的現代化管理，總之水閘泵站自動監測系統的應用是水利系統建設的重要基礎，在抗旱救災中體現著極其重要的角色。

參考文獻：

[1]李珍明. 上海市水閘泵站自動監測系統應用淺析[J]. 城市道橋與防洪，2007，04：72-76+15.

[2]李珍明. 上海市水閘泵站計算機智能控制系統初步控索[J]. 微型電腦應用，2005，07：9-11+38-1.

[3]管新崗. 天津臨港工業區排水信息管理系統的研究與應用[D].天津大學，2013.