浅议泵站电气自动化的实施及其设计

浅议泵站电气自动化的实施及其设计

余德

(九江市城区泵站管理处江西九江332000)

摘要：泵站作为水利工程中重要的组成部分，承担着城市防洪排涝作用。加强对泵站电气自动化的研究有利于泵站工作更好的开展。当前泵站普遍存在电气自动化程度不高的情况，如何更好进行泵站电气自动化的实施及设计，成为了现在水利工作中重要的组成部分。

关键词：泵站；电气自动化；实施；设计

泵站指将水由低处抽提至高处的机电设备和建筑设施的综合体。机电设备主要为水泵和动力机（通常为电动机和柴油机），辅助设备包括充水、供水、排水、通风、压缩空气、供油、起重、照明和防火等设备。建筑设施包括进水建筑物、泵房、出水建筑物、变电站和管理用房等。利用先进的自动化技术对泵站的稳定运行具有重要意义。

一、泵站电气自动化系统的设计

（一）泵站电气自动化系统的定义

随着电脑远动技术及单片机技术在全行业的广泛应用，泵站也普遍采用了这一新技术。泵站电气自动化系统主要是利用现代自动化技术，对泵站各电气器件进行操控。并利用网络通信技术对各方面信息进行整合，从而形成了一整套针对泵站电气操控方面的操作系统。泵站电气自动化系统使用后台大量的数据资料，可以对泵站运行过程中的数据进行实时监控与调整，达到安全运行目的。

（二）泵站电气自动化系统的组成

泵站电气自动化系统系统内包括了维护保养、通信技术等。主要由站内用电、照明系统、控制系统、信息化系统等组成。泵站电气自动化综合保护系统由综合保护装置、通信管理机和监控操作后台机组成，监控操作后台机上能够实现电气设备的监视与控制。继电保护主要采用DSP微机保护，各保护功能相对独立，不依赖于通信网络，通信故障或监控系统故障不影响保护装置的正常运行。

（三）泵站电气自动化系统设计的关键问题

1.泵站中设备的启停主要依赖于继电保护器，因此继电保护装置对于设备的正常运行保护及设备的启停过程有着重要的作用。增加相关工艺的接入及闭合逻辑的设置，可以大大提高泵站中各种设备的操作稳定性。

2.泵站中实现自动控制是由于系统内各个闭环控制单元均对系统整体有着很大的用途。因此在进行泵站电气自动化系统设计工作中，要综合考虑到系统的层次及序列，应避免将所有的控制系统集中在同一个控制单元内。较为重要的系统必须采用闭合控制技术，使此控制单元可以对关键系统完成独立操作，并且还可以跟随前期设计好的程序进行各项指令的发出，达到对系统整体的自动化控制。

3.自动控制系统要选择最为适合的通讯协议。在进行泵站电气自动化系统设计时，应优先使用基于标准通讯协议上的智能操控设备，这对于此系统与工程整体间的通讯及数据传输都有着极大作用。如在泵站内使用了多个不同标准的通讯协议，其转换工作应当由主软件做标注化的统一处理，不能在通讯底层做数据的转换工作。泵站中布置的众多传感器材，需要统一其数据输出信号的标准，并使用通讯信号较强的设备作为通讯首选。

二、电气自动化系统在泵站工作中的实施

（一）泵站电气化系统的选择

随着相关科学技术的进步，更多的新型器件被广泛应用到泵站中。如智能传感设备、多功能芯片的使用，对提高泵站电气自动化程度有着深刻意义。相关技术采用得当，对泵站日常运营及维护起到了良好的促进作用。如不能很好的采取合适的技术，其性能和参数的不稳定也会对泵站造成不良影响。为应对由此造成的问题，在泵站电气自动化系统的设计过程中要综合考虑设置一些备用系统。并且尽量选择技术较为成熟、质量可靠的设备，使整个电气化系统的稳定性得到充分保证。像有些电气化元件对环境要求较高，如工控机、PLC等不适于长期处于潮湿环境中，因此泵站的配电间应尽量建设在地势高一些的区域，并根据实际情况设置一些自动除湿装置。如综合自动化柜，由于布置了大量精密的电器元件，所以对温湿度有着极高的要求。保护设施的正确使用，对泵站电气自动化设备的正常运转有着重要作用。

（二）电气自动化系统需具备信息实时传递的功能

泵站在工作中要保持时刻运转，这就需要做到对泵站的各项参数保持实时记录，从而加强对泵站的管理。要做到此点，电气自动化系统需要具备实时化的数据传输功能。电气自动化系统的实时传输系统需具备完整的数据收集、数据接收、数据存储功能，并且还要有相关操作经验的人员对系统做整体把控。当前实时传输系统还有着较大欠缺，这主要是由于可以胜任此工作的人才比较匮乏，这直接导致了现今泵站电气化系统迟迟未能全面普及的情况。在泵站调度方面，还需强化数据的远程实时传输的技术。建立一个多种信息共享的平台，对于水利工程的整体发展及提高社会经济平稳运行就有重要意义。

（三）PLC控制系统在泵站泵站电气化系统中的作用

PLC为可编程逻辑控制器，是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。此系统应用于泵站自动化系统中，可以对取水泵及相关设施进行有效监控，如当泵房中甲醇含量高时，可用轴流风机抽出泵房内的空气，排入大气。实现对泵房内气体泄漏时的实时报警。PLC对配水井、PH调节池、进水网格等设施也可以实现实时监控，这对于工作人员及时发现问题，避免损失有着重要作用。PLC对吸水井、各种仪表的正常运转方面也发挥着极大的实用价值。同时，PLC还可以对这些成套的泵站电气自动化系统控制下的水流量做详细分析，工作人员通过获取到的数据对泵站运行中的各项参数，可以对水流量做出相应的调整，确保运行参数保持在安全范围内，这对于泵站各项工作的平稳开展有着重要的作用。

（四）泵站电气自动化系统需进行模块式的设计与管理。维持泵站的日常运转需要应用到各种不同作用、不同参数的机电设备，并且各种设备使用数量不同，但是这些设备的相关状况又很相似，这就容易在使用中产生使用错误的情况。在相关泵房电气自动化工作的开展中，应广泛应用模块化设计的方法，把这些电气自动化设备进行模块分解，使各个系统形成一个有机整体。使泵房电气自动化整合成为一个体系，这样有利于对各个系统进行全方位控制，实现泵站自动化系统的稳定运转。

（五）泵站电气自动化系统中的兼容问题及功能扩展。现如今泵站自动化系统日趋完善，其高度的集成化系统给工作带来了很大的便利性。但随之而来的系统兼容性问题也逐渐显现，正因如此，在工作中要依据实际情况，对软件系统进行有针对性的开发，这主要表现在第三方设备与软件之间的兼容性方面。在今后的工作中会陆续使用到更多的硬件设备，所以在进行泵站电气自动化系统的搭建时要充分考虑到二者之间能否进行充分协调。同时对于系统的功能扩展也预留了很大的空间，对后期增加系统功能及新型设备的应用有着极大的意义。

（六）交流控制电源的选择

大型泵站所用电机，在启动时电流瞬时可达其额定电流的5-7倍，这就要求所使用的变压器具有非常的的容量。并且在泵站建设中应选择高电流的不间断电源，这样就保证了在电力供应不足的情况下设备的安全运行。

结语

随着我国水利工程的深入开展，泵站电气自动化的程度也越来越高。当前泵站电气自动化方面还存在一些不合理之处，这就对我们以后的工作提出了更高的要求。只有不断强化专业知识的学习，才能不断提高泵站电气自动化的技术水平。

参考文献

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[2]龚定文."浅析泵站电气先进技术及其具体实施."科技与创新No.53.05(2016):154+157.Print.

[3]罗刚."试论泵站电气自动化设计与应用."引文版：工程技术.(2016):296.Print.