泵站自动化系统的运行现况与及发展建议

1、泵站自动化系统的运行现况与及发展建议1 前言建国以来，我国所建泵站多、分布广，几乎每个省市自 治区和直辖市以及相应河道都有泵站，主要用于防洪、灌 溉、排涝、供水等。上世纪早起所建泵站都是用常规保护 和控制，到 90 年代中后期开始采用自动化控制设备，但用 的自动化设备也存在一些问题和不足，对比欧美发达国家 的泵站自动化来说还存在不少差距。2 泵站自动化设备运行现状2.1 设计缺乏统一标准，软硬件系统扩展困难。随着计 算机的普及，上世纪 90 年代以来，包括泵站自动化系统在 内，我国很多行业开始使用计算机控制技术，但由于没有 统一的规范标准，各个设计院设计出来的泵站自动化设备和操作系统千差万别，

2、缺乏统一的功能要求和技术指标， 系统扩展困难。2.2 硬件设备不完善，功能不齐全。变电站的自动化与 泵站水闸的的自动化系统有很大区别，泵站系统设备和功 能都不完善，也不齐全，缺少现地 LCU等控制功能。2.3 缺乏系统概念，信息不能共享。缺乏系统概念，泵 站自动化、办公自动化、调度通讯等不能互联，导致信息不能互通。2.4 元器件缺乏连接统一标准，数据无法传递。自动化 元件的选择与系统不匹配，有些没有通讯接口或接口协议 矛盾，有些必要的信号送不到监控系统里面来，如温度巡 检、水位监测等自动化元件，就出现过不能传递数据的问 题。2.5 泵站运行人员技术力量严重不足。我国技术型人才严重不足已成为普遍

3、现象，很多泵站运行人员没有受过正规专业教育和足够的专业培训，文化素质和计算机水平较差，当自动化设备出现故障时，泵站运行人员无力解决， 或者让泵站带病运行，直到演变成更大的问题，或者请生产厂家进行售后服务。然而自动化设备厂家多，市场竞争 激烈，倒闭也快，很多设备用户使用一段时间后便找不到 生产厂家了。3 改善泵站自动化设备运行现状的建议3.1 正确把握泵站自动化设备的选型原则随着科技的进 步，泵站的自动化也要与时俱进，现阶段的设备设计主要 采用分层、分布式结构，由决策级管理、泵站级管理、监 督控制级和现场级四层构成，用以太网、光纤以太网、双 绞线或无线网络实现网络互联。(1 )系统硬件配置如下：

4、 现地级控制单元由若干个 LCU组成，每台水泵机组对 应一套 LCU，公用辅机设备控制部分共用一套公用LCU，每套 LCU都是由可编程控制器 PLC 和一些外围自动化元器件组成，每套 LCU之间以及后台之间的通信方式多种多样，可以是以太网、串口 RS232、 RS485或 CAN口； 泵站的线路保护单元、变压器保护单元、电动机保护 单元、温度巡检仪等通过以太网或串口与操作员站、工程 师站和调度连接，现地数据信息实时上传；UPS 一套语音报警系统、一台或多台打印机、在线工及 GPS校时装置； 通讯及网络设备，包括交换机、无线信号收发设备、以太网介质（可选光纤）、通信管理机等辅助设备； 标准配置为

5、两台高配置的高效可靠工控机，一台用作 服务器兼操作员工作站，实现监控系统双机热备份运行， 也可单机或多机配置运行，另一台作为实时监控主机和操 作主机； 一台进口工业级或国际知名品牌计算机作为通信工作 站，专门用来与上级防洪抗旱指挥调度管理处远方通信或 与水情测报系统通信等； 一套微机高频开关式直流电源作为整个泵站的控制 电源、保护电源、工作电源及事故照明电源；充电模块采用 N+1 冗余配置，具有完善的保护措施，可实现与后台监 控计算机的串口通信； 一套视频监控系统，实现泵站运行现场、办公场所 的实时图像监视。网络兼容性和可扩展性都遵循国际标准， 网络上接入的每一个自动化设备都具有自己特定的功能

6、， 一个部件出现故障只会影响相应的功能，不会对网络上其 他设备有影响，并且有利于今后的功能扩充。(2 )系统监控软件 : 实现泵站与变电站等自动化的监控， 立足网络开发，采用 DCOM分布或编程技术，可按功能或现 场条件自由配置模块，使网络中的各台计算机运行相同或 不同的程序模块，具备强大的组态功能，可根据现场需要 自由定义数据信息，监控画面、报表等。(3 )系统结构 : 系统内的水泵机组 LCU、各辅机组 LCU、 各微机保护装置、各智能设备均通过协议转换器连接到以太网，与操作员站、工程师管理站、调度通信、上传数据 信息，接受操作控制命令。(4 )系统特点： 系统通信遵循多种国内国际标准规约

7、，可方便地接入 其他厂家的设备及各种自动化元件； 系统设计思路先进合理，保护测控装置可以集中组屏， 也可以分散安装于开关柜上，功能各自独立、互不影响， 工控元件均采用世界知名品牌，能长时间稳定可靠运行， 提高了系统的安全可靠性； 系统具有数据采集、状态监视、保护和控制等功能， 实现了泵站和各级调度紧密联系，信息数据实时共享，大 大地提高了综合自动化水平和快速反应的能力。监控系统 可实现数据动态显示，实时数据库自动更新，历史数据库 完善保存 10 年； 友好简洁的人机接口，大屏幕汉字显示实时电流、电 压、功率电度、保护定值菜单和其他所需的电气量和非电量，定值修改设有多层限保护；具有事故顺序记录和

8、事故追忆功能，监督部分有语音报警和短信报警功能，可实 时了解事故和方便查询已发生的事故；故障录波功能可以 记录下事故或故障前后连续 60 周波，方便用户分析事故原 因； 整个系统通过网络连接，各个单元功能独立、智能化程度高，可以根据实际需要灵活配置，满足扩建等需要， 减少建设投资和维护费用； 重要功能模块均实现双冗余配置、冷热备用，在线自 检、自诊断和自恢复能力很强，保证了最高的系统质量， 提高了系统可靠性； 完善的视频系统可以全面地、多角度地监视整个站的情况； 通过 GPS通讯对时，使全站的所有智能设备都有统一 的标准时钟； 在现地层的泵组 LCU的触摸屏或工控机上、监控后台 上都有机组的流

9、程图，流程图中各状态用光字牌的形式显 示，可以方便地查询机组的运行状态及事故情况; 系统内关键模块或设备互换性、通用性强，便于检修和维护，大大 降低了设备的平均故障修复时间。3.2 选择自动化设备厂家考虑充分周全目前，生产泵站 自动化的生产企业不少于 100 家，其中大多数规模小、产 值低，约 90%的企业员工不到 50 人，年产值不到 1000 万， 大多数自动化生产企业基本无可研能力，造成泵站自动化 设备品质不高，运行不稳，档次较低。从长期稳定、可靠 运行的角度来考虑，选择厂家一定要看其规模、用户业绩、 售后服务，价格只能是重要因素而不是唯一条件。同一系 统的泵站自动化设备尽量选择一家，便于调试和维护。3.3 加强泵站运行人员的培训生产企业要对用户进行系 统培训，用户也要有人才培训意识，双方努力坚持经常培 训原则，不定期的到厂家培训或请厂家人员到现场培训， 不断提高运行维护人员的技术水平。4 结束语通过这几年的实践，泵站自