摘要：文章介紹了大型泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能、大型泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、仿真系統(tǒng)與培訓(xùn)系統(tǒng)與大型泵站經(jīng)濟安全運行等。

關(guān)鍵詞：大型泵站；計算機優(yōu)化控制；計算機監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號：P208文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2009）09-0015-02

一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

目前我國大型泵站大都裝有計算機監(jiān)控系統(tǒng)，對泵站實施優(yōu)化控制，取得了一定的成果。大型泵站的作用往往是跨流域的，為此大多數(shù)泵站除可以在中控室監(jiān)控外，還應(yīng)可在遠(yuǎn)方流域中心或指揮中心調(diào)度，以利于整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。因此，根據(jù)泵站的規(guī)模和特點，大型泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)按泵站控制層次分三層，即調(diào)度層、泵站層和現(xiàn)地控制單元層。

目前來說，開放、分層分布式結(jié)構(gòu)是當(dāng)前計算機監(jiān)控系統(tǒng)的主流，該種結(jié)構(gòu)的主要特點是將系統(tǒng)分為若干相對獨立的單元和層次，各層次通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，根據(jù)系統(tǒng)實時性要求的不同，將系統(tǒng)任務(wù)分解到各層次，越靠近設(shè)備層系統(tǒng)實時性要求越高；分層分布式控制的另一優(yōu)點是將某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題對系統(tǒng)所造成的影響減少到最小程度。

泵站的分層分布式結(jié)構(gòu)，調(diào)度層配置雙機系統(tǒng)，泵站層根據(jù)要求可以配置成單機或雙機系統(tǒng)，大型泵站層采用雙機系統(tǒng)，現(xiàn)地單元控制層按被控對象由一臺或多臺現(xiàn)地控制單元（LCU）裝置組成。

二、支持平臺

為適應(yīng)技術(shù)開放化、標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、高速化和易用化的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)中的支持平臺和應(yīng)用軟件更趨向于通用化。大型系統(tǒng)較多采用Unix操作系統(tǒng)，中小系統(tǒng)較多采用Windows操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)方面由專用的實時數(shù)據(jù)庫和商用的歷史數(shù)據(jù)庫并用。Web技術(shù)和面向?qū)ο蟮腏ava等新技術(shù)也越來越多的引入監(jiān)控系統(tǒng)。而且由于Web、Java等技術(shù)的采用，前臺操作員站的應(yīng)用支撐軟件大大減少，可以實現(xiàn)真正意義上的“瘦客戶機”。由于Java一次編譯，多處運行的特性，不僅可以輕松的在操作員站，主處理器等監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點獲得同樣的人機界面，加上Internet/Intranet，Web技術(shù)的支持，更可在更廣的空間直接瀏覽同樣的界面，甚至任何地點經(jīng)電話接入后也可以瀏覽到同樣的界面。用戶無需對操作系統(tǒng)命令深入了解，也不需要復(fù)雜的編程技巧，不論在Unix系統(tǒng)上還是在Windows系統(tǒng)上，都可以通過組態(tài)界面十分方便的完成：數(shù)據(jù)庫測點定義、對象定義、現(xiàn)地控制單元的各種模擬定義、處理算法定義、通信端口、通信協(xié)議的定義，順序控制流程生成、檢測、加載等各種功能的應(yīng)用定義及維護，只需要鼠標(biāo)進行選擇就可以了，真正體現(xiàn)主系統(tǒng)服務(wù)的面向?qū)ο?、可靠、開放、友好、可擴展和透明化。

三、系統(tǒng)功能

1．設(shè)備狀態(tài)檢修和設(shè)備運行壽命評估，是設(shè)備檢修工作發(fā)展的必然趨勢，也是一項技術(shù)性很強的系統(tǒng)工程。狀態(tài)檢測主要利用現(xiàn)代化先進的檢測設(shè)備和分析技術(shù)對泵站的主設(shè)備的某些關(guān)鍵部位的參量進行在線實時采集、監(jiān)測，經(jīng)過集合現(xiàn)場積累的運行、檢測、試驗資料和專家經(jīng)驗的智能系統(tǒng)綜合分析，從而對設(shè)備可能存在的機械、電力問題作出一個實際的評估。要作出一個較準(zhǔn)確的評估目前尚有很大的困難，國內(nèi)外都已做了大量的嘗試性工作，取得了寶貴的經(jīng)驗。在實施中，它作為一個相對獨立的系統(tǒng)，狀態(tài)檢修與控制系統(tǒng)之間有大量的數(shù)據(jù)需要共享，在考慮狀態(tài)檢修時應(yīng)與控制系統(tǒng)統(tǒng)籌安排，兩者有機結(jié)合。

2．生產(chǎn)管理，雖然計算機監(jiān)控系統(tǒng)都比較完備，但因種種原因還是有部分現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)測信號無法輸入到監(jiān)控系統(tǒng)中完成自動監(jiān)視。安全生產(chǎn)管理可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)進行分析，及時發(fā)現(xiàn)問題，從而實現(xiàn)安全管理。

3．調(diào)度系統(tǒng)，當(dāng)運行操作方式選擇為調(diào)度層時，應(yīng)能由調(diào)度中心操作人員通過控制臺上的調(diào)度電話、鍵盤、鼠標(biāo)，或由調(diào)度計劃的運行程序，向各站點計算機監(jiān)控子系統(tǒng)下達控制、調(diào)節(jié)命令，實現(xiàn)全線自動控制、泵站優(yōu)化的調(diào)度方式。即調(diào)度中心的值班人員輸入全線總流量Q的目標(biāo)值計劃，調(diào)度層計算機監(jiān)控子系統(tǒng)自動計算各個泵站的流量要求和泵組的起停臺數(shù)，同步機和異步機匹配，實現(xiàn)各個泵站的泵組的順序起停和流量的調(diào)節(jié)，優(yōu)化運行，并可根據(jù)各分水點的流量要求，由值班人員設(shè)定和調(diào)整各分水流量。

4．流量控制及其平衡是調(diào)度層計算機監(jiān)控子系統(tǒng)的重要任務(wù)和功能。全線流量變化的穩(wěn)態(tài)影響因素主要為全線供水流量目標(biāo)值的變化，暫態(tài)影響因素主要來自沿線分水點分水量的變化和各泵站泵組運行情況的偏差以及水情影響。因Δt內(nèi)，除進行靜態(tài)流量平衡分配運行外，應(yīng)能進行動態(tài)流量平衡的閉環(huán)控制此在計算時段和調(diào)節(jié)。對于小的流量變動，通過調(diào)節(jié)泵站運行泵組的葉片角度進行平衡；對于流量變動大的擾動，通過增減開機臺數(shù)平衡。

5．調(diào)度層計算機監(jiān)控子系統(tǒng)在滿足安全運行的前提下，應(yīng)具有可根據(jù)調(diào)度中心值班員輸入的總流量目標(biāo)計劃值或供排水運行優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的決策方案，實現(xiàn)如（下轉(zhuǎn)第181頁）（上接第11頁）下APC和經(jīng)濟運行的功能：校核各泵站進出水池水位差、當(dāng)前揚程和泵組的運行效率特性，在各種安全和效率的約束條件下，找出滿足總流量目標(biāo)下的全線合理、優(yōu)化的流量分配方案，下達至各站點，并根據(jù)流量變化，實施流量平衡調(diào)節(jié)控制功能，對各泵站進行動態(tài)流量閉環(huán)修正和補償。自動確定各泵站起停的時間間隔及限制要求，自動逐級起停各泵站的運行。APC運行應(yīng)可實現(xiàn)閉環(huán)、開環(huán)和半開環(huán)的運行模式。

6．仿真系統(tǒng)應(yīng)能模擬整個系統(tǒng)及各站點的運行情況，仿真供排水過程流道的水力過渡過程以及各種狀態(tài)和運行工況，在線和離線仿真各種數(shù)據(jù)采集和控制調(diào)度功能。仿真系統(tǒng)應(yīng)具有在線模擬功能，預(yù)演供排水計劃目標(biāo)的各種調(diào)度方案，并找出最為可行的模式，并將模擬工況轉(zhuǎn)換為實際工況。培訓(xùn)系統(tǒng)可進行離線系統(tǒng)模擬，模擬各種操作和調(diào)度控制，并模擬相應(yīng)的操作和控制結(jié)果，便于人員培訓(xùn)和系統(tǒng)掌握。

四、應(yīng)用方向

隨著網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟時代的到來，計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在20世紀(jì)得到了飛速發(fā)展，進入21世紀(jì)，人類全面邁向一個信息時代，電子商務(wù)、虛擬企業(yè)、動態(tài)聯(lián)盟、敏捷供需鏈等新的管理模式不斷出現(xiàn)，企業(yè)要想在這樣的競爭環(huán)境中取勝，必須充分利用信息技術(shù)，優(yōu)化企業(yè)資源利用，提高企業(yè)的應(yīng)變能力和經(jīng)濟效益。從現(xiàn)實狀況來看，我國大型泵站計算機監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展還十分緩慢，因此利用大型泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)泵站經(jīng)濟、安全運行，不僅可以節(jié)省資源，提高勞動生產(chǎn)率，還可以減少安全隱患，給泵站帶來良性的發(fā)展。況且現(xiàn)在國家很多大型泵站項目的相繼投入，這些工程都急需這樣的系統(tǒng)，因此開發(fā)大型泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)可以改變我國大型泵站的現(xiàn)狀，未來幾年內(nèi)需求將逐步增長。

參考文獻

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作者簡介：王喜龍，男，淮安市楚州區(qū)茭陵抽水站工程師。