王宇航，高廣峰

（黑龍江省桃山水庫管理處，黑龍江七臺河 154600）

泵站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，不僅可以避免誤操作，防止運(yùn)行事故，減少運(yùn)行人員;并可以提高設(shè)備和工程利用率、延長設(shè)備壽命、實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行。泵站自動(dòng)化應(yīng)是泵站運(yùn)行管理發(fā)展趨向。

1 泵站自動(dòng)化分類及其功能

1）自動(dòng)化泵站實(shí)際是IAC（儀表化、自動(dòng)化及控制化）在泵站上的應(yīng)用，是利用自動(dòng)化元器或裝置，對泵站中機(jī)電設(shè)備及工程設(shè)施的工作狀況進(jìn)行監(jiān)視、監(jiān)測，對機(jī)組的啟動(dòng)、停機(jī)和調(diào)節(jié)進(jìn)行控制，對運(yùn)行中可能發(fā)生的事故進(jìn)行保護(hù)。泵站中各種機(jī)電設(shè)備和水工設(shè)施的工作狀況，可根據(jù)壓力、水位（或油位）、位移、溫度、溫升及電氣參量變化自動(dòng)發(fā)出信號，并及時(shí)傳到控制室。信號可以是指示信號或數(shù)字信號、故障信號及事故信號、報(bào)警信號等?？刂剖疫\(yùn)行人員或自動(dòng)控制裝置，可根據(jù)信號及時(shí)作出反應(yīng)或處置。自動(dòng)化泵站對于需要經(jīng)常記錄的物理量（如壓力、液位、流量、溫度、電流、電壓等）計(jì)算機(jī)儲存、處理、顯示和打印。

2）自動(dòng)化泵站根據(jù)自動(dòng)化程度不同，通常分為全自動(dòng)化、半自動(dòng)化、遠(yuǎn)距離自動(dòng)化和遠(yuǎn)程自動(dòng)化等4種。

全自動(dòng)化泵站是靠設(shè)置在前池或出水池上的水位繼電器（壓力變送器）控制機(jī)組的啟動(dòng)、停機(jī)或進(jìn)行各種調(diào)節(jié)。當(dāng)水位（或壓力、壓差）上升或下降到限定位置時(shí)，發(fā)出作動(dòng)信號傳給控制臺的線路繼電器或計(jì)算機(jī)。當(dāng)線路繼電器動(dòng)作時(shí)，按規(guī)定程序動(dòng)作（啟動(dòng)或停機(jī)）的執(zhí)行機(jī)構(gòu)也發(fā)生動(dòng)作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常由時(shí)間繼電器和控制啟動(dòng)（或停機(jī)）程序的繼電器或?yàn)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)。

全自動(dòng)化泵站除了控制機(jī)組的啟動(dòng)和停機(jī)之外，對于進(jìn)出水管道的工作壓力、電動(dòng)機(jī)溫升、軸承與填料函的溫度、泵站的引入母線與自動(dòng)控制母線上的電壓等，都以作用在事故繼電器上的特殊繼電器（傳感器、變送器）進(jìn)行監(jiān)視。一旦工作狀況超越規(guī)定值，事故繼電器動(dòng)作，使工作機(jī)停機(jī)，在有備用機(jī)組場合，可使備用機(jī)組自動(dòng)投入。發(fā)生事故的機(jī)組，只有在消除了故障的原因之后才能再次啟動(dòng)。全自動(dòng)化泵站中照例也可以運(yùn)用半自動(dòng)化控制、遠(yuǎn)距離控制和手動(dòng)控制。

半自動(dòng)化不同于全自動(dòng)化的地方是：機(jī)組的啟動(dòng)和停機(jī)的最初指令由人發(fā)出：而其后過程則與全自動(dòng)化泵站相同。

遠(yuǎn)距離自動(dòng)化與全自動(dòng)化泵站不同之處在于：接通機(jī)組和自動(dòng)控制分間的指令是從遠(yuǎn)離泵站的控制點(diǎn)或調(diào)度所發(fā)出。

遠(yuǎn)程控制是遠(yuǎn)距離控制的發(fā)展，它與被控制的對象之間的距離要比遠(yuǎn)距離自動(dòng)化遠(yuǎn)得多，往往達(dá)到數(shù)公里，甚至數(shù)十、數(shù)百公里。這樣，用多線遠(yuǎn)程傳輸會(huì)因線路過多、過長，傳輸電壓和電流變化較大，信號失真，因此常用少線或無線式。當(dāng)利用一對聯(lián)絡(luò)線控制多種對象時(shí)，必須在站房內(nèi)設(shè)置集中轉(zhuǎn)換裝置。通常利用分配器來實(shí)現(xiàn)其選擇性。分配器的動(dòng)作方法可用時(shí)間分配法、電碼法、參數(shù)法和頻率法等，常用時(shí)間分配法。

泵站的自動(dòng)化控制程序是指按規(guī)定順序而進(jìn)行的一系列操作。操作的項(xiàng)目和先后次序，應(yīng)根據(jù)泵站特點(diǎn)和運(yùn)行管理的具體要求，本著先進(jìn)、實(shí)用、可靠的原則專門設(shè)計(jì)擬訂。

2 泵站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組成及功能

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及各種量測、監(jiān)控設(shè)備發(fā)展，近年新建的中、大型泵站普遍專門設(shè)計(jì)和配置微機(jī)監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化?？煽康貙?shí)現(xiàn)了主機(jī)泵及輔助設(shè)備、附屬設(shè)備監(jiān)測和控制、工程安全運(yùn)行的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)工程和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的視頻監(jiān)視。控制方式以計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制為主，（常規(guī)設(shè)備）手動(dòng)控制為輔。

2.1 系統(tǒng)組成

泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)主控級、現(xiàn)地級兩級。結(jié)構(gòu)構(gòu)成：集中控制層與開放環(huán)境下的分層分布控制相組合;網(wǎng)絡(luò)采用光纖環(huán)形以太網(wǎng);主機(jī)選用100～1 000 Mbps光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，重要設(shè)備雙重化設(shè)置。①主控制層：設(shè)主機(jī)兼操作員工作站、工程師站、工情水情監(jiān)測站、樞紐或配套建筑物監(jiān)測主機(jī)、視頻監(jiān)測主機(jī)，以及調(diào)度通信服務(wù)站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和附屬設(shè)備等。監(jiān)控系統(tǒng)主站包括設(shè)備層、就地集控層（現(xiàn)場層）、數(shù)據(jù)通信層和自動(dòng)化監(jiān)控層。②現(xiàn)場層：設(shè)多臺控制柜（LCU），形成主電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制單元、變壓器及變電所及公用設(shè)備控制單元、截流閉鎖裝置控制單元、攔清污設(shè)施控制單元、電量和非電量測量智能儀表及各種傳感（變送）器等。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)事故備用逆變器電源裝置;配置GPS衛(wèi)星時(shí)鐘系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)功能

2.2.1 監(jiān)測功能

能對站用變電所、主機(jī)組、輔助設(shè)備、附屬設(shè)備的各物理量（電氣量、水力量、機(jī)械量、開關(guān)量等）的運(yùn)行數(shù)據(jù)及工情水情數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測和采集，并根據(jù)某些控制性參數(shù)的給定限值進(jìn)行泵站運(yùn)行監(jiān)督、報(bào)警、記錄等。

2.2.2 控制功能

能對泵站主電動(dòng)機(jī)、主變、站變等設(shè)備進(jìn)行控制;對輔助設(shè)備（油系統(tǒng)、水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)）、葉片角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等進(jìn)行控制;能對截流閉鎖裝置、攔清污設(shè)施、配套節(jié)電閘等進(jìn)行控制。

2.2.3 保護(hù)功能

能實(shí)現(xiàn)主變壓器、進(jìn)線開關(guān)、主機(jī)組的保護(hù)。各不同對象的保護(hù)單元獨(dú)立設(shè)置。主變設(shè)差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)、電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、溫度保護(hù);進(jìn)線開關(guān)設(shè)過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù);主電動(dòng)機(jī)設(shè)電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、低電壓保護(hù)、防水泵飛逸保護(hù)等。

2.2.4 管理功能

管理功能主要是歷史數(shù)據(jù)的存檔和管理?？煞譃槭录惡蛿?shù)據(jù)類兩大類。事件類指運(yùn)行事件和重要的系統(tǒng)操作，如全部的報(bào)警記錄、控制命令和結(jié)果、調(diào)度命令、設(shè)備檢查和記錄、操作票清單、操作記錄等;數(shù)據(jù)類指實(shí)時(shí)采集的各種電量和非電量，并生成各種報(bào)表、曲線和圖形。

2.2.5 故障診斷功能

所有控制器（PLC）均有診斷和自動(dòng)測試程序?？刂茖佑?jì)算機(jī)系統(tǒng)備附在線測試軟件、離線測試軟件和硬件測試軟件。

2.2.6 網(wǎng)絡(luò)通信功能

包括水利調(diào)度通信和電力調(diào)度通信，采用光纖通信方式。泵站通信服務(wù)器接局域網(wǎng)及公用網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與上級水利管理機(jī)構(gòu)、電力部門等網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息、視頻圖像及語言雙向傳輸。

泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)可參照并執(zhí)行《水力發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定》（DL/T5065-1996），技術(shù)指標(biāo)可參照并滿足《水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件》（DL/T578-95）。

3 結(jié)語

建設(shè)社會(huì)主義節(jié)約型社會(huì)，節(jié)省人力物力資源，減少人員浪費(fèi)至關(guān)重要，泵站自動(dòng)化管理能做到節(jié)省開支，減少勞動(dòng)力浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)“無人值班、少人值守、安全運(yùn)行、科學(xué)管理”。進(jìn)而提高了水利企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)在泵站管理企業(yè)中推廣。

[1]武漢水利電力大學(xué).SL255-2000泵站技術(shù)管理規(guī)程[S].北京：中國水利水電出版社，2000.

[2]田家山.水泵及水泵站[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，1989.