泵站自動(dòng)化控制范文

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篇1

【關(guān)鍵詞】泵站；自動(dòng)化；控制

泵站在各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中有非常重要的地位。在我國(guó)，泵站在管道輸送工作中發(fā)揮著極其重要的作用，用途極為廣泛。運(yùn)用管道輸送煤炭，需要制漿廠、管道與泵站等設(shè)施。自上世紀(jì)90年代以來，泵站逐漸開始采用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，逐漸形成了相關(guān)的技術(shù)。泵站自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要做到安全可靠和利益最大化，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、故障報(bào)警、系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)信息通訊等功能。

1 泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的原則

泵站一般可分為三種類型，一是半自動(dòng)化泵站，這種泵站機(jī)組工作需要人為啟動(dòng)和停止；二是全自動(dòng)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(shè)置在進(jìn)出管道上，機(jī)組采用閉環(huán)控制的方式；三是綜合自動(dòng)化泵站，這種泵站目前較為流行，主要是分層分布式系統(tǒng)。

目前自動(dòng)化泵站在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候都追求效益的最大化和性能可靠性，并要求設(shè)計(jì)應(yīng)用要符合具體的工作環(huán)境。自動(dòng)化泵站安裝運(yùn)用要也要從資金、技術(shù)、人力等實(shí)際情況出發(fā)。在進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)，要注意正確處理泵站測(cè)量系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的關(guān)系。目前自動(dòng)化控制系統(tǒng)都與測(cè)量系統(tǒng)有機(jī)融合，泵站中的繼電保護(hù)器不僅對(duì)非電量進(jìn)行測(cè)量，而且對(duì)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的電量進(jìn)行測(cè)量，減少了設(shè)備構(gòu)成與成本，加強(qiáng)了對(duì)保護(hù)回路的監(jiān)控。泵站自動(dòng)化控制的層次要清晰，合理而明確地區(qū)分順序控制與若干獨(dú)立閉路循環(huán)。為了降低風(fēng)險(xiǎn)，要避免把所有的控制任務(wù)交給一個(gè)控制設(shè)備。泵站的輔機(jī)系統(tǒng)要采取獨(dú)立封閉循環(huán)控制。泵站的自動(dòng)控制系統(tǒng)要具備一定的兼容性，能夠根據(jù)工作需要和技術(shù)進(jìn)步進(jìn)行有效擴(kuò)展。

2 泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、視頻成像系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)是組成泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要部分。這些部分負(fù)責(zé)完成對(duì)泵站機(jī)組、閘門、供電和配電系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等泵站重要設(shè)備的參數(shù)監(jiān)測(cè)和控制，并且能夠根據(jù)需要傳送或者接收重要數(shù)據(jù)、圖像和指令。自動(dòng)化控制要完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的監(jiān)控以及對(duì)輔助設(shè)備的監(jiān)測(cè)，并在一定范圍內(nèi)進(jìn)行通訊。其中，對(duì)開啟關(guān)閉煤炭輸送泵站，對(duì)機(jī)電的保護(hù)，以及對(duì)各種設(shè)備的檢測(cè)是自動(dòng)化控制最關(guān)鍵的程序，而且要盡量完成由設(shè)備動(dòng)作、所處環(huán)境、系統(tǒng)狀態(tài)相結(jié)合的聯(lián)動(dòng)。

在整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，其設(shè)備根據(jù)自動(dòng)化的程度可以分為三個(gè)級(jí)別，分別為就地、自動(dòng)和遙控。就地，是指需要手動(dòng)完成的操作，如開關(guān)機(jī)等。自動(dòng)，是指按照控制箱內(nèi)的PLC進(jìn)行自動(dòng)操作，實(shí)際上是半自動(dòng)。遙控，是指對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，又可以分為遠(yuǎn)程手動(dòng)和遠(yuǎn)程自動(dòng)。如果開關(guān)是遠(yuǎn)程自動(dòng)的狀態(tài)，PLC以及中控室可以手動(dòng)操控設(shè)備，如果開關(guān)是遠(yuǎn)程自動(dòng)的，PLC可以按照工作環(huán)境和條件進(jìn)行自動(dòng)操作。自動(dòng)化控制系統(tǒng)除了配備一個(gè)控制中心以外，還有四個(gè)子控制室，子控制室通過網(wǎng)絡(luò)與控制中心進(jìn)行通話和數(shù)據(jù)傳輸，完成監(jiān)測(cè)與控制的任務(wù)。

控制室中安裝著上位機(jī)，設(shè)兩臺(tái)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)服務(wù)器，以及一臺(tái)通訊用的服務(wù)器和一臺(tái)視頻數(shù)據(jù)服務(wù)器。控制服務(wù)器之間是互相備用的關(guān)系，以防有一臺(tái)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。通訊服務(wù)器主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)監(jiān)控通訊，對(duì)遠(yuǎn)方設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行集中化控制。子控制室泵組子系統(tǒng)LCU1的控制對(duì)象是多臺(tái)電泵，一旦主機(jī)泵站發(fā)生事故或故障導(dǎo)致跳閘的時(shí)候，要對(duì)主機(jī)泵站閘門進(jìn)行關(guān)閉。公用子系統(tǒng)LCU2中配備PLC柜，對(duì)10KV電壓開關(guān)柜和0.4KV低壓開關(guān)柜、變壓器、直流柜、清污機(jī)、傳送機(jī)等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，任何故障信號(hào)都難以逃過它的監(jiān)控。節(jié)制閘子系統(tǒng)LCU3配置PLC柜，在節(jié)制閘開關(guān)平臺(tái)上安裝，對(duì)閘門開度、限位開關(guān)等進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，并按照控制室的命令對(duì)閘門開關(guān)進(jìn)行有效控制，對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行深層次的故障檢測(cè)。閘門液壓子系統(tǒng)LUC4一般安裝在油泵房之內(nèi)，對(duì)多面工作閘門的液壓信號(hào)進(jìn)行采集，對(duì)故障進(jìn)行報(bào)警。一旦主泵發(fā)生事故或應(yīng)急停機(jī)時(shí)，關(guān)閉主泵的閘門。

3 泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能

泵站自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、故障報(bào)警、系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)信息通訊等功能。

泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)的子系統(tǒng)下屬設(shè)備擁有各種復(fù)雜的運(yùn)行參數(shù)，這些運(yùn)行參數(shù)連同設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)會(huì)通過I/O通道傳輸或者現(xiàn)場(chǎng)采集到LCU，通過一定的數(shù)據(jù)處理之后，各類供系統(tǒng)和操作者參考的數(shù)據(jù)就形成了。其中，對(duì)于電泵和閘門開啟的高度、電器系統(tǒng)等設(shè)備或數(shù)據(jù)，會(huì)進(jìn)行周期性采集，按照一定的格式進(jìn)行集中處理，形成可以保存的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。對(duì)于故障信號(hào)等數(shù)據(jù)，自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠迅速自動(dòng)做出反應(yīng)，通過一定操作解除故障。對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行定期掃查，并對(duì)數(shù)據(jù)的合理性和有效性進(jìn)行判斷。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過一定的格式化程序處理也存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)于脈沖量，自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)合理性進(jìn)行判定、檢錯(cuò)處理、標(biāo)度變換等處理，并經(jīng)過格式化后存入數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)在輸出各種操作的指令之前會(huì)進(jìn)行檢驗(yàn)判斷，確定沒有誤差后才傳送給執(zhí)行系統(tǒng)。

泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制的設(shè)備除了主機(jī)機(jī)組、輔助設(shè)備之外，還包括各種變壓器、電容器、勵(lì)磁設(shè)備、閘門系統(tǒng)等。操作人員通過泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)可以在屏幕上看到各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)。這種實(shí)時(shí)監(jiān)控大大提高了設(shè)備運(yùn)行效率。控制系統(tǒng)對(duì)特定的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，一旦參數(shù)超出了早先預(yù)定的合理范圍，就會(huì)發(fā)出報(bào)警，并自動(dòng)記錄和打印。一些很重要的數(shù)據(jù)會(huì)被保存下來并進(jìn)行相關(guān)技術(shù)分析。設(shè)備故障發(fā)生的順序也會(huì)被記錄下來，并完成對(duì)整個(gè)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(jī)接口對(duì)設(shè)備進(jìn)行有效監(jiān)控，可以自動(dòng)開關(guān)機(jī)，自動(dòng)使泵閘開啟或關(guān)閉，操作各種輔助設(shè)備，設(shè)定各種限值，處理各種信號(hào)，對(duì)泵組的開關(guān)順序進(jìn)行控制。一旦閘門在運(yùn)行過程中發(fā)生故障或遇到意外情況，監(jiān)控主機(jī)能夠及時(shí)發(fā)出命令叫停操作。

此外，自動(dòng)化控制系統(tǒng)具備語音提示的功能，系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)能夠發(fā)出語音提示，如果有故障發(fā)生也能通過通信系統(tǒng)向人員進(jìn)行報(bào)警。主控制室能夠通過網(wǎng)絡(luò)通訊與上級(jí)部門和各個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通訊，使數(shù)據(jù)和命令上傳下達(dá)。系統(tǒng)主機(jī)與各設(shè)備之間也能夠進(jìn)行快速安全的數(shù)據(jù)通信，使整個(gè)泵站高效運(yùn)行。

4 結(jié)語

泵站自動(dòng)化控制是一種不斷發(fā)展的技術(shù)，也是一個(gè)自動(dòng)化程度不斷提高的過程。雖然泵站自動(dòng)化的設(shè)計(jì)和程序運(yùn)行是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，但是其設(shè)計(jì)理念以及設(shè)計(jì)的目標(biāo)都應(yīng)從系統(tǒng)的使用性、安全性、高效性出發(fā)，既追求了最大效益，又能夠合理的統(tǒng)籌安排，運(yùn)用資金和技術(shù)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的最大化。現(xiàn)在隨著煤炭科學(xué)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的自動(dòng)化設(shè)備和管理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，相信必將給泵站自動(dòng)化控制技術(shù)帶來新機(jī)遇。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜偉，李記科，婁琦，楊紅兵，王長(zhǎng)安.礦漿輸送管道的開發(fā)應(yīng)用[J].水力采煤與管道運(yùn)輸，2012（5）.

篇2

關(guān)鍵詞：油田集輸泵站；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；實(shí)時(shí)監(jiān)控；分離器；應(yīng)用

Keywords:Oilfield Pumping Station;Automation control system;

Real-time monitoring;Separator;Application

一、前言

勝利油田現(xiàn)河首站投產(chǎn)于1965年，作為一個(gè)老站，設(shè)備陳舊老化，事故率、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高、職工勞動(dòng)強(qiáng)度大的矛盾日益突出，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，集輸處理量不斷增加。由于監(jiān)測(cè)參數(shù)量多，以往靠人工檢測(cè)儲(chǔ)油罐液面、油水界面對(duì)盤庫(kù)不準(zhǔn)，手動(dòng)控制脫水器界面難度高，這些因素給首站生產(chǎn)操作和管理帶來很大困難。為適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，使生產(chǎn)和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，根據(jù)首站現(xiàn)狀，2004年實(shí)施了集輸泵站的自動(dòng)化改造，并成功地用于集輸泵站的自動(dòng)化生產(chǎn)中。

二、自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)介紹

（一）ME控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

根據(jù)首站現(xiàn)狀，采用美國(guó)Opto22公司的ME計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)作為首站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的骨干結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)采用上、下位機(jī)方式，在現(xiàn)場(chǎng)采用多級(jí)CPU進(jìn)行控制處理，各I/O模塊對(duì)輸入輸出信號(hào)能提供4000V的隔離，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性、靈活性優(yōu)于其他系統(tǒng)。系統(tǒng)的上位機(jī)主要由工控機(jī)、控制軟件組成；下位機(jī)主要由控制器、智能板、I/O模塊組成。上位機(jī)與控制器通過100Mb/s以太網(wǎng)進(jìn)行通信，控制器與智能板通過RS485進(jìn)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(jī)通過以太網(wǎng)下載至控制器。

該控制系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：一是可靠性高、二是可維護(hù)性高、三是智能化、四是實(shí)用性強(qiáng)。

（二）ME控制系統(tǒng)構(gòu)成

站內(nèi)設(shè)有一套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，分為兩級(jí)控制，上位機(jī)控制設(shè)在主控室，負(fù)責(zé)全站工藝流程數(shù)據(jù)管理，根據(jù)不同工藝流程，將控制崗位劃分為分離器崗、計(jì)量崗和外輸崗，每個(gè)崗位均設(shè)現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)一套，負(fù)責(zé)工藝流程顯示、數(shù)據(jù)采集與控制。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.現(xiàn)場(chǎng)控制單元

現(xiàn)場(chǎng)控制單元分布于聯(lián)合站的各個(gè)崗位，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和控制策略的實(shí)現(xiàn)，是智能聯(lián)合站的核心部件。其采集數(shù)據(jù)主要包括：每臺(tái)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(jìn)出口壓力、溫度、流量泵的電流和電壓、每臺(tái)流量計(jì)的來油溫度和壓力。 各控制單元和上位監(jiān)控站同時(shí)作為控制網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，能進(jìn)行高速對(duì)等通訊。ME控制系統(tǒng)采用的現(xiàn)場(chǎng)控制單元主控器為SNAP-LCM4 主控器，可支持串口、ARCNET、以太網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)多種通訊方式組合，滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的要求。ME控制系統(tǒng)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(duì)主控器的要求作出快速的響應(yīng)；實(shí)現(xiàn)I/0的智能化，處理簡(jiǎn)單的邏輯功能，對(duì)本單元的I/0點(diǎn)進(jìn)行定期掃描。

2.上位機(jī)監(jiān)控站

上位機(jī)監(jiān)控站可以通過組態(tài)構(gòu)成各種功能畫面，借助于這些畫面可以完成對(duì)生產(chǎn)過程的監(jiān)視及控制。它主要顯示參數(shù)總貌、工段、細(xì)目、趨勢(shì)、流程圖畫面、設(shè)備啟停狀態(tài)及PID調(diào)節(jié)功能、系統(tǒng)顯示畫面示意及各種報(bào)表功能，系統(tǒng)數(shù)據(jù)覆蓋了全部生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，便于形成完整的實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，圖2和圖3分別為分離器區(qū)生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示畫面和工藝流程顯示畫面。

聯(lián)合站的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)進(jìn)入信息中心的數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過分析軟件，可及時(shí)形成各類分析圖表。使用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)頁瀏覽器可以對(duì)系統(tǒng)信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，生產(chǎn)運(yùn)行情況、設(shè)備情況、計(jì)量數(shù)據(jù)、油氣產(chǎn)量等數(shù)據(jù)一目了然。

三、自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在分離器崗的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效益分析

（一）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例

實(shí)例1：2005年3月12日凌晨3點(diǎn)，操作人員發(fā)現(xiàn)1#分離器采油六隊(duì)的液位由原來的0.98mm降到0.65mm，壓力由0.28Mpa降到0.23Mpa，及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，排除了分離器的故障，經(jīng)過分析判斷，認(rèn)為是采油六隊(duì)的來液量減少，立即與采油六隊(duì)聯(lián)系。經(jīng)過巡線，發(fā)現(xiàn)是采油隊(duì)一個(gè)計(jì)量站的外輸管線穿孔。由于首站發(fā)現(xiàn)及時(shí)，使采油隊(duì)在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題解決問題，避免了場(chǎng)地污染等事態(tài)的擴(kuò)大。

（二）有助于操作人員準(zhǔn)確調(diào)節(jié)油氣分離器

油氣分離器工作的好壞，以分離質(zhì)量和分離程度來衡量，分離質(zhì)量差，不但隨氣體流失了本該納入液相的輕質(zhì)油，降低了原油的質(zhì)量和數(shù)量，而且氣管線中存在的液相原油會(huì)增大阻力損失，嚴(yán)重時(shí)甚至堵塞氣管線，分離程度不好，造成出油管串氣，減少產(chǎn)氣量。采用自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)后，操作人員能夠根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行調(diào)節(jié)，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(nèi)液體的攪動(dòng)，提高了原油計(jì)量的準(zhǔn)確性，并最大限度地增加產(chǎn)氣量，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

篇3

【關(guān)鍵詞】PLC；可編程器；防洪泵站；自動(dòng)化控制系統(tǒng)

水利行業(yè)屬于傳統(tǒng)行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，但是目前及未來一段時(shí)間，我國(guó)的水資源問題日益突出，成為制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的瓶頸。而實(shí)現(xiàn)水利信息的信息化，可提高防汛抗洪的科學(xué)性，對(duì)于水資源的合理優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)水利現(xiàn)代化均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 防洪泵站自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成

水利智能化和現(xiàn)代化是防洪、提高水資源管理水平的需要。水利的現(xiàn)代化和智能化是把雨情、水情和災(zāi)情信息準(zhǔn)確收集后傳輸，對(duì)管理部門及時(shí)作出預(yù)測(cè)、制定應(yīng)急預(yù)案等具有重要的作用。防洪泵站水閘自動(dòng)控制系統(tǒng)是跨流域、跨區(qū)域的分布式系統(tǒng)，特點(diǎn)是包括多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、數(shù)據(jù)資源和軟硬件條件復(fù)雜。

1.1系統(tǒng)的構(gòu)成

防洪泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)包括兩層，一層是主站控制級(jí)，一層是現(xiàn)地控制級(jí)。其中，主控制級(jí)主要負(fù)責(zé)的是泵站機(jī)組、閘門和供配電設(shè)備、水閘等的控制和監(jiān)視，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)單元的控制，高性能的PLc、sepa1000+和Sepanl2000可實(shí)現(xiàn)對(duì)管轄區(qū)域的生產(chǎn)的全過程控制，通過輸入接口、輸出接口等與生產(chǎn)系統(tǒng)連接氣力啊。但同時(shí)，現(xiàn)地控制單元與主控制層之間是相互獨(dú)立的，具有獨(dú)立性特征，現(xiàn)地控制單元可脫離主控制層參與生產(chǎn)過程，即生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)采集，以及數(shù)據(jù)的預(yù)處理，主要的作用是監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)、控制等功能。此外，現(xiàn)地測(cè)控單元與站級(jí)計(jì)算機(jī)由ModBus PLuS相連接，其可脫離站級(jí)計(jì)算機(jī)獨(dú)立運(yùn)行。

該系統(tǒng)主要采用雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部計(jì)算機(jī)構(gòu)成100M的太網(wǎng)，而ModBus工業(yè)控絡(luò)主要有現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備組成，這兩個(gè)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖暇窍嗷オ?dú)立，均可獨(dú)立運(yùn)行。但同時(shí)，雙網(wǎng)絡(luò)之間又是相互聯(lián)系的，現(xiàn)地控制中的PLC與上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)，二者可實(shí)現(xiàn)高速通訊。等于說，以太局域網(wǎng)對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)，能夠直接與ModBus PS網(wǎng)中PLC相連接，從而完成存取信息、控制動(dòng)作等功能。該結(jié)構(gòu)保證了系統(tǒng)可靠性，計(jì)算機(jī)在運(yùn)行過程中，即便出現(xiàn)故障，不影響現(xiàn)地控制單元的運(yùn)行。最后，網(wǎng)絡(luò)主干采用單模光纖，遠(yuǎn)距離傳輸（100m以上）的數(shù)據(jù)、ModBus PLus信號(hào)和視頻信號(hào)由單模光纖負(fù)責(zé)傳輸，100m以下的信號(hào)通過超五類非屏蔽雙絞線來傳輸。

而測(cè)控系統(tǒng)上位機(jī)的軟件平臺(tái)為TRACEMODE，可實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。上位機(jī)與監(jiān)控系統(tǒng)通過太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)通信，皆可以接收上位機(jī)的指令，同時(shí)能夠自成一個(gè)系統(tǒng)，可脫離計(jì)算機(jī)完成控制與操作動(dòng)作。該系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)為TRAEMODE，與TCP/IP等驅(qū)動(dòng)和協(xié)議相結(jié)合，是吸納數(shù)據(jù)的采集、通信，以及機(jī)組、輔助設(shè)備的控制計(jì)量等。此外，還可通過人機(jī)對(duì)話實(shí)現(xiàn)對(duì)水閘和泵站的控制，如果出現(xiàn)異常情況，則發(fā)出警告，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行，而無需人工輔助。

1.2 Web綜合信息系統(tǒng)

Web綜合信息系統(tǒng)，各子系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，同時(shí)又具有一定的關(guān)聯(lián)性。該系統(tǒng)通過中心數(shù)據(jù)庫(kù)把各子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息，通過整理、提煉和挖掘等一系列動(dòng)作后，存放到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而降低信息冗余度，提高數(shù)據(jù)信息的科學(xué)和可靠性。目前，各系統(tǒng)均用的是基于JAVA技術(shù)開發(fā)web綜合信息系統(tǒng)，該信息系統(tǒng)中的各系統(tǒng)數(shù)據(jù)，經(jīng)過一定的設(shè)計(jì)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(tài)頁面，二是動(dòng)態(tài)頁面。其中，靜態(tài)頁面主要是不變信息，比如工程簡(jiǎn)介、建筑物平面圖，以及系統(tǒng)構(gòu)成圖；而動(dòng)態(tài)頁面是指把服務(wù)器中數(shù)據(jù)，根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯來進(jìn)行組織，然后通過數(shù)據(jù)、表格、圖形等的形式顯示出來，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、直觀的表達(dá)效果。

基于JAVA技術(shù)開發(fā)的web綜合信息系統(tǒng)，主要的優(yōu)點(diǎn)包括客戶端應(yīng)用簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展性強(qiáng)與跨平臺(tái)等。普通客戶端機(jī)器的Windows操作系統(tǒng)，均嵌入IE瀏覽器，該瀏覽器連接到局域網(wǎng)上，便可直接訪問web綜合信息系統(tǒng)中的信息，不用安裝其他的輔助軟件。在該系統(tǒng)的服務(wù)器端，有一個(gè)遠(yuǎn)程接入設(shè)備，接入該設(shè)備后，上級(jí)或遠(yuǎn)程用戶在撥號(hào)連接后，即可訪問綜合信息系統(tǒng)，簡(jiǎn)單方便。

1.3 圖像監(jiān)控系統(tǒng)分析

圖像監(jiān)控協(xié)調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用的是目前最流行的數(shù)碼/視頻服務(wù)器，因此該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)16路攝影機(jī)同步監(jiān)控、視差互補(bǔ)、資料備份等，具有定點(diǎn)放大縮小、同步錄制和同步顯示等無無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，此外還可實(shí)現(xiàn)循環(huán)錄像、時(shí)間錄像，同步支持Mpe酗影像格式。

此外，該系統(tǒng)不但支持PTZ，Vcc3，還支持Vcc4，Ademco等規(guī)格攝影機(jī)。

2 泵站水閘自動(dòng)化流程與控制模式

2.1 泵站水閘自動(dòng)化流程

泵站自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行，一個(gè)優(yōu)點(diǎn)便是可按照操作者設(shè)定的參數(shù)完成檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)開機(jī)等，而該系統(tǒng)按照設(shè)定前池水位限值，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)。因此，在系統(tǒng)全自動(dòng)模式下，如果前池水位符合操作者設(shè)定啟動(dòng)限值，某號(hào)機(jī)的限定值，則系統(tǒng)可啟動(dòng)操作者設(shè)定該號(hào)機(jī)組。例如：如果1#機(jī)組啟動(dòng)之后，水位持續(xù)上漲，而沒有下降，則在這種情況下，可繼續(xù)開展檢測(cè)，一直到開啟4#機(jī)組限值。反復(fù)進(jìn)行，直到水位停止上漲為止。

注意事項(xiàng)：機(jī)組在運(yùn)行中，由于某臺(tái)設(shè)備導(dǎo)出現(xiàn)故障，可致使整臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)異常或者無法正常啟動(dòng)，這時(shí)系統(tǒng)可給出一定的提示。而機(jī)組正常運(yùn)行中，系統(tǒng)如果檢測(cè)操作者設(shè)定關(guān)機(jī)符合調(diào)價(jià)，則按照設(shè)定條件依次關(guān)機(jī)。但是在關(guān)機(jī)時(shí)，系統(tǒng)首先關(guān)閉電機(jī)，因?yàn)槿绻姍C(jī)出現(xiàn)分閘，則系統(tǒng)無法持續(xù)運(yùn)行。

2.2 控制模式分析

系統(tǒng)的控制模式，主要分為下面幾種：第一，現(xiàn)地遙控操作。該控制模式是指操作員在上位機(jī)上手動(dòng)操作某臺(tái)設(shè)備或閘門，通過人工方式控制閘門或者設(shè)備；第二，半自動(dòng)控制模式。半自動(dòng)控制模式，即系統(tǒng)按照操作者選擇機(jī)組號(hào)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)或關(guān)閉，因此稱之為半自動(dòng)控制模式；第三，全自動(dòng)控制模式。在全自動(dòng)控制模式下，操作者根據(jù)設(shè)定參數(shù)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、開機(jī)與關(guān)機(jī)，以及下閘、開閘；第四，手動(dòng)控制模式。手動(dòng)控制模式是指操作者在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控屏上，用手按動(dòng)按鈕實(shí)現(xiàn)設(shè)備或閘門的操作；第五，遠(yuǎn)程監(jiān)視控制模式。按照現(xiàn)地實(shí)物模擬，以顯示機(jī)組開機(jī)、關(guān)機(jī)與運(yùn)行，同時(shí)可顯示實(shí)時(shí)運(yùn)行中的參數(shù)。

3 結(jié)語

泵站水閘自動(dòng)化控制系統(tǒng)的建立，對(duì)于實(shí)現(xiàn)泵站智能化監(jiān)視與監(jiān)控，同時(shí)提高泵站檢測(cè)運(yùn)行和管理的整體水平，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。此外，該系統(tǒng)建立之后，泵站的穩(wěn)定性和安全性將得到全面的保障。該系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)營(yíng)，是城市防汛防洪系統(tǒng)信息化、自動(dòng)化建設(shè)的一個(gè)常識(shí)和探索，為系統(tǒng)的建立積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。在本文中，筆者從該系統(tǒng)的組成、控制模式等方面分析了自動(dòng)化控制系統(tǒng)在防洪泵站水閘中的實(shí)際應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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

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關(guān)鍵詞：水利工程管理；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；應(yīng)用

水利工程管理是當(dāng)前保證水利工程正常運(yùn)行的基礎(chǔ)條件，并且也是關(guān)鍵內(nèi)容，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)及自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，在水利工程管理中自動(dòng)化控制技術(shù)也得到越來越廣泛的應(yīng)用，并且對(duì)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(zhì)量得到提高，應(yīng)當(dāng)對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行科學(xué)分析，并且充分掌握，從而使水利工程管理得以更好發(fā)展。

1自動(dòng)化控制系統(tǒng)工作原理

調(diào)水工程中需要使用大量水泵及其輔助設(shè)備來組成泵站系統(tǒng)，由于泵站機(jī)組容量的不斷增大、泵站工程的安全可靠性和節(jié)約能源的要求不斷提高。為了實(shí)現(xiàn)水資源的合理調(diào)配與使用，需要發(fā)揮泵站的最大效益。為了提高泵站運(yùn)行的安全性和可靠性，需要有現(xiàn)代化的手段來對(duì)泵站的運(yùn)營(yíng)進(jìn)行管理。因此，泵站實(shí)施自動(dòng)化和信息化建設(shè)，是泵站日常運(yùn)行管理工作科學(xué)化、規(guī)范化、現(xiàn)代化的重要舉措，是為了上述目標(biāo)的重要手段。同時(shí)對(duì)提高泵站運(yùn)行管理工作效率，保證泵站長(zhǎng)期高效、可靠的運(yùn)行有重要意義。該系統(tǒng)的運(yùn)用能夠使泵站運(yùn)行管理人員大大減輕其工作強(qiáng)度，另外還能夠使泵站機(jī)電設(shè)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(duì)泵站綜合運(yùn)行情況進(jìn)行直接查詢及了解，便于遠(yuǎn)程管理調(diào)度，對(duì)水利工程自動(dòng)化管理水平提高有著十分重要的促進(jìn)作用。

2水利工程管理中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制水泵機(jī)組

水泵機(jī)組在泵站中屬于十分重要的一種能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，其組成主要包括兩大系統(tǒng)，即同步電動(dòng)機(jī)與水泵。在水泵機(jī)組使用過程中，當(dāng)開機(jī)時(shí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)首先應(yīng)當(dāng)將防洪閘門打開，同時(shí)將清污機(jī)啟動(dòng)，使其運(yùn)行，并且應(yīng)當(dāng)對(duì)同步電動(dòng)機(jī)組內(nèi)的勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，對(duì)其實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行觀察，注意是否良好。自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)部存在自動(dòng)判斷程序，其能夠?qū)Ω黝悊?dòng)條件進(jìn)行判斷，在確定均與預(yù)設(shè)參數(shù)要求滿足情況下，才能夠繼續(xù)進(jìn)行開機(jī)控制。在水泵機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過程中，自動(dòng)控制系統(tǒng)便開始進(jìn)行實(shí)施監(jiān)測(cè)，利用有關(guān)傳感器元件對(duì)機(jī)組內(nèi)部各個(gè)相關(guān)機(jī)構(gòu)元件情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，利用內(nèi)部運(yùn)算程序能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析判斷，可隨時(shí)進(jìn)行記錄，并且實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使機(jī)組運(yùn)行能夠保證處于最佳狀態(tài)。在自動(dòng)監(jiān)測(cè)過程中，若有系統(tǒng)故障發(fā)生，自動(dòng)控制系統(tǒng)可對(duì)相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)施操作，從而將報(bào)警或者事故跳閘等相關(guān)動(dòng)作完成。

2.2利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)勵(lì)磁控制系統(tǒng)

在機(jī)組啟動(dòng)以及實(shí)際運(yùn)動(dòng)過程中，對(duì)于勵(lì)磁裝置中晶閘管元件相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)中上位機(jī)可實(shí)時(shí)顯示，并且能夠進(jìn)行記錄。在上位機(jī)上，相關(guān)工作人員依據(jù)調(diào)度參數(shù)可對(duì)任何閉環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)切換機(jī)組恒電流運(yùn)行、恒功率因素運(yùn)行以及恒無功率運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言，其所設(shè)置的為綜合調(diào)節(jié)方式，即中控及現(xiàn)地相互備用。當(dāng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中上位機(jī)有故障出現(xiàn)時(shí)，運(yùn)行人員可選擇現(xiàn)地勵(lì)磁綜合控制單位執(zhí)行，在現(xiàn)地單位中利用可視化人機(jī)互通觸摸屏系統(tǒng)借助觸摸軟電子按鈕或者鍵盤直接調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)，從而使機(jī)組運(yùn)行可靠性得到有效提高。在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)有故障出現(xiàn)時(shí)，對(duì)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言，其不但能夠利用上位監(jiān)控系統(tǒng)通過聲光等有關(guān)方式對(duì)中控運(yùn)行人員進(jìn)行報(bào)警提醒，使其及時(shí)排查相關(guān)故障單元，另外在現(xiàn)地觸摸屏系統(tǒng)中還能夠顯示報(bào)警，避免工作人員出現(xiàn)誤操作情況。

2.3利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)可視化監(jiān)視泵站全局

對(duì)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言，其上位機(jī)中的可視化人機(jī)互通界面中，設(shè)置整個(gè)泵站層次重疊菜單的畫面，其包括主變監(jiān)視、電氣主接線、開機(jī)及停機(jī)判斷閉鎖流程圖、水泵機(jī)組單元監(jiān)視以及油氣水等，另外還包括閘門控制系統(tǒng)。在泵站運(yùn)行管理過程中，相關(guān)工作人員只要利用鼠標(biāo)對(duì)上位機(jī)各個(gè)功能菜單選項(xiàng)直接進(jìn)行選擇，便能夠全方面了解整個(gè)泵站系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)以及相關(guān)數(shù)據(jù)信息，從而能夠?qū)⒑侠砀咝н\(yùn)行調(diào)度計(jì)劃制定出來。為能夠使管理工作更加方便，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，對(duì)于每個(gè)管理人員而言，其均設(shè)置密碼，在管理界面上只有將正確個(gè)人信息輸入，然后才能夠利用自動(dòng)控制系統(tǒng)管理整個(gè)泵站。另外，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，還有多層防護(hù)閉鎖程序的設(shè)置，可有效避免出現(xiàn)人為誤操作事故，使整個(gè)系統(tǒng)都能夠保證高效穩(wěn)定運(yùn)行。

3結(jié)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(yīng)當(dāng)對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行合理應(yīng)用，該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水利工程中各個(gè)方面的自動(dòng)化管理控制，對(duì)水利工程自動(dòng)化管理水平的提高十分有利。相關(guān)水利工程管理人員應(yīng)當(dāng)對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用熟練掌握，并且合理應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王偉.水利工程自動(dòng)化控制應(yīng)用趨勢(shì)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011(6).

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關(guān)鍵詞：排水泵站；電氣自動(dòng)化；必要性；設(shè)計(jì)思路

1 排水泵站電氣自動(dòng)化的必要性

從上世紀(jì)九十年代初的時(shí)候，計(jì)算機(jī)不斷的發(fā)展，導(dǎo)致依據(jù)計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的信息技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步，促使各個(gè)領(lǐng)域技術(shù)都在迅猛發(fā)展。此外，排水泵站電氣自動(dòng)化技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，但是，依據(jù)目前形式來說，還是存在著一定的問題，導(dǎo)致這種問題發(fā)生的主要原因就是沒有足夠的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，尤其是在研究和開發(fā)方面沒有相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不能足夠了解排水泵站的實(shí)際運(yùn)行情況[1]。所以，導(dǎo)致很多排水泵站在運(yùn)行的時(shí)候不能滿足實(shí)際運(yùn)行需求。例如，設(shè)置技術(shù)參數(shù)、優(yōu)化泵站設(shè)備I/O點(diǎn)以及控制檢測(cè)目標(biāo)都與實(shí)際設(shè)備運(yùn)行情況具有很大關(guān)系。但是，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，很多的開發(fā)研究人員只是簡(jiǎn)單的理解設(shè)備開關(guān)機(jī)運(yùn)行操作，以此看成自動(dòng)化技術(shù)，從而可以適當(dāng)?shù)陌咽止げ僮骷夹g(shù)變?yōu)橛?jì)算機(jī)操控，但是這種自動(dòng)化技術(shù)不僅僅只是對(duì)于開關(guān)機(jī)來說，還需要適當(dāng)開發(fā)泵站勵(lì)磁系統(tǒng)、水利監(jiān)控、優(yōu)化繼電保護(hù)以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等。

排水泵站技術(shù)實(shí)際上是一門比較復(fù)雜的綜合性多學(xué)科技術(shù)，主要包括網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)。由于自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展的相對(duì)比較晚，還是處于發(fā)展階段，因此實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)還是很薄弱。并且也沒有足夠的建設(shè)和經(jīng)營(yíng)泵站的自動(dòng)化技術(shù)，沒有統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，因此，在運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的時(shí)候，不斷需要完善分析控制對(duì)象、自動(dòng)化操作、優(yōu)化協(xié)議、配置信息化接口以及數(shù)據(jù)控制平臺(tái)等技術(shù)，與此同時(shí)也需要不斷發(fā)展堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀以及可持續(xù)發(fā)展路線，對(duì)于社會(huì)的發(fā)展具有重要意義[2]。

2 排水泵站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)思路

面向?qū)嶋H需求的典型設(shè)計(jì)不僅是希望泵站系統(tǒng)能夠進(jìn)行開關(guān)系的自動(dòng)控制，通過生產(chǎn)管理來確定泵站自動(dòng)化的實(shí)際需求。在運(yùn)行的時(shí)候，泵站的生產(chǎn)以及相關(guān)管理人員需要做什么、自動(dòng)化系統(tǒng)可以給泵站帶來什么、希望自動(dòng)化系統(tǒng)替代工人干什么以及明確分析什么是重點(diǎn)工作，什么是非重點(diǎn)工作。例如，檢測(cè)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(diào)節(jié)泵站勵(lì)磁、控制泵站振動(dòng)噪聲空蝕監(jiān)測(cè)、保護(hù)泵站、故障和事故預(yù)警、視頻監(jiān)控需求、檢測(cè)和控制泵站輔機(jī)及附屬配套設(shè)備以及管理系統(tǒng)信息交換。對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)來說，泵站系統(tǒng)的需求是無止境和復(fù)雜的，在不斷分析和研究典型設(shè)計(jì)的情況下，明確各步驟的重要性，判斷不可能與可能，依據(jù)實(shí)際需求情況來判斷實(shí)際效率[3]。

2.1 基于信息的典型設(shè)計(jì)

在泵站運(yùn)行的時(shí)候，泵站信息是基本的控制節(jié)點(diǎn)，能夠提供一定數(shù)據(jù)信息的典型設(shè)計(jì)主要應(yīng)該不斷提取相關(guān)關(guān)鍵信息和適當(dāng)挖掘數(shù)據(jù)信息為實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行提供一定的實(shí)時(shí)信息。只有進(jìn)行一定的信息典型設(shè)計(jì)才可以保證泵站很好的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2標(biāo)準(zhǔn)化的典型設(shè)計(jì)

目前，泵站運(yùn)行過程中，還沒有建立一定的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，這種典型設(shè)計(jì)可以在一定程度上起到標(biāo)準(zhǔn)的作用，能夠進(jìn)行大量使用。例如，在設(shè)計(jì)800kw的泵站立式同步設(shè)備的時(shí)候，需要適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)一定的溫度傳感器。在進(jìn)行電量監(jiān)測(cè)的時(shí)候，是使用電流采樣還是電量傳感的方式主要依據(jù)是利用多功能電表還是計(jì)算機(jī)計(jì)算，可以通過這種設(shè)計(jì)方式來確定，促使可以達(dá)到一定的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，為設(shè)計(jì)提供依據(jù)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(jìn)行的典型設(shè)計(jì)

在很多大中型泵站設(shè)計(jì)的時(shí)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(jī)組的差別。這種典型的設(shè)計(jì)方式，可以適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)出多個(gè)模塊以此來運(yùn)用到泵站中。通過把多個(gè)基本模塊進(jìn)行疊加以此來形成泵站系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)。

可以適當(dāng)把泵站綜合系統(tǒng)分為泵站監(jiān)控層及網(wǎng)絡(luò)模塊、泵站機(jī)組LCU模塊、水力監(jiān)、泵站輔機(jī)LCU模塊、泵站公用LCU模塊、微機(jī)勵(lì)磁模塊、泵站防洪閘LCU模塊、泵站清污機(jī)LCU模塊、視頻架空模塊以及泵站安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊等。進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)主要的就是把泵站看成統(tǒng)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(shí)際需求。可以在一定程度上避免由于沒有統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致出現(xiàn)高配置、高投入和沒有完善的功能的問題，例如，機(jī)組模塊就是系統(tǒng)不可分割的部分。確定內(nèi)部的電源、PLC傳感器、繼電器以及T/O接口端子，因此，系統(tǒng)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(jié)語

總而言之，在排水泵站運(yùn)行的過程中，能否正確設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化控制流程，是依據(jù)流程圖進(jìn)行合理控制的，因此，需要針對(duì)相關(guān)專業(yè)人士提出的建議來不斷明確和修訂設(shè)計(jì)方案，保證可以符合實(shí)際情況，確保能夠穩(wěn)定的安全運(yùn)行。利用現(xiàn)代化技術(shù)設(shè)計(jì)排水泵站，可以有效的提高管理水平和控制技術(shù)，為以后的發(fā)展提供保障和依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳導(dǎo).泵站電氣自動(dòng)化的必要性和設(shè)計(jì)思路[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010（13）：189-190.

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

篇6

【關(guān)鍵詞】 綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)采煤工藝地面監(jiān)控系統(tǒng)

【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(chǎn)的核心，對(duì)綜采工作面進(jìn)行自動(dòng)化控制是現(xiàn)代化礦井實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理現(xiàn)代化的關(guān)鍵，神寧集團(tuán)梅花井煤礦1102206綜采自動(dòng)化工作面的順利實(shí)施，探索出了工作面少人化、無人化的技術(shù)路線。促進(jìn)了神寧集團(tuán)煤礦綜采技術(shù)進(jìn)步，對(duì)降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高綜采生產(chǎn)效率、減少人員、降低勞動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)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(chǔ)量426萬噸，工作面走向長(zhǎng)度4200米，傾斜長(zhǎng)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(jí)為Ⅰ級(jí)，屬于容易自燃煤層。

1.2 綜采自動(dòng)化工作面設(shè)備配套

1102206綜采自動(dòng)化工作面設(shè)備配套主要由采煤機(jī)，刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮膠帶輸送機(jī)聯(lián)合運(yùn)煤，二柱掩護(hù)式液壓支架、乳化液泵站、噴霧泵站、移動(dòng)電站、組合開關(guān)等組成，主要參數(shù)及型號(hào)見表1。

1.3 1102206綜采工作面自動(dòng)化控制概況

梅花井煤礦1102206綜采自動(dòng)化工作面的有序?qū)嵤七M(jìn)自動(dòng)化采煤技術(shù)在實(shí)際采煤生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)：以采煤機(jī)記憶割煤為主，人工遠(yuǎn)程干預(yù)為輔；以液壓支架跟隨采煤機(jī)自動(dòng)動(dòng)作為主，人工遠(yuǎn)程干預(yù)為輔；以綜采運(yùn)輸設(shè)備集中自動(dòng)化控制為主，就地控制為輔；以綜采設(shè)備智能感知為主，視頻監(jiān)控為輔；即“以工作面自動(dòng)控制為主，監(jiān)控中心遠(yuǎn)程干預(yù)控制為輔”的工作自動(dòng)化生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)“無人跟機(jī)作業(yè)，有人安全值守”的開采理念。

2 綜采自動(dòng)化工作面總體方案設(shè)計(jì)

2.1 綜采自動(dòng)化工作面控制系統(tǒng)構(gòu)成

將采煤機(jī)控制系統(tǒng)、支架電液控制系統(tǒng)、工作面運(yùn)輸控制系統(tǒng)、三機(jī)通信控制系統(tǒng)、泵站控制系統(tǒng)及供電系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合機(jī)械化采煤工作面設(shè)備的協(xié)調(diào)管理與集中控制。實(shí)現(xiàn)集視頻、語音、遠(yuǎn)程集中控制為一體綜采工作面自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工作面采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)和液壓支架等設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制和關(guān)聯(lián)閉鎖等功能。如圖1所示。

綜采自動(dòng)化工作面控制系統(tǒng)主要由三部分組成，包括綜采單機(jī)設(shè)備層（第一層）、順槽監(jiān)控中心（第二層）、地面（第三層）。在工作面原有采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)等單機(jī)子系統(tǒng)的層級(jí)之上構(gòu)建了統(tǒng)一開放的100M工業(yè)以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)單機(jī)設(shè)備信息匯集到順槽監(jiān)控中心的隔爆服務(wù)器上，供其分析決策與控制。

2.2 綜采工作面工業(yè)以太網(wǎng)

利用工作面的綜合接入器、光電轉(zhuǎn)換器和交換機(jī)，建立一個(gè)統(tǒng)一開放的工作面100M工業(yè)以太網(wǎng)，構(gòu)建控制平臺(tái)。使工作面設(shè)備連接到順槽集控中心的隔爆服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)工作面設(shè)備信息匯集。工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理方面具備虛擬局域網(wǎng)（VLAN）、流量?jī)?yōu)先級(jí)等網(wǎng)絡(luò)帶寬管理功能，保證最重要的數(shù)據(jù)流能動(dòng)態(tài)地獲得最優(yōu)先的帶寬支持，同時(shí)具有網(wǎng)絡(luò)狀況自診斷功能。工作面以太網(wǎng)主要由本安型綜采綜合接入器、本安型光電轉(zhuǎn)換器、本安型交換機(jī)、礦用隔爆兼本質(zhì)安全型穩(wěn)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(tǒng)

綜采工作面視頻系統(tǒng)主要由采煤機(jī)機(jī)載視頻、液壓支架視頻系統(tǒng)、兩部膠帶輸送機(jī)機(jī)頭視頻系統(tǒng)、乳化泵泵站與噴霧泵泵站視頻系統(tǒng)、刮板輸送機(jī)的機(jī)頭與機(jī)尾視頻系統(tǒng)、轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭視頻系統(tǒng)、監(jiān)控中心內(nèi)部視頻系統(tǒng)所構(gòu)成。礦用本質(zhì)安全型攝像儀的視頻數(shù)據(jù)通過工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降V用本質(zhì)安全型顯示器顯示，礦用本質(zhì)安全型顯示器可以同時(shí)顯示3臺(tái)礦用本質(zhì)安全型攝像儀拍攝的圖像，并可跟隨采煤機(jī)運(yùn)動(dòng)自動(dòng)切換顯示采煤機(jī)附近3臺(tái)視頻圖像，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)綜采工作面視頻系統(tǒng)的無縫連接。

3 綜采自動(dòng)化工作面生產(chǎn)工藝研究

3.1 液壓支架自動(dòng)化工藝

梅花井煤礦綜采自動(dòng)化工作面液壓支架自動(dòng)化控制的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)跟機(jī)自動(dòng)化與遠(yuǎn)程人工干預(yù)控制相結(jié)合的自動(dòng)化采煤模式。以往的電液控制系統(tǒng)大多局限于工作面中部跟機(jī)自動(dòng)化的調(diào)試，并且沒有在實(shí)際生產(chǎn)過程中使用，而梅花井煤礦在普通SAC電液控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，深入研究井下實(shí)際采煤工藝及工人操作方式。

根據(jù)自動(dòng)化割煤工藝，完善了SAC電液控制系統(tǒng)的原有功能，實(shí)現(xiàn)了工作面兩端頭跟機(jī)自動(dòng)化，具備了整個(gè)工作面的跟機(jī)自動(dòng)化功能。經(jīng)過在梅花井煤礦自動(dòng)化工作面的實(shí)際應(yīng)用，該系統(tǒng)完成了全工作面的跟機(jī)自動(dòng)化調(diào)試，證明液壓支架自動(dòng)化工藝滿足割煤工藝的實(shí)際生產(chǎn)需求，首次在傾斜綜采工作面成功實(shí)施全工作面跟機(jī)自動(dòng)化。

3.2 采煤機(jī)自動(dòng)化割煤工藝

根據(jù)1102206綜采工作面實(shí)際地質(zhì)情況，采用雙滾筒采煤機(jī)雙向自動(dòng)化記憶割煤，刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮膠帶輸送機(jī)聯(lián)合運(yùn)煤，兩柱掩護(hù)式液壓支架支護(hù)頂板，采用全部垮落法處理頂板。采煤機(jī)自動(dòng)記憶割煤工藝引入十四象限（或稱十四工作區(qū)間）概念，如圖2所示。

4 自動(dòng)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

在順槽列車上打造一個(gè)“井下中央控制室”。操作者只需坐在監(jiān)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(jìn)行調(diào)度、聯(lián)絡(luò)，通過操作臺(tái)遠(yuǎn)程操控工作面相應(yīng)設(shè)備。

4.1 全自動(dòng)控制模式

將集成控制系統(tǒng)設(shè)置為“全自動(dòng)化”工作模式，通過“一鍵”啟停按鍵啟停工作面綜采設(shè)備全自動(dòng)化。“一鍵”啟停功能包括：泵站啟停、1部和2部膠帶輸送機(jī)啟停、破碎機(jī)啟停、轉(zhuǎn)載機(jī)啟停、刮板輸送機(jī)啟停、采煤機(jī)記憶割煤程序啟停、液壓支架跟隨采煤機(jī)自動(dòng)化控制程序啟停，全自動(dòng)化啟停。自動(dòng)化運(yùn)行過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)控工作面綜采設(shè)備運(yùn)行工況，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行異常，在監(jiān)控中心操作人員可以通過人工干預(yù)手段對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程干預(yù)，如采煤機(jī)搖臂的調(diào)整、液壓支架的動(dòng)作等（如圖2）。

4.2 分機(jī)自動(dòng)控制模式

采煤機(jī)智能控制系統(tǒng)依據(jù)采煤機(jī)調(diào)高油缸行程傳感器，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的記憶割煤和遠(yuǎn)程干預(yù)等功能，實(shí)現(xiàn)以記憶割煤為主，遠(yuǎn)程控制為輔的生產(chǎn)工作模式。通過實(shí)時(shí)感知搖臂的高度，作為采煤機(jī)的智能調(diào)高系統(tǒng)的反饋依據(jù)，根據(jù)工作面煤層賦存條件實(shí)時(shí)改變搖臂高度，調(diào)節(jié)前后滾筒，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)自動(dòng)割煤操作。根據(jù)采煤機(jī)儲(chǔ)存系統(tǒng)中上一次割煤過程中存儲(chǔ)的煤層賦存曲線，采煤機(jī)能夠自動(dòng)化的調(diào)節(jié)前后滾筒，實(shí)行自動(dòng)割煤操作。依據(jù)采煤機(jī)主機(jī)系統(tǒng)及工作面視頻，通過操作采煤機(jī)遠(yuǎn)程操作臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)的遠(yuǎn)程控制功能，可以對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行啟停控制、運(yùn)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(tǒng)在標(biāo)配基礎(chǔ)上，通過增加接近傳感器、傾角傳感器等以實(shí)現(xiàn)液壓支架的自動(dòng)化控制。在護(hù)幫板安裝接近傳感器，依據(jù)傳感器值判斷護(hù)幫板是否收到位，防止采煤機(jī)自動(dòng)化割煤時(shí)與液壓支架發(fā)生干涉。在調(diào)試初期階段，不斷對(duì)控制軟件進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了液壓支架的輔助動(dòng)作可與支架移架的主要?jiǎng)幼魍瑫r(shí)進(jìn)行。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了鄰架升柱到初撐力壓力值時(shí)，本架即開始動(dòng)作的功能，減少了相鄰支架動(dòng)作的相對(duì)時(shí)間。通過改進(jìn)基本實(shí)現(xiàn)了平均每個(gè)支架移架時(shí)間15秒左右的目標(biāo)，可以滿足采煤機(jī)最高12米/分鐘的運(yùn)行速度。該工作面開采過程中必須使用的三個(gè)基本跟機(jī)功能：跟機(jī)收伸縮梁護(hù)幫、跟機(jī)移架以及跟機(jī)推溜。

4.3 分機(jī)集中控制模式

（1）具有在監(jiān)控中心對(duì)采煤機(jī)工況監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程集中控制功能采煤機(jī)工況顯示，以采煤機(jī)計(jì)算機(jī)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(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程干預(yù)操作。（2）具有在監(jiān)控中心對(duì)液壓支架工況監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程集中控制功能，通過電液控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸，在監(jiān)控中心顯示出電液控制系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)信息。同時(shí)，通過以太網(wǎng)傳輸，在監(jiān)控中心顯示出工作面支架視頻畫面，以電液控計(jì)算機(jī)主畫面和工作面視頻畫面為輔助手段，在跟機(jī)自動(dòng)化割煤過程中，使用液壓支架操作臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，人工干預(yù)支架動(dòng)作，以滿足較為復(fù)雜的地質(zhì)條件。（3）具有在監(jiān)控中心對(duì)運(yùn)輸設(shè)備集中自動(dòng)化控制功能，主要包括綜采工作面刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)以及兩部膠帶輸送機(jī)的啟停控制，包括單獨(dú)啟停、順序關(guān)聯(lián)啟停等功能，并且通過采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)對(duì)運(yùn)行情況起到監(jiān)測(cè)功能。（4）具有在監(jiān)控中心對(duì)泵站系統(tǒng)集中控制功能，對(duì)整個(gè)泵站系統(tǒng)的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，并通過這些參數(shù)的數(shù)值對(duì)泵站進(jìn)行集中控制。

5 地面監(jiān)控系統(tǒng)

5.1 地面監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)

在地面調(diào)度室建立了以“地面數(shù)據(jù)服務(wù)中心”為主的大屏幕顯示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)工作面集中監(jiān)控。地面監(jiān)控系統(tǒng)將工作面綜采設(shè)備有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)在地面調(diào)度指揮中心對(duì)綜采工作面設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)以及各種數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示等，為地面管理人員提供實(shí)時(shí)的井下工作面生產(chǎn)及安全信息。

5.2 流媒體服務(wù)

采用了先進(jìn)的流媒體服務(wù)器技術(shù)，它將多個(gè)客戶端對(duì)同一個(gè)攝像頭的流媒體訪問進(jìn)行，極大的減輕了前端網(wǎng)絡(luò)攝像頭的負(fù)荷和礦井環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬負(fù)荷，也實(shí)現(xiàn)了礦井環(huán)網(wǎng)和管理網(wǎng)絡(luò)的之間跨網(wǎng)段的視頻。管理人員通過辦公網(wǎng)絡(luò)，就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問工作面的攝像頭，進(jìn)行視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控。

6 結(jié)語

（1）梅花井煤礦1102206綜采自動(dòng)化工作面是神寧集團(tuán)信息化、自動(dòng)化程度最高、產(chǎn)量最高的綜采工作面，是成套裝備自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用典范，實(shí)現(xiàn)了綜采工作面設(shè)備順槽集中控制和地面遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。（2）綜采自動(dòng)化工作面的正常運(yùn)行，工作面作業(yè)人員由9人減少至4人，一個(gè)圓班割煤最高達(dá)到23刀，工作面最高月產(chǎn)46.5萬噸，綜采自動(dòng)化工作面的順利實(shí)施達(dá)到兩點(diǎn)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(dòng)強(qiáng)度；二是將工人從危險(xiǎn)的工作面采場(chǎng)解放到相對(duì)安全的順槽監(jiān)控中心，提高了工人的安全系數(shù)，該項(xiàng)目的順利實(shí)施將對(duì)煤礦生產(chǎn)有著巨大的影響。（3）梅花井煤礦1102206綜采自動(dòng)化工作面的順利實(shí)施，填補(bǔ)了神寧集團(tuán)在綜采工作面自動(dòng)化領(lǐng)域的空白，促進(jìn)了神寧集團(tuán)煤礦開采技術(shù)進(jìn)步，對(duì)提高綜采生產(chǎn)效率、有機(jī)結(jié)合精益化管理工作具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

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篇7

【關(guān)鍵詞】頂車裝置站立式軸流泵自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1概況

南水北調(diào)解臺(tái)站是南水北調(diào)東線工程的第八級(jí)抽水泵站，位于江蘇省徐州市賈汪區(qū)境內(nèi)的不牢河輸水線上，毗鄰解臺(tái)船閘，與劉山站、藺家壩站聯(lián)合運(yùn)行，共同實(shí)現(xiàn)出駱馬湖125m3/s、入下級(jí)湖75m3/s的調(diào)水目標(biāo)，同時(shí)發(fā)揮樞紐原有的排澇效益。解臺(tái)站主體工程包括泵站、節(jié)制閘等工程。泵站設(shè)計(jì)調(diào)水流量125m3/s，設(shè)計(jì)揚(yáng)程5.84m，安裝5臺(tái)套2900ZLQ32-6型立式軸流泵（含備機(jī)1臺(tái)），配TL2800-40/3250型同步電動(dòng)機(jī)。水泵葉輪直徑2900mm，單機(jī)設(shè)計(jì)流量31.5m3/s，單機(jī)功率2800kW，總裝機(jī)容量14000kW。泵站為堤身式塊基型結(jié)構(gòu)，站身共分兩塊底板，中塊兩孔一聯(lián)，邊塊三孔一聯(lián)。采用肘形進(jìn)水流道，平直管出水流道，快速門加小拍門斷流。站上設(shè)工作門、事故門各5臺(tái)套，均采用QPPYⅡ-2×160kN液壓?jiǎn)㈤]機(jī)啟閉；站下進(jìn)水流道配平面鋼質(zhì)檢修門2套共4扇，電動(dòng)葫蘆起吊。站下游有攔污柵橋和攔污柵，配HQ-A型回轉(zhuǎn)式清污機(jī)10臺(tái)套，SPW型皮帶輸送機(jī)輸送污物。解臺(tái)節(jié)制閘設(shè)計(jì)排澇流量500m3/s，為鋼筋混凝土胸墻式結(jié)構(gòu)，共3孔，每孔凈寬10m，設(shè)鋼質(zhì)平板門，采用QPPYⅡ-2×160kN液壓?jiǎn)㈤]機(jī)啟閉。

2運(yùn)行管理中存在的問題

解臺(tái)站機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)后，推力軸承油膜破壞，機(jī)組在開機(jī)運(yùn)行前必須進(jìn)行頂轉(zhuǎn)子操作，將鏡板與推力瓦脫開使其間充滿油再落下開機(jī)，為避免燒瓦，目前解臺(tái)站采用由一臺(tái)移動(dòng)式液壓泵站分別對(duì)5臺(tái)機(jī)組的液壓頂組進(jìn)行加壓，人工觀測(cè)液壓頂是否工作和轉(zhuǎn)子頂起的位置。此方式存在如下缺陷：①因無人工觀測(cè)設(shè)施，工作人員需臨時(shí)踩爬才能觀察到液壓頂工作動(dòng)作狀態(tài)及轉(zhuǎn)子頂起高度，存在人員安全隱患；②人工觀測(cè)存在誤差，易造成轉(zhuǎn)子頂起高度不夠或超過規(guī)定頂起高度，以及液壓頂回位不夠；③移動(dòng)式液壓泵站在安裝輸油管時(shí)會(huì)有溢油現(xiàn)象。

3頂車裝置自動(dòng)化控制改造措施

3.1液壓系統(tǒng)改造措施

安裝1臺(tái)液壓裝置為5臺(tái)機(jī)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(jī)、油泵、電磁換向閥、溢流閥等。液壓管路布置采用集中式對(duì)5臺(tái)機(jī)組液壓頂組分別供油，并由手動(dòng)球閥選擇對(duì)應(yīng)的機(jī)組，油管采用無縫鋼管，進(jìn)入機(jī)組風(fēng)道后改用高壓軟管與液壓頂組管路連接。頂車形成設(shè)定為3~5mm，電源采用AC380V。自動(dòng)化控制系統(tǒng)如圖1。

3.2測(cè)控系統(tǒng)改造措施

在每臺(tái)機(jī)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(jī)組運(yùn)行信號(hào)檢測(cè)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(gè)傳感器，轉(zhuǎn)子位置安裝2個(gè)傳感器。PLC控制系統(tǒng)采用40路隔離輸入，測(cè)控電源采用DC24V；液壓頂位置傳感器，檢測(cè)距離為50cm可調(diào)，分辨率≤3mm，響應(yīng)時(shí)間≤2ms；恢復(fù)至原位；轉(zhuǎn)子位置傳感器檢測(cè)距離為15±1mm，響應(yīng)頻率0.5kHz。測(cè)控系統(tǒng)如圖2所示。

4操作方式

4.1自動(dòng)控制

將頂車裝置現(xiàn)地控制箱電源送上，將控制箱內(nèi)斷路器置于ON位置，然后按“電源啟動(dòng)”按鈕（藍(lán)色）使測(cè)控裝置通電，待觸摸屏進(jìn)入測(cè)控界面后，觀察各位置狀態(tài)，位置信號(hào)應(yīng)全部為綠色，待一切正常后，啟動(dòng)油泵，液壓站開始工作，再按紅色“供油”觸摸按鈕，測(cè)控裝置開始進(jìn)入自動(dòng)測(cè)控程序。測(cè)控啟動(dòng)后，供油信號(hào)中“正在供油”字閃爍（移動(dòng)式液壓裝置啟動(dòng)供油），四個(gè)液壓頂位置信號(hào)由綠色變紅色，蜂鳴器響（液壓頂開始上升），當(dāng)二個(gè)轉(zhuǎn)子“頂?shù)轿弧毙盘?hào)之一由綠色變紅色時(shí)，出現(xiàn)“停止供油”信號(hào)，延時(shí)數(shù)秒鐘后，“正在回油”閃爍（移動(dòng)式液壓裝置開始回油），待四個(gè)液壓頂位置信號(hào)由紅色變成綠色，蜂鳴器不響后，延時(shí)數(shù)秒鐘出現(xiàn)“停止回油”信號(hào)。至此，整個(gè)頂轉(zhuǎn)子操作過程全部結(jié)束。數(shù)秒鐘后，測(cè)控裝置自動(dòng)切除電源。自動(dòng)測(cè)控過程中如遇到緊急情況，可以按“急停”按鈕切斷測(cè)控裝置電源。

4.2手動(dòng)操作

現(xiàn)地控制箱內(nèi)設(shè)有導(dǎo)軌式按鈕，可直接按箱內(nèi)的“油泵啟動(dòng)”“供油”“回油”按鈕，進(jìn)行手動(dòng)操作。

5結(jié)語

篇8

【關(guān)鍵詞】自來水廠；節(jié)能降耗；自動(dòng)化控制；應(yīng)用

一、自來水制水工藝及自控系統(tǒng)的組成

1、自來水制水工藝。制水工藝過程分別幾個(gè)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(dá)到最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。自控儀表設(shè)備選取分布式集散控制系統(tǒng)，與先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)整體生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化管理控制，為自來水廠創(chuàng)造更高的生產(chǎn)效率及出水質(zhì)量。

2、自來水自控系統(tǒng)組成。從整體自動(dòng)控制系統(tǒng)的多個(gè)控制站考慮，可以選擇任一個(gè)一級(jí)控制站作為代表，分析PLC在控制站中硬件和軟件的設(shè)置。其中，PLC的硬件配置包括擴(kuò)展型基架和CPU、電源、數(shù)字量輸入輸出、模擬量、通訊五大模塊共同構(gòu)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(shí)際情況設(shè)置基架撥號(hào)，通常情況下采取16進(jìn)制，不過0號(hào)主基架撥碼例外，必須把統(tǒng)一設(shè)置成“off”狀態(tài)。

二、自來水廠節(jié)能降耗中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

1、取水泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。取水泵站一共有4臺(tái)取水泵（其中2臺(tái)變頻泵及2臺(tái)定速泵，3用1備），主要為整個(gè)水廠進(jìn)行原水的供應(yīng)，是電量的主要消耗站之一，也是水廠控制電量的關(guān)鍵部位。為保證最大限度降低電耗，需把水泵分為兩個(gè)組：運(yùn)行的變頻泵設(shè)定為變頻泵組，另一臺(tái)變頻泵及定速泵設(shè)定為定速組。每次運(yùn)行均至少開啟一臺(tái)變頻器，當(dāng)運(yùn)行變頻泵設(shè)定時(shí)間到時(shí)，且另一變頻泵不運(yùn)行時(shí)，將自動(dòng)切換至另一變頻泵。自控系統(tǒng)將根據(jù)清水池水位增減相應(yīng)的水泵。

1.1取水變頻泵的頻率調(diào)整。原水變頻泵的運(yùn)行頻率要介于最小和最大頻率之間，頻率限定值在SCADA系統(tǒng)中設(shè)定。PLC記錄變頻泵停止前的頻率，以便于變頻泵再次啟動(dòng)后保持之前的頻率。

1.2定速泵的啟動(dòng)數(shù)量。定速泵的啟動(dòng)數(shù)量由變頻泵的運(yùn)行頻率決定，為了更好地控制定速泵的數(shù)量，需要定義兩個(gè)限定值：限定值1：?jiǎn)?dòng)一臺(tái)定速泵時(shí)變頻泵頻率，限定值2：停止一臺(tái)定速泵時(shí)變頻泵頻率。

2、加藥加氯系統(tǒng)自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)

2.1加藥系統(tǒng)。加藥系統(tǒng)主要節(jié)能控制點(diǎn)在于控制藥耗。水廠加藥系統(tǒng)主要用于控制聚合氯化鋁的投加，為保證系統(tǒng)的節(jié)能降耗，主要控制在于精確計(jì)算氯化鋁的投加量。樂從水廠設(shè)計(jì)3臺(tái)加藥計(jì)量泵，計(jì)量泵的速度需通過PLC計(jì)算并直接通過通信進(jìn)行速度控制給定。

2.2加氯消毒站程序設(shè)計(jì)。整個(gè)水廠的加氯系統(tǒng)由氣源系統(tǒng)，真空加氯系統(tǒng)，壓力水供應(yīng)系統(tǒng)，電氣、控制檢測(cè)儀表系統(tǒng)，氯氣泄漏檢測(cè)及安全防護(hù)系統(tǒng)組成。為了掌握加氯是否處在手動(dòng)或自動(dòng)加氯狀態(tài)，在加氯機(jī)中引出了加氯機(jī)的手動(dòng)/自動(dòng)選擇信號(hào)。

（1）前加氯控制設(shè)計(jì)。前加氯機(jī)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(jù)原水流量按比例投加：加氯機(jī)開度控制=源水流量（m3/h）*投加量（kg/km3）/1000，共設(shè)置兩臺(tái)前加氯機(jī)，一用一備。當(dāng)使用加氯機(jī)故障時(shí)，在SCADA上發(fā)出警報(bào)，并自動(dòng)切換至另一臺(tái)備用前加氯機(jī)，

（2）后加氯控制設(shè)計(jì)。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。控制方式如下：加氯機(jī)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(jù)濾后水余氯高低進(jìn)行控制，控制范圍規(guī)定在流量主控制量的±5%。當(dāng)余氯高于SCADA中設(shè)定的余氯值時(shí)，每分鐘余氯控制量-0.2kg（可以SCADA中設(shè)置）當(dāng)余氯低于SCADA中設(shè)定的余氯值時(shí)，每分鐘余氯控制量+0.2kg（可以SCADA中設(shè)置）本工程共設(shè)置2臺(tái)前加氯機(jī)，一用一備。當(dāng)使用加氯機(jī)故障時(shí)，在SCADA上發(fā)出警報(bào)，并自動(dòng)切換至另一臺(tái)備用前加氯機(jī)。

3、沉淀池排泥系統(tǒng)自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)。沉淀池排泥系統(tǒng)主要由排泥閥、排泥車組成。該環(huán)節(jié)的節(jié)能控制關(guān)鍵點(diǎn)在于排泥過程中合理排水，在污泥排放時(shí)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(shè)定；各排泥閥開閥時(shí)間可設(shè)定。排泥周期可設(shè)定：用戶可根據(jù)原水水質(zhì)進(jìn)行排泥周期的設(shè)定，合理減少排泥時(shí)間。各排泥閥開閥時(shí)間可設(shè)定：用戶可根據(jù)平流沉淀池的具體特性，設(shè)置各閥門的相應(yīng)開啟時(shí)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(zhǎng)度約100m，長(zhǎng)度較長(zhǎng)，而按照沉淀池的沉泥規(guī)律，從沉淀池的進(jìn)水到出水，池底所沉積的泥厚度按從多到小逐步遞減的規(guī)律進(jìn)行，因此，為了達(dá)到排泥車的排泥效果而又減小不必要的排水浪費(fèi)，排泥車的行走電機(jī)可采用變速電機(jī)，在沉淀池的進(jìn)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(jī)為定速電機(jī)，排泥車從沉淀池的進(jìn)水端前行全程1/3，后退至沉淀池進(jìn)水端，再?gòu)倪M(jìn)水端排泥至出水端，空車返回。

4、送水泵站自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)。送水泵房一共有4臺(tái)清水泵，分別為2臺(tái)變頻泵及2臺(tái)定速泵組成。正常使用時(shí)為3用1備。每次運(yùn)行均至少開啟一臺(tái)變頻器，當(dāng)運(yùn)行變頻泵設(shè)定時(shí)間到時(shí)，且另一變頻泵不運(yùn)行時(shí)，將自動(dòng)切換至另一變頻泵。系統(tǒng)分為兩個(gè)組：運(yùn)行的變頻泵設(shè)定為變頻泵組P401A/C，定速泵P401B/D設(shè)定為定速組。運(yùn)行的變頻泵的頻率根據(jù)出廠水壓力設(shè)定值調(diào)整。定速泵啟動(dòng)的個(gè)數(shù)根據(jù)變頻泵的頻率決定啟動(dòng)臺(tái)數(shù)。

4.1加壓變頻泵的頻率調(diào)整。加壓變頻泵的頻率根據(jù)SCADA設(shè)置的壓力值進(jìn)行PID恒壓控制，PLC不斷調(diào)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(shè)定壓力值及實(shí)際管道壓力計(jì)決定。PLC通過PID運(yùn)算調(diào)整變頻泵頻率，當(dāng)管道壓力小于用戶設(shè)定壓力時(shí)，變頻泵頻率將增加。

4.3減少變頻泵頻率PLC。通過PID運(yùn)算調(diào)整變頻泵頻率，當(dāng)管道壓力大于用戶設(shè)定壓力時(shí)，變頻泵頻率將減少。

4.4定速泵的啟動(dòng)數(shù)量。定速泵的啟動(dòng)數(shù)量由變頻泵的運(yùn)行頻率決定。為了更好的控制定速泵的數(shù)量，需要定義兩個(gè)限定值：限定值1：增加一臺(tái)定速泵時(shí)變頻泵頻率；限定值2：停止一臺(tái)定速泵時(shí)變頻泵頻率

4.5啟動(dòng)一臺(tái)送水定速泵。當(dāng)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(tái)定速泵可用時(shí)啟動(dòng)一臺(tái)定速泵。

4.6停止一臺(tái)送水定速泵。當(dāng)變頻泵的頻率低于限定值2（例如35Hz）并且至少有一臺(tái)定速泵運(yùn)行時(shí)停止一臺(tái)定速泵。

結(jié)束語

自來水生產(chǎn)具有獨(dú)有的特性，其連續(xù)性、不可替代性及不間斷性要求自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有較高的可靠性、高速性以及穩(wěn)定性，必須要選擇增強(qiáng)型的處理器。自動(dòng)化系統(tǒng)在自來水廠中的應(yīng)用有廣泛的發(fā)展，可以有效的保證水質(zhì)，提高自來水廠的處理能力。

參考文獻(xiàn)

[1]張文峰.自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠中的應(yīng)用淺析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2014（26）：314-316.

篇9

關(guān)鍵詞：海河開發(fā)、地下式、排水泵站、自動(dòng)化控制

天津是我國(guó)北方重要的經(jīng)濟(jì)中心，按照天津市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的總體目標(biāo)，到2010年，天津?qū)⒔ㄔO(shè)成為全國(guó)率先基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的地區(qū)之一，成為中國(guó)最重要的工業(yè)基地，商貿(mào)、金融、技術(shù)開發(fā)、信息、交通的遠(yuǎn)東國(guó)際交流中心。因此，天津在我國(guó)對(duì)外開放和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)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(fā)總體規(guī)劃，將用3~5年的時(shí)間，將海河建成獨(dú)具特色、國(guó)際一流的服務(wù)型經(jīng)濟(jì)帶、景觀帶和文化帶，使其不僅具有防洪、排澇、供水、航運(yùn)等功能，更具備旅游、休閑和發(fā)展三產(chǎn)服務(wù)業(yè)的功能，弘揚(yáng)海河文化，創(chuàng)建世界名河。海河大沽橋工程對(duì)海河兩岸綜合開發(fā)改造的順利實(shí)施有著十分重要的意義和積極的推動(dòng)作用。

海河大沽橋工程地道泵站設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

大沽橋地道泵站設(shè)計(jì)概況

大沽橋地道泵站位于海河?xùn)|路以東的橋區(qū)范圍內(nèi)，占地面積及外型都受到了一定的局限，設(shè)計(jì)力求結(jié)構(gòu)外型新穎，將泵站主體設(shè)計(jì)為直徑5.5米的鋼筋混凝土圓型地下結(jié)構(gòu)，不單獨(dú)設(shè)置附屬用房，通過遠(yuǎn)程控制，監(jiān)控泵站運(yùn)行情況，地上無一構(gòu)筑物，即滿足了泵站的使用功能，又不影響橋區(qū)景觀。

大沽橋下沉路采用U型槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效防止了地下水。U型槽結(jié)構(gòu)底板厚度結(jié)合強(qiáng)度和抗浮的要求設(shè)計(jì)，其主體結(jié)構(gòu)外包防水層，因此具有既防水又抗浮的特點(diǎn)。這就決定下沉路為此結(jié)構(gòu)時(shí)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(shè)計(jì)方法是在下沉路面橫向較低側(cè)設(shè)置收水邊溝并設(shè)置排水管，引入集水井中。集水井設(shè)置于U型槽結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)水量：0.162 m3/s。來水通過地道泵站提升后，經(jīng)壓力出水管（設(shè)兩個(gè)壓力井）排入海河。

大沽橋下沉路的設(shè)計(jì)等級(jí)為可淹沒，下沉路與海河間擋墻設(shè)計(jì)標(biāo)高為2.2m.T.D，當(dāng)海河水位為2.2m.T.D時(shí)，下沉路將呈現(xiàn)淹沒狀態(tài)。

水泵臺(tái)數(shù)和泵型的確定

在選泵之前要根據(jù)泵站規(guī)模、揚(yáng)程估算，并考慮到泵站結(jié)構(gòu)與工藝布置合理性及占地面積大小等因素確定水泵的臺(tái)數(shù)。在揚(yáng)程和估算流量合適的基礎(chǔ)上，根據(jù)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(tái)，估算揚(yáng)程為6.4米。

泵站的進(jìn)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(yáng)程為5.066米。水泵初步選出后，進(jìn)行水力計(jì)算，計(jì)算出水泵實(shí)際需要的揚(yáng)程，基本與估算相吻合。使水泵運(yùn)行的工況點(diǎn)處于高效率區(qū)的范圍，無論在單臺(tái)泵運(yùn)行和兩臺(tái)泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，都能夠有較高的效率和穩(wěn)定可靠的運(yùn)行狀態(tài)。

由于橋區(qū)景觀要求本工程采用的是地下式的排水泵站，所以優(yōu)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(jié)構(gòu)，共分為兩層，上層標(biāo)高1.200m.T.D，下層標(biāo)高-2.906m.T.D，泵站總深度7米。

下層為水泵層，內(nèi)分進(jìn)水閘閥井和水泵集水池兩部分，上層為閘室層，內(nèi)有水泵出水管路、閘閥等設(shè)施，閘室層頂板設(shè)置吊裝孔，通風(fēng)孔及人孔；閘室層底板上設(shè)置吊裝孔。泵站出水管上設(shè)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(shè)值班室，值班人員可在橋?qū)γ娴拇蠊谅繁谜緝?nèi)值班對(duì)本泵站進(jìn)行監(jiān)測(cè)及巡視。

報(bào)警水位的確定

地道泵站的報(bào)警水位是根據(jù)地道的最低點(diǎn)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(bào)警水位設(shè)為-0.587m.T.D。在降雨時(shí)，嚴(yán)格控制雨水的報(bào)警水位，保證地道最低點(diǎn)的安全。

泵站的自動(dòng)控制

大沽橋地道泵站選用兩臺(tái)潛水泵，其自動(dòng)開車停車的主要措施是采用超聲波液位計(jì)根據(jù)集水池的水位變化，按預(yù)先給定的程序自動(dòng)開停。由于大沽橋下沉路設(shè)置了親水平臺(tái)，平臺(tái)標(biāo)高2.0m.T.D，親水平臺(tái)外擋墻標(biāo)高2.2 m.T.D，決定了控制水泵開停車自動(dòng)化的措施：

1）當(dāng)海河水位低于2.2 m.T.D時(shí)，泵站正常運(yùn)行。集水池水位為-2.266 m.T.D時(shí)開一臺(tái)泵，當(dāng)集水池水位為-1.966 m.T.D時(shí)兩臺(tái)泵同時(shí)運(yùn)行。

2）當(dāng)海河水位超過2.2 m.T.D時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閘閥，泵站停止運(yùn)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(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：（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(jié)省土建投資。（2）減少了噪音、氣味對(duì)周圍環(huán)境的污染。

缺點(diǎn)：（1）地下式泵房除進(jìn)出口外幾乎都在地面以下，雖然專門設(shè)置了通風(fēng)口，但是還需要在檢修人員下入泵房之前打開井蓋進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的通風(fēng)，否則容易引起中毒事故。（2）潮濕現(xiàn)象嚴(yán)重、管理人員出入不便、設(shè)備進(jìn)出也很麻煩等問題。

雖然地下式泵站有些缺點(diǎn)，但是本工程將值班室及變配電室放在橋?qū)γ娴拇蠊谅繁谜局校⒃O(shè)許多吊裝孔，所以地下泵站基本不經(jīng)常下人檢修。從而充分發(fā)揮地下式泵站防噪音、防臭味的優(yōu)點(diǎn)。

地道泵站今后發(fā)展趨勢(shì)

此次設(shè)計(jì)的地下式地道排水泵站采用了比較新的設(shè)計(jì)理念，從選泵、泵房的結(jié)構(gòu)形式到保證管理人員維護(hù)檢修方便、安全的設(shè)計(jì)，都體現(xiàn)著泵站運(yùn)行高效、工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、自動(dòng)化控制先進(jìn)、同時(shí)不失人性化的設(shè)計(jì)原則。

今后泵站建設(shè)必須建設(shè)先進(jìn)的泵站中央監(jiān)控中心，只有控制中心的高效穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，下屬泵站才能發(fā)揮功效。用計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)控制協(xié)助完成排水泵站的運(yùn)行管理，實(shí)現(xiàn)排水管理的定量化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化。

結(jié)束語

排水設(shè)計(jì)作為橋梁及地道設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、降雨強(qiáng)度、地下水、地形、地質(zhì)、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(jīng)濟(jì)、合理、美觀、實(shí)用的工程措施，確保立體交叉道路的穩(wěn)定和行車的安全，同時(shí)達(dá)到與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)、美觀的效果。為此尚需建設(shè)、設(shè)計(jì)、科研、施工、監(jiān)理等多方面共同努力，在實(shí)踐中不斷探索、總結(jié)，以提高我國(guó)立體交叉道路的建設(shè)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[5]《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50014-2006)

[6]《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》(GB 50289-98)

篇10

【關(guān)鍵詞】水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng);現(xiàn)代化管理;遠(yuǎn)程監(jiān)控

寧夏中南部地區(qū)地處黃土高原和干旱半干旱荒漠地帶，是全國(guó)主要的回族聚居區(qū)，地區(qū)土地面積和人口分別占全區(qū)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(tài)脆弱、交通不便、人多地少，我國(guó)這樣的地區(qū)還有很多，這些偏遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉以及群眾飲水等問題受到了重視，固海揚(yáng)水工程的投資和建設(shè)極大的改善了這一問題，隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)近幾年在固海揚(yáng)水工程中大面積實(shí)施，為此我們將分析其建設(shè)方法以及應(yīng)用價(jià)值。

1 水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要建設(shè)內(nèi)容

水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包含了三個(gè)部分，分別是區(qū)域水閘泵站監(jiān)測(cè)中心、網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)、水閘泵站現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)。水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)主要目的是實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)水閘泵站的自動(dòng)化調(diào)度，整個(gè)系統(tǒng)將覆蓋區(qū)域內(nèi)多個(gè)泵站并能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)河水位、電源運(yùn)行、檢測(cè)點(diǎn)、閘門運(yùn)行等的控制，系統(tǒng)建設(shè)的主要內(nèi)容有：

1.1 水閘泵站現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)點(diǎn)

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的主要作用是通過傳感器來檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的內(nèi)外河水位、現(xiàn)場(chǎng)傳感器、水閘泵站工作狀態(tài)的搜集，通過上層的通訊設(shè)備將傳感器感應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑z測(cè)中心，并且可以連接現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)點(diǎn)的報(bào)警裝置，有效的檢測(cè)險(xiǎn)情以及檢測(cè)點(diǎn)的故障。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)點(diǎn)核心設(shè)備是閘門開度儀、水泵保護(hù)傳感器、超聲波液位計(jì)等多種類型的傳感器，并輔助相關(guān)的控制模塊、儲(chǔ)存模塊、微型處理器、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)通信模塊等，建設(shè)重點(diǎn)是前期各個(gè)模組和傳感器的安裝和調(diào)試。

1.2 網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制的重要連接紐帶，一般采用的是CDMA或者GPRS的無限數(shù)字網(wǎng)絡(luò)通信制式，并通過RS-485總線實(shí)現(xiàn)傳感器與檢測(cè)終端之間的連接，從而組成了下場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)采集到的模擬量、開關(guān)量、繼電保護(hù)和報(bào)警信號(hào)等通過無線通信模塊傳輸?shù)綑z測(cè)和控制中心中，有的水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中設(shè)置了多層級(jí)的檢測(cè)中心點(diǎn)，主要原因?yàn)閰^(qū)域覆蓋面積更廣，控制和調(diào)度動(dòng)作更加復(fù)雜。

1.3 區(qū)域水閘泵站監(jiān)測(cè)中心

控制中心是水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的大腦，由數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)、主控制室計(jì)算機(jī)群組、服務(wù)器等構(gòu)成。監(jiān)測(cè)中心主要實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、處理以及顯示，通過繪制多種數(shù)據(jù)的曲線和表格等，而工作人員通過研究以及實(shí)時(shí)監(jiān)控相關(guān)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)險(xiǎn)情預(yù)警，同時(shí)能夠通過控制中心實(shí)現(xiàn)水站泵站的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2 水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 引清調(diào)水農(nóng)業(yè)灌溉

通過水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)河水位、水閘泵站等的控制和檢測(cè)，并能夠在緊急情況下實(shí)現(xiàn)抗災(zāi)減災(zāi)的指揮和調(diào)度。通過檢測(cè)點(diǎn)反饋的數(shù)據(jù)，能夠準(zhǔn)確的分析區(qū)域內(nèi)各個(gè)地點(diǎn)的旱情和水情，從而檢測(cè)各個(gè)閘站的搶險(xiǎn)情況給予及時(shí)的處理指揮。另外水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置不僅僅能實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)水情實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還能夠通過遠(yuǎn)程的自動(dòng)檢測(cè)完成綜合調(diào)水通過實(shí)時(shí)控制閘門的開啟和關(guān)閉實(shí)現(xiàn)水流的控制和調(diào)節(jié)，達(dá)到改善水環(huán)境、引流灌溉等抗旱救災(zāi)的目的。同時(shí)通過縱向分析多年的河流數(shù)據(jù)，結(jié)合水利數(shù)學(xué)模型制定合理的引水灌溉方案。

2.2 提升行業(yè)管理水平

水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建成后極大的改善了區(qū)域內(nèi)水環(huán)境的調(diào)節(jié)和控制，極大的提升了水閘本站管理的現(xiàn)代化水平。另外通過計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使得原始數(shù)據(jù)的記錄更加的高效和準(zhǔn)確，各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)獲取的數(shù)據(jù)記性歸納和分析，能夠進(jìn)一步的了解區(qū)域內(nèi)旱情情況，并為水閘泵站管理和考核的依據(jù)。水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)完成后，也從根本上改變了原有的調(diào)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(yè)管理的現(xiàn)代化水平。自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)也加快了現(xiàn)代化調(diào)水指令的相應(yīng)速度，提升了河道水閘泵站管理部門的社會(huì)影響力。

2.3 水資源調(diào)度

水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)幾乎覆蓋了整個(gè)區(qū)域內(nèi)的水資源量，通過多個(gè)實(shí)地檢測(cè)點(diǎn)的布設(shè)以及GIS地理信息系統(tǒng)等的假設(shè)，實(shí)現(xiàn)了水體流向的監(jiān)控。通過每一個(gè)實(shí)地檢測(cè)點(diǎn)反饋的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)泵站水閘運(yùn)行狀況、河水位檢測(cè)等，極大的提升了水資源的現(xiàn)代化調(diào)度，提高了水資源的利用效率。

2.4 水務(wù)規(guī)劃和信息化

通過水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，能夠在水閘泵站監(jiān)控中心中了解河道主干道以及支流的詳細(xì)狀況，通過計(jì)算技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了水情信息、河流信息等多個(gè)信息的處理，全面的提升了水務(wù)管理的信息化。

3 水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用效益

水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)有著經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益等多個(gè)方面的價(jià)值，其應(yīng)用效益主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1 改善水環(huán)境效益

水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)現(xiàn)了水資源的科學(xué)調(diào)度，大幅度的提升了區(qū)域內(nèi)抵抗自然災(zāi)害的能力。系統(tǒng)建成后，將成為覆蓋整個(gè)地區(qū)內(nèi)的水閘、水資源信息、河網(wǎng)水文等的調(diào)度和檢測(cè)，是的區(qū)域內(nèi)的多條河流干道實(shí)現(xiàn)了定向和有序的流動(dòng)，提升了河網(wǎng)水體的改變次數(shù)，極大的改善了河道水體的質(zhì)量，在一定程度上減少了河道淤積，在改善水環(huán)境中也保障了當(dāng)?shù)鼐用耧嬎⒐喔鹊鹊挠盟枨螅瑯O大的減少了環(huán)境工程投資。

3.2 區(qū)域經(jīng)濟(jì)效益

對(duì)于西北地區(qū)來說，水資源意味著財(cái)富。無論農(nóng)業(yè)發(fā)展還是城市居民生活用水，水資源的利用都是現(xiàn)代化建設(shè)必要的發(fā)展資源，通過水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的引入也減少了區(qū)域內(nèi)旱災(zāi)對(duì)國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)的威脅，保障的農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展，促進(jìn)了區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3.3 信息利用效益

水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)也帶動(dòng)了區(qū)域內(nèi)水資源控制的信息化進(jìn)程，系統(tǒng)建設(shè)也帶動(dòng)了周邊輔助辦公和管理系統(tǒng)的開發(fā)，例如辦公自動(dòng)化、行政管理信息化、抗災(zāi)輔助指揮系統(tǒng)等現(xiàn)代化管理系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用，提升了區(qū)域內(nèi)信息資源的利用水平。

4 結(jié)語

水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)極大的提升了區(qū)域內(nèi)水閘泵站的管理水平，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，減少了人力資源的投入，提高了水閘泵站的現(xiàn)代化管理，總之水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用是水利系統(tǒng)建設(shè)的重要基礎(chǔ)，在抗旱救災(zāi)中體現(xiàn)著極其重要的角色。

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