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摘要:作为现代电子技术的重要组成部分,泵站自动化技术的发展取得了可喜的成绩,随着泵站工程改造项目的增多,泵站自动化技术越来越成熟,应用也越来越广泛。本文结合多年从业经验,对泵站自动化技术从概念、发展历程、现状等方面进行了深入论述,并对泵站自动化技术的发展趋势进行了合理预测,希望能够为推动泵站自动化技术的可持续发展和实践应用提供更多的参考。
关键词;泵站;自动化技术;现状;发展趋势
国家对于泵站自动化建设提出了明确的要求,泵站自动化技术水平也随着泵站工程的不断建设越来越智能化、信息化。在泵站建设过程中引入泵站自动化技术,能够用进一步提高泵站的精细化管理能力、增强泵站的运行能力。因此做好泵站自动化技术分析和发展趋势预测具有非常重要的现实意义
1、泵站自动化技术相关内容简述
泵站自动化系统主要由自动监控系统、自动装置以及继电保护等设备组成,它去除了老旧的表计与控制平台等传统设备,在很大程度上减少了电缆的数量,节省了控制室的使用面积。泵站自动化系统除了对正常工作的泵站进行监视、控制外,还会对泵站的一、二次设备进行数据采集、工作状态监控以及调节与控制,从而确保抽水泵站运行的安全性与高效性。在泵站的正常运行过程中,一旦发生设备故障等问题时,保护装备将立即对其进行数据采集与实施监控,并对故障做出快速反应,找出故障原因,进行故障修复处理,最后恢复泵站的正常运作。保护、监测、远传、控制是泵站自动化系统的四大功能。
2、国内泵站自动化建设发展沿革
经过将近50年的发展,我国泵站自动化发展从发展较为缓慢的初级阶段到逐步改进的完善阶段,再到飞速发展的全面自动化应用阶段。
(1)上个世纪60年代,随着计算机技术逐步在我国起步,泵站自动化技术也在10年后有了基本应用。1972年江都泵站首次运用远程集中监控,将各个闸门最终控制汇聚到总控制室,实现了远程遥控,虽然这种集中的有线监控存在着诸多问题例如元件质量不过关等,但这也标志着我国水泵自动化技术迈开了第一步,为下面的完善奠定了基础]。
(2)到了80年代我国自动化技术的进一步的普及,泵站自动化技术也再一次得到了提高,淮阴泵站将之前的弊端改进为无线传送遥控,进行了动态就地监测与控制。
(3)进入了90年代,互联网伴随着计算机技术的发展和迅速普及,泵站自动化技术也在全国范围内开始广泛应用。如由扬州大学水利学院电气系引进的新型集散控制系统,并成功在江苏淮安和泗阳两地的泵站投入使用,这种系统将自动化技术、通信技术、故障诊断等技术合为一体,使泵站的数据采集及控制更为简单灵活。
3、泵站自动化技术的主要技术手段分析
(1)数据收集整合处理技术。这是整个泵站信息化系统的基础,主要承担着泵站信息的采集和数据处理功能。通过现场控制单元来采集泵站日常运行过程中的各类电气量信息、非电气量信息、状态量信息、开关量信息、继电保护信息,采集信息后经过数据处理和逻辑判断,对设备进行控制并输出相应的告警信息。目前,在监控信息化方面,新建的泵站都配备了计算机监控系统,基本实现了先进的视频监控技术,同时结合众多国际品牌计算机监控软件及网络等共同完成泵站监控系统架构。
(2)运行调度技术。运行调度系统能够根据泵站实际运行情况来进行实时调度。在满足泵站扬程与流量的前提下,寻找最优的运行方式,在成本最优的情况下实现泵站效益的最大化。运行调度系统通过计算机技術建立泵站控制对象模型,包括泵机经济运行模型、泵站调度管理模型等,并结合效率、成本、流量等相关约束条件,根据目标函数实施优化控制、科学调度,通过对数学模型求解选择最优的机组联合运行模式,确定不同时段、不同流量的最优运行状态,实现泵站的高效、最优、经济运行。目前,在运行调度方面,供水泵站都基本实现了不同水平的半自动化,数据通信已经实现“四遥”,有些大中型泵站可以达到以机待人、少人值守,甚至无人值守的自动化水平。
(3)运行信息管理技术。泵站在运行中将产生大量信息,做好运行信息管理是泵站自动化的基础。泵站实时运行信息管理包括实时数据采集和显示、历史数据综合统计、泵站运行数据管理三大环节。
4、泵站自动化技术的发展趋势分析
未来泵站自动化技术将随着科技的发展将进一步完善功能、提高自我诊断能力,并实现实时动态监控。
(1)集测量、控制与管理功能于一身向着系统化方向发展。科技的进步,促进了泵站自动化技术的发展。嵌入式智能控制器以及集PLC、HMI、I/O及通信于一体的“显触控一体化”OCS控制器等技术不断出现,泵站自动化朝着测量、控制、管理的一体化方向发展,新型的综合自动化监控系统在能够测量与控制泵站内关键机电设备的同时,还能够以多泵站整体运行最优为目的进行调度优化,集成泵站工作各个环节,将信号采集、设备控制、远程监控、调度优化、运行管理进行系统化管理。
(2)自我诊断功能更加完善。新型泵站自动化应不断完善自我诊断功能,实现智能故障诊断和自愈控制。目前,我国正在进行大规模的大中型泵站升级与改造工作,BP神经网络、模糊运算、频谱分析、状态检修、多信息融合等新技术将不断应用于泵站故障诊断领域,提升泵站自动化的人机协作平,推动泵站管理系统向自动化和智能化方向不断发展,从简单的数据监测向故障诊断、智能分析、专家会诊等深层次应用转变。
(3)运行管理信息实时化控制。运行信息实时化管理有利于更加便捷、高效地掌握泵站运行情况,进行科学决策,辅助泵站管理。未来泵站运行信息的实时化将能够实现泵站运行实时监测、最新卫星云图实时接收、实时在线巡视、设备状态实时上送,基于实时性平台实现数据信息多方共享,数据中心和各个子站之间以专线接入,泵站检测库、水情库、设备库、决策支持库等数据库集成管理、专人维护。
综上所述,泵站自动化技术将随着科学技术的不断进步功能将更加多元化、系统化、智能化和科学化,从而为实现泵站良好有序运行提供强大的技术支持。
参考文献:
[1]杨庆九. 泵站自动化技术的发展趋势分析[J]. 中国高新技术企业,2015,(12):78-79.
[2]王文达. 浅谈我国泵站的自动化发展现状与趋势[J]. 科技创新与应用,2013,(21):299.
[3]王学明. 泵站自动化的发展趋势[J]. 科技信息,2011,(23):475+473.
[4]骆国强. 常熟泵站综合自动化监控技术研究[D].扬州大学,2007.
[5]董盛文. 大型泵站计算机监控及网络办公自动化的研究[D].武汉大学,2005.
关键词;泵站;自动化技术;现状;发展趋势
国家对于泵站自动化建设提出了明确的要求,泵站自动化技术水平也随着泵站工程的不断建设越来越智能化、信息化。在泵站建设过程中引入泵站自动化技术,能够用进一步提高泵站的精细化管理能力、增强泵站的运行能力。因此做好泵站自动化技术分析和发展趋势预测具有非常重要的现实意义
1、泵站自动化技术相关内容简述
泵站自动化系统主要由自动监控系统、自动装置以及继电保护等设备组成,它去除了老旧的表计与控制平台等传统设备,在很大程度上减少了电缆的数量,节省了控制室的使用面积。泵站自动化系统除了对正常工作的泵站进行监视、控制外,还会对泵站的一、二次设备进行数据采集、工作状态监控以及调节与控制,从而确保抽水泵站运行的安全性与高效性。在泵站的正常运行过程中,一旦发生设备故障等问题时,保护装备将立即对其进行数据采集与实施监控,并对故障做出快速反应,找出故障原因,进行故障修复处理,最后恢复泵站的正常运作。保护、监测、远传、控制是泵站自动化系统的四大功能。
2、国内泵站自动化建设发展沿革
经过将近50年的发展,我国泵站自动化发展从发展较为缓慢的初级阶段到逐步改进的完善阶段,再到飞速发展的全面自动化应用阶段。
(1)上个世纪60年代,随着计算机技术逐步在我国起步,泵站自动化技术也在10年后有了基本应用。1972年江都泵站首次运用远程集中监控,将各个闸门最终控制汇聚到总控制室,实现了远程遥控,虽然这种集中的有线监控存在着诸多问题例如元件质量不过关等,但这也标志着我国水泵自动化技术迈开了第一步,为下面的完善奠定了基础]。
(2)到了80年代我国自动化技术的进一步的普及,泵站自动化技术也再一次得到了提高,淮阴泵站将之前的弊端改进为无线传送遥控,进行了动态就地监测与控制。
(3)进入了90年代,互联网伴随着计算机技术的发展和迅速普及,泵站自动化技术也在全国范围内开始广泛应用。如由扬州大学水利学院电气系引进的新型集散控制系统,并成功在江苏淮安和泗阳两地的泵站投入使用,这种系统将自动化技术、通信技术、故障诊断等技术合为一体,使泵站的数据采集及控制更为简单灵活。
3、泵站自动化技术的主要技术手段分析
(1)数据收集整合处理技术。这是整个泵站信息化系统的基础,主要承担着泵站信息的采集和数据处理功能。通过现场控制单元来采集泵站日常运行过程中的各类电气量信息、非电气量信息、状态量信息、开关量信息、继电保护信息,采集信息后经过数据处理和逻辑判断,对设备进行控制并输出相应的告警信息。目前,在监控信息化方面,新建的泵站都配备了计算机监控系统,基本实现了先进的视频监控技术,同时结合众多国际品牌计算机监控软件及网络等共同完成泵站监控系统架构。
(2)运行调度技术。运行调度系统能够根据泵站实际运行情况来进行实时调度。在满足泵站扬程与流量的前提下,寻找最优的运行方式,在成本最优的情况下实现泵站效益的最大化。运行调度系统通过计算机技術建立泵站控制对象模型,包括泵机经济运行模型、泵站调度管理模型等,并结合效率、成本、流量等相关约束条件,根据目标函数实施优化控制、科学调度,通过对数学模型求解选择最优的机组联合运行模式,确定不同时段、不同流量的最优运行状态,实现泵站的高效、最优、经济运行。目前,在运行调度方面,供水泵站都基本实现了不同水平的半自动化,数据通信已经实现“四遥”,有些大中型泵站可以达到以机待人、少人值守,甚至无人值守的自动化水平。
(3)运行信息管理技术。泵站在运行中将产生大量信息,做好运行信息管理是泵站自动化的基础。泵站实时运行信息管理包括实时数据采集和显示、历史数据综合统计、泵站运行数据管理三大环节。
4、泵站自动化技术的发展趋势分析
未来泵站自动化技术将随着科技的发展将进一步完善功能、提高自我诊断能力,并实现实时动态监控。
(1)集测量、控制与管理功能于一身向着系统化方向发展。科技的进步,促进了泵站自动化技术的发展。嵌入式智能控制器以及集PLC、HMI、I/O及通信于一体的“显触控一体化”OCS控制器等技术不断出现,泵站自动化朝着测量、控制、管理的一体化方向发展,新型的综合自动化监控系统在能够测量与控制泵站内关键机电设备的同时,还能够以多泵站整体运行最优为目的进行调度优化,集成泵站工作各个环节,将信号采集、设备控制、远程监控、调度优化、运行管理进行系统化管理。
(2)自我诊断功能更加完善。新型泵站自动化应不断完善自我诊断功能,实现智能故障诊断和自愈控制。目前,我国正在进行大规模的大中型泵站升级与改造工作,BP神经网络、模糊运算、频谱分析、状态检修、多信息融合等新技术将不断应用于泵站故障诊断领域,提升泵站自动化的人机协作平,推动泵站管理系统向自动化和智能化方向不断发展,从简单的数据监测向故障诊断、智能分析、专家会诊等深层次应用转变。
(3)运行管理信息实时化控制。运行信息实时化管理有利于更加便捷、高效地掌握泵站运行情况,进行科学决策,辅助泵站管理。未来泵站运行信息的实时化将能够实现泵站运行实时监测、最新卫星云图实时接收、实时在线巡视、设备状态实时上送,基于实时性平台实现数据信息多方共享,数据中心和各个子站之间以专线接入,泵站检测库、水情库、设备库、决策支持库等数据库集成管理、专人维护。
综上所述,泵站自动化技术将随着科学技术的不断进步功能将更加多元化、系统化、智能化和科学化,从而为实现泵站良好有序运行提供强大的技术支持。
参考文献:
[1]杨庆九. 泵站自动化技术的发展趋势分析[J]. 中国高新技术企业,2015,(12):78-79.
[2]王文达. 浅谈我国泵站的自动化发展现状与趋势[J]. 科技创新与应用,2013,(21):299.
[3]王学明. 泵站自动化的发展趋势[J]. 科技信息,2011,(23):475+473.
[4]骆国强. 常熟泵站综合自动化监控技术研究[D].扬州大学,2007.
[5]董盛文. 大型泵站计算机监控及网络办公自动化的研究[D].武汉大学,2005.