泵站自动化控制十篇

泵站自动化控制篇1

关键词：排水泵站；自动化控制；系统优化

实现城市排水泵站自动化控制，对提高城市排水与防洪工作效率具有重要意义。虽然现在逐渐有更多新型技术和设备被应用到城市排水泵站建设汇总，但是从整体运行效果来看，管理上还存在较大不足，大部分依然采取人工操作管理方式，或者是利用常规继电器控制，各泵站之间信息交流少，还未形成可靠的自动化控制系统，无法及时应对存在的各类运行问题。为完全满足实际应用需求，必须要在现有基础上来提高泵站自动化控制水平，通过数据共享与科学应用，准确掌握并有效控制泵站运行状态，减少各类故障的发生。

1 城市排水泵站控制系统分析

对城市排水泵站运行进行控制，积极应用自动化技术，建立功能完善的自动化控制系统，可以实现无人值班工作要求，整个管理过程中无需人员进行直接参与控制工作，只需要对泵站各设备进行巡查、维修和调试即可，在提高控制效率的同时，减少工作量，提高工作效率。为实现排水泵站自动化控制，在对其进行研究设计时，需要确保其具有较高抗干扰性，应用屏蔽双绞线与屏蔽层，并对所有设备进行接地处理，保证系统设备运行可靠性。同时还应采用双电源设计方式，在其中一供电源出现运行故障后，可以启动溆玫缭矗确保系统的正常运行，满足城市生产生活需求。并且，基于城市排水泵站建设系统的日益完善，为满足整个系统内所有设备有效管理，需要建立远程控制系统，对控制回路应用两种独立工作模式，可以根据方式选择开关来确定工作方式，在自动控制故障后可以及时转到间手动控制模式，提高控制效率[1]。另外，城市排水泵站体系需要维持长时间运行模式，自动化控制系统的设计，需要实现数据采集，作为实时控制基础，通过科学决策和精确控制，来对整个系统运行进行有效控制，并及时处理存在的故障。

2 城市排水泵站自动化控制系统要求

2.1 抗干扰性

在针对城市排水泵站自动化控制系统进行设计时，应保证其具有较强的抗干扰性，降低外部因素的干扰，提高泵站设备运行可靠性与稳定性。一般可以在电源侧设置稳压器和滤波器，并落实过电压、欠电压与过流保护，同时还可以对计算机采用专用回路设计方法，配置隔离变压器、配电箱、不间断电源等，保证控制系统运行可靠性[2]。另外，还应对机房采取屏蔽措施，模拟信号输出线应用屏蔽双绞线以及屏蔽层接地处理，对于系统内所有设备也均需要对其进行接地处理。

2.2 双电源供电

为避免在泵站运行过程中电源故障，而导致设备无法正常运行，在进行自动化控制系统设计时，应选择应用双电源设计方法，在其中一个电源供电故障后，另一备用电源可以及时启动，维持设备正常运行，满足泵站工作需求，避免对城市生产生活产生影响。

2.3 高效控制

城市排水泵站在运行过程中，很容易受到外部因素干扰，出现各类运行故障，针对此在对其进行运行管理时，就需要加强控制系统监控功能，对设备运行状态进行实时监控。对运行数据进行有效采集、决策、控制，确保整个系统可以按照设定程序稳定运行，且通过监督能够在运行故障报警时，及时向管理人员发送短信警报，及时采取措施进行处理和保护，将故障影响控制到最低[3]。同时，还应具有就地和远程控制功能，两种控制方式相互独立工作，且可以根据实际情况灵活选择控制方式，提高泵站控制效果。

3 城市排水泵站自动化控制系统实现要点

3.1 系统设计要求

对城市排水泵站自动化控制系统进行设计，应选择先进计算机技术，对各项数据资源和软硬件资源进行有效保护，选择逐步过渡到统一、标准运行模式。所选软硬件与操作系统均满足平台运行要求，并总结以往管理经验，提前编制数据资源维护、安全、纠错等处理方案，同时提高系统扩展性，为满足系统发展要求预留接口。

3.2 系统总体框架

（1）硬件系统

通过泵站自动化设计，来对泵站运行过程进行监测，并根据要求对其进行自动控制。内容主要包括现场设备控制器、控制程序设计，来提高系统运行可靠性。硬件系统的设计需要能够对运行数据进行收集，并实现网络与传输设备的组建和维护，降低管理工作量的同时，提高泵站管理效率，满足稳定、可靠管理要求，提高泵站设备运行安全性。

（2）软件系统

对软件系统进行设计，即实现泵站现场与控制中心互通和控制的保障，为实现自动化控制的关键。其主要包括支撑平台、功能模块、标准规范体系以及业务应用系统等。要求软件系统可以对控制终端运行情况、运行数据进行查看，包括流量计、水泵启停、高低压仪表、液位计等参数。同时，还可以对泵站运行进行控制，并根据实际需求相应命令，对下一层工作进行有效指挥。另外，还能够对泵站设备运行状态进行监控，根据视频图像和红外报警信息采取下一步管理措施，提高泵站管理效率。

3.3 系统功能分析

（1）数据采集

自动化控制系统的设计，可以对泵站各类运行数据进行有效采集，包括电力参数、水泵参数、工作环境情况等，在遇到运行事故后，系统能够对故障时刻设备数据进行自动收集，并且还可以根据需求自动接收系统管理级别调度与操作命令，完成下一步管理工作[4]。其中，所采集数据内容主要包括设备实时运行状态与电力参数，设备监控安全以及运行环境等。

（2）数据处理

即对各设备运行数据进行有效处理能力，以及各类数据处理方式，是系统监测、记录以及控制重要依据。主要包括状态数据处理、模拟量数据处理、常规控制计算与数据处理、事件顺序数据处理以及实时数据处理等。基于设备I/O服务，设置I/O控制点，对运行数据进行实时采集，并记录到数据库内进行分析处理，同时还可以对数据进行跟踪记录，通过设备运行趋势进行分析，完成报警判断。

（3）设备控制

通过对设备运行状态的监控，采集各项数据后作为管理依据，实现泵站设备远程控制，及时处理各项问题，提高设备运行可靠性。在分配控制权限时，确定主控中心对部分泵站设备存在直接控制权，除了部分特殊情况，可以由分控中心来对泵站运行进行干预，否则分控中心无法得到相应控制权。

4 结束语

对排水泵站自动化控制系统进行分析，需要确定系统功能特点，基于实际管理需求来做好系统软硬件系统设计，保证各项功能模块的正常运行，对泵站运行进行远程控制与实时监控，提高泵站运行可靠性。

参考文献

[1]王世凯.关于城市排水泵站中应用电气自动化控制的研究[J].科技经济导刊，2016（15）：83.

[2]王燕.天津市排水泵站控制系统的项目管理研究[D].河北工业大学，2015.

泵站自动化控制篇2

就机电自动化的功能需求而言，其主要体现在下面的3个方面。第一点，体现在设备的基本功能上，在这方面它主要是包括机组的控制功能，还有数据的采集功能，以及报警功能等。第二点，在高级功能方面，主要包括了远程维护功能，还有应急功能以及自动调节功能，运行管理功能等。第三点，在修饰方面，它主要是由操作的方便程度，还有人机交互的科学性，以及视觉效果所组成的。它们三类功能之间存在着非常紧密的关系，不可能是单独存在的。除此之外，它们这三类功能，一定会是随着经济的发展，进行不同层次的转换，但是这个过程也是需要慢慢递进才能完成的。可靠性需求是泵站机电自动化系统最基本的性能需求，但是即使在性能需求上，适用性的需求所占的比重也是非常大的。在进行管理服务，或者是泵站的运行过程中，首先要提及到的机电自动化系统，其实前者可以顺利进行的前提。这种自动化系统虽然只适合在泵站的一次设备的管理模式，但是执行它所需要的条件是非常简单的。与此同时，一套完整的泵站机电自动化系统，不仅要能满足泵站自身的要求，同时还需要拥有一定的创新能力，那么对泵站在运行和管理方面进行创新和改革就显得尤为重要，进而提高泵站在工作上的效率。在通常的情况下，泵站机电的自动化系统一定要有以下几个功能。比如对设备的基本使用情况进行判断，对系统启动的次数以及运行的时间进行记录，在另外一点上，还必须对所记录的数据进行有效的分析，同时要按照对应的公式计算出结果。

2主要机电设备的选择

在进行主要机电设备的选择工作时，其根本目的就是确保在长时间的机电设备运行中，确保排涝泵站运行中的安全性和稳定性。为了达到上述的目的，还需要对所选择使用的电气设备进行检验，在检验的过程中，可以利用系统在最大运行方式的情况下，当电路出现短路时对短路电流的检查。在通常的情况下，都是使用的S形变压器，也就是CB10系列中，一种带有铝合金外壳的干式变压器，通过实践的证明，这种变压器工作中表现出来的性能非常好。而其中的高压开关柜，应用的是KYN开关柜，如果和普通的开关柜进行比较，它的优势非常明显，不仅占用的面积非常小，而且它在开端能力表现方面也非常强。这里面的低压配电柜中，所应用的电柜结构不是非常复杂，这种电柜就是低压配电柜，形状类似于抽屉，另外有一个最突出的优点，就是有很好的安全性，为了确保泵站的功率能够达到有关的标准，可以根据实际情况增加无功补偿柜。值得注意的一点是，因为中小型排涝泵站在额电电压方面比较高，也就有一个问题，就是它的实际容量根本就达不到额定电压的数值，这样持续的工作下去，水泵以及电机的使用时间就会缩短，所以需要使用一定的方式，减少机械之间这种频繁的相互碰撞，所以在设计电动机的时候，其大部分部件都是使用软启动器来进行起动。在这里面，直接启动的应用通常都是针对那些容量非常小的设备。而为了能让泵站高效而正常的运行，在高低压电力电缆的设计中，就必须使用一些特殊的材料，比如使用优点非常多的铜芯交联聚氯乙烯绝缘护套电力电缆。

3监控和保护系统工作以及控制技术

就泵站的保护和综合监控系统而言，其工作的方式主要有两种，手动和自动。接下来就以排涝泵站，是有5台机组的为例，对其的保护和监控系统，以及控制技术进行详尽的阐述。第一，其开机的台数必须要根据实际的运行情况来确定，具体而言，就是需要根据进水池的水位来进行确定。对机组的控制过程，主要是需要操作人员进行操作。比如在中控台按钮，或者是在电机出线柜前进行手动的操作。在确定需要启动的机组之后，观察开机的状态是首要的工作，在观察中的内容有2个方面。第一观察就冷却水指示是否正常。第二点，就是在机组的出水管位置，其电动蝶阀是否在全开的位置。在一般的情况下，这两种情况都有对应的灯光提示。当继电器已经通电后，电容补偿柜的断路器必须可以打到合闸的位置，那么断路器和另外位置的就必须可以马上接通，在这种情况下，就必须让选择开关SAC处在手动的状态。最后一步就是进行线圈的合闸处理，让Y3电吸合，从而断路器才能合闸，与此同时，只要按下合闸按钮后，HA就可以完成。这个过程也会受保护装置的监督，因此操作过程要相当谨慎。因为在断路器手车的合断路器前，其所在的位置也要符合有关的规定要求，除此之外，保护系统还会对手车开关的实际位置，还有断路器的实际状态等，进行下一步的检测。也就是说，只有当所有条件都满足规定的要求时，才可以进行合闸操作。机组的停机操作程序和启动程序比较，停机操作程序要简单很多，如果有机组需要进行停机操作，那么只要直接按下分闸的按钮TA就可以，在这种情况下，分闸线圈Y2就会通电，从而断路器就会有分闸的操作。除此之外，还必须把断路器的手车摇回到原来的位置，其次就是让SAC选择停止的开关位置，最后，把电容补偿柜调整到分闸的位置，而机组冷却水的电磁阀，需要在几分钟后才会关闭。如果是就自动工作方式的监控而言，其保护系统必须把SAC选择开关放在“自动”的位置。除此之外，机组的开启和停止主要是池里水位的高低决定的。因此如果它想实现自动的工作方式，就必须满足以下两个要求。第一点，它必须能顺利的开机。第二点，断路器必须经常处在热备用的状态。业内人士应该都非常清楚，在这种情况下，中间的继电器1－6KM的作用是控制机组自动启动或停止的。而数字显示控制仪1WX，以及2WX都是有六个水位控制器所组成。依据泵站机电自动化系统的设计内容，有几个水位是必须要设置的，比如停机的水位。这里的开机水位主要表示除了停机水位之外，其他所有部分的水位。同样的道理，控制仪2WX也要有对应的水位，比如3#机开机水位，还有4#机的开机水位，也包括5#机的开机水位。但是这六个水位的数据不能保持一致，在工作中，最合理的状态就是保持各个对位之间有一定的水位差，这些控制要求是工作中都需要牢记的。

4总结

泵站自动化控制篇3

关键词：泵站；PLC；智能保护

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）05-0107-03

1 污水处理厂及泵站自动化控制系统概述

厦门水务中环污水处理有限公司筼筜污水处理厂下辖沿筼筜湖周边滨北1号、北2号、北3号，湖中，滨南1号、2号、3号、4号，及海天、寨上、象屿等共计36（其中含22个截流泵井）个污水提升泵站。这些泵站作为筼筜污水处理厂的厂外泵站，经市政管网将污水提升引入至厂内进行废水处理后，达标排放。汇水面积达70 km2，服务人口150万人。

污水泵站均采用西门子S7-200可编程逻辑控制器（PLC）、PC机、触摸屏等自动化控制设备，配合液位计、流量计等仪表进行污水提升智能控制。

2 系统结构

2.1 主站（控制中心）

主站自控系统采用西门子S7-200系列的CPU-226PLC做主机，通过无线数传电台以“轮询”方式对8个子站实现远程数据采集与控制，并预留一个通讯端口，将来与全厂中控系统联接。采用二台工控机通过组态软件“组态王”与西门子主机通信， 接收主机发送的全部泵站自控数据，进行数据处理并将数据实时显示在显示屏（系统总结构图见图1）。

2.2 子站

采用西门子S7-200PLC实现泵站运行自动控制、液位、流量等现场数据采集，并通过无线数传电台与主站实现数据传输与远程控制。

2.3 通讯方式的选择

由于8个污水泵站分布在筼筜湖周边，有线通讯方式施工复杂，投资成本高，决定采用无线通讯方式，无线通讯有两种方案：

①利用公网（如GPRS、CDMA、电话网），主要优点是一次投资少，覆盖率广。主要缺点是稳定性和实时性较差，网络数据传输系统有一定的延时。

②无线数传电台方式，主要优点是造价低廉、施工快捷、运行可靠、维护简单。主要缺点是传输范围有限（5 km）。经过对比，根据8个污水泵站的实际情况（最远的污水泵站离主站不超过4 km），决定采用无线数传电台方式。

3 子站自动控制系统

污水泵站的工艺流程大致相同，均为：地下管网污水泵站格栅机滤渣污水集水井提升泵房经过多级泵站提升污水处理厂。主要控制对象设备有：进出水闸门、格栅机、除污机、提升泵等。泵站自动化控制系统要求集数据采集、智能控制于一身，主要功能包括以下几个方面：

3.1 控制方式

有手动、自动两种控制方式，由控制屏上转换开关切换。手动方式由控制屏上按钮手动操作；自动方式由PLC控制。自动方式又分强制自动和遥控自动两种，由PLC输入端子设置，强制自动由子站PLC全权控制，用于通讯出故障时，独立运行。遥控自动为主站自动或手动遥控。

3.2 主要控制功能

根据集水井水位的变化控制泵的开、停。不出现低水位抽空泵，也不发生溢流；泵的开、停顺序：循环开停机，即先开先停，循环运行；分南北池的泵站，分池运行时，两池液位应能独立控制，合池运行时两池轮流开机；根据粗格栅前后液位差和时间周期控制格栅机的启停；根据需要实现闸门启闭机的控制；实现无轴螺旋输渣机与粗格栅的联动，同时实现对输渣机的工作状态的测控；最多开机台数控制：有的泵站需限制开机台数，以免造成管道溢流或泵站自回流。最多开机台数在强制自动方式，由子站PLC控制，在遥控方式由主站主机控制；紧急关总闸控制：当机房发生管道破裂大量漏水或火灾等紧急情况，主站可通过遥控方式关断泵站电源总闸，防止事故扩大。

3.3 机组故障保护要求

过载保护：除热继电器等硬件保护外，还进行PLC软件过载保护（水泵额定电流的110%），双重保护；抽空泵保护（水泵欠载保护，额定电流的60%）；电动机频繁启动保护（/h启动次数>10次为频繁启动），防止因控制回路元件触点接触不良引起电机频繁开停，烧毁交流接触器或电机；潜水泵漏水、超温保护。

3.4 泵站自动化控制系统控制流程

3.4.1 污水泵的自动控制

在集水井内安装一台超声波液位计，测量集水井液位。潜水泵根据集水井液位，按照预定的运行方案自动增减水泵开启台数。具体运行模式如下。

①在PLC自动控制模式下，PLC按照集水井液位设置点自动起动或停止相应台数的进水泵。

②由低至高，集水井液位包括以下设置点。

低液位设置点：当液位降至此设置点以下时，PLC发出低液位报警，并停止所有自动运行的污水泵（无论强制自动还是遥控自动）。

停止所有泵的液位：当液位降至此设置点以下时，PLC停止所有处于自动运行的的污水泵。

起动第一台进水泵的液位：当液位升至此设置点以上时，PLC起动第一台进水泵；当液位降至此设置点以下时，PLC保持运行一台进水泵而停止多余的泵。

起动第二台进水泵的液位：当液位升至此设置点以上时，PLC起动第二台进水泵；当液位降至此设置点以下时，PLC保持运行二台进水泵而停止多余的泵。

起动第三台进水泵的液位：当液位升至此设置点以上时，PLC起动第三台进水泵。

高液位设置点：当液位升至此设置点以上时，PLC发出高液位报警。

污水泵自动轮换运行：当一台泵连续运行时间大于所设定的污水泵连续运行时间，则自动停止运行，同时启动另一台泵，防止泵长时间运行出现过热故障。

当泵的开机台数和液位连续1 h（时间可调）无变化时，则再启动一台泵，将液位抽低，加快管道内污水流动，增加管道污水库容量。

③当PLC采集到泵的故障信号，自动判断属于报警故障还是须要停机的故障，属于须要停机的故障则马上停止正在运行的泵，并马上启动另一台泵。

④当污水泵手动启动时，PLC自动起动的泵的数量相应减少。

⑤污水泵停机后需等待10 min后才能再次起动，泵防止频繁启动；两台污水泵的起动间隔为30 s。

3.4.2 格栅的自动控制

在格栅前后设超声波液位差计，测量格栅前后液位差；格栅机根据前后液位差或设定的运行时间与运行周期自动运行，时间和周期均可根据进水杂质情况调整。具体运行模式如下：

①在PLC自动控制模式下，PLC按照时间设置或液位差设置自动起动或停止格栅。

②时间模式：当某台格栅的等待（停机）时间大于设定值时，PLC起动该台格栅；当某台格栅运行时间大于设定值时，PLC停止该格栅，并启动该格栅的下一个计时周期。所有格栅共用一套等待时间和运行时间设置值，但每台格栅有各自的等待时间和运行时间计时。

③液位差模式：当液位差测量值大于起动格栅液位差设置值时，PLC起动格栅；当液位差测量值小于停止格栅液位差设置值时，PLC停止格栅。

实现无轴螺旋输渣机与格栅的联动，同时实现对输渣机的工作状态的测控。

3.4.3 出水电动阀门控制模式

PLC自动控制模式下，操作员站或触摸屏下达开、关阀指令。

4 主站功能

主站自控系统采用西门子S7-200系列的CPU-226PLC做主机，通过无线数传电台以“轮询”方式对8个子站实现远程数据采集与控制，并预留一个通讯端口，将来与全厂中控系统联接。

采用二台工控机通过组态软件“组态王”与西门子主机通信， 接收主机发送的全部泵站自控数据，进行数据处理并将数据实时显示在显示屏。显示方式多样，有指示灯状态显示、虚拟仪表数码显示、光棒图模拟显示、动态曲线跟踪、历史曲线查询、形象动画显示等。人机界面友好，操作方便，关键控制点密码保护，系统安全可靠。计算机参与设备管理，累计设备运行时间，计算电能消耗。并可根据事先设定的监控范围、对流量、液位等指标进行监控，一旦超出设定范围，计算机立即启动声光报警，并将这一时刻的有关数据、工况记录下来，以供分析、决策，并按要求生成相关报表。计算机所测数据可按一定时间间隔记录在硬盘上，可根据需要随时将有关数据打印出来。

5 运行状态和分析

泵站实现自动化控制以来，运行状况良好，不仅大大减轻了值班人员的工作强度，提高生产力，且为管理人员提供了科学可靠的相关管理数据依据。为污水处理厂科学管理、调度、决策打下了坚实的基础。

6 结 语

随着泵站自动化系统的日益完善，智能化控制及对控制设备的综合保护等优势逐渐体现出来，越来越多的污水提升泵站已经将上述技术功能作为泵站自动化系统的设计蓝本。泵站自动化系统也将在未来的污水提升泵站控制领域得到广泛应用。

参考文献：

[1] 于凤臣.污水处理中自动控制系统设计[J].科技资讯，2011，（4）.

泵站自动化控制篇4

【关键词】PLC；可编程器；防洪泵站；自动化控制系统

水利行业属于传统行业，在国民经济发展中发挥着重要的作用，但是目前及未来一段时间，我国的水资源问题日益突出，成为制约国民经济健康发展的瓶颈。而实现水利信息的信息化，可提高防汛抗洪的科学性，对于水资源的合理优化配置，实现水利现代化均具有重要的现实意义。

1 防洪泵站自动化系统的构成

水利智能化和现代化是防洪、提高水资源管理水平的需要。水利的现代化和智能化是把雨情、水情和灾情信息准确收集后传输，对管理部门及时作出预测、制定应急预案等具有重要的作用。防洪泵站水闸自动控制系统是跨流域、跨区域的分布式系统，特点是包括多种网络协议、数据资源和软硬件条件复杂。

1.1系统的构成

防洪泵站自动化控制系统包括两层，一层是主站控制级，一层是现地控制级。其中，主控制级主要负责的是泵站机组、闸门和供配电设备、水闸等的控制和监视，从而实现各个单元的控制，高性能的PLc、sepa1000+和Sepanl2000可实现对管辖区域的生产的全过程控制，通过输入接口、输出接口等与生产系统连接气力啊。但同时，现地控制单元与主控制层之间是相互独立的，具有独立性特征，现地控制单元可脱离主控制层参与生产过程，即生产过程中的数据采集，以及数据的预处理，主要的作用是监视设备状态、控制等功能。此外，现地测控单元与站级计算机由ModBus PLuS相连接，其可脱离站级计算机独立运行。

该系统主要采用双网络结构，内部计算机构成100M的太网，而ModBus工业控络主要有现场的设备组成，这两个系统在网络拓扑上均是相互独立，均可独立运行。但同时，双网络之间又是相互联系的，现地控制中的PLC与上位监控计算机，二者可实现高速通讯。等于说，以太局域网对应的计算机，能够直接与ModBus PS网中PLC相连接，从而完成存取信息、控制动作等功能。该结构保证了系统可靠性，计算机在运行过程中，即便出现故障，不影响现地控制单元的运行。最后，网络主干采用单模光纤，远距离传输（100m以上）的数据、ModBus PLus信号和视频信号由单模光纤负责传输，100m以下的信号通过超五类非屏蔽双绞线来传输。

而测控系统上位机的软件平台为TRACEMODE，可实现对测控系统的实时监控。上位机与监控系统通过太网实现通信，皆可以接收上位机的指令，同时能够自成一个系统，可脱离计算机完成控制与操作动作。该系统的开发平台为TRAEMODE，与TCP/IP等驱动和协议相结合，是吸纳数据的采集、通信，以及机组、辅助设备的控制计量等。此外，还可通过人机对话实现对水闸和泵站的控制，如果出现异常情况，则发出警告，实现系统的自动化运行，而无需人工辅助。

1.2 Web综合信息系统

Web综合信息系统，各子系统之间相互独立，同时又具有一定的关联性。该系统通过中心数据库把各子系统中的数据信息，通过整理、提炼和挖掘等一系列动作后，存放到系统的数据库中，从而降低信息冗余度，提高数据信息的科学和可靠性。目前，各系统均用的是基于JAVA技术开发web综合信息系统，该信息系统中的各系统数据，经过一定的设计组织，便可组成一定的web页面信息，而该信息包括两部分，一是静态页面，二是动态页面。其中，静态页面主要是不变信息，比如工程简介、建筑物平面图，以及系统构成图；而动态页面是指把服务器中数据，根据业务逻辑来进行组织，然后通过数据、表格、图形等的形式显示出来，实现实时、直观的表达效果。

基于JAVA技术开发的web综合信息系统，主要的优点包括客户端应用简单、可扩展性强与跨平台等。普通客户端机器的Windows操作系统，均嵌入IE浏览器，该浏览器连接到局域网上，便可直接访问web综合信息系统中的信息，不用安装其他的辅助软件。在该系统的服务器端，有一个远程接入设备，接入该设备后，上级或远程用户在拨号连接后，即可访问综合信息系统，简单方便。

1.3 图像监控系统分析

图像监控协调系统应用的是目前最流行的数码/视频服务器，因此该系统可实现16路摄影机同步监控、视差互补、资料备份等，具有定点放大缩小、同步录制和同步显示等无无可比拟的优点，此外还可实现循环录像、时间录像，同步支持Mpe酗影像格式。

此外，该系统不但支持PTZ，Vcc3，还支持Vcc4，Ademco等规格摄影机。

2 泵站水闸自动化流程与控制模式

2.1 泵站水闸自动化流程

泵站自动化系统的自动化运行，一个优点便是可按照操作者设定的参数完成检测，实现开机等，而该系统按照设定前池水位限值，实现自动检测。因此，在系统全自动模式下，如果前池水位符合操作者设定启动限值，某号机的限定值，则系统可启动操作者设定该号机组。例如：如果1#机组启动之后，水位持续上涨，而没有下降，则在这种情况下，可继续开展检测，一直到开启4#机组限值。反复进行，直到水位停止上涨为止。

注意事项：机组在运行中，由于某台设备导出现故障，可致使整台机组启动异常或者无法正常启动，这时系统可给出一定的提示。而机组正常运行中，系统如果检测操作者设定关机符合调价，则按照设定条件依次关机。但是在关机时，系统首先关闭电机，因为如果电机出现分闸，则系统无法持续运行。

2.2 控制模式分析

系统的控制模式，主要分为下面几种：第一，现地遥控操作。该控制模式是指操作员在上位机上手动操作某台设备或闸门，通过人工方式控制闸门或者设备；第二，半自动控制模式。半自动控制模式，即系统按照操作者选择机组号，可实现自动启动或关闭，因此称之为半自动控制模式；第三，全自动控制模式。在全自动控制模式下，操作者根据设定参数实现检测、开机与关机，以及下闸、开闸；第四，手动控制模式。手动控制模式是指操作者在现场测控屏上，用手按动按钮实现设备或闸门的操作；第五，远程监视控制模式。按照现地实物模拟，以显示机组开机、关机与运行，同时可显示实时运行中的参数。

3 结语

泵站水闸自动化控制系统的建立，对于实现泵站智能化监视与监控，同时提高泵站检测运行和管理的整体水平，具有重要的现实意义。此外，该系统建立之后，泵站的稳定性和安全性将得到全面的保障。该系统的实际运营，是城市防汛防洪系统信息化、自动化建设的一个常识和探索，为系统的建立积累了一定的经验。在本文中，笔者从该系统的组成、控制模式等方面分析了自动化控制系统在防洪泵站水闸中的实际应用。

参考文献：

[1]金卓.自动化控制系统在防洪泵站水闸中的应用[J].水利电力机械， 2009（06）.

[2]刘华光.浅析自动化控制系统在防洪泵站水闸中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2010（09）.

泵站自动化控制篇5

关键词 城市污水处理厂；提升泵；控制系统

中图分类号X7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）112-0124-02

提升泵泵站建立了完善的自动化控制系统，就可以实现自动化运行管理控制。从而使得泵站内的各种设备在控制系统的直接管理和控制下自动的运行，泵站的自动控制系统是通过水位、压力等来对泵站进行直接控制的。泵站在接收到调度指挥中心的指令数据后，就把指令参数自动设置，从而完成自动化处理，来满足污水处理厂规定污水处理的基本流量。

1 阿拉尔污水处理厂及泵站自动化控制系统概述

阿拉尔市区及1号工业园区现已建成三纵八横共32公里排水管网和6座污水提升泵站，主要分布情况为：1号污水提升泵站位于金银川路与胜利大道交汇处，2号污水泵站位于大学路与胜利大道交汇处，3号污水提升泵站虹桥路与军垦大道交汇处，4号污水泵站幸福路与南泥湾大道交汇处，5、6号污水泵站位于1号工业园区。这些泵站作为污水处理厂外的提升泵，把市政管网内的污水提升进污水厂，让后通过奥贝尔氧化沟处理工艺进行污水处理，达标后排放。出厂水最终达到国家一级B污水综合排放标准。泵站的自动化控制有两部分组成，分别是：自动控制系统和远程控制系统，自动控制系统包括PLC主控模块、电源模块、开关量输入输出模块、现场仪表、监控设备等辅助设施；远程监控系统，远程监控系统顾名思义就是由摄像头、硬盘机、液位计、流量计和网络设施等组成的监控组件。

2 污水提升泵站自动化控制系统结构

2.1 主站

主站的自动化控制系统采用的设备是：西门子s7-200系列PLC，并通过数据传输系统对6个子站进行实时数据的收集和管理，同时还为其预设了一个多余的通信端口，以便以后把污水提升泵系统和整个污水处理厂进行联接。并通过两台工控机和主机进行实时通信，以便把收集的泵站数据传输给主机，从而把实时的数据显示在显示器上。

2.2子站

子站采用摄像头、硬盘机、液位计、流量计来对集水井内的水位情况进行数据采集，同时把这些数据通过子站的计算机传送到主站PLC,从而实现指挥中心的远程控制。

2.3 通讯方式

阿拉尔6个污水泵站分布在城市的不同方位，考虑到有线通讯布设的难度和复杂，决定采用无线通讯方法来进行数据的传输。无线传输又有多种包括GPRS、CDMA、电话网以及电台等等，经过研究，决定无线传输的方式进行数据的传输。

3 子站系统

不同的污水提升泵站的工作流程基本相同，即：地下管网污水泵站格栅机滤渣污水集水井提升泵房经过多级泵站提升污水处理厂。所以，针对这些工作流程污水提升泵自动控制系统子站的控制设备主要包括：格栅机、除污机、提升泵等。泵站自动化控制系统是集信息采集，信息传输以及智能控制于一体的系统，其功能具有以下几个方面。

3.1 控制方式

控制方式有两种形式，一种为自动方式，一种为手动方式。手动方式是通过按钮来实现的；自动方式是通过PLC自动控制。自动控制的PLC又可以分为遥控自动和系统强制执行的自动模式。

3.2 主要控制功能

泵站可以根据水位来自动控制泵站工作的开关。从而保证泵井不外溢，保证泵不做无用功；更加需要控制不同泵的开和停机的次序；根据粗格栅前后液位差和时间周期控制格栅机的启停；对闸门机进行开关的控制；促使输渣机和粗格栅的互动，并对其进行工作调控；开机数量的控制；紧急状态闸门的控制等等。

3.4污水提升泵站自动化控制系统控制流程

3.4.1污水泵的自动控制

每个集水井中都安装了液位计和流量计等监测设备，通过这些设备可以对集水井里的污水进行监测。提升泵可以依据液位计的监测数据按照预定的方案开启泵的数量。具体如下：第一，PLC控制系统，可以根据液位计的设置来进行泵的开启数量；第二，有低位设置到高位设置分别是：停止所有泵的设置点，在这个液位以下所有的泵都会立刻停止运行；低液位设置点，再这个液位以下就会出现报警，并停止一些泵的运行；启动第二台泵的设置点；随后是启动第三台泵的液位设置；以及高液位使得设置点，污水高出这个液位时，系统就会发出高液位的警报。第三，进行泵的自动轮换开启调控，为了保护泵的寿命，保证泵站的安全，在泵运行一定长的实际后，就会根据系统的设置停止运行，从而开启另外一台泵。第四，故障信号的识别控制，PLC可以自动识别警报和故障，进而更加情况开启或者停止泵的运行。第五，采用手动开启泵时，PLC也可以自动识别开启泵的数量进而根据开启数量来进行调整开启的泵的数量。

3.4.2格栅的自动控制

格栅前后也安装了超声液位计，从而准确的识别栅格前后的位差；格栅机根据前后液位差或设定的运行时间与运行周期自动运行，时间和周期均可根据进水杂质情况调整。具体如下：第一，PLC控制系统，可以根据时间设定和液位差来进行栅格的开启或者停运。第二，栅格根据时间模式的设置来运行，当一天栅格运行时间达到设定值，就会自动停止，并启动这台栅格的下一次工作周期。栅格停止时间达到预设时也是相同。第三，液位差大于预设时，PLC就启动栅格，相反，就停止栅格。

3.4.3出水电动阀门控制模式

PLC自动控制模式下，操作员站或触摸屏下达开、关阀指令。

4 结论

随着污水处理厂自动化系统的不断升级，不断完善，污水提升泵站自动化系统也成为污水处理厂进行自动化升级的发展趋势，污水提升泵站自动化控制系统的优势越来越明显，泵站自动化控制系统必将在未来的污水提升泵站控制领域得到广泛应用。

参考文献

[1]于凤臣.污水处理中自动控制系统设计[J].科技资讯，2011(4)．

泵站自动化控制篇6

拟对各泵站进行自动化系统改造，建设排水泵站自动化系统，各泵站的运行模式由单体自动运行、区域联动运行以及监控中心远程调度等三种组成，强化排水泵站的区域调度及全程调度，实现泵站的现代化管理。

【关键词】 排水泵站 自动化系统 单体自动 区域联动 远程调度

引言

温州市排水有限公司目前具有泵站五十余（远期八十余座），主要承担全市排水设施的运行和管理职能。泵站建设时间不一，时间从90年代开始至今。各泵站目前现状如下：

（1）运行管理手段较单一，各个排水泵站均独立运行，与监控中心只能通过电话联络，监控中心无法查看泵站的设备运行情人员也只能通过电话向监控中心值班人员汇报情况，若出现紧急情况，容易出现反应不及时。由于缺乏自动化系统，数据采集、分析、处理等信息化手段无法应用，企业信息化管理不能综合实施。

（2）自动化程度不高，原泵站部分配有工控机数据检测及控制系统，设备陈旧，控制功能单一，且不能扩展及升级，部分泵站出现故障后处于闲置状态。原系统部分液位检测仪表损坏，且无电量检测、压力检测等内容。

（3）控制设备老化，部分泵站的控制柜年代久远，已经老化（特别是上世纪90年代建设的泵站，配电柜已严重老化），水泵采用自藕降压启动方式，无变频节能控制，泵站节能前景大。

（4）决策效率受到制约，由于管理设备及手段原始，泵站优化调度难以实施。同时由于各类管理信息残缺，影响决策效率。

综合上述分析，为提高污水排放管理水平，加强对各个泵站的调度指挥，对各个泵站进行自动化系统改造。实现各泵站的单体自动运行、区域联动运行以及监控中心远程调度，降低值班人员的操作强度，提高泵站的管理水平，实现泵站的现代化管理。

1. 泵站现场调查

为对泵站进行自动化系统改造，首先选取3座具有代表性的泵站对现场设备及仪表进行统计，各泵站的情况如下：

根据上表，在各泵站设立一套PLC控制系统及视频安防监控系统，各泵站主要设备配置如下：

2. 自动化系统结构

泵站监控系统主要由网络通讯系统、上位机监控系统、PLC控制系统、仪表检测系统、安防系统等构成。

2.1网络通讯系统

排水泵站与监控中心采用光纤VPN方式进行通讯，该种通讯方式具有速度快、通讯稳定的特点。通过VPN可以以模拟点对点专用链接的方式通过公共网络在泵站与监控中心之间发送数据。

VPN实际上是“线路中的线路”，是“虚拟”的，这种虚拟的专用网络技术却可以在一条公用线路中建立一个逻辑上的专用“通道”，它具有良好的保密和不受干扰性，使双方能进行自由而安全的点对点连接。

2.2上位机监控系统

上位机监控系统是整个排水泵站控制系统的核心，它是负责所有排水泵站的控制和管理，由泵站监控系统、泵站数据库系统等组成。泵站监控系统与泵站PLC的连接，获取PLC的数据并向PLC发送命令，并向泵站数据库内插入数据；泵站数据库系统管理所有泵站的运行数据，生成各种报表、曲线，供操作员查询。

上位机还负责各泵站间的数据交换，当实现区域泵站联动时，制定出合理的运行策略，向该区域内的泵站发出联动运行指令，使各泵站协调运行。

2.3 PLC控制系统

PLC系统是单个泵站实现自动化系统运行的核心，它采集各仪表（包括液位计、压力表等）的检测数据以及各设备的状态信息（运行状态、远控状态等），并将这些信息进行分析处理，根据编制的程序运行（结合上位机的调度指令），制定出各设备（水泵、格栅灯）的运行策略并输出。

另外，PLC系统还将本泵站的信息上传至监控中心的计算机，使监控中心的计算机能显示该泵站的各种信息。

2.4仪表系统

排水泵站内的仪表系统主要由出水池内的液位检测仪表和配电系统中的各电量参数检测仪表等构成。

2.5安全防范系统

泵站图像监控系统由摄像机、硬盘录像机、红外周界探测器及烟感、双鉴探测器等组成。各泵站的摄像头安装在泵站的围墙四周及配电房内，实时采集泵站内的视频图像传输到硬盘录像机。硬盘录像机将图像信号显示在显示器上，同时将图像信号转换为数字信号，通过网络将数字信号传送到监控中心。监控中心内的图像服务器接收硬盘；录像机传送来的数字图像信号，进行软件解压，再将图像信号显示在计算机上。

泵站内的红外周界探测器、烟感探测器、双鉴探测器采集的信号传送到PLC内，然后PLC将报警信号传送到视频服务器，实现报警与摄像头的联动。

结语

通过对城区的典型泵站进行调研，分析各泵站的设备状况及存在问题，有针对性的进行自动化系统改造，可以达到实现泵站自动控制的目的同时，节约投资。在实行泵站自动运行之后，可以对现有的泵站值班人员进行调整，不需要每个泵站设置几名值班人员，对其进行流动化管理，对泵站进行常规的巡视及设备检修，将来新增泵站时不需要再引进人员，节约管理费用。

参考文献：

[2] 王卫兵编著. PLC 系统通信、扩展与网络互连技术，2005.

泵站自动化控制篇7

【关键词】泵站；电气自动化；设计思路

排水泵站（简称泵站）作为市政建设和管理工程的主要设施，担负着城市排水防涝的重要任务。为提高泵站运行的经济社会效率。在泵站建设中必须考虑环保节能，而这往往与经济性相矛盾。因此，在设计中需要认真考虑平衡环保节能和经济适用。使设计在满足经济性要求的同时尽量采用环保节能设备及措施。在电气设计中的几个方面平衡环保节能及降低成本所要考虑的因素。从目前国内大部分的泵站控制和管理来看还是处于相当落后的状况，与国外相比具有很大的差异。在电气控制上，自动化监控程度低，大部分的泵站仅有单级的常规控制。在管理水平上，大部分泵站的管理记录和统计都是手工操作，泵站控制和管理没有形成区域化的网络，所以必须对现有泵站电气自动化提出更高的要求。向国外无人化泵站监控管理发展，以达到减员增效和提高管理水平的目的。

1 泵站电气自动化主要设备的选择

1.1 电压等级的确定

泵站电气设备的自动控制、测量、保护、监视、通讯方面。其内容包括：泵站高压送、变电系统；泵站0.4kv配电系统；泵站直流系统；主机励磁系统；电机的综合保护系统。供电电压等级主要有有35kV、10kV及0．4kV。其中0．4kV供电因电流大，线路损耗和用铜量显著增大，而10kV电压供电能显著降低损耗，又较35kV供电经济，宜优先选用。一般来说，为节约投资，当泵站附近有10kV或35kV线路经过时。宜通过T接的方式由系统取得电源，当附近没有线路或无法满足要求确需架设专线时，才考虑从附近变电站架设10kV专用线路。

1.2 主接线的确定

泵站主接线主要根据泵站的负荷性质及运行特点决定。因泵站负荷性质均为三级负荷且容量较小，高压电源侧一般采用简单经济的线路――变压器组接线：当采用两台以上变压器运行时，也可采用单母线结线，选用的变压器的变比、阻抗电压和接线组别应相同并且容量相同或相近，同时，为避免变压器问因环流带来的损耗和负荷分配的不平衡对变压器造成的影响，尽量不要将多台变压器并列运行。

电动机电压侧可采用单母线或单母线分段形式。当装机台数较多，考虑到运行的灵活性，电动机电压母线可采用单母线分段接线分别接多台电动机和其它受电设备。

1.3 泵站及重要辅机系统

泵站及重要辅机系统的自动控制、测量、保护、监视、通讯方面。其内容包括：为主机配套的油系统的控制；为主机配套的气系统的控制；泵站水系统。

1.4 各种非电量的自动测量、监视、通讯方面

其内容如下：水工安全方面的位移、沉降、扬压力、应力等各种监测；水文、水位、水情、水量、水质等各种监测；各种温度、湿度的监测；绝缘监测；各闸门开度、荷重等监测。

1.5 全站的视频监视系统及视频信息上传

根据以上纳入自动化系统的各项需求，将其进行分类、集成。按照流程框图要求设计自动化监控系统，使系统具备以下功能：控制、保护与调节功能；数据采集与处理功能；设备运行在线监视功能；事故预告与报警功能；数据远传与系统管理功能。

2 泵站自动化典型设计的基本思路

面向需求的典型设计泵站自动化绝不仅仅是机组开停机自动化，泵站自动化由泵站生产管理实际需求来确定。泵站及泵站的生产、管理人员应该做什么、期望泵站自动化代替人工做什么、自动化能够为泵站做些什么、哪些是重点必须做的、哪些是非重点的都要进行认真分析。如泵站水位流量监测控制、泵站效率控制、泵站励磁调节控制、泵站无功控制、泵站振动噪声空蚀监测控制、温度控制、泵站保护、故障和事故预警、泵站辅机及附属配套设备监测控制、视频监控需求、管理系统信息交换等等。泵站对自动化的需求是复杂的也是无止境的。典型设计要在充分分析需求的基础上。分出轻重缓急，分出可能与不可能，分出效率面向需求量体裁衣。作出切合泵站实际需要的典型设计。

2.1 面向信息的典型设计

泵站信息作为水利信息化的基础节点，可提供信息化的基础信息典型设计要充分挖掘和提取泵站关键信息为信息化系统提供标准的实时动态信息。泵站也只有通过典型设计才能较好地做到这一点。

2.2 基于准标准化的典型设计

泵站自动化还没有相应的标准和规范，但典型设计可以起到一个标准性的作用，可以较为普遍地应用。如800kw立式同步电动机拖动的泵站推力瓦布设几个温度传感器。电量监测是采用电量传感器还是通过交流采样，由计算机计算还是直接采用多功能电表等，可通过典型设计基本固定下来，使典型设计起到部分标准和规范的作用以供参考，从而使大型泵站自动化具有整体性和整齐性。

2.3 基于模块化的典型设计

虽然大中型泵站类型不多，变化不大，但各个泵站还是存在机组台数和形式的区别。典型设计可以设计出若干个模块应用到所有泵站之中。整个泵站综合自动化系统就是由数个基本模块通过积木式叠加组合而成。

泵站综合自动化的基本模块可分为泵站监控层及网络模块、水力监测模块、泵站机组lcu模块、泵站辅机lcu模块、微机励磁模块、泵站公用lcu模块。泵站清污机lcu模块、泵站防洪闸（节制闸）lcu模块、泵站工程安全自动监测模块、视频监控模块办公管理模块等。模块化设计是将泵站自动化作为一个产品整体考虑。同时又使之具有较大的灵活性。可以适用于同类型的所有泵站。可以避免因缺乏标准而盲目追求高投入和高配置以及设计功能不全的问题。如机组lcu模块就是一个内部不可分割的模块。内部的plc传感器、电源、t/o接口端子、继电器等都是确定的，端口也是确定的。每个模块都包括确定的硬件配置。软件配置和功能配置。

3 泵站电气自动化典型设计的必要性

自上世纪90年代开始。随着计算机技术的迅速发展和成熟，泵站自动化技术获得了一定的发展。但是纵观全国各地泵站自动化实施现状仍存在不少问题。由于自动化及信息化技术发展迅速，而相关设计院的自动化设计力量往往配备不足，近年来泵站工程的前期设计方案通常由开发商和设计院共同完成。而开发商又没有可供参考的标准规范，对泵站自动化的真正需求了解不深，致使设计的泵站自动化系统和现实需要脱节。需求分析缺乏深度泵站自动化属于工业自动化范畴。与小型水电站自动化比较相近，但也有其自身的特点。i/o点的配置、参数的设置。检测控制的重点对象应紧密结合泵站运行管理实际需要来确定。不少开发商将泵站开停机操作理解为泵站自动化，结果用大量的配置将泵站的柜前操作移至计算机屏幕前的鼠标操作。对泵站自动化内在的需求没有分析透彻。泵站的励磁系统问题、保护问题、水力监测问题、经济运行问题故障诊断问题主机与辅机的配合问题、生产管理问题及信息化问题等等才是泵站自动化的核心需要。不少泵站对此没有引起足够重视。

泵站自动化是一门综合了泵站技术、计算机技术、网络通信技术和控制技术等多学科的高科技新生事物但由于泵站自动化起步较晚，积累的经验不多又没有相应的标准和规范。泵站自动化的投资规模、设备的档次和范围、监测控制对象、速度和精度软件的配置、功能设置、数据库定义、与信息化系统的接口标准、协议、与智能设备的接口等都迫切需要一个典型的参考或相对统一的规定。在暂时没有标准规范的情况下组织进行泵站自动化典型设计是十分必要的。

可以根据泵站电机的容量等级、水泵结构、辅机配置等分成少数几种等级或类别。自动化的基本需求也可以分成几种类别。不同的类别可以根据泵站的重要程度和可能投资力度分成几个档次，然后根据类别和档次分别进行典型设计。

参考文献：

[1]试论泵站电气自动化的设计思路赵勇 《陕西水利》2011年02期

泵站自动化控制篇8

关键词：泵站机电设备；自动化技术；重要性；功能；应用发展；设计要求

一、泵站机电设备自动化技术的重要性及其功能

1、泵站机电设备自动化的意义。泵站机电设备自动化技术应用属于一门综合了多种科学技术的系统专业，包括计算机技术、网络信息化技术、通信技术等。自二十世纪九十年代初期阶段，以计算机为主的电子信息技术迅猛席卷全国各行各业，信息化技术水平日渐成熟。但是，当时许多开发商都简单的理解为泵站能够对设备的开关机进行操作就属于自动化技术应用，所以最终通过信息化技术手段的运用将设备柜前手工操作移驾到计算机屏幕前。事实上，泵站自动化不仅仅是针对于设备开停机操作或基本运行进行监控管理，同时对泵站励磁系统开发、继电保护优化、水利监控、以及经济运行成果分析等方面问题予以完善都有着重要而又紧密的内在联系。泵站强调机电设备自动化技术的应用不仅是设备自动化操作、监控对象分析、设备软件系统平台控制、数据空定义、信息化接口配置、协议栈优化等方方面面的技术完善过程，同时也是未来泵站经营建设走向可持续发展之路与落实科学发展观的实际需求，具有重要现实意义。

2、泵站机电设备自动化的功能。泵站机电设备自动化的功能要求主要包括：（1）数据采集与处理。通过自动周期性地采集或由操作员通过应用程序发命令采集泵站现场各种实时数据，进行必要的数据预处理并以一定的格式存入实时数据库，按照信号性质的不同把它细分为模拟量、开关量及脉冲数字量等。（2）安全运行与监视。对主设备及辅机设备的运行状态进行实时监视，包括当前各主要设备的运行及停止情况、闸门启闭情况，并对各运行参数进行实时显示。（3）控制与调节。泵站机电设备自动化系统的控制功能应该满足泵站机组启、停和变电所操作规范规定的要求。机组启、停控制有一条指令完成，计算机自动检测机组启、停条件并顺序执行，当满足条件时，执行操作。对变电所开关的操作应该自动检测操作条件，并按照预定的步骤进行分合闸。对所有设备应该设置手动控制方式和自动控制方式，并设有静态试验方式。机组事故停机时，应该同时关闭相关的辅助设备。

三、泵站机电设备自动化技术的应用发展

1、泵站机电设备自动化技术的应用分析。通常泵站机电设备自动化技术的应用就是准确读取信息来源，实现自动化的机械操作，具有较高的灵敏度和准确度。泵站机电设备自动化技术的应用摆脱了设备或机械受人类主观因素的影响，使得泵站的信息处理操作沿着既定的技术程序精准运行，避免了众多负面因素的影响，达到了人力所不能及的运行高度，极大地减轻了人类的操作负担。泵站机电设备自动化技术的有效应用，使得现场运行更具安全性和可靠性，其所带有的自动预警装置和检测装置有效地减轻了设备的运行风险，更好地延长机电自动化控制设备的使用寿命和运行周期。此外，泵站机电设备自动化控制设备有利于维修和保养，能很好地改善设备的运行状态，泵站机电设备自动化技术所带有的功能比较全面，适应面极为广泛，泵站的机电自动化控制设备可以节省众多人力、物力、财力，有利于删减冗杂的部门和人力，促进了能源及材料的节省。

2、泵站机电设备自动化技术应用的发展。基于泵站机电设备自动化技术的重要性，其具有较强的复合性，并且机电的自动化囊括了信息整理学、计算机程序等多门学科内容，所以为了发挥泵站机电设备自动化技术的作用，必须加强对其发展的研究。当今人类社会更加偏向于智能化和自动化，对于生活和工作的追求也发生了改变。首先，机电自动化必须要结合智能化这一重要发展方向，渐渐地向智能领域的自动化控制迈进。从目前的发展局势来看，智能化具有性能高、运行快、应用广等特点，注定成为自动化控制系统的开发主流。泵站机电设备自动化技术要注意依靠网络这一现代化科技平台，远程控制就必须通过网络建立，将自动化控制的终端设立于泵站，就能很好地进行远程控制，甚至是家庭型控制。最后，泵站机电设备自动化技术要讲求自动化和绿色化，机电系统自动化控制的核心就是自动操作，要重点巩固机电系统与人力的关系，逐步走向人机联合，通过自动化控制实现产品的绿色化和生态化。

三、泵站机电设备自动化设计要求的分析

1、泵站机电设备自动化设计思路的分析。泵站机电设备自动化设计的目的不仅只是在开停设备上的控制，自动化系统需要完成的工作很多，如水位、流量的监控；电气设湓诵械募嗫睾捅；ぃ皇鹿屎凸收系脑ぞ；信息的采集与交换；实现无人值班等等。当然在实际设计时要以泵站的具体要求为前提，并分清设计的重点和次重点，作出切合实际的设计，主要设计思路有：信息设计，是以信息为导向的设计活动，泵站运行中所采集的信息数据是水利系统实现信息化管理的基点，能为水利信息系统提供准确的动态数据；典型设计，在没有相应标准和规范的前提下典型设计可以起到标志性作用，通过典型设计固定下来的技术和方案可以为同类型的泵站建设提供参考作用；模块化典型设计，由于泵站类型不多，但自动化系统要求不一，各个泵站还是存在机组台数和形式的区别。通过典型设计可以设计出若干个模块，整个泵站综合自动化系统就是由数个基本模块通过积木式叠加组合而成，再根据不同泵站的建设要求就可将其应用到泵站设计之中了。

2、泵站机电设备自动化设计的合理定位。通过泵站机电设备自动化建设是一项系统性很强的工作，因此要从多方面分析，综合考虑如投入、技术、运行环境等，然后结合各种实际情况确定其自动化的需求程度，设计出符合实际应用的自动化泵站。因此为了充分发挥泵站机电设备自动化的作用，必须对泵站机电设备自动化设计进行科学合理的定位。

3、所建泵站机电设备自动化系统机构进行选择，常见的系统结构有以下三种：（1）监控主机+通讯协议设备。该结构是将指令交给监控主机来调整和控制的，而对通讯协议设备的要求较低，因此要重视监控主机的选择，因为它是泵站自动化控制的关键，如果出现问题就会影响指令的正常专递，自控系统也就没法正常运行。（2）监控主机+PLC+通讯协议设备。泵站的机电设备自动化系统按其单元构成可分为三个部分，分别是若干可编程控制器PLC、监控下层设备的通讯监控主机以及通过以太网通讯PLC。其中PLC是控制节点，对于提高系统运行的可靠性起着一定作用。但此系统结构也有一定的局限性，就是PLC和下层通讯能力较弱，对通讯速度造成了阻碍。

结束语

综上所述，泵站机电设备自动化技术的应用不仅要结合泵站的实际情况，同时还要遵循一定的原则。立足为生产服务的目标，准确对泵站进行定位，优化泵站机电设备自动化设计，为泵站机电设备自动化运行创造良好环境。

参考文献：

[1]葛强.大型泵站的电气技术改造[J].水泵技术，2010（05）

[2]姚彦星.深圳机场排涝泵站电气设计[J].中国农村水利水电，2012（10）

泵站自动化控制篇9

关键词：污水泵站；VPN网络；组态软件；变频调速；远程监控系统

0 引言

国内污水泵站日常运行及维护工作，一般采用人工巡视检查的办法，具有工作量大、效率低、反应慢的缺点，这种管理办法越来越不适应城市快速发展的要求。另外，过多依靠人工操作也使泵站设备的使用效率低下，能耗水平很高。因此，实现泵站远程监控，不仅对泵站的安全运行提供了强有力的保障，而且为泵站的节能增效与集中管理奠定了基础。

本文介绍一个基于先进的VPN网络（虚拟专用网）和成熟的InTouch软件的泵站计算机监控系统，叙述了系统的架构，并对InTouch 平台下的系统各功能模块的开发进行了研究，同时，探讨了在污水泵站采用变频调速的的意义、恒液位控制的方法及其节能效果。

1 工程背景

为提高点多面广的泵站管理效率和控制水平，强化污水泵站的区域调度及全程调度，宁波市排水公司于2003年开始对泵站进行了自动化改造试点；于2006年实施了泵站远程监控系统一期工程，并设立了泵站监控中心；至2010年初已完成了泵站远程监控系统第四期工程的实施，共有28个泵站实现了自控系统改造，泵站设备运行信号、泵站视频监控信号在监控中心实时显示，同时，可在监控中心远程控制泵站内设备的运行，实现了泵站的自动化运行。

2010年底，泵站远程监控系统五期工程正式启动，新增18个污（雨）水泵站改造，它是前四期工程的延续，并与原系统进行无缝融合。该污水泵站系统的建设目标是，建立一个国内外先进的集网络技术、图像远程监控技术、PLC自动控制技术及计算机技术于一体的自动化系统，从而将宁波市排水泵站的自动化管理水平提升到新的高度。

2 系统结构

本工程设计采用世界先进的控制技术，通过在各个泵站与中央监控中心之间构建 VPN（Virtual Private Network，虚拟专业网络）通讯网络将各个泵站自控系统的实时数据信号和视频信号采集传送到中央控制中心，中央控制中心可对泵站进行实时远程操作。

遵循“集中监视，分散控制”的设计思想，整个系统分上位机监控层、PLC控制层、现场仪表层和通讯网络几部分，并具有充分的可扩充功能，以便新建泵站陆续加入到监控系统中。系统架构如下图所示：

图 1 污水泵站监控系统结构图

泵站监控系统各子系统的组成技术与功能简述如下：

1) 网络通讯系统

鉴于各污水泵站分布范围广，系统采用VPN网络。配备一套适合该泵站控制系统的通讯网络，采用虚拟局域网技术组建各泵站与监控中心间的网络，将各污水泵站和监控中心组成一个局域网。

泵站与监控中心采用虚拟局域网连接，在每个污（雨）水泵站内均设置一个工业以太网交换机，该交换机接入VPN网，泵站内的所有网络设备（PLC、视频服务器等）与该交换机连接。同样监控中心的交换机也接入该网络，监控中心内的各计算机系统（工况监控计算机系统、图像监控计算机系统等）接入该交换机。

2) 工业控制系统

污水泵站工业控制系统由下位机（PLC系统）和上位机（工况监控计算机）及网络系统等构成。

下位机（PLC系统），选用施耐德品牌的Modicon Premium PLC，通过采集仪表系统的测量参数、各工艺设备的状态参数和接受触摸屏（采用XBTGT5330图形终端）及上位机的控制命令，根据编制的泵站控制程序，来实现对各工艺设备的自动控制和远程遥控，将各信号上传至监控中心的工况监控计算机上。

上位机（工况监控计算机）可接收下位机传送上来的各仪表测量信号和设备状态信号及操作员的控制命令，通过设定的程序运行，向下位机发送各控制命令。

3) 仪表系统

污水泵站内的仪表系统主要由集水池内的液位检测仪表、出水总管上的压力检测仪表和配电系统中的各电量参数检测仪表等构成。

4) 图像监控系统

泵站图像监控系统由摄像部分、网络传输部分监控中心数字视频管理系统构成。

3 InTouch 应用

3.1 InTouch 简介

InTouch 是美国 Wonderware 公司的专业自动化软件，是用于工业自动化、过程控制和管理监视的一个强大的图形人机界面的组态软件。

3.2 InTouch 应用开发

InTouch 与外界设备之间的通讯是通过一个通讯接口―― I/O Server（I/O 服务器） 来实现的，本例所使用的设备驱动程序为MBENET（Modicon Modbus Ethernet），其主题名（Topic Name）与对应的 InTouch 中变量的访问名保持一致即可，且易于设置。使用 InTouch 进行二次开发的人员可以把精力放在控制和数据处理上，整体开发与调试效率较高；而且，生成的人机界面美观，用户操作方便。

3.3 监控软件功能

本文监控系统软件选用InTonch 组态软件开发平台，针对各个污水泵站中格栅、水泵、阀门等相关设备的状态及集水池液位、管道流量、管道压力、水泵电流等参数实现数据采集及控制。

4 变频调速的应用

污水泵站的主要功能是将污水提升输送到下一个泵站或污水处理厂。污水泵站内主要工艺设备有启闭机、格栅机、水泵、电动阀，主要检测工艺信号有集水池液位、出水总管压力及综合电量参数等。泵站运行的工艺流程如下：

图2污水泵站运行流程

4.1 污水泵站变频调速的意义

由于污水泵站中的污水量随时都在改变（水位在变化），因此潜污泵的流量也在随之改变，这就需要频繁地调节带动水泵的电机的输出功率，采用大、小型泵搭配或采用变频调速电机等传统方式来调节水量存在着许多问题：(1)电机启动、停机频繁，缩短了其使用寿命，增加了电机和变频器的的损耗；(2)传统的转速调整，调速范围小，经常调节不到所需要的功率，从而造成弃水现象；(3)电机的检修与维护工作量较大，需要备用机组多；(4)大、小机搭配及备用机组造成一次性投资较大。

在泵站中采用变频调速装置，可以克服以上问题。随着变频调速技术的日益成熟，该技术在节能方面也获得了广泛的应用。对于我们要研究的污水泵站，由于污水量随着生产、生活废水多少的变化以及时令的不同而有所变化，因此我们可以通过使用变频调速来改变电机的转速，从而达到调节水量和节能的目的。

4.2 恒液位控制

我们采用超声波液位计检测集水池液位，通过变频器与PID调节器构成液位闭环，实现液位的自动恒定控制。

变频器用于控制一台水泵的运行，即根据水池液位的变化，通过变频器实现自动跟踪来调节水泵电机的转速，保持水池液位稳定。基于PLC的PID调节器将外部变送器输入的模拟信号反馈输入到变频器，并取得与变频器设定频率指令之间的偏差，进行P(比例)、I(积分)、D(微分)控制，从而使负载一侧的动作跟随指令值的变化而改变。

恒液位控制的系统框图如下所示。

图3 变频器与液位自动恒定控制框图

在污水泵站改造工程中，我们实现了就地／远程、手动／自动多种控制方式。变频器运行的频率随集水池水量增大而升高，本系统以变频器运行的频率是否达到上限（下限）、并保持一定的时间为依据来判断是否加泵（减泵）。直接启动的泵（工频运行）是“粗调”，变频器启动的泵（变频运行）是“精调”。

4.3 变频调速节能效果

变频调速以其优异的调速、启动和制动性能，高效率、高功率因数等优点，不仅能延长设备使用寿命，减轻工人劳动强度，而且节电效果明显。

下表以三个泵站为例，给出了综合节电率测试与分析结果。实践证明，在保证完成排水任务的前提下，控制水泵在较低频率下运行，可以降低单耗，取得较好的节电效果，节电率基本在20% ～40%左右。

表1排水泵站综合节电率

5 结束语

基于VPN网络和 InTouch 组态软件，建立了稳定、可靠、实时的泵站监控和管理系统。通过几年来的运行表明，该系统的设计是成功的，它实现了对整个污水泵站系统的控制操作、数据采集和信息的实时性、准确性、完整性和统一性，具有很好的可靠性、可维护性和可扩展性，同时带来了节能、配置方便等有利之处，适应现代排污泵站的发展趋势。同时，新型城市污水泵站远程监控系统为提高泵站的运行维护水平，合理配置人力资源，并对运行管理模式的改变起着积极的推动作用。

泵站自动化控制篇10

一、电力系统自动化技术的阐述

随着软件技术和计算机技术的不断发展，电力系统自动化控制技术在各个领域中得到了广泛的应用。该项技术，不但防止了工作人员在高危环境下工作带来的人身伤害，还能够将作业的效率极大地提升上来。电力系统通常处于高辐射、高电压的环境下，工作人员通常在较高危险环境中施工和工作，应用了电力系统自动化控制技术之后，能够有效地解决了上述问题。因此，在用电量不断增多的当今社会中，积极地应用电力系统自动化控制技术是非常必要的，同时也需要引起有关部门及工作人员的高度重视。

二、电力系统自动化技术在加压泵站节能的应用

加压泵站是确保我自来水公司能够稳定运转的重要保证，因此，随着供水量、蓄水量的不断增多，这样就将一定的压力带给了加压泵站的稳定运行。所以，我们需要将一些先进的电力系统自动化技术应用到加压泵站中，不仅能实现值班人员的自动化管理，而且还能实现泵站的节能控制，那么，对于电力系统自动化控制技术，我们必须要积极地进行应用。

1、应用配电自动化技术

配电自动化主要是利用失压信号进行有关变电、发电的供电系统实现自动化切换，在加压泵站中的应用是将泵站的基本运行情况同电力系统配电自动化技术紧密地联系起来。随着配电自动化技术的发展，加压泵站越来越依赖于自动化技术来实现网络化、集成化和数字化，同时在自来水公司中，确保加压泵站能够实现自动化的运行管理、记录统计和计算机屏幕的数字显示。从而能够有效地实现变电、发电、供电、自来水运行系统的整体自动化，很大程度上提升了加压泵站的操作和运行监视的高效性和可靠性，这样对泵站的节能提供了前提条件。技术革新是我们社会发展的源泉和动力，就需要我们积极地引入和突破该项技术。

2、应用自动化技术进行水泵调速

在加压泵站中，水泵是其中的重要设备，是自来水的动力源，水泵的控制方式、维修管理和选型配套的好坏，不仅直接会影响到工程的投资和效益的最大化，而且对自来水公司的运行稳定性、节约电力能源和降低成本都会带来极大的便利。例如，在我公司的加压泵站中，以前制水车间有10KV配电线路和配电房，按常规工频运行的加压泵站通常会频繁地起停，这样就会造成自来水供水压力的时高时低，加压泵电机的频繁大起动电流对电气设备的冲击，影响到我们的供水服务质量和加压泵电机及电气设备的使用寿命，还浪费了大量的电能。所以在自来水公司初建设计或现有规模供水管网、供水流量、供水压力的前提下对加压泵电机进行选型匹配，用变频的方式来实现控制，达到真正意义上的设备稳定运行、恒压供水的高度自动化程度；投药车间有先进的消毒设备，可根据储水、供水的流量来实现定时定量、均匀地投加消毒药物来实现自动化的有效控制，不会出现以前因人工投入而引起时多时少的现象，影响供水水质，确保整个自来水系统的完全自动化运行。恒压控制的主要原理是在自来水的供水管道上加装压力传感器，通过压力传感器的反馈信号来实现加压泵电机运行频率的同步调节，并通过相应的PID参数设置来完成快速、稳定的调节反应，这样就可以按照用水终端的用量来最少化消耗电力方面的能耗，这样不但能够将能耗降到最低，也能够防止因为过高水压而引起自来水管网泄漏或者管道的爆裂。通过现场检测和试验这些水泵和电机，在相同供水量的前提下对变频和工频控制运行进行比较，以恒转矩变频方式下平均35HZ的运行频率计算，根据电机输出机械功率的计算公式P=TN/9550和N=60F（1-S）/p，变频技术控制运行时节约30%左右的电能。

3、应用远程系统和二次设备

线路的开关和变压器是我公司加压泵站得以运行的基本保证。因此，为了减少人力的投入，确保能够加压泵站能够安全的运行，可以应用TTU、FTU等配电自动化系统远程技术，对加压泵站所需要的线路开关和变压器进行控制。远程设备及系统，有着极强的可靠性，主要涉及：环网控制、就地手动控制和保护动作等方面。传输规约和线路电源为配电自动化远程系统的主要问题，将可靠不间断、适用于户外环境的电源设计出来，在加压泵站中完成自动化设计是比较困难的。因此，应用了远程控制技术之后，可以在远程情况下诊断其中的故障点。当有故障出现在了泵站机组中时，能够把故障过程中的暂态数据通过分析统计和趋势曲线的方式，传递给公司的技术人员，由他们完成分析和判断，将故障原因及故障点告知现场的检修人员及时进行检修，进而便于将其中的故障能够更好地排除掉，此外，随着数字化技术的不断发展，在很多电力系统中也相应地应用了此项技术，加快了二次设备和远程系统的更新速度。在自动化系统中大量地应用数字信号处理技术，具有实时性、高性能的二次设备在电力系统中也不断地被更新，同实时数据库技术和实时操作系统有效地联系起来，在提升了电力系统的稳定性之后，相应的加压泵站的稳定性也就相应地被提升了上来。

4、应用先进的软件技术

支持软件、编程软件和系统软件为泵站自动化系统中的主要软件构成。支持软件和系统软件的技术需要可靠而且成熟，因此，应该将多任务实时控制系统应用到操作系统中，数据需要可靠性好，应用便利，响应快速。确保有自动诊断的功能存在于软件系统中，对于加压泵站中可能存在的问题，可以及时地予以察觉和报警提示，并且将故障的具体部位明晰出来，确保能够自动地恢复其中的故障，当发生互锁或者失控现象时，可以及时明确地给予修复。将模块化结构在应用软件中建立起来，便于画面描述，掌控操作流程、修改参数和扩充功能。软件系统应该将系统功能组态、更详细地将加压泵站恒压系统绘制在操作画面上，确保工作人员能够实时地掌握加压泵站的运行状况和参数显示，这样从而更好地对泵站设备进行管理，更有利于泵站的节能。

结语