泵站自动化控制范文

导语：如何才能写好一篇泵站自动化控制，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】泵站；自动化；控制

泵站在各种基础设施建设中有非常重要的地位。在我国，泵站在管道输送工作中发挥着极其重要的作用，用途极为广泛。运用管道输送煤炭，需要制浆厂、管道与泵站等设施。自上世纪90年代以来，泵站逐渐开始采用自动化控制系统，逐渐形成了相关的技术。泵站自动化系统的设计要做到安全可靠和利益最大化，在此基础上实现数据采集、数据处理、设备运行监控、故障报警、系统控制调节、数据信息通讯等功能。

1 泵站自动化控制系统的原则

泵站一般可分为三种类型，一是半自动化泵站，这种泵站机组工作需要人为启动和停止；二是全自动化泵站，这种泵站主要是通过压力继电器控制，继电器一般设置在进出管道上，机组采用闭环控制的方式；三是综合自动化泵站，这种泵站目前较为流行，主要是分层分布式系统。

目前自动化泵站在进行设计的时候都追求效益的最大化和性能可靠性，并要求设计应用要符合具体的工作环境。自动化泵站安装运用要也要从资金、技术、人力等实际情况出发。在进行自动化设计时，要注意正确处理泵站测量系统、保护系统和控制系统的关系。目前自动化控制系统都与测量系统有机融合，泵站中的继电保护器不仅对非电量进行测量，而且对设备运行时的电量进行测量，减少了设备构成与成本，加强了对保护回路的监控。泵站自动化控制的层次要清晰，合理而明确地区分顺序控制与若干独立闭路循环。为了降低风险，要避免把所有的控制任务交给一个控制设备。泵站的辅机系统要采取独立封闭循环控制。泵站的自动控制系统要具备一定的兼容性，能够根据工作需要和技术进步进行有效扩展。

2 泵站自动化控制系统的基本构成

计算机监控系统、保护系统、视频成像系统、通讯系统是组成泵站自动化控制系统的重要部分。这些部分负责完成对泵站机组、闸门、供电和配电系统、仪表系统、液压系统等泵站重要设备的参数监测和控制，并且能够根据需要传送或者接收重要数据、图像和指令。自动化控制要完成对现场设备的控制，对现场环境的监控以及对辅助设备的监测，并在一定范围内进行通讯。其中，对开启关闭煤炭输送泵站，对机电的保护，以及对各种设备的检测是自动化控制最关键的程序，而且要尽量完成由设备动作、所处环境、系统状态相结合的联动。

在整个自动化控制系统中，其设备根据自动化的程度可以分为三个级别，分别为就地、自动和遥控。就地，是指需要手动完成的操作，如开关机等。自动，是指按照控制箱内的PLC进行自动操作，实际上是半自动。遥控，是指对设备进行远程控制，又可以分为远程手动和远程自动。如果开关是远程自动的状态，PLC以及中控室可以手动操控设备，如果开关是远程自动的，PLC可以按照工作环境和条件进行自动操作。自动化控制系统除了配备一个控制中心以外，还有四个子控制室，子控制室通过网络与控制中心进行通话和数据传输，完成监测与控制的任务。

控制室中安装着上位机，设两台监控数据服务器，以及一台通讯用的服务器和一台视频数据服务器。控制服务器之间是互相备用的关系，以防有一台服务器发生故障时数据不会丢失。通讯服务器主要任务是实现监控通讯，对远方设备和系统进行集中化控制。子控制室泵组子系统LCU1的控制对象是多台电泵，一旦主机泵站发生事故或故障导致跳闸的时候，要对主机泵站闸门进行关闭。公用子系统LCU2中配备PLC柜，对10KV电压开关柜和0.4KV低压开关柜、变压器、直流柜、清污机、传送机等设备进行监控，任何故障信号都难以逃过它的监控。节制闸子系统LCU3配置PLC柜，在节制闸开关平台上安装，对闸门开度、限位开关等进行数据的采集和处理，并按照控制室的命令对闸门开关进行有效控制，对设备和系统进行深层次的故障检测。闸门液压子系统LUC4一般安装在油泵房之内，对多面工作闸门的液压信号进行采集，对故障进行报警。一旦主泵发生事故或应急停机时，关闭主泵的闸门。

3 泵站自动化控制系统的功能

泵站自动化系统应该具备数据采集、数据处理、设备运行监控、故障报警、系统控制调节、数据信息通讯等功能。

泵站自动控制系统的子系统下属设备拥有各种复杂的运行参数，这些运行参数连同设备运行的状态会通过I/O通道传输或者现场采集到LCU，通过一定的数据处理之后，各类供系统和操作者参考的数据就形成了。其中，对于电泵和闸门开启的高度、电器系统等设备或数据，会进行周期性采集，按照一定的格式进行集中处理，形成可以保存的实时数据。对于故障信号等数据，自动控制系统能够迅速自动做出反应，通过一定操作解除故障。对这些信号进行定期扫查，并对数据的合理性和有效性进行判断。这些数据经过一定的格式化程序处理也存入实时数据库。对于脉冲量，自动化系统会对数据合理性进行判定、检错处理、标度变换等处理，并经过格式化后存入数据库。系统在输出各种操作的指令之前会进行检验判断，确定没有误差后才传送给执行系统。

泵站自动化控制系统控制的设备除了主机机组、辅助设备之外，还包括各种变压器、电容器、励磁设备、闸门系统等。操作人员通过泵站自动控制系统可以在屏幕上看到各种设备的运行状态和运行参数。这种实时监控大大提高了设备运行效率。控制系统对特定的参数进行监控，一旦参数超出了早先预定的合理范围，就会发出报警，并自动记录和打印。一些很重要的数据会被保存下来并进行相关技术分析。设备故障发生的顺序也会被记录下来，并完成对整个事故的排序记录和打印工作。控制中心的操作人员利用主控站的人机接口对设备进行有效监控，可以自动开关机，自动使泵闸开启或关闭，操作各种辅助设备，设定各种限值，处理各种信号，对泵组的开关顺序进行控制。一旦闸门在运行过程中发生故障或遇到意外情况，监控主机能够及时发出命令叫停操作。

此外，自动化控制系统具备语音提示的功能，系统运作时能够发出语音提示，如果有故障发生也能通过通信系统向人员进行报警。主控制室能够通过网络通讯与上级部门和各个子系统实现通讯，使数据和命令上传下达。系统主机与各设备之间也能够进行快速安全的数据通信，使整个泵站高效运行。

4 结语

泵站自动化控制是一种不断发展的技术，也是一个自动化程度不断提高的过程。虽然泵站自动化的设计和程序运行是一个比较复杂的系统性工程，但是其设计理念以及设计的目标都应从系统的使用性、安全性、高效性出发，既追求了最大效益，又能够合理的统筹安排，运用资金和技术，达到经济和社会效益的最大化。现在随着煤炭科学技术和机械技术的不断发展，越来越多的自动化设备和管理技术应运而生，相信必将给泵站自动化控制技术带来新机遇。

参考文献：

[1]杜伟，李记科，娄琦，杨红兵，王长安.矿浆输送管道的开发应用[J].水力采煤与管道运输，2012（5）.

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关键词：油田集输泵站；自动化控制系统；实时监控；分离器；应用

Keywords:Oilfield Pumping Station;Automation control system;

Real-time monitoring;Separator;Application

一、前言

胜利油田现河首站投产于1965年，作为一个老站，设备陈旧老化，事故率、运行维护费用高、职工劳动强度大的矛盾日益突出，随着生产规模的扩大，集输处理量不断增加。由于监测参数量多，以往靠人工检测储油罐液面、油水界面对盘库不准，手动控制脱水器界面难度高，这些因素给首站生产操作和管理带来很大困难。为适应现代化生产的要求，使生产和管理实现自动化，根据首站现状，2004年实施了集输泵站的自动化改造，并成功地用于集输泵站的自动化生产中。

二、自动化监控系统介绍

（一）ME控制系统简介

根据首站现状，采用美国Opto22公司的ME计算机监控系统作为首站自动化监控系统的骨干结构。该系统采用上、下位机方式，在现场采用多级CPU进行控制处理，各I/O模块对输入输出信号能提供4000V的隔离，系统的实时性、可靠性、灵活性优于其他系统。系统的上位机主要由工控机、控制软件组成；下位机主要由控制器、智能板、I/O模块组成。上位机与控制器通过100Mb/s以太网进行通信，控制器与智能板通过RS485进行串行通信，I/O模块直接插在智能板上。控制软件从上位机通过以太网下载至控制器。

该控制系统的特点如下：一是可靠性高、二是可维护性高、三是智能化、四是实用性强。

（二）ME控制系统构成

站内设有一套计算机控制系统，分为两级控制，上位机控制设在主控室，负责全站工艺流程数据管理，根据不同工艺流程，将控制岗位划分为分离器岗、计量岗和外输岗，每个岗位均设现场控制机一套，负责工艺流程显示、数据采集与控制。计算机控制系统的结构如图1所示。

1.现场控制单元

现场控制单元分布于联合站的各个岗位，负责现场数据采集和控制策略的实现，是智能联合站的核心部件。其采集数据主要包括：每台分离器的液位、入口压力和温度、出口汇管压力和温度、脱水泵房和外输泵房的进出口压力、温度、流量泵的电流和电压、每台流量计的来油温度和压力。 各控制单元和上位监控站同时作为控制网络的一个节点，能进行高速对等通讯。ME控制系统采用的现场控制单元主控器为SNAP-LCM4 主控器，可支持串口、ARCNET、以太网，可实现多种通讯方式组合，满足工业现场的要求。ME控制系统采用SNAP-B3000单元处理器，其主要功能是可完成和主控器之间的多种通讯方式，并对主控器的要求作出快速的响应；实现I/0的智能化，处理简单的逻辑功能，对本单元的I/0点进行定期扫描。

2.上位机监控站

上位机监控站可以通过组态构成各种功能画面，借助于这些画面可以完成对生产过程的监视及控制。它主要显示参数总貌、工段、细目、趋势、流程图画面、设备启停状态及PID调节功能、系统显示画面示意及各种报表功能，系统数据覆盖了全部生产装置和生产环节，便于形成完整的实时生产管理系统，图2和图3分别为分离器区生产数据显示画面和工艺流程显示画面。

联合站的数据通过网络，实时进入信息中心的数据库中，通过分析软件，可及时形成各类分析图表。使用标准的网页浏览器可以对系统信息进行监测，生产运行情况、设备情况、计量数据、油气产量等数据一目了然。

三、自动化监控系统在分离器岗的现场应用及效益分析

（一）现场应用实例

实例1：2005年3月12日凌晨3点，操作人员发现1#分离器采油六队的液位由原来的0.98mm降到0.65mm，压力由0.28Mpa降到0.23Mpa，及时到现场进行检查，排除了分离器的故障，经过分析判断，认为是采油六队的来液量减少，立即与采油六队联系。经过巡线，发现是采油队一个计量站的外输管线穿孔。由于首站发现及时，使采油队在最短时间内发现问题解决问题，避免了场地污染等事态的扩大。

（二）有助于操作人员准确调节油气分离器

油气分离器工作的好坏，以分离质量和分离程度来衡量，分离质量差，不但随气体流失了本该纳入液相的轻质油，降低了原油的质量和数量，而且气管线中存在的液相原油会增大阻力损失，严重时甚至堵塞气管线，分离程度不好，造成出油管串气，减少产气量。采用自动化监控系统后，操作人员能够根据数据显示，及时准确地进行调节，使分离器液位始终保持在1/2～2/3的位置，保证了分离器的分离效果，减小过多的气体造成沉降罐内液体的搅动，提高了原油计量的准确性，并最大限度地增加产气量，提高了经济效益。

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【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）.

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关键词：水利工程管理；自动化控制系统；应用

水利工程管理是当前保证水利工程正常运行的基础条件，并且也是关键内容，随着现代信息技术及自动化技术的不断发展，在水利工程管理中自动化控制技术也得到越来越广泛的应用，并且对水利工程管理有很大帮助。因此，在水利工程管理过程中，为能够使工作质量得到提高，应当对自动化控制系统应用进行科学分析，并且充分掌握，从而使水利工程管理得以更好发展。

1自动化控制系统工作原理

调水工程中需要使用大量水泵及其辅助设备来组成泵站系统，由于泵站机组容量的不断增大、泵站工程的安全可靠性和节约能源的要求不断提高。为了实现水资源的合理调配与使用，需要发挥泵站的最大效益。为了提高泵站运行的安全性和可靠性，需要有现代化的手段来对泵站的运营进行管理。因此，泵站实施自动化和信息化建设，是泵站日常运行管理工作科学化、规范化、现代化的重要举措，是为了上述目标的重要手段。同时对提高泵站运行管理工作效率，保证泵站长期高效、可靠的运行有重要意义。该系统的运用能够使泵站运行管理人员大大减轻其工作强度，另外还能够使泵站机电设备的综合使用效率以及寿命均得到有效提高，还能够使工作人员对泵站综合运行情况进行直接查询及了解，便于远程管理调度，对水利工程自动化管理水平提高有着十分重要的促进作用。

2水利工程管理中自动化控制系统的应用

2.1利用自动化控制系统监测控制水泵机组

水泵机组在泵站中属于十分重要的一种能源转换设备，其组成主要包括两大系统，即同步电动机与水泵。在水泵机组使用过程中，当开机时自动化控制系统首先应当将防洪闸门打开，同时将清污机启动，使其运行，并且应当对同步电动机组内的励磁系统进行动态检测，对其实际运行状态进行观察，注意是否良好。自动化控制系统内部存在自动判断程序，其能够对各类启动条件进行判断，在确定均与预设参数要求满足情况下，才能够继续进行开机控制。在水泵机组实际运行过程中，自动控制系统便开始进行实施监测，利用有关传感器元件对机组内部各个相关机构元件情况进行动态监测，利用内部运算程序能够对相关数据进行动态分析判断，可随时进行记录，并且实时进行调节，从而使机组运行能够保证处于最佳状态。在自动监测过程中，若有系统故障发生，自动控制系统可对相应执行机构进行实施操作，从而将报警或者事故跳闸等相关动作完成。

2.2利用自动化控制系统监测励磁控制系统

在机组启动以及实际运动过程中，对于励磁装置中晶闸管元件相关运行参数，利用自动化控制系统中上位机可实时显示，并且能够进行记录。在上位机上，相关工作人员依据调度参数可对任何闭环进行调节，从而能够实时调节切换机组恒电流运行、恒功率因素运行以及恒无功率运行状态。对于自动化控制系统而言，其所设置的为综合调节方式，即中控及现地相互备用。当自动化控制系统中上位机有故障出现时，运行人员可选择现地励磁综合控制单位执行，在现地单位中利用可视化人机互通触摸屏系统借助触摸软电子按钮或者键盘直接调节励磁系统，从而使机组运行可靠性得到有效提高。在系统实际运行过程中，当同步电动机有故障出现时，对于自动化控制系统而言，其不但能够利用上位监控系统通过声光等有关方式对中控运行人员进行报警提醒，使其及时排查相关故障单元，另外在现地触摸屏系统中还能够显示报警，避免工作人员出现误操作情况。

2.3利用自动化控制系统可视化监视泵站全局

对于自动化控制系统而言，其上位机中的可视化人机互通界面中，设置整个泵站层次重叠菜单的画面，其包括主变监视、电气主接线、开机及停机判断闭锁流程图、水泵机组单元监视以及油气水等，另外还包括闸门控制系统。在泵站运行管理过程中，相关工作人员只要利用鼠标对上位机各个功能菜单选项直接进行选择，便能够全方面了解整个泵站系统运行状态以及相关数据信息，从而能够将合理高效运行调度计划制定出来。为能够使管理工作更加方便，在自动化控制系统中，对于每个管理人员而言，其均设置密码，在管理界面上只有将正确个人信息输入，然后才能够利用自动控制系统管理整个泵站。另外，在自动化控制系统中，还有多层防护闭锁程序的设置，可有效避免出现人为误操作事故，使整个系统都能够保证高效稳定运行。

3结语

在水利工程管理过程中，为能够使管理工作水平及效率得到有效提高，应当对自动化控制系统进行合理应用，该系统的应用能够实现对水利工程中各个方面的自动化管理控制，对水利工程自动化管理水平的提高十分有利。相关水利工程管理人员应当对自动化控制系统应用熟练掌握，并且合理应用。

参考文献：

[1]徐建芳.自动化控制系统在水利工程管理中的运用[J].中国资源综合利用,2012(7).

[2]王伟.水利工程自动化控制应用趋势[J].科技创新导报,2011(6).

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关键词：排水泵站；电气自动化；必要性；设计思路

1 排水泵站电气自动化的必要性

从上世纪九十年代初的时候，计算机不断的发展，导致依据计算机为基础的信息技术不断发展和进步，促使各个领域技术都在迅猛发展。此外，排水泵站电气自动化技术也得到了很大的发展，但是，依据目前形式来说，还是存在着一定的问题，导致这种问题发生的主要原因就是没有足够的控制系统设计技术，尤其是在研究和开发方面没有相关的技术标准，不能足够了解排水泵站的实际运行情况[1]。所以，导致很多排水泵站在运行的时候不能满足实际运行需求。例如，设置技术参数、优化泵站设备I/O点以及控制检测目标都与实际设备运行情况具有很大关系。但是，在设计的时候，很多的开发研究人员只是简单的理解设备开关机运行操作，以此看成自动化技术，从而可以适当的把手工操作技术变为计算机操控，但是这种自动化技术不仅仅只是对于开关机来说，还需要适当开发泵站励磁系统、水利监控、优化继电保护以及经济运行等。

排水泵站技术实际上是一门比较复杂的综合性多学科技术，主要包括网络信息技术、计算机技术以及通信技术。由于自动化控制技术发展的相对比较晚，还是处于发展阶段，因此实际操作经验还是很薄弱。并且也没有足够的建设和经营泵站的自动化技术，没有统一规范的标准，因此，在运用电气自动化技术的时候，不断需要完善分析控制对象、自动化操作、优化协议、配置信息化接口以及数据控制平台等技术，与此同时也需要不断发展坚持科学发展观以及可持续发展路线，对于社会的发展具有重要意义[2]。

2 排水泵站电气自动化设计思路

面向实际需求的典型设计不仅是希望泵站系统能够进行开关系的自动控制，通过生产管理来确定泵站自动化的实际需求。在运行的时候，泵站的生产以及相关管理人员需要做什么、自动化系统可以给泵站带来什么、希望自动化系统替代工人干什么以及明确分析什么是重点工作，什么是非重点工作。例如，检测控制泵站水位流量、控制泵站无功、控制泵站效率、控制温度、控制调节泵站励磁、控制泵站振动噪声空蚀监测、保护泵站、故障和事故预警、视频监控需求、检测和控制泵站辅机及附属配套设备以及管理系统信息交换。对于自动化技术来说，泵站系统的需求是无止境和复杂的，在不断分析和研究典型设计的情况下，明确各步骤的重要性，判断不可能与可能，依据实际需求情况来判断实际效率[3]。

2.1 基于信息的典型设计

在泵站运行的时候，泵站信息是基本的控制节点，能够提供一定数据信息的典型设计主要应该不断提取相关关键信息和适当挖掘数据信息为实际系统运行提供一定的实时信息。只有进行一定的信息典型设计才可以保证泵站很好的稳定运行。

2.2标准化的典型设计

目前，泵站运行过程中，还没有建立一定的规范和标准，这种典型设计可以在一定程度上起到标准的作用，能够进行大量使用。例如，在设计800kw的泵站立式同步设备的时候，需要适当的设计一定的温度传感器。在进行电量监测的时候，是使用电流采样还是电量传感的方式主要依据是利用多功能电表还是计算机计算，可以通过这种设计方式来确定，促使可以达到一定的规范和标准，为设计提供依据和参考，保证排水泵站具有一定的整齐性和整体性[4]。

2.3 面向模块化进行的典型设计

在很多大中型泵站设计的时候，不是十分常见，并且没有很大的变化，但是泵站零件还是具有一定的形式和机组的差别。这种典型的设计方式，可以适当的设计出多个模块以此来运用到泵站中。通过把多个基本模块进行叠加以此来形成泵站系统的电气自动化系统。

可以适当把泵站综合系统分为泵站监控层及网络模块、泵站机组LCU模块、水力监、泵站辅机LCU模块、泵站公用LCU模块、微机励磁模块、泵站防洪闸LCU模块、泵站清污机LCU模块、视频架空模块以及泵站安全自动监测模块等。进行模块设计主要的就是把泵站看成统一的整体，保证具有一定很高的灵活性，能够很好的满足同类泵站的实际需求。可以在一定程度上避免由于没有统一的规范和标准导致出现高配置、高投入和没有完善的功能的问题，例如，机组模块就是系统不可分割的部分。确定内部的电源、PLC传感器、继电器以及T/O接口端子，因此，系统中每一模块都是具有确定配件的，功能配置和软件配置。

3 结语

总而言之，在排水泵站运行的过程中，能否正确设计电气自动化控制流程，是依据流程图进行合理控制的，因此，需要针对相关专业人士提出的建议来不断明确和修订设计方案，保证可以符合实际情况，确保能够稳定的安全运行。利用现代化技术设计排水泵站，可以有效的提高管理水平和控制技术，为以后的发展提供保障和依据。

参考文献：

[1]陈导.泵站电气自动化的必要性和设计思路[J].中国高新技术企业，2010（13）：189-190.

[2]翟伟颖，李莉.泵站电气自动化的必要性和设计思路[J].黑龙江科技信息，2014（33）：158-158.

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【关键词】 综采自动化控制系统采煤工艺地面监控系统

【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

综采工作面是矿井生产的核心，对综采工作面进行自动化控制是现代化矿井实现生产管理现代化的关键，神宁集团梅花井煤矿1102206综采自动化工作面的顺利实施，探索出了工作面少人化、无人化的技术路线。促进了神宁集团煤矿综采技术进步，对降低工人劳动强度、提高综采生产效率、减少人员、降低劳动风险具有十分重要的现实意义。

1 1102206综采工作面基本情况

1.1 1102206工作面概况

梅花井煤矿1102206工作面可采储量426万吨，工作面走向长度4200米，倾斜长度225米，平均采高3.5米，煤层倾角9°～20°度，有煤尘爆炸性，2-2煤自燃倾向性等级为Ⅰ级，属于容易自燃煤层。

1.2 综采自动化工作面设备配套

1102206综采自动化工作面设备配套主要由采煤机，刮板输送机、转载机、可伸缩胶带输送机联合运煤，二柱掩护式液压支架、乳化液泵站、喷雾泵站、移动电站、组合开关等组成，主要参数及型号见表1。

1.3 1102206综采工作面自动化控制概况

梅花井煤矿1102206综采自动化工作面的有序实施，推进自动化采煤技术在实际采煤生产过程中实现：以采煤机记忆割煤为主，人工远程干预为辅；以液压支架跟随采煤机自动动作为主，人工远程干预为辅；以综采运输设备集中自动化控制为主，就地控制为辅；以综采设备智能感知为主，视频监控为辅；即“以工作面自动控制为主，监控中心远程干预控制为辅”的工作自动化生产模式，实现“无人跟机作业，有人安全值守”的开采理念。

2 综采自动化工作面总体方案设计

2.1 综采自动化工作面控制系统构成

将采煤机控制系统、支架电液控制系统、工作面运输控制系统、三机通信控制系统、泵站控制系统及供电系统有机结合，实现对综合机械化采煤工作面设备的协调管理与集中控制。实现集视频、语音、远程集中控制为一体综采工作面自动化控制系统，实现工作面采煤机、刮板运输机和液压支架等设备的联动控制和关联闭锁等功能。如图1所示。

综采自动化工作面控制系统主要由三部分组成，包括综采单机设备层（第一层）、顺槽监控中心（第二层）、地面（第三层）。在工作面原有采煤机、液压支架、刮板输送机等单机子系统的层级之上构建了统一开放的100M工业以太网控制网络，实现单机设备信息汇集到顺槽监控中心的隔爆服务器上，供其分析决策与控制。

2.2 综采工作面工业以太网

利用工作面的综合接入器、光电转换器和交换机，建立一个统一开放的工作面100M工业以太网，构建控制平台。使工作面设备连接到顺槽集控中心的隔爆服务器，实现工作面设备信息汇集。工业以太网系统网络管理方面具备虚拟局域网（VLAN）、流量优先级等网络带宽管理功能，保证最重要的数据流能动态地获得最优先的带宽支持，同时具有网络状况自诊断功能。工作面以太网主要由本安型综采综合接入器、本安型光电转换器、本安型交换机、矿用隔爆兼本质安全型稳压电源、4芯铠装连接器、矿用光缆等组成。

2.3 综采工作面视频系统

综采工作面视频系统主要由采煤机机载视频、液压支架视频系统、两部胶带输送机机头视频系统、乳化泵泵站与喷雾泵泵站视频系统、刮板输送机的机头与机尾视频系统、转载机机头视频系统、监控中心内部视频系统所构成。矿用本质安全型摄像仪的视频数据通过工业以太网网络传输到矿用本质安全型显示器显示，矿用本质安全型显示器可以同时显示3台矿用本质安全型摄像仪拍摄的图像，并可跟随采煤机运动自动切换显示采煤机附近3台视频图像，实现了整个综采工作面视频系统的无缝连接。

3 综采自动化工作面生产工艺研究

3.1 液压支架自动化工艺

梅花井煤矿综采自动化工作面液压支架自动化控制的主要目标是实现工作面液压支架电液控制系统跟机自动化与远程人工干预控制相结合的自动化采煤模式。以往的电液控制系统大多局限于工作面中部跟机自动化的调试，并且没有在实际生产过程中使用，而梅花井煤矿在普通SAC电液控制系统的基础上，深入研究井下实际采煤工艺及工人操作方式。

根据自动化割煤工艺，完善了SAC电液控制系统的原有功能，实现了工作面两端头跟机自动化，具备了整个工作面的跟机自动化功能。经过在梅花井煤矿自动化工作面的实际应用，该系统完成了全工作面的跟机自动化调试，证明液压支架自动化工艺满足割煤工艺的实际生产需求，首次在倾斜综采工作面成功实施全工作面跟机自动化。

3.2 采煤机自动化割煤工艺

根据1102206综采工作面实际地质情况，采用双滚筒采煤机双向自动化记忆割煤，刮板输送机、转载机、可伸缩胶带输送机联合运煤，两柱掩护式液压支架支护顶板，采用全部垮落法处理顶板。采煤机自动记忆割煤工艺引入十四象限（或称十四工作区间）概念，如图2所示。

4 自动控制系统总体设计

在顺槽列车上打造一个“井下中央控制室”。操作者只需坐在监控中心即可通过显示器观察到工作面的情况，通过语音通信进行调度、联络，通过操作台远程操控工作面相应设备。

4.1 全自动控制模式

将集成控制系统设置为“全自动化”工作模式，通过“一键”启停按键启停工作面综采设备全自动化。“一键”启停功能包括：泵站启停、1部和2部胶带输送机启停、破碎机启停、转载机启停、刮板输送机启停、采煤机记忆割煤程序启停、液压支架跟随采煤机自动化控制程序启停，全自动化启停。自动化运行过程中，实时监控工作面综采设备运行工况，当设备运行异常，在监控中心操作人员可以通过人工干预手段对设备进行远程干预，如采煤机摇臂的调整、液压支架的动作等（如图2）。

4.2 分机自动控制模式

采煤机智能控制系统依据采煤机调高油缸行程传感器，实现采煤机的记忆割煤和远程干预等功能，实现以记忆割煤为主，远程控制为辅的生产工作模式。通过实时感知摇臂的高度，作为采煤机的智能调高系统的反馈依据，根据工作面煤层赋存条件实时改变摇臂高度，调节前后滚筒，实现采煤机自动割煤操作。根据采煤机储存系统中上一次割煤过程中存储的煤层赋存曲线，采煤机能够自动化的调节前后滚筒，实行自动割煤操作。依据采煤机主机系统及工作面视频，通过操作采煤机远程操作台实现对采煤机的远程控制功能，可以对采煤机进行启停控制、运行速度控制和前后滚筒摇臂高度控制等。

液压支架电液控制系统在标配基础上，通过增加接近传感器、倾角传感器等以实现液压支架的自动化控制。在护帮板安装接近传感器，依据传感器值判断护帮板是否收到位，防止采煤机自动化割煤时与液压支架发生干涉。在调试初期阶段，不断对控制软件进行改进升级，实现了液压支架的辅助动作可与支架移架的主要动作同时进行。同时，实现了邻架升柱到初撑力压力值时，本架即开始动作的功能，减少了相邻支架动作的相对时间。通过改进基本实现了平均每个支架移架时间15秒左右的目标，可以满足采煤机最高12米/分钟的运行速度。该工作面开采过程中必须使用的三个基本跟机功能：跟机收伸缩梁护帮、跟机移架以及跟机推溜。

4.3 分机集中控制模式

（1）具有在监控中心对采煤机工况监测与远程集中控制功能采煤机工况显示，以采煤机计算机主画面和视频画面为辅助手段，在记忆割煤过程中，通过操作台进行远程干预操作。（2）具有在监控中心对液压支架工况监测与远程集中控制功能，通过电液控制系统数据传输，在监控中心显示出电液控制系统所有数据信息。同时，通过以太网传输，在监控中心显示出工作面支架视频画面，以电液控计算机主画面和工作面视频画面为辅助手段，在跟机自动化割煤过程中，使用液压支架操作台进行远程操作，人工干预支架动作，以满足较为复杂的地质条件。（3）具有在监控中心对运输设备集中自动化控制功能，主要包括综采工作面刮板输送机、转载机、破碎机以及两部胶带输送机的启停控制，包括单独启停、顺序关联启停等功能，并且通过采集到的设备数据对运行情况起到监测功能。（4）具有在监控中心对泵站系统集中控制功能，对整个泵站系统的关键运行参数进行实时在线监测，并通过这些参数的数值对泵站进行集中控制。

5 地面监控系统

5.1 地面监控系统平台

在地面调度室建立了以“地面数据服务中心”为主的大屏幕显示系统，实现了对整个工作面集中监控。地面监控系统将工作面综采设备有机结合起来，实现在地面调度指挥中心对综采工作面设备的远程监测以及各种数据的实时显示等，为地面管理人员提供实时的井下工作面生产及安全信息。

5.2 流媒体服务

采用了先进的流媒体服务器技术，它将多个客户端对同一个摄像头的流媒体访问进行，极大的减轻了前端网络摄像头的负荷和矿井环网的网络带宽负荷，也实现了矿井环网和管理网络的之间跨网段的视频。管理人员通过办公网络，就可以实现远程访问工作面的摄像头，进行视频实时监控。

6 结语

（1）梅花井煤矿1102206综采自动化工作面是神宁集团信息化、自动化程度最高、产量最高的综采工作面，是成套装备自动化系统的应用典范，实现了综采工作面设备顺槽集中控制和地面远程监控等功能。（2）综采自动化工作面的正常运行，工作面作业人员由9人减少至4人，一个圆班割煤最高达到23刀，工作面最高月产46.5万吨，综采自动化工作面的顺利实施达到两点效果：一是将工人从操作工变成巡检工，大大降低了工人的劳动强度；二是将工人从危险的工作面采场解放到相对安全的顺槽监控中心，提高了工人的安全系数，该项目的顺利实施将对煤矿生产有着巨大的影响。（3）梅花井煤矿1102206综采自动化工作面的顺利实施，填补了神宁集团在综采工作面自动化领域的空白，促进了神宁集团煤矿开采技术进步，对提高综采生产效率、有机结合精益化管理工作具有重大现实意义。

参考文献：

[1]黄曾华.综采工作面自动化控制技术的应用现状与发展趋势[J].工矿自动化，2013，39（10）：17-21.

篇7

【关键词】顶车装置站立式轴流泵自动化监测系统

1概况

南水北调解台站是南水北调东线工程的第八级抽水泵站，位于江苏省徐州市贾汪区境内的不牢河输水线上，毗邻解台船闸，与刘山站、蔺家坝站联合运行，共同实现出骆马湖125m3/s、入下级湖75m3/s的调水目标，同时发挥枢纽原有的排涝效益。解台站主体工程包括泵站、节制闸等工程。泵站设计调水流量125m3/s，设计扬程5.84m，安装5台套2900ZLQ32-6型立式轴流泵（含备机1台），配TL2800-40/3250型同步电动机。水泵叶轮直径2900mm，单机设计流量31.5m3/s，单机功率2800kW，总装机容量14000kW。泵站为堤身式块基型结构，站身共分两块底板，中块两孔一联，边块三孔一联。采用肘形进水流道，平直管出水流道，快速门加小拍门断流。站上设工作门、事故门各5台套，均采用QPPYⅡ-2×160kN液压启闭机启闭；站下进水流道配平面钢质检修门2套共4扇，电动葫芦起吊。站下游有拦污栅桥和拦污栅，配HQ-A型回转式清污机10台套，SPW型皮带输送机输送污物。解台节制闸设计排涝流量500m3/s，为钢筋混凝土胸墙式结构，共3孔，每孔净宽10m，设钢质平板门，采用QPPYⅡ-2×160kN液压启闭机启闭。

2运行管理中存在的问题

解台站机组长时间停机后，推力轴承油膜破坏，机组在开机运行前必须进行顶转子操作，将镜板与推力瓦脱开使其间充满油再落下开机，为避免烧瓦，目前解台站采用由一台移动式液压泵站分别对5台机组的液压顶组进行加压，人工观测液压顶是否工作和转子顶起的位置。此方式存在如下缺陷：①因无人工观测设施，工作人员需临时踩爬才能观察到液压顶工作动作状态及转子顶起高度，存在人员安全隐患；②人工观测存在误差，易造成转子顶起高度不够或超过规定顶起高度，以及液压顶回位不够；③移动式液压泵站在安装输油管时会有溢油现象。

3顶车装置自动化控制改造措施

3.1液压系统改造措施

安装1台液压装置为5台机组的液压顶提供液压源，液压装置工作压力为：20MPa，最高允许压力24MPa；流量：2.0L/min；功率：0.75kW；电源：380V，装置包括电机、油泵、电磁换向阀、溢流阀等。液压管路布置采用集中式对5台机组液压顶组分别供油，并由手动球阀选择对应的机组，油管采用无缝钢管，进入机组风道后改用高压软管与液压顶组管路连接。顶车形成设定为3~5mm，电源采用AC380V。自动化控制系统如图1。

3.2测控系统改造措施

在每台机组水泵层安装控制箱，包括PLC1套，8路隔离输出；触摸屏1块，机组运行信号检测仪，控制继电器和按钮，液压装置控制电路等；在液压顶位置安装4个传感器，转子位置安装2个传感器。PLC控制系统采用40路隔离输入，测控电源采用DC24V；液压顶位置传感器，检测距离为50cm可调，分辨率≤3mm，响应时间≤2ms；恢复至原位；转子位置传感器检测距离为15±1mm，响应频率0.5kHz。测控系统如图2所示。

4操作方式

4.1自动控制

将顶车装置现地控制箱电源送上，将控制箱内断路器置于ON位置，然后按“电源启动”按钮（蓝色）使测控装置通电，待触摸屏进入测控界面后，观察各位置状态，位置信号应全部为绿色，待一切正常后，启动油泵，液压站开始工作，再按红色“供油”触摸按钮，测控装置开始进入自动测控程序。测控启动后，供油信号中“正在供油”字闪烁（移动式液压装置启动供油），四个液压顶位置信号由绿色变红色，蜂鸣器响（液压顶开始上升），当二个转子“顶到位”信号之一由绿色变红色时，出现“停止供油”信号，延时数秒钟后，“正在回油”闪烁（移动式液压装置开始回油），待四个液压顶位置信号由红色变成绿色，蜂鸣器不响后，延时数秒钟出现“停止回油”信号。至此，整个顶转子操作过程全部结束。数秒钟后，测控装置自动切除电源。自动测控过程中如遇到紧急情况，可以按“急停”按钮切断测控装置电源。

4.2手动操作

现地控制箱内设有导轨式按钮，可直接按箱内的“油泵启动”“供油”“回油”按钮，进行手动操作。

5结语

篇8

【关键词】自来水厂；节能降耗；自动化控制；应用

一、自来水制水工艺及自控系统的组成

1、自来水制水工艺。制水工艺过程分别几个步骤，取水-制备与投加药剂-混凝-平流沉淀-过滤沉淀-送水。制水工艺采用最新的深度处理工艺，从而达到最新的国家标准要求。自控仪表设备选取分布式集散控制系统，与先进的计算机控制技术、网络技术相结合，实现整体生产工艺的自动化管理控制，为自来水厂创造更高的生产效率及出水质量。

2、自来水自控系统组成。从整体自动控制系统的多个控制站考虑，可以选择任一个一级控制站作为代表，分析PLC在控制站中硬件和软件的设置。其中，PLC的硬件配置包括扩展型基架和CPU、电源、数字量输入输出、模拟量、通讯五大模块共同构成，其中，CPU和电源模块在左端插槽，其它模块可随意安装。按照实际情况设置基架拨号，通常情况下采取16进制，不过0号主基架拨码例外，必须把统一设置成“off”状态。

二、自来水厂节能降耗中自动化控制系统的应用

1、取水泵站自动化控制系统的设计。取水泵站一共有4台取水泵（其中2台变频泵及2台定速泵，3用1备），主要为整个水厂进行原水的供应，是电量的主要消耗站之一，也是水厂控制电量的关键部位。为保证最大限度降低电耗，需把水泵分为两个组：运行的变频泵设定为变频泵组，另一台变频泵及定速泵设定为定速组。每次运行均至少开启一台变频器，当运行变频泵设定时间到时，且另一变频泵不运行时，将自动切换至另一变频泵。自控系统将根据清水池水位增减相应的水泵。

1.1取水变频泵的频率调整。原水变频泵的运行频率要介于最小和最大频率之间，频率限定值在SCADA系统中设定。PLC记录变频泵停止前的频率，以便于变频泵再次启动后保持之前的频率。

1.2定速泵的启动数量。定速泵的启动数量由变频泵的运行频率决定，为了更好地控制定速泵的数量，需要定义两个限定值：限定值1：启动一台定速泵时变频泵频率，限定值2：停止一台定速泵时变频泵频率。

2、加药加氯系统自动化控制设计

2.1加药系统。加药系统主要节能控制点在于控制药耗。水厂加药系统主要用于控制聚合氯化铝的投加，为保证系统的节能降耗，主要控制在于精确计算氯化铝的投加量。乐从水厂设计3台加药计量泵，计量泵的速度需通过PLC计算并直接通过通信进行速度控制给定。

2.2加氯消毒站程序设计。整个水厂的加氯系统由气源系统，真空加氯系统，压力水供应系统，电气、控制检测仪表系统，氯气泄漏检测及安全防护系统组成。为了掌握加氯是否处在手动或自动加氯状态，在加氯机中引出了加氯机的手动/自动选择信号。

（1）前加氯控制设计。前加氯机的控制方式：前加氯的作用主要是防止藻类和破坏胶体，所以前加氯一般根据原水流量按比例投加：加氯机开度控制=源水流量（m3/h）*投加量（kg/km3）/1000，共设置两台前加氯机，一用一备。当使用加氯机故障时，在SCADA上发出警报，并自动切换至另一台备用前加氯机，

（2）后加氯控制设计。后加氯主要作用是保证出厂水中余氯含量，起到清水池及出厂水管道消毒作用。控制方式如下：加氯机开度控制=流量主控制量+余氯控制量流量主控制量=滤后水流量或源水流量（m3/h）*投加量（kg/km3）/1000

（3）余氯控制量根据滤后水余氯高低进行控制，控制范围规定在流量主控制量的±5%。当余氯高于SCADA中设定的余氯值时，每分钟余氯控制量-0.2kg（可以SCADA中设置）当余氯低于SCADA中设定的余氯值时，每分钟余氯控制量+0.2kg（可以SCADA中设置）本工程共设置2台前加氯机，一用一备。当使用加氯机故障时，在SCADA上发出警报，并自动切换至另一台备用前加氯机。

3、沉淀池排泥系统自动化控制设计。沉淀池排泥系统主要由排泥阀、排泥车组成。该环节的节能控制关键点在于排泥过程中合理排水，在污泥排放时尽量减少不必要的排水。

3.1沉淀池排泥阀控制。沉淀池排泥阀周期性排泥：排泥周期可设定；各排泥阀开阀时间可设定。排泥周期可设定：用户可根据原水水质进行排泥周期的设定，合理减少排泥时间。各排泥阀开阀时间可设定：用户可根据平流沉淀池的具体特性，设置各阀门的相应开启时间。

3.2排泥车控制。沉淀池排泥车的过程控制：由于沉淀池长度约100m，长度较长，而按照沉淀池的沉泥规律，从沉淀池的进水到出水，池底所沉积的泥厚度按从多到小逐步递减的规律进行，因此，为了达到排泥车的排泥效果而又减小不必要的排水浪费，排泥车的行走电机可采用变速电机，在沉淀池的进水端采取慢速行走，而在沉淀池的出水端采取快速行走，或排泥车的行走电机为定速电机，排泥车从沉淀池的进水端前行全程1/3，后退至沉淀池进水端，再从进水端排泥至出水端，空车返回。

4、送水泵站自动化控制设计。送水泵房一共有4台清水泵，分别为2台变频泵及2台定速泵组成。正常使用时为3用1备。每次运行均至少开启一台变频器，当运行变频泵设定时间到时，且另一变频泵不运行时，将自动切换至另一变频泵。系统分为两个组：运行的变频泵设定为变频泵组P401A/C，定速泵P401B/D设定为定速组。运行的变频泵的频率根据出厂水压力设定值调整。定速泵启动的个数根据变频泵的频率决定启动台数。

4.1加压变频泵的频率调整。加压变频泵的频率根据SCADA设置的压力值进行PID恒压控制，PLC不断调整变频泵的频率。变频泵的频率及频率阀值以Hz表示。

4.2增加变频泵频率。变频泵频率由用户设定压力值及实际管道压力计决定。PLC通过PID运算调整变频泵频率，当管道压力小于用户设定压力时，变频泵频率将增加。

4.3减少变频泵频率PLC。通过PID运算调整变频泵频率，当管道压力大于用户设定压力时，变频泵频率将减少。

4.4定速泵的启动数量。定速泵的启动数量由变频泵的运行频率决定。为了更好的控制定速泵的数量，需要定义两个限定值：限定值1：增加一台定速泵时变频泵频率；限定值2：停止一台定速泵时变频泵频率

4.5启动一台送水定速泵。当变频泵的频率高于等于限定值1（例如48.5Hz）并且至少有一台定速泵可用时启动一台定速泵。

4.6停止一台送水定速泵。当变频泵的频率低于限定值2（例如35Hz）并且至少有一台定速泵运行时停止一台定速泵。

结束语

自来水生产具有独有的特性，其连续性、不可替代性及不间断性要求自动化控制系统具有较高的可靠性、高速性以及稳定性，必须要选择增强型的处理器。自动化系统在自来水厂中的应用有广泛的发展，可以有效的保证水质，提高自来水厂的处理能力。

参考文献

[1]张文峰.自动化控制系统在自来水厂中的应用浅析[J].数字技术与应用，2014（26）：314-316.

篇9

关键词：海河开发、地下式、排水泵站、自动化控制

天津是我国北方重要的经济中心，按照天津市国民经济和社会发展的总体目标，到2010年，天津将建设成为全国率先基本实现现代化的地区之一，成为中国最重要的工业基地，商贸、金融、技术开发、信息、交通的远东国际交流中心。因此，天津在我国对外开放和区域经济发展战略中，有举足轻重的作用。

2002年底天津市政府通过了海河综合开发总体规划，将用3~5年的时间，将海河建成独具特色、国际一流的服务型经济带、景观带和文化带，使其不仅具有防洪、排涝、供水、航运等功能，更具备旅游、休闲和发展三产服务业的功能，弘扬海河文化，创建世界名河。海河大沽桥工程对海河两岸综合开发改造的顺利实施有着十分重要的意义和积极的推动作用。

海河大沽桥工程地道泵站设计简介

大沽桥地道泵站设计概况

大沽桥地道泵站位于海河东路以东的桥区范围内，占地面积及外型都受到了一定的局限，设计力求结构外型新颖，将泵站主体设计为直径5.5米的钢筋混凝土圆型地下结构，不单独设置附属用房，通过远程控制，监控泵站运行情况，地上无一构筑物，即满足了泵站的使用功能，又不影响桥区景观。

大沽桥下沉路采用U型槽的结构设计，有效防止了地下水。U型槽结构底板厚度结合强度和抗浮的要求设计，其主体结构外包防水层，因此具有既防水又抗浮的特点。这就决定下沉路为此结构时不需考虑地下水的排除，只考虑地道雨水水量的排除就可以了。具体设计方法是在下沉路面横向较低侧设置收水边沟并设置排水管，引入集水井中。集水井设置于U型槽结构底板以下，通过雨水管排入地道泵站。

泵站占地面积22平方米，收水面积0.43公顷。设计水量：0.162 m3/s。来水通过地道泵站提升后，经压力出水管（设两个压力井）排入海河。

大沽桥下沉路的设计等级为可淹没，下沉路与海河间挡墙设计标高为2.2m.T.D，当海河水位为2.2m.T.D时，下沉路将呈现淹没状态。

水泵台数和泵型的确定

在选泵之前要根据泵站规模、扬程估算，并考虑到泵站结构与工艺布置合理性及占地面积大小等因素确定水泵的台数。在扬程和估算流量合适的基础上，根据水泵特性曲线初步选用。

大沽桥地道泵站的来水水源仅为路面水，雨水流量为0.162m3/s，选用流量为0.081m3/s的潜水泵两台，估算扬程为6.4米。

泵站的进水管道管径d600mm，管底高程即为水泵的最低水位-2.566m.T.D，管顶高程即正常高水位-1.966m.T.D，海河蓄水位为2.5m.T.D，静扬程为5.066米。水泵初步选出后，进行水力计算，计算出水泵实际需要的扬程，基本与估算相吻合。使水泵运行的工况点处于高效率区的范围，无论在单台泵运行和两台泵同时运行时，都能够有较高的效率和稳定可靠的运行状态。

由于桥区景观要求本工程采用的是地下式的排水泵站，所以优先选用潜水泵。

泵房布置

泵站主体为5.5米直径的钢筋混凝土结构，共分为两层，上层标高1.200m.T.D，下层标高-2.906m.T.D，泵站总深度7米。

下层为水泵层，内分进水闸阀井和水泵集水池两部分，上层为闸室层，内有水泵出水管路、闸阀等设施，闸室层顶板设置吊装孔，通风孔及人孔；闸室层底板上设置吊装孔。泵站出水管上设两座出水压力井，出水口采用橡胶缓闭止回阀，防止河水倒灌。

水泵层平面图 剖面图

该泵站未设值班室，值班人员可在桥对面的大沽路泵站内值班对本泵站进行监测及巡视。

报警水位的确定

地道泵站的报警水位是根据地道的最低点下返1m安全水头，再推算到泵站集水池的水位确定的。大沽桥地道泵站报警水位设为-0.587m.T.D。在降雨时，严格控制雨水的报警水位，保证地道最低点的安全。

泵站的自动控制

大沽桥地道泵站选用两台潜水泵，其自动开车停车的主要措施是采用超声波液位计根据集水池的水位变化，按预先给定的程序自动开停。由于大沽桥下沉路设置了亲水平台，平台标高2.0m.T.D，亲水平台外挡墙标高2.2 m.T.D，决定了控制水泵开停车自动化的措施：

1）当海河水位低于2.2 m.T.D时，泵站正常运行。集水池水位为-2.266 m.T.D时开一台泵，当集水池水位为-1.966 m.T.D时两台泵同时运行。

2）当海河水位超过2.2 m.T.D时，关闭进水闸阀，泵站停止运行。

3）警戒水位为-0.587 m.T.D，最低水位：-2.566 m.T.D，正常高水位：-1.966 m.T.D。

地下式排水泵站的优缺点

优点：（1）地下式泵房在地面以上只留有供出入地下泵房的人孔、通气孔、吊装孔。无上部建筑节省土建投资。（2）减少了噪音、气味对周围环境的污染。

缺点：（1）地下式泵房除进出口外几乎都在地面以下，虽然专门设置了通风口，但是还需要在检修人员下入泵房之前打开井盖进行长时间的通风，否则容易引起中毒事故。（2）潮湿现象严重、管理人员出入不便、设备进出也很麻烦等问题。

虽然地下式泵站有些缺点，但是本工程将值班室及变配电室放在桥对面的大沽路泵站中，并设许多吊装孔，所以地下泵站基本不经常下人检修。从而充分发挥地下式泵站防噪音、防臭味的优点。

地道泵站今后发展趋势

此次设计的地下式地道排水泵站采用了比较新的设计理念，从选泵、泵房的结构形式到保证管理人员维护检修方便、安全的设计，都体现着泵站运行高效、工艺和结构设计简单、自动化控制先进、同时不失人性化的设计原则。

今后泵站建设必须建设先进的泵站中央监控中心，只有控制中心的高效稳定运转，下属泵站才能发挥功效。用计算机技术与自动控制协助完成排水泵站的运行管理，实现排水管理的定量化、信息化和网络化。

结束语

排水设计作为桥梁及地道设计的重要内容之一，应根据公路等级、降雨强度、地下水、地形、地质、土类、材料来源等情况综合考虑，合理布局，因地制宜地选择经济、合理、美观、实用的工程措施，确保立体交叉道路的稳定和行车的安全，同时达到与周围环境协调、美观的效果。为此尚需建设、设计、科研、施工、监理等多方面共同努力，在实践中不断探索、总结，以提高我国立体交叉道路的建设质量。

参考文献：

[1]孙慧修主编.排水工程.上册.北京：中国建筑工业出版社，第四版,1999年12月

[2]北京市市政工程设计研究总院主编.给水排水设计手册.第5册.城镇排水. 北京：中国建筑工业出版社，第

二版,2004年2月

[4]《城市排水工程规划规范》(GB 50318-2000)

[5]《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)

[6]《城市工程管线综合规划规范》(GB 50289-98)

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【关键词】水闸泵站自动监测系统;现代化管理;远程监控

宁夏中南部地区地处黄土高原和干旱半干旱荒漠地带，是全国主要的回族聚居区，地区土地面积和人口分别占全区土地面积和人口的64%和45%，是宁夏的半壁山河。这里沟壑纵横、荒漠广布、十年九旱、极度缺水、生态脆弱、交通不便、人多地少，我国这样的地区还有很多，这些偏远地区的农业灌溉以及群众饮水等问题受到了重视，固海扬水工程的投资和建设极大的改善了这一问题，随着自动化控制技术的广泛应用，水闸泵站自动监测系统近几年在固海扬水工程中大面积实施，为此我们将分析其建设方法以及应用价值。

1 水闸泵站自动监测系统主要建设内容

水闸泵站自动监测系统主要包含了三个部分，分别是区域水闸泵站监测中心、网络通讯系统、水闸泵站现场监控点。水闸泵站自动监测系统建设主要目的是实现区域内水闸泵站的自动化调度，整个系统将覆盖区域内多个泵站并能够实现对河水位、电源运行、检测点、闸门运行等的控制，系统建设的主要内容有：

1.1 水闸泵站现场检测点

现场检测的主要作用是通过传感器来检测现场的内外河水位、现场传感器、水闸泵站工作状态的搜集，通过上层的通讯设备将传感器感应的数据传输到检测中心，并且可以连接现场检测点的报警装置，有效的检测险情以及检测点的故障。现场检测点核心设备是闸门开度仪、水泵保护传感器、超声波液位计等多种类型的传感器，并辅助相关的控制模块、储存模块、微型处理器、数据采集器、数据通信模块等，建设重点是前期各个模组和传感器的安装和调试。

1.2 网络通信系统

网络通信系统是实现远程自动化控制的重要连接纽带，一般采用的是CDMA或者GPRS的无限数字网络通信制式，并通过RS-485总线实现传感器与检测终端之间的连接，从而组成了下场检测系统。现场采集到的模拟量、开关量、继电保护和报警信号等通过无线通信模块传输到检测和控制中心中，有的水闸泵站自动监测系统中设置了多层级的检测中心点，主要原因为区域覆盖面积更广，控制和调度动作更加复杂。

1.3 区域水闸泵站监测中心

控制中心是水闸泵站自动监测系统的大脑，由数据储存系统、主控制室计算机群组、服务器等构成。监测中心主要实现了检测数据的储存、处理以及显示，通过绘制多种数据的曲线和表格等，而工作人员通过研究以及实时监控相关的数据实现险情预警，同时能够通过控制中心实现水站泵站的远程监控。

2 水闸泵站自动监测系统的应用

2.1 引清调水农业灌溉

通过水闸泵站自动监测系统的应用能够实现对河水位、水闸泵站等的控制和检测，并能够在紧急情况下实现抗灾减灾的指挥和调度。通过检测点反馈的数据，能够准确的分析区域内各个地点的旱情和水情，从而检测各个闸站的抢险情况给予及时的处理指挥。另外水闸泵站自动监测系统的设置不仅仅能实现区域内水情实时监测，还能够通过远程的自动检测完成综合调水通过实时控制闸门的开启和关闭实现水流的控制和调节，达到改善水环境、引流灌溉等抗旱救灾的目的。同时通过纵向分析多年的河流数据，结合水利数学模型制定合理的引水灌溉方案。

2.2 提升行业管理水平

水闸泵站自动监测系统建成后极大的改善了区域内水环境的调节和控制，极大的提升了水闸本站管理的现代化水平。另外通过计算机技术的应用，使得原始数据的记录更加的高效和准确，各个检测点获取的数据记性归纳和分析，能够进一步的了解区域内旱情情况，并为水闸泵站管理和考核的依据。水闸泵站自动监测系统建设完成后，也从根本上改变了原有的调水以及各种的水闸管理方式，减少了人力资源的投入，使得水闸泵站管理更加的高效，提升了行业管理的现代化水平。自动检测系统也加快了现代化调水指令的相应速度，提升了河道水闸泵站管理部门的社会影响力。

2.3 水资源调度

水闸泵站自动监测系统几乎覆盖了整个区域内的水资源量，通过多个实地检测点的布设以及GIS地理信息系统等的假设，实现了水体流向的监控。通过每一个实地检测点反馈的数据，实现了对泵站水闸运行状况、河水位检测等，极大的提升了水资源的现代化调度，提高了水资源的利用效率。

2.4 水务规划和信息化

通过水闸泵站自动监测系统的建设，能够在水闸泵站监控中心中了解河道主干道以及支流的详细状况，通过计算技术也实现了水情信息、河流信息等多个信息的处理，全面的提升了水务管理的信息化。

3 水闸泵站自动监测系统的应用效益

水闸泵站自动监测系统的建设有着经济效益、社会效益和生态效益等多个方面的价值，其应用效益主要体现在以下几个方面：

3.1 改善水环境效益

水闸泵站自动监测系统的建设实现了水资源的科学调度，大幅度的提升了区域内抵抗自然灾害的能力。系统建成后，将成为覆盖整个地区内的水闸、水资源信息、河网水文等的调度和检测，是的区域内的多条河流干道实现了定向和有序的流动，提升了河网水体的改变次数，极大的改善了河道水体的质量，在一定程度上减少了河道淤积，在改善水环境中也保障了当地居民饮水、灌溉等的用水需求，极大的减少了环境工程投资。

3.2 区域经济效益

对于西北地区来说，水资源意味着财富。无论农业发展还是城市居民生活用水，水资源的利用都是现代化建设必要的发展资源，通过水闸泵站自动监测系统的引入也减少了区域内旱灾对国家和人民生命财产的威胁，保障的农业的健康发展，促进了区域内经济的可持续发展。

3.3 信息利用效益

水闸泵站自动监测系统的建设也带动了区域内水资源控制的信息化进程，系统建设也带动了周边辅助办公和管理系统的开发，例如办公自动化、行政管理信息化、抗灾辅助指挥系统等现代化管理系统的开发和应用，提升了区域内信息资源的利用水平。

4 结语

水闸泵站自动监测系统极大的提升了区域内水闸泵站的管理水平，通过计算机技术和自动化控制技术的应用，减少了人力资源的投入，提高了水闸泵站的现代化管理，总之水闸泵站自动监测系统的应用是水利系统建设的重要基础，在抗旱救灾中体现着极其重要的角色。

参考文献：

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