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1、关于泵站自动化控制的研究 【摘 要】我国泵站自动化控制技术自上世纪发轫以来，经历迅速演变的过程，改善了泵站运行的条件状况，提高了泵站效率，改善了经济效益。泵站自动化控制系统主要包括计算机监控系统、保护系统、视频成像系统、通讯系统，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。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、数据信息通讯等功能。 【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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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
9、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）. 2陈金法.泵站自动化控制系统的设计与实现J.自动化技术与应用，2011（2）. 3刘广龙.乳化液泵站自动控制装置研制及应用J.山西煤炭，2010（45）.第 6 页 共 6 页
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