泵站自动化研究现状与技术分析

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1、泵站自动化研究现状与技术分析　　摘要：近年来自动化技术在泵站现代工程改造过程中起到了重要作用。随着科术的日益更新进步，泵站自动化技术在实际应用中也越来越广泛。文章分析了泵站自动化发展的历程、现状，以及对当前主要泵站自动化中关键技术作了详述，总结归纳出存在的问题，以为日后工作改善提供参考，分析认为随着技术的不断发展，我国将逐步实现信息化智能泵站。　　关键词：泵站；自动化技术；发展现状；信息化　　1泵站自动化建设发展历程　　1.1国内泵站自动化发展历程　　经历近五十年的发展，我国泵站自动化发展完成了“三步走”，从发展较为缓慢的初级阶段

2、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[1～2]。　　（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，淮阴泵站将之前有?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、　　（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。　　1.2泵站自动化技术发展现状　　随着社会的不断进步，科技发展成果越发广泛的投入进实际，泵站自动化技术水平也随之更新，现如今通过对曾经需要工程人员现场启停控制的半自动化泵站的改造升级，一种一体化全自动新型泵站逐步推广。根据国家水利部审议并通过

4、的《全国水利信息化“十三五”规划》的要求，全自动化泵站是集数据信息采集、传输、存储、管理、控制为一体，通过数字化、网络化、智能化的新理念，在保障水安全的基础下，完善泵站一体化管理要求，实行最优控制管理，最终达到“无人值守，少人值班”的高自动化泵站水准。　　2泵站自动化关键技术　　2.1信息传感技术　　传感器技术在在泵站信息自动化系统中起着数据的采集和处理的功能。对泵站现场分布的各类信息数据感知并采集，其中包括电气量（电压、电流、功率、频率等）、水泵电机温度、压力、油压，闸门阀的位置、水流量、降雨量、水位、风速，闸门运行起停机工作状

5、态，以及控制现场日常开关信息监测和实地摄像视频等传感数据信息的监测传输。众多的传感器分布在泵站的内外，在运用无线ZigBee/GPRS技术或者以太网光纤高速传输技术通信，各设备采用通用标准与各子通信网关进行数据传输通信[3]。　　2.2泵站自动化监控技术　　泵站自动化监控系统是将现场监视、数据测量、水泵控制、操控管理系统集成为一体的计算机综合控制系统[4]。这套自动化监控系统主体部分是由现地控制部分LCU和上位机组成，上位机通过以太网等方式和LCU实施通讯，实时将现地控制单元的各部分所采集的数据进行汇总并直接在总控计算机上显示。数

6、据经过计算机组态软件编程设置，将LCU数据进行归类，存储在SQL数据库中，并生成实时报表，参数报警和趋势状态图，为泵站中监控人员可以通过访问数据库实现合理的操作。　　泵站自动化监控系统技术也由以下几个子部分组成。　　（1）网络通讯：运用虚拟局域组网技术，将泵站与监控控制中心组建成一个小型局域网，通过虚拟专用网络VPN专线进行远程访问。（2）显示仪表：泵站内的各个监测点的液位表、压力表和各电气设备的电参数仪表进行汇总显示，构成泵站的仪表显示系统部分。（3）视频监控：泵站内各摄像头视频图像数据集中由网络传输至视频监控中心，组成泵站视频

7、监控系统，人员实时观察泵站动态。　　2.3泵站控制技术　　2.3.1以PLC控制为主的控制方式。泵站自动化控制系统中主要包括闸门自动控制、机组的起停控制、辅助设备控制等，这些控制都是遵循逻辑顺序进行的，由于传统的继电器控制复杂且不易维护，不能满足现代化泵站改造发展的需求。而PLC以其强大的逻辑功能，可靠性高，易控制的优点取代了日渐落后的继电器控制方式，PLC成为现代泵站控制系统的主力。PLC控制通常在整个控制系统的中间层，泵组LCU设备上传感器传送的模拟量数据通过PLC程序处理A/D模块就可以真实的反映泵站设备的参数状况。一些电气

8、测量数据则可以采用Modbus通信协议的RS-485或RS-232接口直接和PLC通信端口连接进行采集[5]。　　2.3.2以单片机控制为主的控制方式。随着单片机技术的进步与发展，其在工业控制领域应用越来越广泛。以为单片机的开发环境比较成熟，并且价