泵站综合自动化系统若干问题的探讨

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1、泵站综合自动化系统若干问题的探讨

2、第1　摘要针对泵站综合自动化系统的建设和改造问题以及大型泵站特点，提出了泵站综合自动化的一些基本思路，通过对近几年来泵站在自动化实践分析，就泵站综合自动化在系统的确定、设备的选型、自动化流程等方面进行了探讨。关键词泵站自动化拓扑结构1关于综合自动化模式一般泵站由变配电设备、电机、水泵及相关辅助设备组成，但不同的泵站有不同的设备，有不同的硬件条件，同时各运行单位的要求也不一样。因此，泵站自动化出现了若干个模式。笔者推荐以下2种模式：（1）完全自动方式。根据上级调度指令（或

3、水资源调度方案）确定抽水流量（或开机台数），通过网络向某个泵站发出指令。泵站根据指令完成从电源投入开始自动完成每一个操作步骤直至完成机组运行，并将运行情况通过网络实时传递指令发出方。这种自动方式对泵站设备的技术要求高，要有较完备的运行可靠性和自动处理运行故障的能力。（2）分步自动方式。这种方式是将调度指令发给现场控制级单位。泵站对成若干个自动小系统，由泵站现场控制级分步执行。如主变的投运及开机。运行的主要技术参数通过网络上传给指令发布方。这种控制方式对泵站设备的可靠性可以相对差一些。但要将系统作统一规划

4、，给以后的发展留有余地。分步式自动方式从现在泵站实际情况看，往往比较容易实现，并可以分布实施。目前许多泵站已经做了大量的前期工作。可以在此基础上进行改造，但从现代技术发展趋势看，全自动方式是发展方向。2关于综合自动化拓扑结构和设备的选用（1）综合自动化拓扑结构。泵站综合自动化的拓扑结构直接影响自动化运行速度和运行可靠性。目前大部分泵站的控制方式采用分布式控制结构系统DCS（DistributedControlSystem）。其拓扑结构如图1所示。图1分布式控制结构系统DCS拓扑结构示意图图1的拓扑结构是

5、在各种传感器、执行器件的基础上分别发展起来的。由于对泵站自动化尚无统一的标准，从而，出现了各种总线并存的局面，接口协议标准各异。对泵站而言，是要减少总线的数量、简化布线、节省空间、降低成本及系统维护方便。这就需要有一个统一的总线标准。目前大部分泵站以上管理部门已建或者将建内部网（Intra），Intra和因特网（Intra）具有相同的技术原理，都基于全球通用的TCP/IP协议。如果让现场级的传感器、执行器实现TCP/IP协议，使数据采集、信息传输等都能直接在Intra上进行，既统一了标准，又能使测控数据

6、在Intra上动态发布和共享，供相关人员使用。这就是所谓的现场总线控制方式FCS（FieldbusControlSystem）。现场总线控制方式对泵站的传感器需作特殊要求，建议采用图2所示的拓扑结构。图2综合自动化拓扑结构示意图图2在该拓扑结构中，主设备由2台PLC（可编程序控制器）和若干台现场管理器组成。PLC有以太网模块和PCM模块。以太网模块直接和上层网络设备交换数据。PCM模块和下层管理器进行通讯。2台PLC可以互相交换数据，并可以形成热备用。下层管理器具有采用高集成监控一体化的设备，并有2个通

7、讯口。这样形成的系统，结构简单，下层设备接口协议统一，并且容易形成热备用。（2）设备的选用。综合自动化设备的选用直接影响综合系统结构和运行可靠性。在传统的泵站设计思想直接影响下，一般情况下仍将泵站的二次系统分为测量、保护、控制3个部分。并按照不同的要求选择不同的设备。不同的设备也出现不同接口协议，造成系统复杂。近几年来，随着微电子集成技术的发展，集控制、保护、测量为一体的设备已经出现。因此主设备选用建议尽量采用控测保一体化的设备。并尽量选择同一个厂家的产品（即使是不同厂家也应遵循一个统一的接口协议）。这

8、里介绍一款由美国通用电气公司生产的综合管理继电器。目前可供泵站选择有SR745变压器管理继电器、SR750馈线管理继电器、SR469（SR369）电动机管理继电器、DFP100馈线管理继电器。上述设备从设计参数看，基本满足一个泵站主设备的保护、测量、控制的要求。泵站公共部分综合自动化尽量选用PLC，目前PLC已经非常成熟和可靠。并且容易通过编程进行过程控制。建议在选择泵站有关测控设备时最好采用模拟量输出。泵站的辅助设备的测量尽量使用模拟量输入，直接进PLC，一方面容易编程，另一方面可减少非标准的接口协议

9、进入。泵站推荐使用设备见表1，供系统设计时参考。表1　　泵上推荐使用设备