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關(guān)于簡(jiǎn)析泵站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢的論文
大型輸配水泵站是我國城市供水行業(yè)重要的工程設施，是輸供水的動(dòng)力來(lái)源，承擔著(zhù)為城市及地區供水的重任，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的吃速發(fā)展，我國大型供水泵站自動(dòng)化技術(shù)也已經(jīng)初步實(shí)現了集散控制，并向著(zhù)測量、控制、管理一體化方向發(fā)展。
1泵站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現狀
1. 1數據采集和處理技術(shù)
數據采集和處理技術(shù)是整個(gè)泵站信息化系統的基礎，主要承擔著(zhù)泵站信息的采集和數據處理功能。通過(guò)現場(chǎng)控制單元來(lái)采集泵站口常運行過(guò)程中的各類(lèi)電氣量信息(電壓、電流、功率等)、非電氣量信息(測點(diǎn)的溫度、壓力、流量等)、狀態(tài)量信息(機組的工作及檢修狀態(tài)等)、開(kāi)關(guān)量信息(主變及線(xiàn)路的投退、機泵的啟停、排水泵和風(fēng)機等附屬設備的控制等)、繼電保護信息(各類(lèi)繼電保護的動(dòng)作情況)，采集信息后經(jīng)過(guò)數據處理和邏輯判斷，對設備進(jìn)行控制并輸出相應的告警信息。
目前，在監控信息化方面，新建的泵站都配備了計算機監控系統，基本實(shí)現了先進(jìn)的視頻監控技術(shù)，同時(shí)結合包括Wince intouch等在內的眾多國際品牌計算機監控軟件及網(wǎng)絡(luò )等共同完成泵站監控系統架構。
1.2運行調度技術(shù)
運行調度系統是泵站自動(dòng)化的“神經(jīng)”，能夠根據泵站實(shí)際運行情況來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)調度。在滿(mǎn)足泵站揚程與流量的前提下，尋找最優(yōu)的運行方式，在成本最優(yōu)的情況下實(shí)現泵站效益的最大化。運行調度系統通過(guò)計算機技術(shù)建立泵站控制對象模型，包括泵機經(jīng)濟運行模型、泵站調度管理模型等，并結合效率、成本、流量等相關(guān)約束條件，根據目標函數實(shí)施優(yōu)化控制、科學(xué)調度，通過(guò)對數學(xué)模型求解選擇最優(yōu)的機組聯(lián)合運行模式，確定不同時(shí)段、不同流量的最優(yōu)運行狀態(tài)，實(shí)現泵站的高效、最優(yōu)、經(jīng)濟運行。
目前，在運行調度方面，供水泵站都基本實(shí)現了不同水平的半自動(dòng)化，數據通信已經(jīng)實(shí)現“四遙”，有些大中型泵站可以達到以機待人、少人值守，甚至無(wú)人值守的自動(dòng)化水平。
1 .3運行信息管理技術(shù)
泵站在運行中將產(chǎn)生大量信息，做好運行信息管理是泵站自動(dòng)化的基礎。泵站實(shí)時(shí)運行信息管理包括實(shí)時(shí)數據采集和顯不、歷史數據綜合統計、泵站運行數據管理三大環(huán)節。其中實(shí)時(shí)數據采集主要包括泵站壓力、流量、水位等信息，能夠通過(guò)這些數據進(jìn)行泵站可靠性分析，一旦發(fā)現異常能夠實(shí)時(shí)報警。數據信息綜合統計主要監測和存儲歷史數據，包括設備操作記錄、故障錄波等，便于進(jìn)行統計、查詢(xún)和故障回溯。泵站運行數據管理主要包括泵站設備的配置維護和監測數據庫維護，為泵站正常運行提供數據和平臺支撐。
隨著(zhù)計算機信息技術(shù)、數據庫技術(shù)、現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)等的發(fā)展，很多泵站已經(jīng)建設了光纖環(huán)網(wǎng)形式的站級測控局域網(wǎng)，實(shí)現了泵站數據的高速采集，并與上級信息中心可靠地聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行統一的運行信息管理。
2泵站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展需求
2. 1功能需求
2.1.1基本功能:泵站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的較低層次需求，主要包括泵機控制、異常報警、數據采集、辦公自動(dòng)化等，目前已經(jīng)實(shí)現。
2. 1. 2高級功能:包括泵站自動(dòng)化系統的自調節、自診斷、自恢復功能，基于SQL Serve:與VisualStudi。等數據庫開(kāi)發(fā)平臺，構建更適合泵站自動(dòng)化的信息管理系統。
2. 2性能需求
2. 2. 1可靠性:泵站自動(dòng)化水平與供水安全息息相關(guān)，泵站可靠性包括系統的穩定性、魯棒性、抗干擾性、防誤操作能力、短時(shí)故障恢復能力等。
2.2.2適用性:泵站運行具有自身的特殊性，自動(dòng)化系統的運行必須能夠適應泵站運行的實(shí)際情況，為泵站開(kāi)展水情測報、調度計劃、供水計量、信息管理等業(yè)務(wù)服務(wù)。
2.2.3節能性:泵站運行優(yōu)化以低能耗、供水效率高為最終目標，因此，自動(dòng)化系統應該在運行時(shí)間、啟機次數、工藝選擇、算法優(yōu)化等方面加強研究，提升節能性。
3泵站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢
基于上文對泵站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現狀和需求的分析，結合泵站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展情況，將泵站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢總結如下:
3. 1測量、控制、管理一體化
高速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)為泵站自動(dòng)化的業(yè)務(wù)集成提供了良好條件，嵌入式智能控制器以及集PLC. HMI、I//0及通信于一體的“顯觸控一體化”OCS控制器等技術(shù)不斷出現，泵站自動(dòng)化朝著(zhù)測量、控制、管理的一體化方向發(fā)展，新型的綜合自動(dòng)化監控系統在能夠測量與控制泵站內關(guān)鍵機電設備的同時(shí)，還能夠以多泵站整體運行最優(yōu)為目的進(jìn)行調度優(yōu)化，集成泵站工作各個(gè)環(huán)節，將信號采集、設備控制、遠程監控、調度優(yōu)化、運行管理進(jìn)行一體化管理。
3. 2自診斷功能不斷完善
響應泵站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的高級功能和可靠性需求，新型的泵站自動(dòng)化應不斷完善自診斷功能，實(shí)現智能故障診斷和自愈控制。目前，我國正在進(jìn)行大規模的大中型泵站升級與改造工作，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、模糊運算、頻譜分析、狀態(tài)檢修、多信息融合等新技術(shù)將不斷應用于泵站故障診斷領(lǐng)域，提升泵站自動(dòng)化的人機協(xié)作水平，推動(dòng)泵站管理系統向自動(dòng)化和智能化方向不斷發(fā)展，從簡(jiǎn)單的數據監測向故障診斷、智能分析、專(zhuān)家會(huì )診等深層次應用轉變。
3. 3運行信息實(shí)時(shí)化管理
運行信息的實(shí)時(shí)化管理有助于更加便捷、高效地掌握泵站運行情況，進(jìn)行科學(xué)決策，輔助泵站管理。未來(lái)泵站運行信息的實(shí)時(shí)化將能夠實(shí)現泵站運行實(shí)時(shí)監測、最新衛星云圖實(shí)時(shí)接收、實(shí)時(shí)在線(xiàn)巡視、設備狀態(tài)實(shí)時(shí)上送，基于實(shí)時(shí)性平臺實(shí)現數據信息多方共享，數據中心和各個(gè)子站之間以專(zhuān)線(xiàn)接入，泵站檢測庫、水情庫、設備庫、決策支持庫等數據庫集成管理、專(zhuān)人維護。
4結語(yǔ)
泵站自動(dòng)化技術(shù)的提升有利于提升精細化管理水平、提高調度優(yōu)化水平能力、增強泵站聯(lián)合運行能力，根據《全國水利自動(dòng)化與信息化規劃》，我國將依據“科學(xué)規劃、分步實(shí)施”的原則，有步驟地推進(jìn)泵站自動(dòng)化與信息化建設，未來(lái)泵站自動(dòng)化技術(shù)將持續向前發(fā)展。作為城市供水行業(yè)的大中型泵站，其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢同樣會(huì )結合地區及行業(yè)的實(shí)際情況，向著(zhù)科學(xué)化、現代化方向遞進(jìn)。
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