摘要：排水泵站作為市政建設和管理工程的主要設施，擔負著(zhù)城市排水防澇的重要任務(wù)。目前國內大部分的泵站的控制和管理還處于相當落后的狀況，與國外相比具有很大的差異，所以必須對現有泵站電氣自動(dòng)化提出更高要求。文章闡述了我國目前泵站對電氣自動(dòng)化需求，泵站自動(dòng)化典型設計的必要性和設計基本思路。

　　關(guān)鍵詞：排水泵站；電氣自動(dòng)化；典型設計

　　排水泵站（簡(jiǎn)稱(chēng)泵站）作為市政建設和管理工程的主要設施，擔負著(zhù)城市排水防澇的重要任務(wù)。從目前國內大部分的泵站控制和管理來(lái)看還是處于相當落后的狀況，與國外相比具有很大的差異。在電氣控制上，自動(dòng)化監控程度低，大部分的泵站僅有單級的常規控制。在管理水平上，大部分泵站的管理記錄和統計都是手工操作，泵站控制和管理沒(méi)有形成區域化的網(wǎng)絡(luò )，所以必須對現有泵站電氣自動(dòng)化提出更高的要求。向國外無(wú)人化泵站監控管理發(fā)展，以達到減員增效和提高管理水平的目的。

　　一、泵站電氣自動(dòng)化在泵站的需求

　　1．泵站電氣設備的自動(dòng)控制、測量、保護、監視、通訊方面。其內容包括：泵站高壓送、變電系統；泵站0.4kV配電系統；泵站直流系統；主機勵磁系統；電機的綜合保護系統。

　　2．泵站及重要輔機系統的自動(dòng)控制、測量、保護、監視、通訊方面。其內容包括：為主機配套的油系統的控制（例如：水泵葉片調節壓力油系統、快速閘門(mén)液（油）壓操作系統、潤滑油系統、齒輪箱冷卻油系統等）；為主機配套的氣系統的控制（為真空破壞閥（虹吸式泵站）所配的低壓氣系統、為水泵葉片調節配套的壓力油及其它氣動(dòng)工具用的中壓儲能氣系統）；泵站水系統（為主機組配套的冷卻水系統、泵站排水系統和消防用水系統等）。

　　3．各種非電量的自動(dòng)測量、監視、通訊方面。其內容如下：水工安全方面的位移、沉降、揚壓力、應力等各種監測；水文、水位、水情、水量、水質(zhì)等各種監測；各種溫度、濕度的監測；絕緣監測；各閘門(mén)開(kāi)度、荷重等監測。

　　4．泵站內、外部的通訊網(wǎng)絡(luò )、辦公自動(dòng)化、保安消防系統。

　　5．全站的視頻監視系統及視頻信息上傳。根據以上納入自動(dòng)化系統的各項需求，將其進(jìn)行分類(lèi)、集成。按照流程框圖要求設計自動(dòng)化監控系統，使系統具備以下功能：控制、保護與調節功能；數據采集與處理功能；設備運行在線(xiàn)監視功能；事故預告與報警功能；數據遠傳與系統管理功能。

　　二、泵站電氣自動(dòng)化典型設計的必要性

　　自上世紀90年代開(kāi)始。隨著(zhù)計算機技術(shù)的迅速發(fā)展和成熟，泵站自動(dòng)化技術(shù)獲得了一定的發(fā)展。但是縱觀(guān)全國各地泵站自動(dòng)化實(shí)施現狀仍存在不少問(wèn)題。由于自動(dòng)化及信息化技術(shù)發(fā)展迅速，而相關(guān)設計院的自動(dòng)化設計力量往往配備不足，近年來(lái)泵站工程的前期設計方案通常由開(kāi)發(fā)商和設計院共同完成。而開(kāi)發(fā)商又沒(méi)有可供參考的標準規范，對泵站自動(dòng)化的真正需求了解不深，致使設計的泵站自動(dòng)化系統和現實(shí)需要脫節。需求分析缺乏深度泵站自動(dòng)化屬于工業(yè)自動(dòng)化范疇。與小型水電站自動(dòng)化比較相近，但也有其自身的特點(diǎn)。I/O點(diǎn)的配置、參數的設置。檢測控制的重點(diǎn)對象應緊密結合泵站運行管理實(shí)際需要來(lái)確定。不少開(kāi)發(fā)商將泵站開(kāi)停機操作理解為泵站自動(dòng)化，結果用大量的配置將泵站的柜前操作移至計算機屏幕前的鼠標操作。對泵站自動(dòng)化內在的需求沒(méi)有分析透徹。泵站的勵磁系統問(wèn)題、保護問(wèn)題、水力監測問(wèn)題、經(jīng)濟運行問(wèn)題故障診斷問(wèn)題、主機與輔機的配合問(wèn)題、生產(chǎn)管理問(wèn)題及信息化問(wèn)題等等才是泵站自動(dòng)化的核心需要。不少泵站對此沒(méi)有引起足夠重視。

　　泵站自動(dòng)化是一門(mén)綜合了泵站技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)和控制技術(shù)等多學(xué)科的高科技新生事物但由于泵站自動(dòng)化起步較晚，積累的經(jīng)驗不多又沒(méi)有相應的標準和規范。泵站自動(dòng)化的投資規模、設備的檔次和范圍、監測控制對象、速度和精度軟件的配置、功能設置、數據庫定義、與信息化系統的接口標準、協(xié)議、與智能設備的接口等都迫切需要一個(gè)典型的參考或相對統一的規定。在暫時(shí)沒(méi)有標準規范的情況下組織進(jìn)行泵站自動(dòng)化典型設計是十分必要的。

　　大中型泵站類(lèi)型不多。同容量同類(lèi)型的泵站自動(dòng)化需求基本相同�？梢愿鶕�泵站電機的容量等級、水泵結構、輔機配置等分成少數幾種等級或類(lèi)別。自動(dòng)化的基本需求也可以分成幾種類(lèi)別。不同的類(lèi)別可以根據泵站的重要程度和可能投資力度分成幾個(gè)檔次，然后根據類(lèi)別和檔次分別進(jìn)行典型設計。

　　三、泵站自動(dòng)化典型設計的基本思路

　　面向需求的典型設計泵站自動(dòng)化絕不僅僅是機組開(kāi)停機自動(dòng)化，泵站自動(dòng)化由泵站生產(chǎn)管理實(shí)際需求來(lái)確定。泵站及泵站的生產(chǎn)、管理人員應該做什么、期望泵站自動(dòng)化代替人工做什么、自動(dòng)化能夠為泵站做些什么、哪些是重點(diǎn)必須做的、哪些是非重點(diǎn)的都要進(jìn)行認真分析。如泵站水位流量監測控制、泵站效率控制、泵站勵磁調節控制、泵站無(wú)功控制、泵站振動(dòng)噪聲空蝕監測控制、溫度控制、泵站保護、故障和事故預警、泵站輔機及附屬配套設備監測控制、視頻監控需求、管理系統信息交換等等。泵站對自動(dòng)化的需求是復雜的也是無(wú)止境的。典型設計要在充分分析需求的基礎上。分出輕重緩急，分出可能與不可能，分出效率面向需求量體裁衣。作出切合泵站實(shí)際需要的典型設計。

　　1．面向信息的典型設計。泵站信息作為水利信息化的基礎節點(diǎn)，可提供信息化的基礎信息典型設計要充分挖掘和提取泵站關(guān)鍵信息為信息化系統提供標準的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息。泵站也只有通過(guò)典型設計才能較好地做到這一點(diǎn)。

　　2．基于準標準化的典型設計。泵站自動(dòng)化還沒(méi)有相應的標準和規范，但典型設計可以起到一個(gè)標準性的作用，可以較為普遍地應用。如800kW立式同步電動(dòng)機拖動(dòng)的泵站推力瓦布設幾個(gè)溫度傳感器。電量監測是采用電量傳感器還是通過(guò)交流采樣，由計算機計算還是直接采用多功能電表等，可通過(guò)典型設計基本固定下來(lái)，使典型設計起到部分標準和規范的作用以供參考，從而使大型泵站自動(dòng)化具有整體性和整齊性。

　　3．基于模塊化的典型設計。雖然大中型泵站類(lèi)型不多，變化不大，但各個(gè)泵站還是存在機組臺數和形式的區別。典型設計可以設計出若干個(gè)模塊應用到所有泵站之中。整個(gè)泵站綜合自動(dòng)化系統就是由數個(gè)基本模塊通過(guò)積木式疊加組合而成。

　　泵站綜合自動(dòng)化的基本模塊可分為泵站監控層及網(wǎng)絡(luò )模塊、水力監測模塊、泵站機組LCU模塊、泵站輔機LCU模塊、微機勵磁模塊、泵站公用LCU模塊。泵站清污機LCU模塊、泵站防洪閘（節制閘）LCU模塊、泵站工程安全自動(dòng)監測模塊、視頻監控模塊辦公管理模塊等。模塊化設計是將泵站自動(dòng)化作為一個(gè)產(chǎn)品整體考慮。同時(shí)又使之具有較大的靈活性�？梢赃m用于同類(lèi)型的所有泵站�？梢员苊庖蛉狈�標準而盲目追求高投入和高配置以及設計功能不全的問(wèn)題。如機組LCU模塊就是一個(gè)內部不可分割的模塊。內部的PLC傳感器、電源、T/o接口端子、繼電器等都是確定的，端口也是確定的。每個(gè)模塊都包括確定的硬件配置。軟件配置和功能配置。

　　三、結語(yǔ)

　　在泵站的實(shí)際運行中，泵站自動(dòng)化控制流程設計正確與否，實(shí)際上是由流程圖決定的，所以確定流程圖時(shí)需要征求有關(guān)專(zhuān)業(yè)方面的意見(jiàn)，對流程進(jìn)行必要的補充和修正，使其真正與泵站的實(shí)際操作情況相符，從而保證泵站機組的安全運行，泵站自動(dòng)化典型設計與泵站自動(dòng)化改造是利用現代科學(xué)技術(shù)武裝泵站大幅度提高泵站現代化管理水平的重要舉措。如何將泵站自動(dòng)化工作做好，真正發(fā)揮現代科學(xué)技術(shù)的作用是擺在我們面前的一個(gè)重要的現實(shí)問(wèn)題。

　　作者簡(jiǎn)介：陳導（1981－），男，廣東平遠人，供職于惠州市惠州大堤管理處，研究方向：水利工程。