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　　泵站自动化控制系统功能研究

　　【摘要】泵站自动化控制系统具有数据自动采集分析和实时显示功能，自动完成对主机及辅

　　机控制操作与状态监视，在提高泵站科学管理水平、安全运行中所起到的重要作用。本文主要对泵站自动化控制系统功能相关内容进行了探讨。

　　【关键词】泵站;自动化;控制系统

　　1、泵站自动化的组成

　　自动化控制系统由计算机监控系统，微机保护系统，视频图像以及网络通讯系统组成，主要实现对水泵机组、水闸、供配电系统、进出水池、直流系统、仪表系统、液压系统及其泵站运行重要部位与关键对象、参数进行有效的监测、监视、监控并做到重要数据、图像、指令的传送和接收。自动化控制主要包括现场设备的控制，现场环境的监视，辅助设备的检测和站区范围内的通讯网络几大部分。水闸和水泵的启闭，机电保护以及各类设备状态检测是现场控制的关键。动作、状态和环境联动是现场监控的zui高要求。

　　2、泵站系统功能

　　泵站自动化控制系统主要体现在一下功能:数据采集与处理、运行监视和报警、控制与调节、数据通讯等。

　　2.1数据采集与处理

　　采集的数据与处理要求包括如下类型:

　　a.模拟量的采集与处理:对内外河水位、水泵、闸门开启高度、变配电的高、低压电器系统等参数越限报警进行周期采集，zui后经格式化处理后形成实时数据并存入实时数据库。

　　b.开关的采集与处理：对事故信号，开关量信号等，计算机自动控制系统应能迅速响应这

　　些信号并作出一系列的反应及自动操作。开关量信号输入应无源接点输入。对各类故障信号，辅助设备运行状态信号，手动自动方式选择的信号等非中断开关量的信号，计算机控制系统对这些信号的采集方式定期扫查。对信号的处理包括光电隔离，接点防抖动处理，硬件及软件滤波基准时间补偿，数据有效性及合理性的判断，启动相关量功能(如启动事故顺序记录、或事故报警音响，画面自动推出以及自动停机等)，zui后经格式化处理后存入实时数据库。

　　c.脉冲量的累积与处理：脉冲量的采集处理包括接点当抖动处理，数据有效性合理判断、标

　　度变换、检错纠错处理，经格式化处理后存入实时数据库，也可以直接通过串行通讯采集。

　　d.开关量输出：指各种操作指令，计算机在输出这些信息前应进行效验，经判断无误后方可送至执行机构。为保证信号电器独立性及准确性，输出信号应防抖动并光电阻隔。

　　e.信号量值及状态设定：由于设备原因而造成的信号出错以及在必要进行人工设定值分析

　　处理信号量时，计算机自动控制系统应允许运行值班人员和系统操作人员对其进行人工设定，并在处理时把它们与正常采集的信号同等对待，计算机自动控制系统可以区分它们并给出相应标志。

　　2.2运行监视和事故报警

　　a.运行实时监视。计算机自动控制系统可以使运行人员通过屏幕对各主设备的运行状态进行实时监视。所有要进行监视的内容包括当前各设备的运行及停运情况，并对各运行参数进行实时显示。

　　b.参数越限报警记录。计算机自动控制系统对某些参数以及计算数据进行监控，对这些参数量值可预先设定其限制范围，当它们越限及复*要作相应的处理。这些处理包括越限报警、越复*的自动显示、记录和打印;对于重要参数及数据还应进行越限后至复限的数据存储及召唤显示;启动相关量分析功能，作故障原因提示，对于一些重要参数要有趋势报警。

　　c.事故顺序记录。当发生事故造成跳闸动作情况时，自动控制系统应立即中断方式响应并自动显示、记录和打印事故名称及时间;记录和打印相关设备的动作情况、自动推出相关画面、做事故原因分析及提示处理方法，系统应能将发生的事故及设备的动作情况按其发生的先后顺序记录下来。

　　d.故障状态显示记录。计算机自动控制系统定时扫查各种故障状态信号，一旦发生状态将在屏幕上即时显示出来，同时记录故障及其发生时间，并用语音报警。系统对故障状态信号的查询周期不超过两秒。

　　e.事故追忆及相关量记录。在发生事故时，由各现场控制单元采集和设备的状态量并送控制室，完成事件顺序排序、排列、显示、打印和存档。每个事件的记录和打印点名称、状态描述和时标、记录的分辨率不大于2ms，应能记录事故发生*秒和后20秒时间内重要实时参数的变化情况。运行人员可以召唤、显示或打印这些数据。

　　2.3控制与调节

　　2.3.1控制对象：水泵、水闸、格栅、高低压电器设备等。

　　2.3.2控制方式。当控制方式切换到计算机控制为主的方式时，集控中心值班人员通过主控站工控机人机接口对设备进行监控，主要有：1)自动完成开、停机和泵闸启闭。2)电气设备开关合/分操作。3)各种辅助设备的操作。4)各种整定值和限值的设定。5)各种信号处理。6)其他与管理单位商定的功能。

　　2.3.3泵组顺序控制。当泵组开、停机指令确认下发后，计算机监控系统能自动推出相应机组的开、停机操作过程监视画面。画面上反映操作全过程中所有重要步骤的实时状态、执行时间及执行情况，当操作受阻时及时提示受阻部位及受阻原因。机组的开、停机操作允许开环单步运行和闭环自动运行。计算机监控系统自动识别在不同方式下的开、停机操作要求并作出响应。

　　2.3.4泵组辅助设备及公用设备手动控制及启、停或开、闭手动操作。

　　2.3.5闸门顺序控制。当闸门启、闭指令确认并下发后，计算机监控系统自动推出响应闸门启、闭操作过程监视画面。画面上反映操作全过程中所拥有重要步骤的实时状态、执行时间及执行情况，当操作受阻时及时提示受阻部位及受阻原因。闸门启、闭操作允许开环单步运行和闭环自动运行。计算机监控系统能自动识别在不同方式下的启、闭操作要求并作出不同的响应。

　　2.3.6控制与调节对象及控制与调节方式。控制与调节对象主要为闸门、水泵以及其他电器设备。当控制方式切换到计算机控制为主方式时，控制室值班人员通过工控机人机接口对设备进行监控，应能完成下列内容：按给定开度自动完成开闸、关闸操作;闸门运行过程中遇到意外情况时在监控主机以及现场进行急停操作;电器设备开关合/分操作;各种辅助设备的操作;各种整定值和限值的设定。

　　2.4其他必要功能

　　2.4.1.统计与制表。对采集的数据与检测事件进行在线计算，打印输出各种运行日志和报表。

　　2.4.2人机接口。在线显示实时图形，使值班人员对运行过程进行安全监视并通过控制室计算机键盘在线调整画面、显示数据和状态、修改参数、控制操作等。

　　2.4.3画面显示。画面显示是计算机自动控制的主要功能，画面调用将允许自动及召唤方式实现。自动方式指当有事故发生时或进行某种操作时有关画面的自动推出，召唤方式指某些功能键或以菜单方式调用所需要画面。画面种类包括动态显示图、单线图、立面图、曲线、各种语句、表格等。要求画面显示清楚稳定，画面结构合理，刷新速度快且操作简单。单线系统种类包括电气主接图、启闭机控制接线图等。在这类画面上能实时显示出运行设备的实时状态及某些重要参数的实时值，同时可通过窗口显示其它有关信息。

　　立面图在画面上能实时显示出水位、动态显示闸门开度等参数，形象直观;并能点击弹出各启闭机的控制画面。表格类包括参数及参数给定值、特性表、定值变更统计表、各类报警信息统计表，操作统计表、各类运行报表、运行日志、水文特征值等。运行指导类包括升、降、停指导，低压系统操作指导，种类提示信息等。以上各类画面可以按值班人员要求组合在一起显示，也可以单独显示。设备状态维修的指导除了正常的监视各类设备的运行状态外还应

　　具备设备的维修指导，达到的参数时给出提示，使设备的维护更科学。

　　2.4.4语音提示功能。当各画面进行操作时应能语音提示，以及发生事故和故障时，应能用准确、清晰的语言向有关人员发出报警。

　　2.4.5系统自检和自动重启动。包括主机自检和过程故障检测，通过检测包括对i/o过程通道在线自动检测，检测内容有通道数据有效性、合理性判断，故障点自动查找及故障自动报警。

　　2.5数据通讯。数据通讯主要包括：(1)中控与子系统之间的通讯。(2)中控与上级部门的通信。(3)将泵、闸的有关数据，信息送往上级部门，接收上级部门下发的各种命令，计算机与设备的数据通信。(4)计算机与各设备之间的数据通信，其原则是速度快、数据处理能力强、安全可靠性高。使泵站达到快速敏捷、低耗运行。

　　参考文献：

　　[1]. 电气自动化泵站设计浅析[j].

　　[2]. 泵站自动化的发展趋势[j].