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簡析泵站自動化技術的發展趨勢的論文

關於簡析泵站自動化技術的發展趨勢的論文

  大型輸配水泵站是我國城市供水行業重要的工程設施,是輸供水的動力來源,承擔著為城市及地區供水的重任,隨著科學技術的吃速發展,我國大型供水泵站自動化技術也已經初步實現了集散控制,並向著測量、控制、管理一體化方向發展。

  1泵站自動化技術的發展現狀

  1. 1資料採集和處理技術

  資料採集和處理技術是整個泵站資訊化系統的基礎,主要承擔著泵站資訊的採集和資料處理功能。透過現場控制單元來採集泵站口常執行過程中的各類電氣量資訊(電壓、電流、功率等)、非電氣量資訊(測點的溫度、壓力、流量等)、狀態量資訊(機組的工作及檢修狀態等)、開關量資訊(主變及線路的投退、機泵的啟停、排水泵和風機等附屬裝置的控制等)、繼電保護資訊(各類繼電保護的動作情況),採集資訊後經過資料處理和邏輯判斷,對裝置進行控制並輸出相應的告警資訊。

  目前,在監控資訊化方面,新建的泵站都配備了計算機監控系統,基本實現了先進的影片監控技術,同時結合包括Wince intouch等在內的眾多國際品牌計算機監控軟體及網路等共同完成泵站監控系統架構。

  1.2執行排程技術

  執行排程系統是泵站自動化的“神經”,能夠根據泵站實際執行情況來進行實時排程。在滿足泵站揚程與流量的前提下,尋找最優的執行方式,在成本最優的情況下實現泵站效益的最大化。執行排程系統透過計算機技術建立泵站控制物件模型,包括泵機經濟執行模型、泵站排程管理模型等,並結合效率、成本、流量等相關約束條件,根據目標函式實施最佳化控制、科學排程,透過對數學模型求解選擇最優的機組聯合執行模式,確定不同時段、不同流量的最優執行狀態,實現泵站的高效、最優、經濟執行。

  目前,在執行排程方面,供水泵站都基本實現了不同水平的半自動化,資料通訊已經實現“四遙”,有些大中型泵站可以達到以機待人、少人值守,甚至無人值守的自動化水平。

  1 .3執行資訊管理技術

  泵站在執行中將產生大量資訊,做好執行資訊管理是泵站自動化的基礎。泵站實時執行資訊管理包括實時資料採集和顯不、歷史資料綜合統計、泵站執行資料管理三大環節。其中實時資料採集主要包括泵站壓力、流量、水位等資訊,能夠透過這些資料進行泵站可靠性分析,一旦發現異常能夠實時報警。資料資訊綜合統計主要監測和儲存歷史資料,包括裝置操作記錄、故障錄波等,便於進行統計、查詢和故障回溯。泵站執行資料管理主要包括泵站裝置的配置維護和監測資料庫維護,為泵站正常執行提供資料和平臺支撐。

  隨著計算機資訊科技、資料庫技術、現場匯流排技術等的發展,很多泵站已經建設了光纖環網形式的站級測控區域網,實現了泵站資料的高速採集,並與上級資訊中心可靠地聯網,進行統一的執行資訊管理。

  2泵站自動化技術的發展需求

  2. 1功能需求

  2.1.1基本功能:泵站自動化技術發展的較低層次需求,主要包括泵機控制、異常報警、資料採集、辦公自動化等,目前已經實現。

  2. 1. 2高階功能:包括泵站自動化系統的自調節、自診斷、自恢復功能,基於SQL Serve:與VisualStudi。等資料庫開發平臺,構建更適合泵站自動化的資訊管理系統。

  2. 2效能需求

  2. 2. 1可靠性:泵站自動化水平與供水安全息息相關,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、短時故障恢復能力等。

  2.2.2適用性:泵站執行具有自身的特殊性,自動化系統的執行必須能夠適應泵站執行的實際情況,為泵站開展水情測報、排程計劃、供水計量、資訊管理等業務服務。

  2.2.3節能性:泵站執行最佳化以低能耗、供水效率高為最終目標,因此,自動化系統應該在執行時間、啟機次數、工藝選擇、演算法最佳化等方面加強研究,提升節能性。

  3泵站自動化技術的發展趨勢

  基於上文對泵站自動化技術的發展現狀和需求的分析,結合泵站自動化技術的發展情況,將泵站自動化技術的發展趨勢總結如下:

  3. 1測量、控制、管理一體化

  高速發展的科學技術為泵站自動化的業務整合提供了良好條件,嵌入式智慧控制器以及集PLC. HMI、I//0及通訊於一體的“顯觸控一體化”OCS控制器等技術不斷出現,泵站自動化朝著測量、控制、管理的'一體化方向發展,新型的綜合自動化監控系統在能夠測量與控制泵站內關鍵機電裝置的同時,還能夠以多泵站整體執行最優為目的進行排程最佳化,整合泵站工作各個環節,將訊號採集、裝置控制、遠端監控、排程最佳化、執行管理進行一體化管理。

  3. 2自診斷功能不斷完善

  響應泵站自動化技術發展的高階功能和可靠性需求,新型的泵站自動化應不斷完善自診斷功能,實現智慧故障診斷和自愈控制。目前,我國正在進行大規模的大中型泵站升級與改造工作,BP神經網路、模糊運算、頻譜分析、狀態檢修、多資訊融合等新技術將不斷應用於泵站故障診斷領域,提升泵站自動化的人機協作水平,推動泵站管理系統向自動化和智慧化方向不斷髮展,從簡單的資料監測向故障診斷、智慧分析、專家會診等深層次應用轉變。

  3. 3執行資訊實時化管理

  執行資訊的實時化管理有助於更加便捷、高效地掌握泵站執行情況,進行科學決策,輔助泵站管理。未來泵站執行資訊的實時化將能夠實現泵站執行實時監測、最新衛星雲圖實時接收、實時線上巡視、裝置狀態實時上送,基於實時性平臺實現資料資訊多方共享,資料中心和各個子站之間以專線接入,泵站檢測庫、水情庫、裝置庫、決策支援庫等資料庫整合管理、專人維護。

  4結語

  泵站自動化技術的提升有利於提升精細化管理水平、提高排程最佳化水平能力、增強泵站聯合執行能力,根據《全國水利自動化與資訊化規劃》,我國將依據“科學規劃、分步實施”的原則,有步驟地推進泵站自動化與資訊化建設,未來泵站自動化技術將持續向前發展。作為城市供水行業的大中型泵站,其自動化技術的發展趨勢同樣會結合地區及行業的實際情況,向著科學化、現代化方向遞進。

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