江如春

（江苏省江都水利工程管理处，江苏扬州 225200）

0 引言

在水利工程运行管理中，泵站的作用十分重要，特别是在防汛防旱工程中，能够发挥出防洪、防旱、调度等优势作用。由于泵站在水利工程运行中必不可少，因此应当有效利用自动化控制系统，使其在泵站中的作用有效发挥。大型水利泵站所应用的自动化控制系统有较多的特点，如界面一致、数据共享等。

1 智能化技术的特点与功能

1.1 特点

（1）实用性及可靠性。泵站自动化控制系统通过现场总线通信机构按照分层分布的模式，从上层到下层进行不断控制，此种方式能够充分达到泵站所需要的不同功能，同时还有数据互通性高、实用性强的特点，使泵站工作效率大幅度提高[1]。

（2）安全性。泵站自动化控制系统能够在现场完成对数据的转化和传输，并且不同板块都能够进行自动核对与检查，工作人员一旦因为工作失误、操作出现问题时，系统会及时发出警报提示并且会自动禁止其操作。为了提高整体系统的稳定性、安全性，工作人员可以利用人工操作来对泵站机组进行开停工作。

（3）可维护性。泵站系统需要定期的设备维护，因此在设计自动化控制系统时，应当以维护问题当做基础条件来进行。在对泵站自动化控制系统进行维护与定期检查时，可以利用模块化技术进行，确保系统正常、顺利运作[2]。

1.2 主要功能

1.2.1 采集及处理数据

泵站自动化控制系统，对不同控制单元的各种数据进行收集，中心数据采集系统会对收集的各种数据进行分析并进行处理，同时主控制系统会采集非电量等相关信息、数据并将其分类整理，将出现的误差数据和错误数据进行清除，压缩最终数据同时将其记录保存到数据终端，方便日后数据共享、查询、使用等。

1.2.2 监控安全运行

泵站系统在运行过程中的安全性、稳定性是关键指标，因此对泵站系统运行的安全监控是一项必要性工作，主要体现在以下3 个方面。

（1）对运行中的泵站系统进行实时监控，确保系统的安全性。泵站工作人员可以通过泵站控制系统的主界面对设备的实际运行进行远程监控，一旦设备在运行中出现任何异常情况，工作人员可以及时通过系统对相关参数、信息和数据等进行修改[3]。但是，进行修改相关参数的前提是工作人员需要具备一定的权限。

（2）为了确保设备运行正常，需要利用多状态监视方式监测泵站系统。可以利用人工操作等不同方法，对设备的运行情况进行定期检查，当出现异常问题时，系统可以及时发出警报警告，工作人员能够对泵站系统修改参数或及时维修。

（3）对设备运行时的数据、参数和信息等进行定期分析，如果发现异常情况可以及时进行处理，同时也能提前发现故障隐患问题，及时排除、提前处理，还可以监视电容柜、闸门等参数，对系统设备进行异常判断。

1.2.3 实时控制的功能

工作人员对泵站系统的实时控制可以利用半自动或是手动操作进行，在操作界面等设备中，直接发出相关指令，如启动水泵、停止水泵、检测设备故障等一系列操作。

1.2.4 设备运行维护

（1）该系统能够自动对设备运行中的各项参数及运行状态进行检测，并对检测数据进行分析和评估，工作人员能够通过设备的信息、数据对设备的异常情况进行判断[4]。一旦设备出现异常，可以及时对设备进行检修，大幅提升泵站工作效率，确保泵站的稳定性，使其正常运行。

（2）泵站控制系统还具备记录功能，能够记录异常状况、报警操作等信息。

2 系统结构

2.1 系统整体

系统整体分别分为两个组成部分，并且所具备的功能也各不相同，分别为主站控制单元和现场控制单元：主站控制单元负责共用设备、泵站机组等控制与监视工作，而现场控制单元主要是进行实时监控，利用PLC 来实时监控管辖内的泵站运行过程，在对运行过程相连中，需要通过输入、输出接口进行[5]。另外，泵站系统具备两个网络模式与两个系统模式，由于两者相互独立地工作，部分系统即便出现异常、故障也能利用另一个网络对系统信息进行控制。

2.2 自动化办公系统

泵站分属部门需要通过泵站自动系统所具备的特点来对各自权限进行工作，查询泵站系统中的共享数据。为了达到文件共享，需要采用局域网通讯等不同服务将相关文件以打印的方式进行，从而促进财务电算化、物资管理等[6]。

2.3 信息发布系统

可以将泵站系统当做一个整体系统，也可以将其分成各个子系统，并且不同的子系统有着独立性也有着连通性。泵站自动化系统开发出两个页面，分别为静态页面与动态页面：静态页面是指建筑物分布、工程概况等信息不会出现变化的，而动态页面是指系统所获取到的数据、信息具备一定的不稳定与变动的。中心数据库服务器能够对各个子系统之间所存在的相关数据进行收集，使文件不会出现冗余数据，提高数据的可靠性，使数据更加准确[7]。

3 智能监测

3.1 状态监测

为了自动采集泵站设备的水位、压力、温度、振动等不同类的运行状态以及参数，可以将各类传感器预埋在泵站主辅机系统中。通过无线网全部覆盖泵站厂房内部环境中，来满足不同参数与信息之间的相互传输，通过泵站监控系统对各类信息与参数进行统一处理后提供应用服务，以此来满足数据共享。

3.2 智能巡检

人工智能化通过巡检泵站管理人员专业技能和管理水平层次不齐的现状，结合技术发展情况开发具有移动性的巡检系统，该系统可以对工程巡查的轨迹和现状进行准确分析，做好相关数据记录，这样利于巡检人员直接将重要的巡检信息和数据上报给专业部门进行审查[8]。

此外，移动巡检系统还具有安全管理信息预警提醒功能、异常处理指导功能，可以在工程运行过程中提前发现可能存在的安全隐患，及时采取预警防控措施较强处理，降低风险事件的发生率；而异常处理指导性功能，通过对设备异常情况进行检测，并提出合理有效的处理方式，给出建设性的意见，确保工程能够顺利开展。移动巡检系统主要按照时间的顺序将巡检人、巡检时间、巡检详情等信息进行展示，利于工程运行的集中管理、提高管理水平，同时也利于实现对相关工作人员工作成绩的考核和评估。

4 状态评估

4.1 状态分析

状态评估需要以泵站设备运行过程中的具体参数作为检测的重要依据，包括设备运行过程中的温度、压力、水位、摆渡灯光等，确立确保评估的准确性，还需要对设备运行寿命和以往检修情况和时长进行考虑和分析。根据不同参数影响因素之间所产生的差异性，状态评估能够形成基于完整化的评价体系，包括主动诊断、综合评价、振动评价、电气评价等，每一种评价体系都包含多个监测的参数，并根据程度的差异性完成权重参数的组合。

4.2 趋势预判

通过计算机对数据的分析能力，根据提前设计规则，按照智能化的参数不同变化，通过关键参数预测数据，对数据未来的趋势进行预测，帮助工作人员做好相关决策工作。在对数据进行预测判断时，利用先进的算法，来对工程运行进行实际的计算，按照具体的预测效果，根据结果在系统运行时不断改进算法。除此之外，在预测算法时，为了使预测算法的效果较高，需要采用自学习功能。通过预判状态趋势来促进预警预报的实时信息，包含设备运行中的参数以及变化率达到限定值、所预测的相关参数达成预警值，对于各类预警预报信息类型，利用界面可视化效果来达到更好的展现方式。

5 故障诊断

5.1 故障诊断专家库

通过对泵站运行历史数据进行研究和专业人员长期的经验，应当构建故障诊断专家库，对不同故障的类型、原因、处理意见进行定义，分析故障可能出现的原因，系统能够通过对采集数据进行分析后进行归类，根据故障专业人员的意见与建议，明确故障原因与处理措施。故障专业人员以实际情况为基础来对系统进行维护，使系统功能更加完善。

5.2 故障自诊断

应当对故障进行执行诊断工作，按照具体的情况对参数进行不断分析，当对故障诊断专家库的预设条件被触发后，系统可以自动对故障进行深入诊断，根据流程进行处理，同时提出挂账原因与意见。在这种情况下，不同的工作人员可以通过图像与声音进行报警。

6 结束语

随着我国信息化技术的不断发展，智能化与自动化已经成为当前各个行业的主要发展趋势，其技术具备较多的优势与作用，泵站运行系统应当与时代共同发展，紧跟时代发展脚步，以系统的实运行环境为基础，提高智能化系的安全设计，有效降低相关工作人员的工作压力，为工作人员提供更多方便、便捷，使操作、检修过程更加简便，使泵站高效率、高质量地工作，从而更好地完成对水资源的优化调度。