时间：2022-10-17 23:31:23
引言：易发表网凭借丰富的文秘实践，为您精心挑选了九篇泵站自动化控制范例。如需获取更多原创内容，可随时联系我们的客服老师。
【关键词】泵站；自动化；控制
泵站在各种基础设施建设中有非常重要的地位。在我国，泵站在管道输送工作中发挥着极其重要的作用，用途极为广泛。运用管道输送煤炭，需要制浆厂、管道与泵站等设施。自上世纪90年代以来，泵站逐渐开始采用自动化控制系统，逐渐形成了相关的技术。泵站自动化系统的设计要做到安全可靠和利益最大化，在此基础上实现数据采集、数据处理、设备运行监控、故障报警、系统控制调节、数据信息通讯等功能。
1 泵站自动化控制系统的原则
泵站一般可分为三种类型，一是半自动化泵站，这种泵站机组工作需要人为启动和停止；二是全自动化泵站，这种泵站主要是通过压力继电器控制，继电器一般设置在进出管道上，机组采用闭环控制的方式；三是综合自动化泵站，这种泵站目前较为流行，主要是分层分布式系统。
目前自动化泵站在进行设计的时候都追求效益的最大化和性能可靠性，并要求设计应用要符合具体的工作环境。自动化泵站安装运用要也要从资金、技术、人力等实际情况出发。在进行自动化设计时，要注意正确处理泵站测量系统、保护系统和控制系统的关系。目前自动化控制系统都与测量系统有机融合，泵站中的继电保护器不仅对非电量进行测量，而且对设备运行时的电量进行测量，减少了设备构成与成本，加强了对保护回路的监控。泵站自动化控制的层次要清晰，合理而明确地区分顺序控制与若干独立闭路循环。为了降低风险，要避免把所有的控制任务交给一个控制设备。泵站的辅机系统要采取独立封闭循环控制。泵站的自动控制系统要具备一定的兼容性，能够根据工作需要和技术进步进行有效扩展。
2 泵站自动化控制系统的基本构成
计算机监控系统、保护系统、视频成像系统、通讯系统是组成泵站自动化控制系统的重要部分。这些部分负责完成对泵站机组、闸门、供电和配电系统、仪表系统、液压系统等泵站重要设备的参数监测和控制，并且能够根据需要传送或者接收重要数据、图像和指令。自动化控制要完成对现场设备的控制，对现场环境的监控以及对辅助设备的监测，并在一定范围内进行通讯。其中，对开启关闭煤炭输送泵站，对机电的保护，以及对各种设备的检测是自动化控制最关键的程序，而且要尽量完成由设备动作、所处环境、系统状态相结合的联动。
在整个自动化控制系统中，其设备根据自动化的程度可以分为三个级别，分别为就地、自动和遥控。就地，是指需要手动完成的操作，如开关机等。自动，是指按照控制箱内的PLC进行自动操作，实际上是半自动。遥控，是指对设备进行远程控制，又可以分为远程手动和远程自动。如果开关是远程自动的状态，PLC以及中控室可以手动操控设备，如果开关是远程自动的，PLC可以按照工作环境和条件进行自动操作。自动化控制系统除了配备一个控制中心以外，还有四个子控制室，子控制室通过网络与控制中心进行通话和数据传输，完成监测与控制的任务。
控制室中安装着上位机，设两台监控数据服务器，以及一台通讯用的服务器和一台视频数据服务器。控制服务器之间是互相备用的关系，以防有一台服务器发生故障时数据不会丢失。通讯服务器主要任务是实现监控通讯，对远方设备和系统进行集中化控制。子控制室泵组子系统LCU1的控制对象是多台电泵，一旦主机泵站发生事故或故障导致跳闸的时候，要对主机泵站闸门进行关闭。公用子系统LCU2中配备PLC柜，对10KV电压开关柜和0.4KV低压开关柜、变压器、直流柜、清污机、传送机等设备进行监控，任何故障信号都难以逃过它的监控。节制闸子系统LCU3配置PLC柜，在节制闸开关平台上安装，对闸门开度、限位开关等进行数据的采集和处理，并按照控制室的命令对闸门开关进行有效控制，对设备和系统进行深层次的故障检测。闸门液压子系统LUC4一般安装在油泵房之内，对多面工作闸门的液压信号进行采集，对故障进行报警。一旦主泵发生事故或应急停机时，关闭主泵的闸门。
3 泵站自动化控制系统的功能
泵站自动化系统应该具备数据采集、数据处理、设备运行监控、故障报警、系统控制调节、数据信息通讯等功能。
泵站自动控制系统的子系统下属设备拥有各种复杂的运行参数，这些运行参数连同设备运行的状态会通过I/O通道传输或者现场采集到LCU，通过一定的数据处理之后，各类供系统和操作者参考的数据就形成了。其中，对于电泵和闸门开启的高度、电器系统等设备或数据，会进行周期性采集，按照一定的格式进行集中处理，形成可以保存的实时数据。对于故障信号等数据，自动控制系统能够迅速自动做出反应，通过一定操作解除故障。对这些信号进行定期扫查，并对数据的合理性和有效性进行判断。这些数据经过一定的格式化程序处理也存入实时数据库。对于脉冲量，自动化系统会对数据合理性进行判定、检错处理、标度变换等处理，并经过格式化后存入数据库。系统在输出各种操作的指令之前会进行检验判断，确定没有误差后才传送给执行系统。
泵站自动化控制系统控制的设备除了主机机组、辅助设备之外，还包括各种变压器、电容器、励磁设备、闸门系统等。操作人员通过泵站自动控制系统可以在屏幕上看到各种设备的运行状态和运行参数。这种实时监控大大提高了设备运行效率。控制系统对特定的参数进行监控，一旦参数超出了早先预定的合理范围，就会发出报警，并自动记录和打印。一些很重要的数据会被保存下来并进行相关技术分析。设备故障发生的顺序也会被记录下来，并完成对整个事故的排序记录和打印工作。控制中心的操作人员利用主控站的人机接口对设备进行有效监控，可以自动开关机，自动使泵闸开启或关闭，操作各种辅助设备，设定各种限值，处理各种信号，对泵组的开关顺序进行控制。一旦闸门在运行过程中发生故障或遇到意外情况，监控主机能够及时发出命令叫停操作。
此外，自动化控制系统具备语音提示的功能，系统运作时能够发出语音提示，如果有故障发生也能通过通信系统向人员进行报警。主控制室能够通过网络通讯与上级部门和各个子系统实现通讯，使数据和命令上传下达。系统主机与各设备之间也能够进行快速安全的数据通信，使整个泵站高效运行。
4 结语
泵站自动化控制是一种不断发展的技术，也是一个自动化程度不断提高的过程。虽然泵站自动化的设计和程序运行是一个比较复杂的系统性工程，但是其设计理念以及设计的目标都应从系统的使用性、安全性、高效性出发，既追求了最大效益，又能够合理的统筹安排，运用资金和技术，达到经济和社会效益的最大化。现在随着煤炭科学技术和机械技术的不断发展，越来越多的自动化设备和管理技术应运而生，相信必将给泵站自动化控制技术带来新机遇。
参考文献：
[1]杜伟，李记科，娄琦，杨红兵，王长安.矿浆输送管道的开发应用[J].水力采煤与管道运输，2012（5）.
关键词：油田集输泵站；自动化控制系统；实时监控；分离器；应用
中图分类号：F407.67 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 12-0000-01
The Automation Control System of Oil Gathering and Transportation Pumping
Zhou Ling,Dai Bin,Zhao Min,Qi Dequan
(China Petroleum and Jidong Oilfields Land Oilfield Operation Area,Tangshan063200,China)
Abstract:Pumping oil gathering operation and management of backward production status,design automation control system.Describes Opto22 ME computer monitoring system structure and function,and its pumping station separator Kong gathering applications.Application results show that the system can real-time automatic monitoring and control process in gathering parts of the production process parameters to ensure the production of oil and gas gathering and transportation safety,optimize the operation conditions,improve production efficiency.
Keywords:Oil field gathering pumping station;Automatic control systems;Real-time monitoring;Separator;Application
一、前言
作为一个老站，设备陈旧老化，事故率、运行维护费用高、职工劳动强度大的矛盾日益突出，随着生产规模的扩大，集输处理量不断增加。由于监测参数量多，以往靠人工检测储油罐液面、油水界面对盘库不准，手动控制脱水器界面难度高，这些因素给首站生产操作和管理带来很大困难。为适应现代化生产的要求，使生产和管理实现自动化，根据首站现状，实施了集输泵站的自动化改造，并成功地用于集输泵站的自动化生产中。
二、自动化监控系统介绍
（一）ME控制系统简介
根据首站现状，采用美国Opto22公司的ME计算机监控系统作为首站自动化监控系统的骨干结构。该系统采用上、下位机方式，在现场采用多级CPU进行控制处理，各I/O模块对输入输出信号能提供4000V的隔离，系统的实时性、可靠性、灵活性优于其他系统。系统的上位机主要由工控机、控制软件组成；下位机主要由控制器、智能板、I/O模块组成。上位机与控制器通过100Mb/s以太网进行通信，控制器与智能板通过RS485进行串行通信，I/O模块直接插在智能板上。控制软件从上位机通过以太网下载至控制器。
该控制系统的特点如下：一是可靠性高、二是可维护性高、三是智能化、四是实用性强。
（二）ME控制系统构成
站内设有一套计算机控制系统，分为两级控制，上位机控制设在主控室，负责全站工艺流程数据管理，根据不同工艺流程，将控制岗位划分为分离器岗、计量岗和外输岗，每个岗位均设现场控制机一套，负责工艺流程显示、数据采集与控制。计算机控制系统的结构均达到国内领先水平。
1.现场控制单元
现场控制单元分布于联合站的各个岗位，负责现场数据采集和控制策略的实现，是智能联合站的核心部件。其采集数据主要包括：每台分离器的液位、入口压力和温度、出口汇管压力和温度、脱水泵房和外输泵房的进出口压力、温度、流量泵的电流和电压、每台流量计的来油温度和压力。
各控制单元和上位监控站同时作为控制网络的一个节点，能进行高速对等通讯。ME控制系统采用的现场控制单元主控器为SNAP-LCM4主控器，可支持串口、ARCNET、以太网，可实现多种通讯方式组合，满足工业现场的要求。ME控制系统采用SNAP-B3000单元处理器，其主要功能是可完成和主控器之间的多种通讯方式，并对主控器的要求做出快速的响应；实现I/0的智能化，处理简单的逻辑功能，对本单元的I/0点进行定期扫描。
2.上位机监控站
上位机监控站可以通过组态构成各种功能画面，借助于这些画面可以完成对生产过程的监视及控制。它主要显示参数总貌、工段、细目、趋势、流程图画面、设备启停状态及PID调节功能、系统显示画面示意及各种报表功能，系统数据覆盖了全部生产装置和生产环节，便于形成完整的实时生产管理系统，分别设有离器区生产数据显示画面和工艺流程显示画面。
联合站的数据通过网络，实时进入信息中心的数据库中，通过分析软件，可及时形成各类分析图表。使用标准的网页浏览器可以对系统信息进行监测，生产运行情况、设备情况、计量数据、油气产量等数据一目了然。
三、自动化监控系统在分离器岗的现场应用及效益分析
（一）现场应用实例
实例1：2005年3月12日凌晨3点，操作人员发现1#分离器采油六队的液位由原来的0.98mm降到0.65mm，压力由0.28Mpa降到0.23Mpa，及时到现场进行检查，排除了分离器的故障，经过分析判断，认为是采油六队的来液量减少，立即与采油六队联系。经过巡线，发现是采油队一个计量站的外输管线穿孔。由于首站发现及时，使采油队在最短时间内发现问题解决问题，避免了场地污染等事态的扩大。
（二）有助于操作人员准确调节油气分离器
油气分离器工作的好坏，以分离质量和分离程度来衡量，分离质量差，不但随气体流失了本该纳入液相的轻质油，降低了原油的质量和数量，而且气管线中存在的液相原油会增大阻力损失，严重时甚至堵塞气管线，分离程度不好，造成出油管串气，减少产气量。采用自动化监控系统后，操作人员能够根据数据显示，及时准确地进行调节，使分离器液位始终保持在1/2～2/3的位置，保证了分离器的分离效果，减小过多的气体造成沉降罐内液体的搅动，提高了原油计量的准确性，并最大限度地增加产气量，提高了经济效益。
【关键词】 自动化控制 网络结构
宋庄泵站是山东省胶东调水工程的首级泵站，位于寿光市北部，设有35Kv变电所1座，装有7台720kw同步电动机组，水泵为1400mm轴流泵，扬程9.0m，断流方式为真空破坏阀断流，1989年投入运行。随着工程设施的老化，该泵站在冬季运行季节，需要加大巡视密度及次数，这就加大了运行人员的工作强度。为了满足工程需求，解决工作强度矛盾，增加设备可靠性，2005年采用GE30系列PLC（可编程序逻辑控制器）对水机、供电、变电设备进行了自动化系统改造，实现了后台遥测、遥信，提高了可靠性，减轻了劳动强度，提高了管理水平。
1 网络结构
计算机网络体系结构：是指计算机网络层次结构模型和各层协议的集合。它广泛采用的是国际标准化组织（ISO）在1979年提出的开放系统互连（OSI-Open System Interconnection）的参考模型。OSI参考模型用物理层、数据链路层、网络层、传送层、对话层、表示层和应用层七个层次描述网络的结构，它的规范对所有的厂商是开放的，具有知道国际网络结构和开放系统走向的作用。它直接影响总线、接口和网络的性能。目前常见的网络体系结构有FDDI、以太网、令牌环网和快速以太网等。从网络互连的角度看，网络体系结构的关键要素是协议和拓扑。OSI/RM的配置管理主要目标就是网络适应系统的要求。
国际标准化组织（ISO）所制定的开放系统互联参考模型OSI/ RM（Open System Interconnection Reference Model）是1977年建立的一个分委员进行专门研究以后所提出的。这是一个定义连接异种计算机标准的主体结构。
OSI/ RM 所定义的网络体系结构具有7个层次，也就是人们所常说的7层模型，七层模型（从下至上）：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。物理层是最下面的一个层次。
物理层的目的在于提供可靠的比特传输。物理层的作用在于提供DET和DCE之间比特传输的条件。为此，通信线路要有建立、保持和断开物理连接三个过程，要有为实现这些过程所需的机械的、电气的、功能的和过程的特性的规定。换句话说，物理层是对实际的通信线路及其工作过程的描述。因而从功能上讲，物理层要实现实体之间的按位（bit）传输，保证按位传输的正确性，并向数据链路层提供一个透明的比特流传输，在数据终端设备、数据通信和交换设备等之间完成对数据链路的建立、保持和拆除操作。例如，在物理层中要描述实际通信线路的插口尺寸、几何形状、各个插脚的功能、信号电压的方向和幅度、信号传输速度和持续时间、信号的序列及各位的含义等等赞同。
2 网络结构形式
宋庄泵站自动化系统的主干通信网络为光纤自愈环型网，PLC及测控设备以星型方式接入主干网，即自愈式环型以太网和星型网络混合组网的方式。如图1所示。通信协议采用了IEC60870-5-103和IEC60870-5-104两个国际标准通讯规约，网络层协议为TCP/IP协议，应用层协议采用103和104协议。104协议用于监控信息，103协议用于保护信息。103协议应用层ASDU与TCP/IP网络组合方式，完全采用104协议组合101协议的方式，即103协议具有与104协议完全相同的APCI传输接口，相同的应答和重发机制，这就保证了不同的协议共享相同的物理网络。
（1）NWJ801网关 网关采用RTOS嵌入式操作系统，通过C语言编程实现规约转换功能，如图2所示。可使原本不具备以太网接口的现地层智能设备比如保护装置、直流装置、电度表、PLC等其它厂家的外设可以通过网关进行规约转换后接入到以太网。网关的串口接线采用RJ45接口。根据跳线方式的不同，既可采用RS232接线，也可采用RS485接线。在图1左侧的网关起到PLC处理的监控信息与后台组态软件的之间的协议转换作用；图中右侧的电机保护、变压器保护（限于尺寸未在此图画出）等信息经过RS485线连接后通过网关直接接入以太网。
（2）智能多串口卡MCU-801 MCU-801具有以太网和串口两种功能，此系统采用的是串口功能，利用RS485通讯。MCU-801起规约转换的作用，将电度表及温度巡检、励磁装置、调速器装置本身的规约转换成Modbus规约，然后由PLC进行数据保存，将数据存放在固有缓冲区内。最后PLC与网关连接（网关起规约转换作用），网关将Modbus/TCP规约转换成104规约上送后台，如图2中左侧所示。MCU-801程序设置时要注意设置本身IP地址及所连接装置的地址，由于PLC要读取MCU-801所带装置的遥测和遥信，要把装置的遥测和遥信配置成转发表写入MCU-801中。
关键词：油田集输泵站；自动化控制系统；实时监控；分离器；应用
Keywords:Oilfield Pumping Station;Automation control system;
Real-time monitoring;Separator;Application
一、前言
胜利油田现河首站投产于1965年，作为一个老站，设备陈旧老化，事故率、运行维护费用高、职工劳动强度大的矛盾日益突出，随着生产规模的扩大，集输处理量不断增加。由于监测参数量多，以往靠人工检测储油罐液面、油水界面对盘库不准，手动控制脱水器界面难度高，这些因素给首站生产操作和管理带来很大困难。为适应现代化生产的要求，使生产和管理实现自动化，根据首站现状，2004年实施了集输泵站的自动化改造，并成功地用于集输泵站的自动化生产中。
二、自动化监控系统介绍
（一）ME控制系统简介
根据首站现状，采用美国Opto22公司的ME计算机监控系统作为首站自动化监控系统的骨干结构。该系统采用上、下位机方式，在现场采用多级CPU进行控制处理，各I/O模块对输入输出信号能提供4000V的隔离，系统的实时性、可靠性、灵活性优于其他系统。系统的上位机主要由工控机、控制软件组成；下位机主要由控制器、智能板、I/O模块组成。上位机与控制器通过100Mb/s以太网进行通信，控制器与智能板通过RS485进行串行通信，I/O模块直接插在智能板上。控制软件从上位机通过以太网下载至控制器。
该控制系统的特点如下：一是可靠性高、二是可维护性高、三是智能化、四是实用性强。
（二）ME控制系统构成
站内设有一套计算机控制系统，分为两级控制，上位机控制设在主控室，负责全站工艺流程数据管理，根据不同工艺流程，将控制岗位划分为分离器岗、计量岗和外输岗，每个岗位均设现场控制机一套，负责工艺流程显示、数据采集与控制。计算机控制系统的结构如图1所示。
1.现场控制单元
现场控制单元分布于联合站的各个岗位，负责现场数据采集和控制策略的实现，是智能联合站的核心部件。其采集数据主要包括：每台分离器的液位、入口压力和温度、出口汇管压力和温度、脱水泵房和外输泵房的进出口压力、温度、流量泵的电流和电压、每台流量计的来油温度和压力。 各控制单元和上位监控站同时作为控制网络的一个节点，能进行高速对等通讯。ME控制系统采用的现场控制单元主控器为SNAP-LCM4 主控器，可支持串口、ARCNET、以太网，可实现多种通讯方式组合，满足工业现场的要求。ME控制系统采用SNAP-B3000单元处理器，其主要功能是可完成和主控器之间的多种通讯方式，并对主控器的要求作出快速的响应；实现I/0的智能化，处理简单的逻辑功能，对本单元的I/0点进行定期扫描。
2.上位机监控站
上位机监控站可以通过组态构成各种功能画面，借助于这些画面可以完成对生产过程的监视及控制。它主要显示参数总貌、工段、细目、趋势、流程图画面、设备启停状态及PID调节功能、系统显示画面示意及各种报表功能，系统数据覆盖了全部生产装置和生产环节，便于形成完整的实时生产管理系统，图2和图3分别为分离器区生产数据显示画面和工艺流程显示画面。
联合站的数据通过网络，实时进入信息中心的数据库中，通过分析软件，可及时形成各类分析图表。使用标准的网页浏览器可以对系统信息进行监测，生产运行情况、设备情况、计量数据、油气产量等数据一目了然。
三、自动化监控系统在分离器岗的现场应用及效益分析
（一）现场应用实例
实例1：2005年3月12日凌晨3点，操作人员发现1#分离器采油六队的液位由原来的0.98mm降到0.65mm，压力由0.28Mpa降到0.23Mpa，及时到现场进行检查，排除了分离器的故障，经过分析判断，认为是采油六队的来液量减少，立即与采油六队联系。经过巡线，发现是采油队一个计量站的外输管线穿孔。由于首站发现及时，使采油队在最短时间内发现问题解决问题，避免了场地污染等事态的扩大。
（二）有助于操作人员准确调节油气分离器
油气分离器工作的好坏，以分离质量和分离程度来衡量，分离质量差，不但随气体流失了本该纳入液相的轻质油，降低了原油的质量和数量，而且气管线中存在的液相原油会增大阻力损失，严重时甚至堵塞气管线，分离程度不好，造成出油管串气，减少产气量。采用自动化监控系统后，操作人员能够根据数据显示，及时准确地进行调节，使分离器液位始终保持在1/2～2/3的位置，保证了分离器的分离效果，减小过多的气体造成沉降罐内液体的搅动，提高了原油计量的准确性，并最大限度地增加产气量，提高了经济效益。
【关键词】：泵站；自动化控制系统；微机监控系统；功能
中图分类号：TV675文献标识码： A
在建设泵站时，采用自动化系统，不但能提升设备的运行效率、使用时间，还能有效降低劳动强度，提升管理水平。随着计算机技术、网络技术以及自动化技术的迅速发展为建立一套高效、实用性较强的监测、管控系统提供了技术支持。而微机监控系统作为自动化控制系统中的组成部分，它让自动化控制系统变得更加完善、可靠，并且还能够避免以往常常出现的设备事故，大大提升了设备的完好率。
1.微机监控系统的组成
泵站自动化控制系统中微机监控系统主要包括主辅机自动控制、励磁装置以及主机自动调节、微机保护等各个部分，用的是分散和集中相结合的监控方式。其中励磁控制用的中国核工业电机运行开发公司生产出的数字化微机磁装置，人机界面系统主要用的是液晶汉字显示，参数设定用的是菜单操作，全部强电输入信号在输入CPU系统之前都通过隔离进一步转化形成弱电信号。当输入及输出的信号通过光隅隔离之后，CPU的模拟信号会通过隔离放大再输出[1]。
其次，美国通用电气公司生产出来的微机型管理继电器综合了保护、控制、通信以及故障检测、功率测量为一体。当设定参数时既能够通过表面设置的键盘直接输入，同时也可以上位机下载。在泵站自动化控制系统中微机型管理继电器就是采用该公司生产的，其中主机用的是SR469微机型管理继电器，主要作用是保护、控制、检测大中容量电机；站变用的是SR750微机型馈线管理继电器，主要保护线路与小型变压器。在监控系统中，上位机用的是EC2000，并且还配置有SQL Server数据库软件，具有一定的网络Web浏览功能[2]。在和外局域网联网后可以进行实时发送监测数据，让广域网上面的全部用户浏览，其中涉及到的重要监测数据要写入中心数据库。
最后，主辅机自动控制与主机自动调节两个部分通过监控单元实现，系统选用的是两套容量大、可靠性高，并且带有电插拔功能的设备，每个控制单元的PLC都是以工业级、太网专用模块将太网和主控计算机进行直接连接，以此确保数据高速可靠地传输。主控计算机用PLC采集监测到的数据，像：压力量、电量及水位等，谈后由PLC发送指令，控制主辅机、变配电设备。
2.微机监控系统的特点
微机监控系统综合了保护、检测、管控、通信等各项功能，能够充分保护电源独立，并且还不会受到通信系统、运动方面的影响，可完全独立地进行工作。其中的励磁硬件设备运用模块化设计，体积较小且非常便于维护、维修。关于参数的设置既可以按照现场数据键入，也可在上位机中下载。除了闸门PLC之外，其它各个部分与上位机之间使用的是一样的通信协议，这就保证了通信的可靠性，尤其是保护了直接和PLC通信，让整个系统变得更有层次感，更加符合分布式的构造要求[3]。各个系统之间可以联网运行，也可以单独运行，彼此之间的影响很小，可以灵活当地选用，这就提高了整个系统的安全系数。同时，该系统可以按照上下游水位、叶片角度变化等，自动分析计算出不同机组的抽水流量，累计抽水量，录入历史数据库。
3. 微机监控系统在泵站自动化控制系统中的功能
其一，监测功能，其主要体现在上位机对现场各种设备运行参数与运行状态的监测上。站变、主电机电流、主电机上下导瓦、主变等的温度都被送进保护单元，通过PLC与上位机通信。并且水压力、油压力及气压力通过现场压力变送器进行变换之后，再由PLC与上位机交换信息。励磁装置的运行状态监测出来的数据，由RS-485通信线由PLC与上位机通信，其中励磁综合控制器上面的液晶显示屏能够直接显示出对应机组的运行情况。而叶片角度、上下游水位、闸门开高、贮能罐油位分别是叶片角度编码器、超声波水位计与闸门测控仪、红外线液位探头进行现场采集的，采集到的信号通过PLC转换变成数字量之后传送到上位机。泵站所设备得到的回讯信号由反向检测出的电压判断，而厂房设备开停情况、二次回路运行状态、保护设备报警信号都是由PLC传送到上位机的，并经其监测[4]。
其二，微机励磁功能，上位机通过设定闭环来调节恒功率因素的运行、恒无功功率的运行，一旦上位机发生故障，励磁综合控制器就会在现场通过键盘来调节主要的运行参数。上位机能够实时记录晶闸管励磁装置中的运行参数，如果电机发生励磁保护性跳闸，装置运行不正常或者失控情况时，不单单在上位机中出现信号，在现场的液晶显示屏总也会出现相关信号。
其三，控制、管理功能。微机监控系统主要通过上位机直接对7373电动刀闸、737断路器以及1#、2#站变断路器侧储能、分合实施控制，而现场的监控单元主要下达主机断路其分合控制的命令。叶片角度大小按照运行情况，及时调节。空压机与供排水泵的开或者停主要由上位机按照设定参数，通过监控单位自动调节。其次，因微机监控系统在上位机上面设置了故障报警、系统运行各个参数设置等很多个菜单画面，所以，运行管理人员能够通过点击鼠标获得上位机中菜单来了解主机温度参数、技术参数以及辅机系统中的水位、水压力、油位等[5]。而通过故障报警画面可以了解各种设备故障情况，主辅机运行状态。用鼠标、键盘还可以及时调整磁系统中的运行方式、运行参数、调整叶片角度等等。为了进一步加强管理，微机监控系统还设置了多层防护程序，尤其是在关闭断路器之前，需要完成合闸之前的各种准备工作，否则，上位机就会自动闭锁，不能顺利进入下一步操作。
其四，保护功能。微机监控系统保护装置可以适时判断设备故障，记录故障发生的时间、类型，进一步反映出故障的各种数据、波形等。系统上位机通过PLC轮流查询每套保护装置，当出现保护动作时，把保护跳闸事件、跳闸报告、自检报告等会一并上传到上位机系统中。而主机保护SR469装置能够实现过流保护、低频率保护、横差保护、纵差保护、失步保护、过负荷保护等等。并且除了电量方面保护之外，主机上下导瓦、推力瓦的温度与励磁系统参数状态保护功能等。主机的温度保护一般有两种方式：①把温度电阻Pt100接入SR469，通过逻辑分析判断；②借助压力式温度计把开关量接入PLC，用在主机跳闸方面。
其次，主变SR745具有零序差保护、比例式差动保护、过激磁保护、过流保护、低电压保护、零序电压保护、自适应波制动保护等。只要设定相应参数，主变可以灵活地选用上述保护，除了电量保护之外，还有主变温度保护、主变本体重瓦斯保护等，而站变的SR750有一定的过流、速断保护功能。
总之，微机监控系统在泵站自动化控制系统中，管理人员只需要用鼠标、键盘就可检查、管控现场设备的运行情况，这样不但可以减少运行值班人员数量，还可减轻劳动强度。当系统联网以后，还能够实现数据共享，非常便于查询，进而就为枢纽运行管理、调整决策提供了便利。
【参考文献】
[1]吴同性.基于PLC及以太环网平台的井下中央泵房自动化系统设计[J].煤炭技术， 2010(05)：85-86.
[2]潘卫锋，李尚红．PLC在泵站液压启闭机控制系统中的应用[J].电世界，2004，45(1)：8．
[3]梦祥忠，王玉彬，张秀娟．变电站微机监控与保护技术[M].北京：中国电力出版社，2003：13-29．
关键词:泵站；运行；管理；技术改造；自动化系统；方案
Abstract: This paper expounded the pumping station renovation technology and management of pumping station operation exist common problems, through the analysis of the problem, this paper puts forward some feasible solutions.
Key words: pumping station; operation; management; technical transformation; automation system; plan
中图分类号：TV5
我国的中小型泵站主要承担着区域性防洪除涝、抗旱减灾、调水和供水的重任。作为重要的水利工程设施，泵站在水资源的合理调度和管理中起着不可替代的作用,但是大部分的泵站存在低效率、高能耗的形式运行，效率低于一半的问题，这其中存在许多种因素，其中有规划设计、施工建设的问题，有设备制造、安装检修的问题，也有泵站运行管理的问题，下面对这些问题进行分析，并提出解决这些问题的方案，同时会指出今后泵站的发展方向。
泵站存在的问题
规划设计不合理，设计标准偏
许多中小型泵站限于当时经济、技术条件和设计水平等诸多因素的限制，设计标准偏低，泵站规模较小，单机流量偏小，台数多，增加了运行管理的难度；能源单耗高，造成一定的经济浪费。水泵和电气设备的选型没有前瞻的意识，达不到先进、可靠、节能、环保的要求，机电设备配套不合理，导致泵站长期不能配套更新；对水泵汽蚀问题考虑不够，水泵安装高程高，汽蚀现象十分严重。
2、机电设备陈旧，老化失修、腐蚀严重。
泵站因建设年代较早，加之运行多年，设备陈旧老化严重，性能差，耗能高，效率衰退，启闭设备由于长期暴露在外,壳体普遍锈蚀,且闸门止水橡皮均有损坏,门体漏水锈蚀严重，运转不灵，限于维修经费短缺，长年失修，存在许多安全隐患，已严重威胁泵站的正常运行。
3、技术力量薄弱、管理手段落后
大多数泵站管理人员文化水平、技术水平参差不齐，且很多泵站，位置偏僻，环境艰苦，交通不便，很难留住中高级水利工程技术人员，同时也缺乏高素质的技工和技师。因此很难适应现代化管理的需要，也很难完成泵站改造和新技术、新设备、新工艺的推广及应用。而且水利工程长期存在“重建轻管”现象，由于管理人员多是通过招工进站，只有少数技术干部，总体素质不是很高，加之管理经费有限，造成管理水平不是很高，技术手段落后，无法跟上现代化的步伐，如何提高管理水平成为第一大问题。
4、管理自动化及电气控制自动化水平低下
大多数中小泵站运行管理自动化及电气自动化水平相当低，机电设备控制全凭人工手动操作完成。而且大多数泵站在运行管理上，主要是采用经验法和定期大修办法，这样大大影响泵站经济，增加管理开支，造成经济上不必要浪费。
5、站区生态环境破坏严重
长期以来泵站更新改造资金投入严重不足，维修资金缺乏，运行费用无保障，泵站生产生活设施落后，周围荒山坡地，水质污染，站区生态环境破坏严重。很多泵站没有与外界相连的站区标准道路,交通不便；基层站效益差，职工生活困难，住房简陋，无法满足工程正常运转的需求。
解决问题的对策
1、科学规范泵站管理，提高管理水平
严格按照《泵站安全鉴定规程》定期对泵站进行安全鉴定，掌握工程现状，查清存在问题，作出客观评价，为今后的更新改造提供科学依据。建立详细的技术档案，对泵站运行中设备出现的故障，如何发现如何处理，处理后运行情况做详细记录，为泵站改造和科学管理提供依据。
2、加强日常维护保养,保证运行正常
本着“经常养护，随时维修，养重于修”的原则，做到经常打扫站区，保持机房清洁干净，保持设备无灰尘，启闭正常。定期检查电气设备情况，确保机组完好率100%、开机率100%。经常检查建筑物有无裂缝、启闭设备运行状况，对运转部件定期加油、止水密封，使制动装置运行可靠。丝杆汛前汛后定期清理、、保养。电气设备动作正常，无漏电、短路现象，接地可靠。要做到有计划检查并做好记录，发现问题及时解决，确保工程安全，延长工程使用寿命。
加强技术学习，全面提高管理队伍的整体素质
为加强对全市泵站行业管理和业务指导，必须大力加强技术学习，组织泵站工程全体人员进行电工技术学习、机械基础业务知识和安全知识学习，提高管理队伍中、高级技工的比例，严格运行人员上岗证制度，通过培训考核，力争在较短时间内全部持证上岗。通过学习，使广大干部职工业务技能得到有效提高，具有独立处理应急突发事故的能力。
4、完善规章制度、加大执行力度
建立健全泵站系列管理制度，实行制度管人，杜绝以人管人的管理模式，切实做到有法可依，有法必依。制定切实可行、易于操作的规章制度。强化各项管理措施，狠抓制度落实。要按照“事事有人做、人人有事干”的原则，细化岗位责任，明确事故追究制度，层层落实岗位目标责任，彻底扭转“无法可依，有法不依”的管理局面。
泵站综合自动化系统的建设
泵站实现自动化，不仅可以避免误操作，防止运行事故，减少运行人员；并可以提高设备和工程利用率、延长设备寿命、实现优化运行。泵站自动化应是泵站运行管理发展趋向。
泵站的基本模式两种：为全自动化方式、半自动化方式。
（1）全自动化方式：泵站是靠设置在前池或出水池上的水位继电器(压力变送器)控制机组的启动、停机或进行各种调节。当水位(或压力、压差)上升或下降到限定位置时，发出动作信号传给控制台的线路继电器或计算机。当线路继电器动作时，按规定程序动作(启动或停机)的执行机构也发生动作执行机构通常由时间继电器和控制启动( 或停机) 程序的继电器或为计算机系统。。这种自动方式对泵站设备的技术要求高，要有较完备的运行可靠性和自动处理运行故障的能力。全自动化泵站除了控制机组的启动和停机之外，对于进出水管道的工作压力、电动机温升、轴承与填料函的温度、泵站的引入母线与自动控制母线上的电压等，都以作用在事故继电器上的特殊继电器( 传感器、变送器) 进行监视。一旦工作状况超越规定值，事故继电器动作，使工作机停机，在有备用机组场合，可使备用机组自动投入。发生事故的机组，只有在消除了故障的原因之后才能再次启动。
（2）半自动化方式：对于经济条件较差，资金投入不足的泵站，可以采取比较筒单的半自动化计算机监控方案。这种方式可根据经济条件适当地减少传感设备采用开环控制。即无执行元件，通过计算机软件计算出的监控数据可以通过手工方法进行控制或调节。对于泵站技术改造，可以采用计算机辅助监控系统。泵站控制操作仍由常规装置来完成，计算机监控系统的功能主要是数据采集、数据处理、优化计算、事故记录、打印制表等。其优点是在运行中即使监控系统本身发生故障，泵站机组仍能维持正常运行。但系统能力较低，对自动化水平的提高或升级有一定的限制等是其主要缺点。不过该方案对系统性能要求不高．因而投资较少．比较容易实现。
四、关于自动化工作流程
泵站的自动化流程可分为3种形式：(1)从高压电源的投入开始，到机组正常投入运行为止；(2)从开某合机开始到机组正常投入运行为止；(3)从开某台机开始，部分工作还必须借助于人工，直至机组下常投入运行。不同的形式有不同的流程。一个泵站是由变电设备、机械设备等组成，并且有多台机组。设备之间的投入和切出是相互联系，同时又是相对独立。如果要通过一条指令完成全站操作过程，给编程和操作的灵活性带来很大的困难。
五、结语
泵站的自动化建设，是泵站以后的主要发展方向，这就涉及到了泵站的技术更新改造，特别对多级或多座泵站组成的大中型泵站中的单座泵站，是更新还是改造，是除险加固还是拆除重建，它涉及到泵站更新改造的标准和投资问题，与地方的经济发展水平、泵站地位的重要性、在流域或灌排区规划中的合理性等有关。 在泵站更新改造的同时，泵站的主管部门及工程管理单位应按国务院和地方政府有关水利工程管理体制改革的文件精神，积极推行泵站管理体制，以保证泵站更新改造后能良性运行。
参考文献：
[1]孟广清，杨晓久，李迪平．中小型泵站运行管理中存在问题及对策[J]，江苏水利，2007 年第5 期。
【关键词】PLC；可编程器；防洪泵站；自动化控制系统
水利行业属于传统行业，在国民经济发展中发挥着重要的作用，但是目前及未来一段时间，我国的水资源问题日益突出，成为制约国民经济健康发展的瓶颈。而实现水利信息的信息化，可提高防汛抗洪的科学性，对于水资源的合理优化配置，实现水利现代化均具有重要的现实意义。
1 防洪泵站自动化系统的构成
水利智能化和现代化是防洪、提高水资源管理水平的需要。水利的现代化和智能化是把雨情、水情和灾情信息准确收集后传输，对管理部门及时作出预测、制定应急预案等具有重要的作用。防洪泵站水闸自动控制系统是跨流域、跨区域的分布式系统，特点是包括多种网络协议、数据资源和软硬件条件复杂。
1.1系统的构成
防洪泵站自动化控制系统包括两层，一层是主站控制级，一层是现地控制级。其中，主控制级主要负责的是泵站机组、闸门和供配电设备、水闸等的控制和监视，从而实现各个单元的控制，高性能的PLc、sepa1000+和Sepanl2000可实现对管辖区域的生产的全过程控制，通过输入接口、输出接口等与生产系统连接气力啊。但同时，现地控制单元与主控制层之间是相互独立的，具有独立性特征，现地控制单元可脱离主控制层参与生产过程，即生产过程中的数据采集，以及数据的预处理，主要的作用是监视设备状态、控制等功能。此外，现地测控单元与站级计算机由ModBus PLuS相连接，其可脱离站级计算机独立运行。
该系统主要采用双网络结构，内部计算机构成100M的太网，而ModBus工业控络主要有现场的设备组成，这两个系统在网络拓扑上均是相互独立，均可独立运行。但同时，双网络之间又是相互联系的，现地控制中的PLC与上位监控计算机，二者可实现高速通讯。等于说，以太局域网对应的计算机，能够直接与ModBus PS网中PLC相连接，从而完成存取信息、控制动作等功能。该结构保证了系统可靠性，计算机在运行过程中，即便出现故障，不影响现地控制单元的运行。最后，网络主干采用单模光纤，远距离传输（100m以上）的数据、ModBus PLus信号和视频信号由单模光纤负责传输，100m以下的信号通过超五类非屏蔽双绞线来传输。
而测控系统上位机的软件平台为TRACEMODE，可实现对测控系统的实时监控。上位机与监控系统通过太网实现通信，皆可以接收上位机的指令，同时能够自成一个系统，可脱离计算机完成控制与操作动作。该系统的开发平台为TRAEMODE，与TCP/IP等驱动和协议相结合，是吸纳数据的采集、通信，以及机组、辅助设备的控制计量等。此外，还可通过人机对话实现对水闸和泵站的控制，如果出现异常情况，则发出警告，实现系统的自动化运行，而无需人工辅助。
1.2 Web综合信息系统
Web综合信息系统，各子系统之间相互独立，同时又具有一定的关联性。该系统通过中心数据库把各子系统中的数据信息，通过整理、提炼和挖掘等一系列动作后，存放到系统的数据库中，从而降低信息冗余度，提高数据信息的科学和可靠性。目前，各系统均用的是基于JAVA技术开发web综合信息系统，该信息系统中的各系统数据，经过一定的设计组织，便可组成一定的web页面信息，而该信息包括两部分，一是静态页面，二是动态页面。其中，静态页面主要是不变信息，比如工程简介、建筑物平面图，以及系统构成图；而动态页面是指把服务器中数据，根据业务逻辑来进行组织，然后通过数据、表格、图形等的形式显示出来，实现实时、直观的表达效果。
基于JAVA技术开发的web综合信息系统，主要的优点包括客户端应用简单、可扩展性强与跨平台等。普通客户端机器的Windows操作系统，均嵌入IE浏览器，该浏览器连接到局域网上，便可直接访问web综合信息系统中的信息，不用安装其他的辅助软件。在该系统的服务器端，有一个远程接入设备，接入该设备后，上级或远程用户在拨号连接后，即可访问综合信息系统，简单方便。
1.3 图像监控系统分析
图像监控协调系统应用的是目前最流行的数码/视频服务器，因此该系统可实现16路摄影机同步监控、视差互补、资料备份等，具有定点放大缩小、同步录制和同步显示等无无可比拟的优点，此外还可实现循环录像、时间录像，同步支持Mpe酗影像格式。
此外，该系统不但支持PTZ，Vcc3，还支持Vcc4，Ademco等规格摄影机。
2 泵站水闸自动化流程与控制模式
2.1 泵站水闸自动化流程
泵站自动化系统的自动化运行，一个优点便是可按照操作者设定的参数完成检测，实现开机等，而该系统按照设定前池水位限值，实现自动检测。因此，在系统全自动模式下，如果前池水位符合操作者设定启动限值，某号机的限定值，则系统可启动操作者设定该号机组。例如：如果1#机组启动之后，水位持续上涨，而没有下降，则在这种情况下，可继续开展检测，一直到开启4#机组限值。反复进行，直到水位停止上涨为止。
注意事项：机组在运行中，由于某台设备导出现故障，可致使整台机组启动异常或者无法正常启动，这时系统可给出一定的提示。而机组正常运行中，系统如果检测操作者设定关机符合调价，则按照设定条件依次关机。但是在关机时，系统首先关闭电机，因为如果电机出现分闸，则系统无法持续运行。
2.2 控制模式分析
系统的控制模式，主要分为下面几种：第一，现地遥控操作。该控制模式是指操作员在上位机上手动操作某台设备或闸门，通过人工方式控制闸门或者设备；第二，半自动控制模式。半自动控制模式，即系统按照操作者选择机组号，可实现自动启动或关闭，因此称之为半自动控制模式；第三，全自动控制模式。在全自动控制模式下，操作者根据设定参数实现检测、开机与关机，以及下闸、开闸；第四，手动控制模式。手动控制模式是指操作者在现场测控屏上，用手按动按钮实现设备或闸门的操作；第五，远程监视控制模式。按照现地实物模拟，以显示机组开机、关机与运行，同时可显示实时运行中的参数。
3 结语
泵站水闸自动化控制系统的建立，对于实现泵站智能化监视与监控，同时提高泵站检测运行和管理的整体水平，具有重要的现实意义。此外，该系统建立之后，泵站的稳定性和安全性将得到全面的保障。该系统的实际运营，是城市防汛防洪系统信息化、自动化建设的一个常识和探索，为系统的建立积累了一定的经验。在本文中，笔者从该系统的组成、控制模式等方面分析了自动化控制系统在防洪泵站水闸中的实际应用。
参考文献：
[1]金卓.自动化控制系统在防洪泵站水闸中的应用[J].水利电力机械， 2009（06）.
[2]刘华光.浅析自动化控制系统在防洪泵站水闸中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2010（09）.
【关键词】无人值守；自动化；冗余系统
上海城投原水有限公司徐泾泵站于2012年7月建成投入使用，向上海青浦徐泾、华新两镇、闵行华漕镇等三镇提供优质的青草沙原水。徐泾泵站的投入使用改善了该地区近50万人口的用水水质。
徐泾泵站的设计日供水量为20万吨，在整个上海原水系统中是小泵站。企业出于减员增效的目的，泵站的设计目标是无人（或少人）值守。但同时供水安全对于上海这座国际性的大都市有着无比的重要性和必要性。因此泵站必须有一套强大而稳定的自动化监控系统，使得较少的人力投入就可以完成整个生产过程的监控，确保泵站设备运行的安全、保证原水供应的不间断。
由于泵站的设计定位是无人（少人）值守，所以泵站的自动化监控系统必须具有以下的几点特性：
1.高稳定性与易维护性
原水泵站是全年365天24小时不间断工作的泵站，所以自动化监控系统必须具有极高的稳定性，才能给予生产活动有力保障。同时出于企业效益的考虑，系统还须具有维护简便和维护周期长的特性，这样可以减少后期人力成本的投入。
2.高度的自动化程度
由于泵站不配或只配少量的工作人员，要完成泵站内数量、种类众多的生产设备操作几乎不可能。这时如果依靠自动化控制系统就可以实现简便快捷的设备操作，甚至可以实现远程的设备操控。
3.完善的报警机制
自动化监控系统必须具有完善的报警机制，可以让工作人员第一时间获悉问题并按照相应的预定流程去解决问题。
4.数据的可靠传输
泵站的安全运行至关重要，实时的生产数据监测是保障安全运行的有效手段。将数据及时准确传输至上级管理单位以及原水调度中心，可以保证原水管网整体调度的安全性。同时也等于多了两双眼睛同时在关注徐泾泵站的生产活动，大大提高了及时发现问题的概率。
原水徐泾泵站自动化监控系统的设计与建设完全满足了以上几点需求：
4.1泵站自动化监控系统的架构
自动化监控系统中的下位机选用了AB品牌的ControlLogix系列PLC，采用了双CPU双网络冗余架构。采集设备信号的I/O机架通过冗余的controlnet网络与冗余的主、副CPU机架相连接，而主、副CPU机架分别通过以太网连接网络交换机。当主CPU出现故障时，副CPU通过连接两机架之间的通讯光跳线获得讯息，立即接替主CPU的工作职责。故障的CPU排除问题后，自动变为副CPU工作。这种架构实现了真正意义上的控制器无扰动切换，具有很高的可靠性。
controlLogix系列的PLC采用了模块化的设计，友善的编程环境，易于学习、使用，使得维护工作的难度大大的降低。
自动化监控系统的上位机选用了安装Intouch软件的PC。上位机有两台PC，1台作为工程师站、1台作为操作员站。工程师站安装Intouch的开发版本，可以进行人机交互界面的开发与修改并具有程序的运行功能。操作员站安装Intouch的运行版本，只具有程序运行功能。两台上位机互为冗余，独立运行，各自通过网络交换机向下位机ControlLogix PLC读取数据。两台上位机的同时使用大大提高了系统的稳定性。
4.2泵站监控系统的功能
徐泾泵站自动化监控系统的两大功能：设备的控制与数据的处理。
4.2.1设备的控制
泵站主要设备如下：10kV变配电设备，400V变配电设备，水泵变频器，水泵软启动，出口液控阀等。
设备的控制分为两层：就地层与远控层。就地层就是在设备本身的控制面版上进行操作，具有较高的优先级别。远控层就是在计算机上实现设备的控制。就地与远控的选择切换通过设备上的选择按钮来实现。
徐泾泵站是按无人（少人）值守标准设计的泵站，泵组的开停可以在计算机端通过轻点鼠标而实现一步化的操作。原先需要在400V变配电设备、变频器、出口液控阀等三处地方安排三个工作人员来完成的开停泵操作，现在只需一个工作人员坐在电脑前就可以完成。工作人员通过计算机操作，将控制指令发往PLC，PLC按照预定的操作流程去控制相应设备，设备之间按照一定的顺序联动运行，此种操作方式无论在效率和准确性上都大大超越了人工就地控制的方式。而且根据不同的权限授予，工作人员除了可以在泵站内的操作站，还可以在上级管理单位的操作站上对泵站内设备进行控制，从而实现泵站真正的无人值守。
4.2.2数据的采集与处理
徐泾泵站监控系统的数据众多，主要分为以下几类：
（1）生产工艺数据包括压力、流量、水质等。
（2）电气数据包括电压、电流、功率、开关位置等。
（3）设备运行状态数据包括变频器开停故障状态，阀门开闭状态，水泵转速与水泵故障等。
（4）设备健康状态数据包括水泵、电机的温度与振动数据等。
由于数据量大，少量的工作人员无法同时兼顾这些数据，监控系统必须具有完善的报警机制，将关键信息第一时间呈现给工作人员。系统必须对采集到的数据进行判断处理，除了数据本身还应该将可能的故障提示给工作人员。比如系统对泵站的出口压力进行数值的判断，根据预设定值，进行压力过低或过高的警报提示。又如系统对泵站的振动频谱进行分析判断，根据相关的国标，提示水泵可能存在的故障，或提醒工作人员设备老化的趋势。
4.2.3泵站数据的上传
徐泾泵站隶属于松浦原水厂管辖，徐泾泵站的生产系统数据通过服务器经由两条数据链路发送至松浦原水厂数据服务器。两条数据链路一条为点对点SDH数据专线，另一条为具有固定IP地址的ADSL。两条数据链路同时传输数据，互为备用。
松浦原水厂的数据服务器将本厂数据连同徐泾泵站的数据一起发送至原水调度中心，同样是通过两条冗余的数据专线。这样徐泾泵站的生产系统就构成了稳定可靠的三级监控：本地/上级厂/调度中心，三个地方都可以对徐泾泵站的生产活动进行实时的监控。不仅实现了数据实时共享、一网调度的需求，同时也降低了减少本地工作人员而可能带来的风险隐患。
概述：排水泵站作为城市基础设施的重要组成部分，是雨水及污水收集输送的唯一人工动力来源，承担着防洪、排污、排涝的重要任务。城市排水泵站远程监测控制系统是为城市排水自动化泵站建立远程控制平台、实现三级控制模式及提供多项管理服务功能的项目。该系统主要是通过对城市所有排水泵站进行监测，达到数据采集、数据处理、设备控制、操作日志记录、画面监视、图像监视、趋势服务、文件报表服务、报警服务、系统组态、设备运行管理、系统通信自诊断与自恢复等功能，以满足科学化调度的需求，同时保证排水泵站安全，高效运行。
1数据采集
现场控制站可自动采集各类实时数据；在事故及故障情况下，可自动采集事故、故障发生时刻的各类数据，包括设备状态；需要时也可自动接收来自全系统综合信息管理级调度和子系统监控管理级操作员站的命令信息。
所采集数据包括设备状态实时监测、电力参数实时监测、泵站环境与安全监控、设备安全与故障报警四个方面。
2数据处理
数据处理是指对每一种设备和每种数据类型的数据处理能力和方式，以用于支持系统完成监测、控制和记录功能。
模拟量数据处理包括模拟数据的滤波、数据合理性检查、工程单位变换、模拟数据变化及越险检测等，并根据规定产生报警和报告。
状态数据处理包括防抖滤波、状态输入变化检测、并根据规定产生报警和报告。
事件顺序数据处理可记录各个重要事件的动作顺序、事件发生时间、事件名称、事件性质，并根据规定产生报警和报告。
常规控制计算和数据处理，例如有数据运算：加、减、乘、除、开方、乘方、累计；体积、流量、热量和密度补偿计算；主辅设备动作次数和运行时间维护管理统计；PID调节计算；积分；超前滞后；比例；高选、低送；输出限位等。
实时数据处理和显示可通过创建系统的I/O服务，完成对现场控制点的数据采集，并记录到实时数据库中作进一步的处理，可用于流程图上的数据显示，趋势的跟踪记录，报警的判断等相关量处理。
主要参数趋势分析处理，例如包括根据历史数据拟合出曲线等。
除此之外，还有事故追忆处理等。
3设备控制
由泵站现场操作站（触摸屏）来进行泵站控制方式的设置，泵站现场操作站设置“远程”模式之后，分控中心才能够对泵站进行接管。常规情况下，主控中心直接控制部分对城市排水系统关系重大的泵站设备，特殊情况下，主控中心可将它直接控制的泵站的控制权分派给各自的所属分控中心，否则分控中心无权对其进行控制。
根据要求在数据采集和状态检测基础上，通过设备及参数的实时数据，以此为依据按照当前的控制方式、生产工艺流程、预定决策参数，实施泵站设备远程控制。
4人机接口及操作日志记录
系统可通过系统级操作员站、工程师站以及基础自动化级过程控制站操作屏等设备人机接口完成系统画面监视、打印报表、设备参数及操作控制等人机联系功能。
系统通过创建操作日志记录，可以按时间顺序跟踪记录系统上所有操作发生的具体时间、操作内容、操作人员等信息，并以列表的形式显示出来。
5画面监视
系统各级智能显示系统中，可对全系统内所有点进行系统组织、综合管理、实时监控、并用丰富、生动的画面监视：
主要显示内容有：全系统、子系统和本地系统总貌显示、分组显示、单元显示；各级主辅设备运行状态图；历史趋势显示、动态流程显示、多窗口显示；
除此之外，还包括报警摘要指示及事故处理；各类记录报告；各类运行报告；操作指导及各类维护管理报表等。
6图像监视
图像监视功能包括以下几个方面：摄像机录像、动态侦测、线路状态等报警；遥控云台和摄像机镜头控制；单画全屏显示、多画面分割显示、多画面轮循显示等多种方式现场监视；硬盘定时录像、报警录像、动态录像；可系统设置、查询、画面调整、关闭等。
7趋势服务
通过创建趋势服务，可对模拟量点和开关量点进行趋势采用记录，提供实时趋势和历史趋势两种，并且可以多组趋势窗口显示。趋势曲线可以任意放大、平移，同时可以显示曲线上每一采样时刻的具体值。
历史数据可利用磁盘文件方式来存储，支持多种方式（包括文本方式）的可视数据存储，便于用户的二次开发使用。并且可以支持无限大的历史数据存储，存储容量仅受限于硬盘容量的大小
8文件报表服务
系统具有对各种文件的处理能力，可对各类数据、文件归档，也可对历史数据进行记录、处理、裁剪、分析和统计，并且具有点趋势图、日志、事故追忆等。
系统具有制作各类报表，图形打印、文件打印、报表打印服务等功能，例如：各类操作记录，各类事故及故障。其中报表打印包括有日报、月报、年报等报表，曲线打印，趋势记录，事故追忆及相关量记录等。
9报警服务
通过创建报警服务，对模拟量、开关量、硬件设备和系统运行状态进行报警监视，按提供报警发生时间、报警点、报警说明等报警信息的列表显示，以及报警摘要信息。
报警按4种状态显示，以不同的色标进行区分，并能对越限超时等报警进行相应的安全处理。报警信号在运行人员确认后方可解除。同时根据需要，可命令或实时打印报警点的位号、时间及报警信号等。
10设备运行管理与状态监视
系统设备运行管理可包括历史数据存储，自动统计设备运行、备用、检修时间累计，被控设备操作动作次数累计及事故动作次数累计，运行参数及经济指标等计算，操作指导，事故处理指导等。
设备状态监视是指系统可自动的、不间断的、动态的轮询设备的工作状态，包括现场控制站中的主控单元、智能I/O模块的运行状态，以及与工程师站、操作员站之间的网络连接状态等，并将所有出现的故障自动报告给操作站，记入报警表和日志。
11系统通信
泵站PLC系统级与主控中心级间的通信是为满足综合自动化系统的遥测、遥调等功能。可随时接收各级调度命令信息，并向他们发回实时的工作状况，运行参数及有关信息。
系统通信可利用Internet网络WWW服务器功能进行Web组态，将数据的操作和浏览转向网络远程方式。可集上述的数据采集、实时数据转发、数据归档、数据浏览、数据统计分析、数据打印报表、事故诊断和报警处理等多功能于一体。
12 系统组态
系统应具有对全系统、子系统操作员站及现场系统控制站设备离线、在线组态功能，可以动态无扰动下载，共享数据信息。主要负责完成在应用软件界面上选中所连接的现场设备；对所选设备分配信号；从设备功能库中选择功能块。
13系统自诊断与自恢复
本系统各级在线运行时，对系统内的硬件及软件进行自诊断，自诊断内容包括以下几类：计算机内存自检；硬件及接口自检，包括网络设备、设备、通信接口、各种功能模件等，当诊断出故障时，应自动发生信号，对于冗余设备，应自动切换到备用设备；自恢复功能包括软件及硬件的监控定时器（看门狗）功能；掉电保护；双机系统故障检测及自动切换。
14系统培训仿真
系统内可配置培训仿真台，在离线时，用以仿真全系统的实际运行培训操作人员，进行各种操作及维护。系统内也可不专门配置培训仿真台，可利用工程师/编程员工作台对运行人员进行简单的操作培训。
15系统扩展功能
城市泵站远程监控系统还根据需要建立诸如信息共享、科学调度、计算机辅助调度和决策、设备维修预测模型等多种扩展功能。
本项目的建设将实现城市排水管理的动态管理、精细管理、定量管理和科学管理，对促进城市排水系统优化配置、高效利用和科学保护具有重要意义。在现阶段，我们已经对泵站远程控制进行了简单的平台搭建和远程控制试验性探索。目前，平台运行稳定、控制效果良好。
参考文献：
[1] 罗学东.排水泵站远程监控的解决方案. 《 给水排水 》，2006,32(7).105-109
