郭健+++万伟
摘 要：近年来自动化技术在泵站现代工程改造过程中起到了重要作用。随着科术的日益更新进步，泵站自动化技术在实际应用中也越来越广泛。文章分析了泵站自动化发展的历程、现状，以及对当前主要泵站自动化中关键技术作了详述，总结归纳出存在的问题，以为日后工作改善提供参考，分析认为随着技术的不断发展，我国将逐步实现信息化智能泵站。
关键词：泵站；自动化技术；发展现状；信息化
1 泵站自动化建设发展历程
1.1 国内泵站自动化发展历程
经历近五十年的发展，我国泵站自动化发展完成了“三步走”，从发展较为缓慢的初级阶段到逐步改进的完善阶段，再到飞速发展的全面自动化应用阶段。
（1）上个世纪60年代，随着计算机技术逐步在我国起步，泵站自动化技术也在10年后有了基本应用。1972年江都泵站首次运用远程集中监控，将各个闸门最终控制汇聚到总控制室，实现了远程遥控，虽然这种集中的有线监控存在着诸多问题例如元件质量不过关等，但这也标志着我国水泵自动化技术迈开了第一步，为下面的完善奠定了基础[1～2]。
（2）到了80年代我国自动化技术的进一步的普及，泵站自动化技术也再一次得到了提高，淮阴泵站将之前有線的弊端改进为无线传送遥控，进行了动态就地监测与控制。
（3）进入了90年代，互联网伴随着计算机技术的发展和迅速普及，泵站自动化技术也在全国范围内开始广泛应用。如由扬州大学水利学院电气系引进的新型集散控制系统，并成功在江苏淮安和泗阳两地的泵站投入使用，这种系统将自动化技术、通信技术、故障诊断等技术合为一体，使泵站的数据采集及控制更为简单灵活。
1.2 泵站自动化技术发展现状
随着社会的不断进步，科技发展成果越发广泛的投入进实际，泵站自动化技术水平也随之更新，现如今通过对曾经需要工程人员现场启停控制的半自动化泵站的改造升级，一种一体化全自动新型泵站逐步推广。根据国家水利部审议并通过的《全国水利信息化“十三五”规划》的要求，全自动化泵站是集数据信息采集、传输、存储、管理、控制为一体，通过数字化、网络化、智能化的新理念，在保障水安全的基础下，完善泵站一体化管理要求，实行最优控制管理，最终达到“无人值守，少人值班”的高自动化泵站水准。
2 泵站自动化关键技术
2.1 信息传感技术
传感器技术在在泵站信息自动化系统中起着数据的采集和处理的功能。对泵站现场分布的各类信息数据感知并采集，其中包括电气量（电压、电流、功率、频率等）、水泵电机温度、压力、油压，闸门阀的位置、水流量、降雨量、水位、风速，闸门运行起停机工作状态，以及控制现场日常开关信息监测和实地摄像视频等传感数据信息的监测传输。众多的传感器分布在泵站的内外，在运用无线ZigBee/GPRS技术或者以太网光纤高速传输技术通信，各设备采用通用标准与各子通信网关进行数据传输通信[3]。
2.2 泵站自动化监控技术
泵站自动化监控系统是将现场监视、数据测量、水泵控制、操控管理系统集成为一体的计算机综合控制系统[4]。这套自动化监控系统主体部分是由现地控制部分LCU和上位机组成，上位机通过以太网等方式和LCU实施通讯，实时将现地控制单元的各部分所采集的数据进行汇总并直接在总控计算机上显示。数据经过计算机组态软件编程设置，将LCU数据进行归类，存储在SQL数据库中，并生成实时报表，参数报警和趋势状态图，为泵站中监控人员可以通过访问数据库实现合理的操作。
泵站自动化监控系统技术也由以下几个子部分组成。
（1）网络通讯：运用虚拟局域组网技术，将泵站与监控控制中心组建成一个小型局域网，通过虚拟专用网络VPN专线进行远程访问。（2）显示仪表：泵站内的各个监测点的液位表、压力表和各电气设备的电参数仪表进行汇总显示，构成泵站的仪表显示系统部分。（3）视频监控：泵站内各摄像头视频图像数据集中由网络传输至视频监控中心，组成泵站视频监控系统，人员实时观察泵站动态。
2.3 泵站控制技术
2.3.1 以PLC控制为主的控制方式。泵站自动化控制系统中主要包括闸门自动控制、机组的起停控制、辅助设备控制等，这些控制都是遵循逻辑顺序进行的，由于传统的继电器控制复杂且不易维护，不能满足现代化泵站改造发展的需求。而PLC以其强大的逻辑功能，可靠性高，易控制的优点取代了日渐落后的继电器控制方式，PLC成为现代泵站控制系统的主力。PLC控制通常在整个控制系统的中间层，泵组LCU设备上传感器传送的模拟量数据通过PLC程序处理A/D模块就可以真实的反映泵站设备的参数状况。一些电气测量数据则可以采用Modbus通信协议的RS-485或RS-232接口直接和PLC通信端口连接进行采集[5]。
2.3.2 以单片机控制为主的控制方式。随着单片机技术的进步与发展，其在工业控制领域应用越来越广泛。以为单片机的开发环境比较成熟，并且价格较PLC来说便宜，许多智能设备的控制部分都选用。同样，泵站自动化设计中有时也会对实际产品的成本、稳定性、工作环境等因素进行考虑。单片机可以结合C语言进行软件开发编程，具有运算速度快、编译可读性高，模块化编译便于后续更改等特点，再通过仿真以达到实际硬件设计开发要求，最终实现智能化泵站的目的。
3 现阶段泵站自动化技术存在的问题
虽然现代科学技术不断进步，越发趋于智能化、信息化、一体化发展，但还是有些问题需要在今后不断完善。
（1）泵站自动化发展中并未能达到预期的设计水平，有时候我们盲目追求技术的先进性，依赖于技术而忽视了这一技术是否合适泵站自动化设计的初衷，导致建设资源出现过剩现象。（2）泵站一体化尚未实现，在测量、控制和管理三者之间衔接的还不够，处于各自发展缺乏有效集中的管理，工作效率欠佳的问题。（3）缺乏完善的自诊断系统，我国泵站自动化技术不断推广，对泵站进行技术改造升级，但仍存在人机协作水平欠缺，很多泵站在出现故障时需要浪费大量人力去分析解决问题，不能做到自诊断，自愈的自动化要求[6]。（4）信息实时化能力有待提高，在实时监控、图像接收、数据信息传输等多平台共享采集效率较低，数据库存储量有限且保存时间不够，泵站管理者对于数据库的管理维护能力不足。
4 结束语
随着我国水利现代化建设不断推进，泵站自动化技术水平较初期有了很大的提升，自动控制技术在泵站工程中的应用极大提高了泵站的管理水平和工作效率。存在的一些问题，需要在以后泵站建设中不断完善，从而达到无人值班、少人值守、高效管理、安全科学运作的目的。泵站自动化技术也将跟着现代科学前进的脚步，日益更新完善，向着智能信息化泵站发展。
参考文献
[1]陈应津.浅析我国泵站自动化技术运用现状[J].科技经济导刊，2016，11：67+55.
[2]祝子 .污水输送泵站自动化技术的发展与运用[J].经营管理者，2013，19：372.
[3]刘延辉.龙头山泵站综合自动化系统的物联网应用[J].中国水利，2016，13：37-39.
[4]茅伟.排水泵站运行工况远程监控系统的设计[J].城镇供水，2016，04：57-59+56.
[5]袁乾广，邓德满，胡家兴.PLC在泵站自动化中的应用[J].湖南水利水电，2014，03：103-106.
[6]谢波.我国泵站自动化设备运行现状及建议[J].中国水能及电气化，2009（Z1）：78-80.
