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泵站自動化控制范文1
關鍵詞：油田集輸泵站；自動化控制系統；實時監控；分離器；應用
中圖分類號：F407.67 文獻標識碼：A文章編號：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
作為一個老站，設備陳舊老化，事故率、運行維護費用高、職工勞動強度大的矛盾日益突出，隨著生產規模的擴大，集輸處理量不斷增加。由于監測參數量多，以往靠人工檢測儲油罐液面、油水界面對盤庫不準，手動控制脫水器界面難度高，這些因素給首站生產操作和管理帶來很大困難。為適應現代化生產的要求，使生產和管理實現自動化，根據首站現狀，實施了集輸泵站的自動化改造，并成功地用于集輸泵站的自動化生產中。
二、自動化監控系統介紹
（一）ME控制系統簡介
根據首站現狀，采用美國Opto22公司的ME計算機監控系統作為首站自動化監控系統的骨干結構。該系統采用上、下位機方式，在現場采用多級CPU進行控制處理，各I/O模塊對輸入輸出信號能提供4000V的隔離，系統的實時性、可靠性、靈活性優于其他系統。系統的上位機主要由工控機、控制軟件組成；下位機主要由控制器、智能板、I/O模塊組成。上位機與控制器通過100Mb/s以太網進行通信，控制器與智能板通過RS485進行串行通信，I/O模塊直接插在智能板上?？刂栖浖纳衔粰C通過以太網下載至控制器。
該控制系統的特點如下：一是可靠性高、二是可維護性高、三是智能化、四是實用性強。
（二）ME控制系統構成
站內設有一套計算機控制系統，分為兩級控制，上位機控制設在主控室，負責全站工藝流程數據管理，根據不同工藝流程，將控制崗位劃分為分離器崗、計量崗和外輸崗，每個崗位均設現場控制機一套，負責工藝流程顯示、數據采集與控制。計算機控制系統的結構均達到國內領先水平。
1.現場控制單元
現場控制單元分布于聯合站的各個崗位，負責現場數據采集和控制策略的實現，是智能聯合站的核心部件。其采集數據主要包括：每臺分離器的液位、入口壓力和溫度、出口匯管壓力和溫度、脫水泵房和外輸泵房的進出口壓力、溫度、流量泵的電流和電壓、每臺流量計的來油溫度和壓力。
各控制單元和上位監控站同時作為控制網絡的一個節點，能進行高速對等通訊。ME控制系統采用的現場控制單元主控器為SNAP-LCM4主控器，可支持串口、ARCNET、以太網，可實現多種通訊方式組合，滿足工業現場的要求。ME控制系統采用SNAP-B3000單元處理器，其主要功能是可完成和主控器之間的多種通訊方式，并對主控器的要求做出快速的響應；實現I/0的智能化，處理簡單的邏輯功能，對本單元的I/0點進行定期掃描。
2.上位機監控站
上位機監控站可以通過組態構成各種功能畫面，借助于這些畫面可以完成對生產過程的監視及控制。它主要顯示參數總貌、工段、細目、趨勢、流程圖畫面、設備啟停狀態及PID調節功能、系統顯示畫面示意及各種報表功能，系統數據覆蓋了全部生產裝置和生產環節，便于形成完整的實時生產管理系統，分別設有離器區生產數據顯示畫面和工藝流程顯示畫面。
聯合站的數據通過網絡，實時進入信息中心的數據庫中，通過分析軟件，可及時形成各類分析圖表。使用標準的網頁瀏覽器可以對系統信息進行監測，生產運行情況、設備情況、計量數據、油氣產量等數據一目了然。
三、自動化監控系統在分離器崗的現場應用及效益分析
（一）現場應用實例
實例1：2005年3月12日凌晨3點，操作人員發現1#分離器采油六隊的液位由原來的0.98mm降到0.65mm，壓力由0.28Mpa降到0.23Mpa，及時到現場進行檢查，排除了分離器的故障，經過分析判斷，認為是采油六隊的來液量減少，立即與采油六隊聯系。經過巡線，發現是采油隊一個計量站的外輸管線穿孔。由于首站發現及時，使采油隊在最短時間內發現問題解決問題，避免了場地污染等事態的擴大。
（二）有助于操作人員準確調節油氣分離器
油氣分離器工作的好壞，以分離質量和分離程度來衡量，分離質量差，不但隨氣體流失了本該納入液相的輕質油，降低了原油的質量和數量，而且氣管線中存在的液相原油會增大阻力損失，嚴重時甚至堵塞氣管線，分離程度不好，造成出油管串氣，減少產氣量。采用自動化監控系統后，操作人員能夠根據數據顯示，及時準確地進行調節，使分離器液位始終保持在1/2～2/3的位置，保證了分離器的分離效果，減小過多的氣體造成沉降罐內液體的攪動，提高了原油計量的準確性，并最大限度地增加產氣量，提高了經濟效益。
泵站自動化控制范文2
【關鍵詞】：泵站；自動化控制系統；微機監控系統；功能
中圖分類號：TV675文獻標識碼： A
在建設泵站時，采用自動化系統，不但能提升設備的運行效率、使用時間，還能有效降低勞動強度，提升管理水平。隨著計算機技術、網絡技術以及自動化技術的迅速發展為建立一套高效、實用性較強的監測、管控系統提供了技術支持。而微機監控系統作為自動化控制系統中的組成部分，它讓自動化控制系統變得更加完善、可靠，并且還能夠避免以往常常出現的設備事故，大大提升了設備的完好率。
1.微機監控系統的組成
泵站自動化控制系統中微機監控系統主要包括主輔機自動控制、勵磁裝置以及主機自動調節、微機保護等各個部分，用的是分散和集中相結合的監控方式。其中勵磁控制用的中國核工業電機運行開發公司生產出的數字化微機磁裝置，人機界面系統主要用的是液晶漢字顯示，參數設定用的是菜單操作，全部強電輸入信號在輸入CPU系統之前都通過隔離進一步轉化形成弱電信號。當輸入及輸出的信號通過光隅隔離之后，CPU的模擬信號會通過隔離放大再輸出[1]。
其次，美國通用電氣公司生產出來的微機型管理繼電器綜合了保護、控制、通信以及故障檢測、功率測量為一體。當設定參數時既能夠通過表面設置的鍵盤直接輸入，同時也可以上位機下載。在泵站自動化控制系統中微機型管理繼電器就是采用該公司生產的，其中主機用的是SR469微機型管理繼電器，主要作用是保護、控制、檢測大中容量電機；站變用的是SR750微機型饋線管理繼電器，主要保護線路與小型變壓器。在監控系統中，上位機用的是EC2000，并且還配置有SQL Server數據庫軟件，具有一定的網絡Web瀏覽功能[2]。在和外局域網聯網后可以進行實時發送監測數據，讓廣域網上面的全部用戶瀏覽，其中涉及到的重要監測數據要寫入中心數據庫。
最后，主輔機自動控制與主機自動調節兩個部分通過監控單元實現，系統選用的是兩套容量大、可靠性高，并且帶有電插拔功能的設備，每個控制單元的PLC都是以工業級、太網專用模塊將太網和主控計算機進行直接連接，以此確保數據高速可靠地傳輸。主控計算機用PLC采集監測到的數據，像：壓力量、電量及水位等，談后由PLC發送指令，控制主輔機、變配電設備。
2.微機監控系統的特點
微機監控系統綜合了保護、檢測、管控、通信等各項功能，能夠充分保護電源獨立，并且還不會受到通信系統、運動方面的影響，可完全獨立地進行工作。其中的勵磁硬件設備運用模塊化設計，體積較小且非常便于維護、維修。關于參數的設置既可以按照現場數據鍵入，也可在上位機中下載。除了閘門PLC之外，其它各個部分與上位機之間使用的是一樣的通信協議，這就保證了通信的可靠性，尤其是保護了直接和PLC通信，讓整個系統變得更有層次感，更加符合分布式的構造要求[3]。各個系統之間可以聯網運行，也可以單獨運行，彼此之間的影響很小，可以靈活當地選用，這就提高了整個系統的安全系數。同時，該系統可以按照上下游水位、葉片角度變化等，自動分析計算出不同機組的抽水流量，累計抽水量，錄入歷史數據庫。
3. 微機監控系統在泵站自動化控制系統中的功能
其一，監測功能，其主要體現在上位機對現場各種設備運行參數與運行狀態的監測上。站變、主電機電流、主電機上下導瓦、主變等的溫度都被送進保護單元，通過PLC與上位機通信。并且水壓力、油壓力及氣壓力通過現場壓力變送器進行變換之后，再由PLC與上位機交換信息。勵磁裝置的運行狀態監測出來的數據，由RS-485通信線由PLC與上位機通信，其中勵磁綜合控制器上面的液晶顯示屏能夠直接顯示出對應機組的運行情況。而葉片角度、上下游水位、閘門開高、貯能罐油位分別是葉片角度編碼器、超聲波水位計與閘門測控儀、紅外線液位探頭進行現場采集的，采集到的信號通過PLC轉換變成數字量之后傳送到上位機。泵站所設備得到的回訊信號由反向檢測出的電壓判斷，而廠房設備開停情況、二次回路運行狀態、保護設備報警信號都是由PLC傳送到上位機的，并經其監測[4]。
其二，微機勵磁功能，上位機通過設定閉環來調節恒功率因素的運行、恒無功功率的運行，一旦上位機發生故障，勵磁綜合控制器就會在現場通過鍵盤來調節主要的運行參數。上位機能夠實時記錄晶閘管勵磁裝置中的運行參數，如果電機發生勵磁保護性跳閘，裝置運行不正常或者失控情況時，不單單在上位機中出現信號，在現場的液晶顯示屏總也會出現相關信號。
其三，控制、管理功能。微機監控系統主要通過上位機直接對7373電動刀閘、737斷路器以及1#、2#站變斷路器側儲能、分合實施控制，而現場的監控單元主要下達主機斷路其分合控制的命令。葉片角度大小按照運行情況，及時調節?？諌簷C與供排水泵的開或者停主要由上位機按照設定參數，通過監控單位自動調節。其次，因微機監控系統在上位機上面設置了故障報警、系統運行各個參數設置等很多個菜單畫面，所以，運行管理人員能夠通過點擊鼠標獲得上位機中菜單來了解主機溫度參數、技術參數以及輔機系統中的水位、水壓力、油位等[5]。而通過故障報警畫面可以了解各種設備故障情況，主輔機運行狀態。用鼠標、鍵盤還可以及時調整磁系統中的運行方式、運行參數、調整葉片角度等等。為了進一步加強管理，微機監控系統還設置了多層防護程序，尤其是在關閉斷路器之前，需要完成合閘之前的各種準備工作，否則，上位機就會自動閉鎖，不能順利進入下一步操作。
其四，保護功能。微機監控系統保護裝置可以適時判斷設備故障，記錄故障發生的時間、類型，進一步反映出故障的各種數據、波形等。系統上位機通過PLC輪流查詢每套保護裝置，當出現保護動作時，把保護跳閘事件、跳閘報告、自檢報告等會一并上傳到上位機系統中。而主機保護SR469裝置能夠實現過流保護、低頻率保護、橫差保護、縱差保護、失步保護、過負荷保護等等。并且除了電量方面保護之外，主機上下導瓦、推力瓦的溫度與勵磁系統參數狀態保護功能等。主機的溫度保護一般有兩種方式：①把溫度電阻Pt100接入SR469，通過邏輯分析判斷；②借助壓力式溫度計把開關量接入PLC，用在主機跳閘方面。
其次，主變SR745具有零序差保護、比例式差動保護、過激磁保護、過流保護、低電壓保護、零序電壓保護、自適應波制動保護等。只要設定相應參數，主變可以靈活地選用上述保護，除了電量保護之外，還有主變溫度保護、主變本體重瓦斯保護等，而站變的SR750有一定的過流、速斷保護功能。
總之，微機監控系統在泵站自動化控制系統中，管理人員只需要用鼠標、鍵盤就可檢查、管控現場設備的運行情況，這樣不但可以減少運行值班人員數量，還可減輕勞動強度。當系統聯網以后，還能夠實現數據共享，非常便于查詢，進而就為樞紐運行管理、調整決策提供了便利。
【參考文獻】
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泵站自動化控制范文3
【關鍵詞】無人值守；自動化；冗余系統
上海城投原水有限公司徐涇泵站于2012年7月建成投入使用，向上海青浦徐涇、華新兩鎮、閔行華漕鎮等三鎮提供優質的青草沙原水。徐涇泵站的投入使用改善了該地區近50萬人口的用水水質。
徐涇泵站的設計日供水量為20萬噸，在整個上海原水系統中是小泵站。企業出于減員增效的目的，泵站的設計目標是無人（或少人）值守。但同時供水安全對于上海這座國際性的大都市有著無比的重要性和必要性。因此泵站必須有一套強大而穩定的自動化監控系統，使得較少的人力投入就可以完成整個生產過程的監控，確保泵站設備運行的安全、保證原水供應的不間斷。
由于泵站的設計定位是無人（少人）值守，所以泵站的自動化監控系統必須具有以下的幾點特性：
1.高穩定性與易維護性
原水泵站是全年365天24小時不間斷工作的泵站，所以自動化監控系統必須具有極高的穩定性，才能給予生產活動有力保障。同時出于企業效益的考慮，系統還須具有維護簡便和維護周期長的特性，這樣可以減少后期人力成本的投入。
2.高度的自動化程度
由于泵站不配或只配少量的工作人員，要完成泵站內數量、種類眾多的生產設備操作幾乎不可能。這時如果依靠自動化控制系統就可以實現簡便快捷的設備操作，甚至可以實現遠程的設備操控。
3.完善的報警機制
自動化監控系統必須具有完善的報警機制，可以讓工作人員第一時間獲悉問題并按照相應的預定流程去解決問題。
4.數據的可靠傳輸
泵站的安全運行至關重要，實時的生產數據監測是保障安全運行的有效手段。將數據及時準確傳輸至上級管理單位以及原水調度中心，可以保證原水管網整體調度的安全性。同時也等于多了兩雙眼睛同時在關注徐涇泵站的生產活動，大大提高了及時發現問題的概率。
原水徐涇泵站自動化監控系統的設計與建設完全滿足了以上幾點需求：
4.1泵站自動化監控系統的架構
自動化監控系統中的下位機選用了AB品牌的ControlLogix系列PLC，采用了雙CPU雙網絡冗余架構。采集設備信號的I/O機架通過冗余的controlnet網絡與冗余的主、副CPU機架相連接，而主、副CPU機架分別通過以太網連接網絡交換機。當主CPU出現故障時，副CPU通過連接兩機架之間的通訊光跳線獲得訊息，立即接替主CPU的工作職責。故障的CPU排除問題后，自動變為副CPU工作。這種架構實現了真正意義上的控制器無擾動切換，具有很高的可靠性。
controlLogix系列的PLC采用了模塊化的設計，友善的編程環境，易于學習、使用，使得維護工作的難度大大的降低。
自動化監控系統的上位機選用了安裝Intouch軟件的PC。上位機有兩臺PC，1臺作為工程師站、1臺作為操作員站。工程師站安裝Intouch的開發版本，可以進行人機交互界面的開發與修改并具有程序的運行功能。操作員站安裝Intouch的運行版本，只具有程序運行功能。兩臺上位機互為冗余，獨立運行，各自通過網絡交換機向下位機ControlLogix PLC讀取數據。兩臺上位機的同時使用大大提高了系統的穩定性。
4.2泵站監控系統的功能
徐涇泵站自動化監控系統的兩大功能：設備的控制與數據的處理。
4.2.1設備的控制
泵站主要設備如下：10kV變配電設備，400V變配電設備，水泵變頻器，水泵軟啟動，出口液控閥等。
設備的控制分為兩層：就地層與遠控層。就地層就是在設備本身的控制面版上進行操作，具有較高的優先級別。遠控層就是在計算機上實現設備的控制。就地與遠控的選擇切換通過設備上的選擇按鈕來實現。
徐涇泵站是按無人（少人）值守標準設計的泵站，泵組的開?？梢栽谟嬎銠C端通過輕點鼠標而實現一步化的操作。原先需要在400V變配電設備、變頻器、出口液控閥等三處地方安排三個工作人員來完成的開停泵操作，現在只需一個工作人員坐在電腦前就可以完成。工作人員通過計算機操作，將控制指令發往PLC，PLC按照預定的操作流程去控制相應設備，設備之間按照一定的順序聯動運行，此種操作方式無論在效率和準確性上都大大超越了人工就地控制的方式。而且根據不同的權限授予，工作人員除了可以在泵站內的操作站，還可以在上級管理單位的操作站上對泵站內設備進行控制，從而實現泵站真正的無人值守。
4.2.2數據的采集與處理
徐涇泵站監控系統的數據眾多，主要分為以下幾類：
（1）生產工藝數據包括壓力、流量、水質等。
（2）電氣數據包括電壓、電流、功率、開關位置等。
（3）設備運行狀態數據包括變頻器開停故障狀態，閥門開閉狀態，水泵轉速與水泵故障等。
（4）設備健康狀態數據包括水泵、電機的溫度與振動數據等。
由于數據量大，少量的工作人員無法同時兼顧這些數據，監控系統必須具有完善的報警機制，將關鍵信息第一時間呈現給工作人員。系統必須對采集到的數據進行判斷處理，除了數據本身還應該將可能的故障提示給工作人員。比如系統對泵站的出口壓力進行數值的判斷，根據預設定值，進行壓力過低或過高的警報提示。又如系統對泵站的振動頻譜進行分析判斷，根據相關的國標，提示水泵可能存在的故障，或提醒工作人員設備老化的趨勢。
4.2.3泵站數據的上傳
徐涇泵站隸屬于松浦原水廠管轄，徐涇泵站的生產系統數據通過服務器經由兩條數據鏈路發送至松浦原水廠數據服務器。兩條數據鏈路一條為點對點SDH數據專線，另一條為具有固定IP地址的ADSL。兩條數據鏈路同時傳輸數據，互為備用。
松浦原水廠的數據服務器將本廠數據連同徐涇泵站的數據一起發送至原水調度中心，同樣是通過兩條冗余的數據專線。這樣徐涇泵站的生產系統就構成了穩定可靠的三級監控：本地/上級廠/調度中心，三個地方都可以對徐涇泵站的生產活動進行實時的監控。不僅實現了數據實時共享、一網調度的需求，同時也降低了減少本地工作人員而可能帶來的風險隱患。
泵站自動化控制范文4
關鍵詞：泵站機電設備；自動化技術；重要性；功能；應用發展；設計要求
一、泵站機電設備自動化技術的重要性及其功能
1、泵站機電設備自動化的意義。泵站機電設備自動化技術應用屬于一門綜合了多種科學技術的系統專業，包括計算機技術、網絡信息化技術、通信技術等。自二十世紀九十年代初期階段，以計算機為主的電子信息技術迅猛席卷全國各行各業，信息化技術水平日漸成熟。但是，當時許多開發商都簡單的理解為泵站能夠對設備的開關機進行操作就屬于自動化技術應用，所以最終通過信息化技術手段的運用將設備柜前手工操作移駕到計算機屏幕前。事實上，泵站自動化不僅僅是針對于設備開停機操作或基本運行進行監控管理，同時對泵站勵磁系統開發、繼電保護優化、水利監控、以及經濟運行成果分析等方面問題予以完善都有著重要而又緊密的內在聯系。泵站強調機電設備自動化技術的應用不僅是設備自動化操作、監控對象分析、設備軟件系統平臺控制、數據空定義、信息化接口配置、協議棧優化等方方面面的技術完善過程，同時也是未來泵站經營建設走向可持續發展之路與落實科學發展觀的實際需求，具有重要現實意義。
2、泵站機電設備自動化的功能。泵站機電設備自動化的功能要求主要包括：（1）數據采集與處理。通過自動周期性地采集或由操作員通過應用程序發命令采集泵站現場各種實時數據，進行必要的數據預處理并以一定的格式存入實時數據庫，按照信號性質的不同把它細分為模擬量、開關量及脈沖數字量等。（2）安全運行與監視。對主設備及輔機設備的運行狀態進行實時監視，包括當前各主要設備的運行及停止情況、閘門啟閉情況，并對各運行參數進行實時顯示。（3）控制與調節。泵站機電設備自動化系統的控制功能應該滿足泵站機組啟、停和變電所操作規范規定的要求。機組啟、?？刂朴幸粭l指令完成，計算機自動檢測機組啟、停條件并順序執行，當滿足條件時，執行操作。對變電所開關的操作應該自動檢測操作條件，并按照預定的步驟進行分合閘。對所有設備應該設置手動控制方式和自動控制方式，并設有靜態試驗方式。機組事故停機時，應該同時關閉相關的輔助設備。
三、泵站機電設備自動化技術的應用發展
1、泵站機電設備自動化技術的應用分析。通常泵站機電設備自動化技術的應用就是準確讀取信息來源，實現自動化的機械操作，具有較高的靈敏度和準確度。泵站機電設備自動化技術的應用擺脫了設備或機械受人類主觀因素的影響，使得泵站的信息處理操作沿著既定的技術程序精準運行，避免了眾多負面因素的影響，達到了人力所不能及的運行高度，極大地減輕了人類的操作負擔。泵站機電設備自動化技術的有效應用，使得現場運行更具安全性和可靠性，其所帶有的自動預警裝置和檢測裝置有效地減輕了設備的運行風險，更好地延長機電自動化控制設備的使用壽命和運行周期。此外，泵站機電設備自動化控制設備有利于維修和保養，能很好地改善設備的運行狀態，泵站機電設備自動化技術所帶有的功能比較全面，適應面極為廣泛，泵站的機電自動化控制設備可以節省眾多人力、物力、財力，有利于刪減冗雜的部門和人力，促進了能源及材料的節省。
2、泵站機電設備自動化技術應用的發展?；诒谜緳C電設備自動化技術的重要性，其具有較強的復合性，并且機電的自動化囊括了信息整理學、計算機程序等多門學科內容，所以為了發揮泵站機電設備自動化技術的作用，必須加強對其發展的研究。當今人類社會更加偏向于智能化和自動化，對于生活和工作的追求也發生了改變。首先，機電自動化必須要結合智能化這一重要發展方向，漸漸地向智能領域的自動化控制邁進。從目前的發展局勢來看，智能化具有性能高、運行快、應用廣等特點，注定成為自動化控制系統的開發主流。泵站機電設備自動化技術要注意依靠網絡這一現代化科技平臺，遠程控制就必須通過網絡建立，將自動化控制的終端設立于泵站，就能很好地進行遠程控制，甚至是家庭型控制。最后，泵站機電設備自動化技術要講求自動化和綠色化，機電系統自動化控制的核心就是自動操作，要重點鞏固機電系統與人力的關系，逐步走向人機聯合，通過自動化控制實現產品的綠色化和生態化。
三、泵站機電設備自動化設計要求的分析
1、泵站機電設備自動化設計思路的分析。泵站機電設備自動化設計的目的不僅只是在開停設備上的控制，自動化系統需要完成的工作很多，如水位、流量的監控；電氣設湓誦械募囁睪捅；ぃ皇鹿屎凸收系腦ぞ；信息的采集與交換；實現無人值班等等。當然在實際設計時要以泵站的具體要求為前提，并分清設計的重點和次重點，作出切合實際的設計，主要設計思路有：信息設計，是以信息為導向的設計活動，泵站運行中所采集的信息數據是水利系統實現信息化管理的基點，能為水利信息系統提供準確的動態數據；典型設計，在沒有相應標準和規范的前提下典型設計可以起到標志性作用，通過典型設計固定下來的技術和方案可以為同類型的泵站建設提供參考作用；模塊化典型設計，由于泵站類型不多，但自動化系統要求不一，各個泵站還是存在機組臺數和形式的區別。通過典型設計可以設計出若干個模塊，整個泵站綜合自動化系統就是由數個基本模塊通過積木式疊加組合而成，再根據不同泵站的建設要求就可將其應用到泵站設計之中了。
2、泵站機電設備自動化設計的合理定位。通過泵站機電設備自動化建設是一項系統性很強的工作，因此要從多方面分析，綜合考慮如投入、技術、運行環境等，然后結合各種實際情況確定其自動化的需求程度，設計出符合實際應用的自動化泵站。因此為了充分發揮泵站機電設備自動化的作用，必須對泵站機電設備自動化設計進行科學合理的定位。
3、所建泵站機電設備自動化系統機構進行選擇，常見的系統結構有以下三種：（1）監控主機+通訊協議設備。該結構是將指令交給監控主機來調整和控制的，而對通訊協議設備的要求較低，因此要重視監控主機的選擇，因為它是泵站自動化控制的關鍵，如果出現問題就會影響指令的正常專遞，自控系統也就沒法正常運行。（2）監控主機+PLC+通訊協議設備。泵站的機電設備自動化系統按其單元構成可分為三個部分，分別是若干可編程控制器PLC、監控下層設備的通訊監控主機以及通過以太網通訊PLC。其中PLC是控制節點，對于提高系統運行的可靠性起著一定作用。但此系統結構也有一定的局限性，就是PLC和下層通訊能力較弱，對通訊速度造成了阻礙。
結束語
綜上所述，泵站機電設備自動化技術的應用不僅要結合泵站的實際情況，同時還要遵循一定的原則。立足為生產服務的目標，準確對泵站進行定位，優化泵站機電設備自動化設計，為泵站機電設備自動化運行創造良好環境。
參考文獻：
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泵站自動化控制范文5
關鍵詞：城市污水處理；提升泵；自動化控制
中圖分類號： F407 文獻標識碼： A
引言
隨著社會的發展越來越快，帶來的水污染也就越來越嚴重，如何保護好我們賴以生存的環境，污水處理的重要性就凸顯出來。可利用的水資源也在逐步匱乏，把從污水處理達標排放模式轉變成水資源的可再生利用，以達到真正意義上的合理利用資源、節能減排的目標。就以城市污水廠為例，來探討PLC控制系統在污水廠的集散控制和智能化運用的效果。城市污水是通過下水管道、中繼提升泵站收集到的所有排水，是排入下水管道系統的各種工業廢水、生活污水和城市降雨流經的混合水，其質量特征是廢水水質波動大，尤其是工業區，工業廢水可循排放無規律性，污染來源相對比較復雜，如何合理地處理好這些污水，對合理利用資源、節能減排及保護生態環境具有重要意義。
1、污水提升泵站自動化控制系統概述
從我國目前大部分城市污水處理廠的污水處理泵站運行情況來看，污水處理的工作流程歸納為:首先把廠區外的污水經過主污水管道、中繼提升泵站，使其進入污水處理廠格柵;然后通過格柵機使污水進入水泵房進而進入沉砂池、反應池以及二沉池等一系列環節，中間對可利用污水進行一定的凈化實現污水的回收與再利用。值得注意的是污水提升泵站在進行污水處理時的核心工作是在水泵房環節，該地方為污水廠區標高的最低位置，進水泵房在底部放置若干臺潛污泵以供自動化系統的正常運行并備用一臺潛污泵，以防止運行過程中潛污泵出現損壞等問題，留以備用。其工作性能主要是把污水抽到高處使污水運用重力的作用順利的流經到各個污水處理工序。這種運行方式是運用液位的控制來實現污水的排放和處理其主要的缺陷在于水泵的啟動頻率和泵的損壞程度不一致，導致水泵在工作期間，不斷地出現問題從而大大降低了水泵的工作效率。另一方面，由于城市污水量的逐步增加污水巨大的沖擊力量也對污水提升泵站造成了巨大的磨損，從而不利于污水處理泵的長期使用，致使泵站的工作效率降低不利于城市污水的徹底處理。
2、污水提升泵站自動化控制系統結構
2.1、主站
主站的自動化控制系統采用的設備是西門子一系列，并通過數據傳輸系統對個子站進行實時數據的收集和管理，同時還為其預設了一個多余的通信端口，以便以后把污水提升泵系統和整個污水處理廠進行聯接。并通過兩臺工控機和主機進行實時通信，以便把收集的泵站數據傳輸給主機，從而把實時的數據顯示在顯示器上。
2.2、提升站（子站）
子站采用攝像頭、硬盤機、液位計、流量計來對集水井內的水位情況進行數據采集，同時把這些數據通過子站的計算機傳送到主站，從而實現指揮中心的遠程控制。
3、泵站自動化控制系統控制流程
3.1、污水泵的自動控制
在集水井內安裝一臺超聲波液位計，測量集水井液位。潛水泵根據集水井液位，按照預定的運行方案自動增減水泵開啟臺數。具體運行模式如下。
3.1.1、在PLC自動控制模式下，PLC按照集水井液位設置點自動起動或停止相應臺數的進水泵。
3.1.2、由低至高，集水井液位包括以下設置點。低液位設置點：當液位降至此設置點以下時，PLC發出低液位報警，并停止所有自動運行的污水泵（無論強制自動還是遙控自動）。
3.2、格柵的自動控制
格柵前后也安裝了超聲液位計，從而準確的識別柵格前后的位差格柵機根據前后液位差或設定的運行時間與運行周期自動運行，時間和周期均可根據進水雜質情況調整。具體如下第一，控制系統，可以根據時間設定和液位差來進行柵格的開啟或者停運。第二，柵格根據時間模式的設置來運行，當一天柵格運行時間達到設定值，就會自動停止，并啟動這臺柵格的下一次工作周期。柵格停止時間達到預設時也是相同。第三，液位差大于預設時，就啟動柵格，相反，就停止柵格。
3.3、PLC自動控制系統的運用
PLC自動控制系統在污水廠的應用最主要的功能就是能夠實時監控現場設備、工藝流程進行在線監測，最終反映污水處理的效果，也是對出水數據的最直觀的感受。進出水數據監控污水處理的初步分析稱之為拐點分析，如果出水中的某個數據出現了超標或者無數據。首先分析確認設備是否正常運行，如果是設備原因故障而導致數據超標，可以通過數據有效性分析，報修數據監控的維護公司。為了能夠確保DCS系統數據傳輸的正確性和穩定性，可以通過日常比對確保數據有效性。對于進出水數據和進出水流量是一天兩次比對，過程儀表采取一天一次數據比對，可對數據進行分析和比對。設備運行監控工藝圖之間的轉換更多是巡查設備是否運行正常，輸出信號線是否正常運行，及時了解在線設備的開停時間、能否正常開啟，便于及時維修達到控制出水的水質情況。
3.4、出水數據分析
3.4.1、污泥體積指數對于出水水質的影響。污泥體積指SVI的大小能反映出生物池中活性污泥的疏散程度和凝聚沉降的性能大小。污泥體積指數SVI過低，會導致污泥顆粒細小緊密，顏色深黑。
3.4.2、溫度對出水水質的影響。通過實際運行污水廠的參數，我們發現曝氣池的溫度對于污水處理有著密切的聯系。比如，一年中北方溫差雖然較大，但他們每家都有暖氣供應，曝氣池中的水一般穩定在9℃-21℃的范圍內，而南方出水水質受溫度的影響比較明顯，曝氣池中的水可能在4℃-30℃的范圍內，所以北方出水水質要比南方污水廠穩定，由此可見曝氣池內的水質溫度影響著出水水質。
4、城市污水處理自動化技術的改進和發展
隨著城市污水處理問題受到的關注越來越多，人們開始重視起城市建設和污水處理等問題。針對城市污水處理所存在的問題，應該做出相應的改進。在科技高速發展的時代，自動化過程中所使用到的儀器設備也在不斷地更新和換代，這就要求技術工作人員應提高自身的專業知識，做到與時俱進，不斷地豐富自身的學識，提高對技能的掌控力。同時城市污水處理自動化的發展也帶動了相關的一些科技產業的革新。很多企業通過考察，開始注意到這個問題，并且著重于污水處理自動化的技術研發，加強了對污水處理系統的升級和技術的完善。自動化控制在污水處理過程中的廣泛應用使得監控軟件等設備技術的研發也得到了飛速的發展。目前我國污水處理雖然較其他發達國家還比較落后，但是同過去相比也取得了很大的進步。針對城市污水處理這個一問題，我國也開始越來越重視，政府部門開始支持和倡導相關技術的研發工作，并加強了對污水處理的管理力度。中央監控系統也逐漸成為了對污水處理工作進行監控、管理和數據分析的中心，它要求能夠實現“集中管理和分散控制”的監控模式，從而達到中控室集中控制，局部不影響主體正常運行的目的，合理調配污水排放與處理的矛盾。這也在一定程度上確保了系統的穩定性，分散了故障發生的風險性。不同的污水處理廠也應該根據自身情況作出相應的工藝流程要求，并針對用戶需要作出相應的調整，應保證自動化控制系統內部配置的靈活性和合理性。同時也應該做到緊跟時代的步伐，根據要求規范系統操作，把相關技術相結合。
5、結語
隨著污水處理廠、泵站自動化系統的日益完善，智能化控制及對控制設備的綜合保護等優勢逐漸體現出來，越來越多的污水提升泵站已經將上述技術功能作為泵站自動化系統的設計藍本。泵站自動化系統也將在未來的污水提升泵站控制領域得到廣泛應用。
參考文獻
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[2]陳功,周玲玲,戴曉虎,董濱.城市污水處理廠節能降耗途徑[J].水處理技術,2012,04:12-15.
泵站自動化控制范文6
關鍵詞：污水處理；提升；泵自動化；控制系統
中圖分類號：U664文獻標識碼： A
前言
自來水生產過程中，沉淀池排泥、濾池沖洗等工藝會產生大量污水。過去，通常對這些污水做直接排放處理。隨著環保要求的提高，以及水資源成本的不斷增加，越來越越多的水廠建立了污水處理系統，對生產過程產生的污水進行回收利用， 根據筆者的調研，我國目前超過半數的城鎮自來水廠的污水處理都依賴于觀察法，依靠工人手動調節，很難實現完全自動化處理。污水處理不能完全自動化，一方面降低了污水處理的效率，造成了水資源不能充分利用；另一方面也容易對自來水廠供水的水質造成影響。
一、、子站自動控制系統
污水泵站的工藝流程大致相同，均為：地下管網污水泵站格柵機濾渣污水集水井提升泵房經過多級泵站提升污水處理廠。主要控制對象設備有：進出水閘門、格柵機、除污機、提升泵等。泵站自動化控制系統要求集數據采集、智能控制于一身，主要功能包括以下幾個方面：
（1）、控制方式
有手動、自動兩種控制方式，由控制柜上轉換開關切換。手動方式由控制柜上按鈕手動操作；自動方式由PLC控制。自動方式又分強制自動和遙控自動兩種，也在控制柜上按鈕手動操作切換，或通過主站遠程控制切換，強制自動由本地子站PLC全權控制，用于通訊出故障時，獨立運行。遙控自動為主站自動或手動遙控。
（2）、主要控制功能
根據集水井水位的變化控制泵的開、停。不出現低水位抽空泵，也不發生溢流；泵的開、停順序：循環開停機，即先開先停，循環運行；分南北池的泵站，分池運行時，兩池液位應能獨立控制，合池運行時兩池輪流開機；根據粗格柵前后時間周期和液位差控制格柵機的啟停；根據需要實現閘門啟閉機的控制，實現無軸螺旋輸渣機與粗格柵的聯動，同時實現對輸渣機的工作狀態的測控；最多開機臺數控制：以免造成管道溢流或泵站自回流的現象，有的泵站需限制開機臺數。最多開機臺數在強制自動方式，由子站PLC控制，在遙控方式由主站主機控制；緊急關總閘控制：當機房發生火災或管道破裂大量漏水等緊急情況，為防止事故擴大，主站可通過遙控方式關斷泵站電源總閘。
二、污水處理自動控制管理系統的設計與實現
（1）、系統運行模式
基于以太網的遠程自動控制系統，目前主要有兩種系統模式，分別是B/S模式和C/S模式。
1、B/S模式
所謂B/S模式，就是瀏覽器/服務器模式，這種模式無需開發專用人機交互軟件，借助于瀏覽器實現人機交互，但是服務器負荷較大。
2、C/S模式
所謂C/S模式，就是客戶端/服務器模式，需要專門設計的人機交互軟件，開發工作量較大，但是大大減輕了服務器的負荷，系統的穩定性有所提高。
鑒于上述兩種系統模式各有優缺點，本自動化控制系統采用兩種模式的結合模式，即系統前端借助瀏覽器實現人機交互，以此減輕整個系統的開發工作量；同時系統后臺增加一臺服務器，用于程序的響應與控制，將數據集中在另一臺服務器上，這樣既可以減輕服務器的負荷，同時又提高了系統的健壯性，提高了系統運行的穩定性和可靠性。
（2）、系統架構設計
污水處理自動控制系統的架構，主要從以下三個層次進行架構設計。
1、傳感器檢測層
傳感器檢測主要布置在最低層，也就是直接利用傳感器檢測污水處理設備的工作狀態參數以及環境參數，利用液位、流量、位移、限位等傳感器采集到的數據對污水處理的相關數據進行計算，實現對污水處理工藝的自動化監測。
2、網絡傳輸層
傳感器將采集到的監測數據，利用環型以太網進行傳輸，傳輸給PLC控制器。環型以太網采用光纖結構布置，在提高網絡通信實時性的同時也能夠提高網絡系統性能的穩定性。
3、數據信息管理層
數據信息管理層主要是通過基于windows系統開發的可視化人機交互界面實現數據信息的顯示、存儲、分析和打印等需求；另一方面，當數據出現異?；蛘邫C電設備出現故障時，該控制中心也能夠發出報警，同時依靠專家系統給出故障診斷結論和建議。
（3）、系統軟件設計
系統的軟件設計，主要包含兩個方面。
1、PLC程序的設計
PLC的程序設計主要是利用梯形圖進行程序開發。由于選用的是西門子的S7-200系列的PLC，因此在程序設計上可以選用STEP7軟件進行梯形圖的繪制。
2、數據管理層的可視化程序設計
數據管理層是基于Windows實現的可視化界面，能夠實現良好的人機交互。控制軟件主要是利用組態軟件（如西門子WinCC）設計人機交互界面，利用計算機的聯網通信能力實現與PLC的聯網數據交換，從而將最底層的傳感器檢測數據在可視化界面上顯示出來，以實現良好的人機交互的目的。
三、污水提升泵站自動化控制系統控制流程
（1）、污水泵的自動控制
每個集水井中都安裝了液位計和流量計等監測設備，通過這些設備可以對集水井里的污水進行監測。提升泵可以依據液位計的監測數據按照預定的方案開啟泵的數量。本系統由三臺提升泵、PLC、變頻器及變頻器切換接觸器等相關電氣組成。具體如下：第一，PLC控制系統，用一臺變頻器根據污水液位計的設置要求，通過變頻器切換接觸器對三臺提升泵電機分別進行軟起動、運行或停止。并控制變頻器的頻率以調整水泵轉速，進行污水流量的控制；第二，從低位設置到高位設置閥值分別是：1、停止所有泵的設置點，在這個液位以下所有的泵都會立刻停止運行；2、低液位設置點，再這個液位以下就會出現報警，并停止一些泵的運行；3、啟動第二臺泵的設置點；4、隨后是啟動第三臺泵的液位設置；5、以及高液位使得設置點，當污水高出這個液位時，系統就會發出高液位的警報。第三，通過變頻器軟起動提升泵電機，延長了水泵的使用壽命，減少了對電網的沖擊。同時在PLC的控制下進行泵的自動輪換開啟調控，在泵運行一定長的實際后，就會根據系統的設置停止運行，從而開啟另外一臺泵，保護泵的壽命，保證泵站的安全運行。第四，故障信號的識別控制，PLC可以自動識別警報和故障，進而更加情況開啟或者停止泵的運行。第五，采用手動開啟泵時，PLC根據手動功能按鈕操作進行單泵或多泵的起動、運行和停止。
（2）、格柵的自動控制
格柵前后也安裝了超聲液位計，從而準確的識別柵格前后的位差；格柵機根據前后液位差或設定的運行時間與運行周期自動運行，時間和周期均可根據進水雜質情況調整。具體如下：第一，PLC控制系統，可以根據時間設定和液位差來進行柵格的開啟或者停運。第二，柵格根據時間模式的設置來運行，當一天柵格運行時間達到設定值，就會自動停止，并啟動這臺柵格的下一次工作周期。柵格停止時間達到預設時也是相同。第三，液位差大于預設時，PLC就啟動柵格，相反，就停止柵格。
（3）、出水電動閥門控制模式
PLC自動控制模式下，操作員站或就地操作下達開、關閥指令。
四、運行狀態和分析
污水處理廠污水提升泵站采用一只變頻器通過切換接觸器分驅動三臺提升泵電機，減少了自動化系統的成本，降底了運行功率。自動化控制以來，具備良好的運行狀況。為污水處理廠科學管理、決策、調度打下了堅實的基礎。不僅大大的提高生產力，減輕了值班人員的工作強度，還為管理人員提供了科學可靠的相關管理數據依據。
五、結語
總而言之，污水處理關系到國計民生，污水處理廠污水提升泵自動控制系統是污水處理中的重要部分，為了更科學、高效、穩定的管理及運行污水處理泵站，建設智能化的泵站系統，隨著污水處理廠自動化系統的不斷升級，不斷完善，污水提升泵站自動化系統也成為污水處理廠進行自動化升級的發展趨勢，污水提升泵站自動化控制系統的優勢越來越明顯，泵站自動化控制系統必將在未來的污水提升泵站控制領域得到廣泛應用。
參考文獻
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[2]應劭霖.基于PLC的污水處理自控系統研究[D].江西農業大學，2012.
