自来水厂加压泵站自动化控制改造措施

自来水厂加压泵站自动化控制改造措施

摘要：自来水厂加压泵站自动化控制改造已经成为当代发展的必然趋势,为

了提升改造效果，在本文中，需要首先明确泵站电气自动化控制系统的基本情况，再提出合理的改造措施,最后实现自动化控制系统，以供参考。

关键词：自来水厂；加压泵站；自动化控制；改造措施

在自来水厂加压泵站中采用自动化控制模式，有利于提升自来水厂

加压泵站的运行效果和效率，但是实际构建起自动化控制系统，还需以实际情况

和相应的工艺决策作为依据。从整体上来看，泵站自动化系统结构中包含调度中心、监控中心、通讯渠道、检测设备、远程测控终端等多个部分，可以根据实际

需求将系统设计成为不同的形式，并将满足系统控制要求为前提，合理发挥电气

自动化控制技术的作用，以提升系统运行的安全性和稳定性。由此可见，针对自

来水厂加压泵站自动化控制改造措施进行探究十分重要。

一、泵站电气自动化控制系统

（一）自来水厂加压泵站电气控制系统

传统形式的加压泵站主要使用电机启动模式，具体的启动方式需要

以电机自身的功率大小、变压器的容量以及路线的远近共同决定。小功率电机通

常使用直接启动模式，启动过程不会对系统整体造成严重影响，而若电机功率较大，则通常使用减压启动或是降压启动模式，需要首先降低电压之后启动，方能

保障电压的稳定性。与此同时，电机带动水泵后抽出的水量多少，主要由阀门开

度决定，而水的压力由用户用水量决定，用户用水量持续变化，水压也就随之持

续变化，所以需要值班人员持续根据压力表显示的参数，对水泵机组台数进行调节，同时合理控制阀门开度，以保障水压处于恒压状态。但是当代科技高速发展，已经可以在阀门控制操作中应用电气自动化控制技术，也就可以直接根据用户的

实际用水量变化对阀门开度进行自动调节，也就是实现了自动化控制阀门，同时

也可以采用远程控制的方式控制电机和阀门，使人工操作基本被替代，有利于降

低值班人员的工作压力[1]。

（二）泵站电气自动化控制系统的构成

建设加压泵站时，需要根据实际上的供水流量、供水性质、提升距

离相关要求、工程投资规模、工程占地面积等多方面因素综合选择施工工艺，而

且应该将先进、可靠、实用作为加压泵站的设计原则。正常情况下，泵站电气自

动化控制系统的结构设计并无具体规定，可以根据实际情况设计成为各不相同的

形式，一般通用的形式为PC+I/O板卡方式，可以进行单一形式的控制，较为高

级的结构形式则为DCS系统，其可在多回路调节控制中应用，另外PC+PLC系统

也较为常见，现场总线系统（FCS）也属于应用频率较高的系统。以上各类自动

控制系统结构虽然存在一定的差异性，但是设计原则完全一致，能够充分满足自

来水厂加压泵站的自动化控制需求，同时可以提升系统整体的性能及运行稳定性，有利于增加系统附加值。

二、传统自来水厂加压泵站电气控制系统的改造

（一）泵站电气自动化基础改造

基础改造部分包括两个方面，分别是信息改造和规范化改造。泵站

信息属于让整体运行的关键节点，主要作用是获取泵站运行过程中产生的各项参数，并整理成为实时动态数据，可以保障泵站运行数据支持的准确和有效，也有

利于提升泵站运行效率。对于大型泵站来说，提升运行效率可大幅度提升经济效

益和社会效益，所以必须针对信息改造相关问题进行全面收集和充分思考，再周

密的安排，方可保障泵站信息准确的采集和合理的利用。

而在进行规范化改造的过程中，必须首先保障设计的规范化，才能

为泵站生产设备运行以及各项技术落实等提供重要基础。在此过程中，既应保持

设计思路的规范和有效，也应积极参考国内外的先进经验，以提升设计的合理性

和实用性，也就可以提升泵站电气自动化基础改造的效果。

（二）进行无人值班自动化系统改造

针对自来水厂加压泵站进行无人值班自动化系统改造工作，主要内

容包括以下几个方面：

首先是进行自动化控制屏的改造工作，自动化控制屏需要配合机组

无人值班自动化控制应用，其中主要包含智能型万能式断路器以及自动控制装置，功能较为多元化，应用频率较高的包括继电保护和控制、二次测量以及供配电主

回路控制等。因为一次、二次部分以及强弱电均为分离形式，所以各自之间不会

产生任何影响，机组运行的安全性和稳定性也就可以得到保障[2]。

其次是智能控制器的改造，只有通过应用智能控制器，才可在机组

内实现自动化调节，所以可以认为，智能控制器属于无人值班自动化系统中的核

心设备，且其具有功能强大、集成度高、功能多样的优势，可以进行自动化控制、温度检测、机组通讯、转速检测、非电量检测等多项工作，既有利于提升泵站机

组功能的多元化水平，还可降低设备配置消耗，也就是可以同时提升设备的利用

率和降低投入成本。

再次是计算机监控系统的改造，计算机监控系统属于自动化控制系

统中最关键的子系统，可以全方位的监控泵站机组运行状态，将其投入到实际应

用中，基本可以将监控系统分为两类，一类是iRS485，其技术成熟度更高，应用

成本较低，可提升自动化水平，但是通讯速率有待提升，另一类是以太网计算机

监控系统，其具有通讯速率较高的优势，最高可达100Mbps，并且因为可以在系

统中安装摄像头，所以监控效果更好。

最后是通讯子系统的改造，通讯子系统属于无人值班自动化系统中

必需的组成部分，控制器必须通过通讯子系统才可搜索机组信息或是下发指令，

因为低压机组泵站中通常不会使用专用光纤，所以必须保障通讯子系统的应用效果。当前常见的通讯子系统为GPS和internet，GPS仅可传输数据以及控制讯号，无法发送图像和视频，internet则是既能传输数据信号，也能发送图像视频，但

是必须使用固定的IP地址，并设置防火墙，以保障信息传输安全[3]。

三、自动化控制系统的实现