摘 要：在水利工程中普遍需要用到泵站，泵站主要是由大量的水泵与诸多辅助设备共同构成的，与水利工程的运行安全与可靠性密切相关，直接关系到水利工程的社会效益与经济效益。随着我国水利工程中泵站的规模不断扩大，对泵站的要求越来越高，迫切需要提升泵站的现代化，不断开展泵站信息建设，实现泵站自动化建设，加强对泵站日常管理的优化，提高工作效率。文章主要从当前我国泵站综合自动化优化中存在的问题与发展趋势出发，探讨如何加强泵站综合自动化优化控制。
关键词：泵站；综合自动化；优化控制
随着社会发展对水利工程的要求不断提高，在现代化的泵站管理中，单纯依靠人工操作来实现对泵站的运行与调度，已经无法满足水利工程的发展需求，有必要不断开展更加现代化的信息化与自动化建设，在确保泵站安全有序运行的同时实现经济节能的目的。在信息技术飞速发展的今天，网络技术被大范围的运用到控制领域，发展得相当成熟，已经逐渐形成一信息技术为核心的泵站自动化系统，有效确保泵站的有序运行。在过去的工程建设过程中，考虑更多的是投资与安全问题，对于工程投入运营后的泵站运行没有过多考虑，致使泵站长期处于低效率的运行状态，有必要针对当前泵站运行机制进行分析，优化其自动化调控度，使得泵站能够更加安全、效率的运行。
1 泵站综合自动化优化过程中存在的问题以及发展趋势
信息技术的发展带来的一场涉及到诸多领域的大变革，控制系统被广泛运用到泵站中，极大地改变了过往人工监测的方式，在一定程度上实现了自动化监测与预警，有效提高了泵站的综合控制与管理水平，但是在自动化过程中还存在很多问题，需要引起相关部门的注意：
（1）我国泵站的自动化虽然获得了一定的发展，但是整体上发展水平并不高，在建设过程中多是围绕某一项项目的具体要求开展的，缺乏统一的标准来衡量，出现不同的泵站采用的是不同的功能与技术指标。
（2）虽然泵站自动化控制的发展为人们带来了很多便利，但是事实上很多工作人员对泵站的自动化水平还存在很大的认识缺陷，错误地以为泵站的自动化就是用鼠标来控制泵站的停开机，对泵站自动化中具体的经济运行以及相关资源的调度等方面并不了解。
（3）在过去对泵站进行调度时，大多依赖于上级行政指令或者简单的依靠水池水位进行决策，极少对泵站的最佳运行方案进行分析，无论是自动化还是决策水平都存在相当大的缺陷，无法为水利工程带来最大化的社会效益与经济效益。
（4）由于条件限制，很多水利工程中并没有建设足够的机组供泵站进行调度，只能够按照设定的模式进行运行，很大程度上限制了泵站的调度与运行。而有些水利工程汇总虽然有足够的机组并且存在调节方式，但是却没有相应的系统进行有效支持，难以实现最优运行。
2 泵站自动化优化控制系统组成
一般来说泵站自动化控制系统为了实现对泵站的监测、对应数据的处理以及监督控制三方面的要求，主要由监控软件、控制逻辑以及检测装置等三部分组成。
2.1 现地数据采集
泵站中需要采集的信息主要有：泵站机组中的电压电流等相关电气信息、机组中的温度压力等非电气信息、机组是否运行等状态信息以及对机组的控制与调节的相关信息。
2.2 上层监控
通过上层监控能够随时了解到系统的运行状况，当遇到系统故障时能够及时提供相关的警示信息并且显示故障存在的范围；在监控过程中将泵站的相关数据转化为可视化数据，能够更好地帮助工作人员进行数据分析与查询存贮工作的开展；监控还包括工作人员的具体操作记录，能够对不同人员进行权限监管，确保系统的安全有序运行。
2.3 数据存储与管理
主要是对泵站运行中产生的数据进行统一的存储与管理，建立相关的平台，通过对数据的管理与分析了解泵站的运行状态，并且与其他水利系统进行接入，实现数据共享。
3 泵站综合自动化优化控制策略
3.1 现地控制层设计
可编程的控制逻辑在泵站自动化系统中占据了现地控制板块的关键位置，也就是我们常说的PLC。在实际运行中，系统通过传感器对液体压力、流量水位等进行检测并对数据进行综合分析后，借助现地控制板块将数据做出初步的处理，然后通过局域网传送到上级监管部门的服务器中。在这个过程中现地控制板块还需要及时接受上层监控器发送过来的控制命令，泵站的分层远程自动化控制就是在这个基础上实现的。在对泵站综合自动化进行优化过程中，为了同时对水源泵站和加压泵站进行有效控制，可以尝试设置两个可编程逻辑控制，及时收集传感器采集到的相关数据以及设备运行状态，同时当数值超出警戒线时及时进行警报，更好地帮助工作人员进行监管。为了更好对泵站运行进行监控，需要为PLC控制逻辑配备好不间断地电源，传感器也需要准备好备用电源。目前我国水利工程的泵站系统中大多选择西门子的S7-200系列PLC阵列，这种PLC在远程控制领域应用范围广，能够借助多个PLC相互连接后搭建出复杂的网络系统。CPU224XP CN具有丰富的指令集，并且内置有调节控制器，可以用来充当现地控制模块的核心。在选择硬件的编程环境是，可以选择兼顾在线和离线调试的STEP7/Micro Win。
3.2 监督控制层设计
在监督控制层对泵站的综合自动化进行优化时需要接触传统的系统架构，将控制板块进行服务器与客户端的区分。服务器是中枢神经，它为客户端的访问与查询提供数据支持，而客户端则根据服务器给出的数据进行下一步的决策与命令下达。服务器不仅需要建立数据库来进行泵站的数据存储，还需要建立好與外部水机系统进行对接的接口，实现历史数据的共享。在这个过程中，服务器无论是与内部系统间的客户端还是与外部水利系统的通信过程，都是需要借助局域网来实现的，而局域网的建设有涉及到监控服务器、操作员与工程师端口、控制层的PLC控制逻辑等部分，正是由这些有着不同功能的终端共同构建了一个完整的泵站综合自动化控制系统。
3.3 控制调节优化
在人工调度的过程中，泵站系统经常会出现水池水位超出或者低于限定值，难以保持在合理的数值范围中，在进行泵站综合自动化优化过程中需要加强对水位的控制，使其保持在合理的范围之内。可以借助离散的方式控制电机机组中组要开启的数量，并且将其与电机机组的运行频率的连续性相结合，将现代化的智能控制系统与传统的人工控制模式进行优势互补，引入模糊控制+PID控制变频器的机制，有效利用模糊控制机制对电机机组的开启数量进行控制，而PID控制变频器实现对运行频率的控制。
在摸索加强泵站综合自动化优化控制前，需要充分了解泵站的自动化控制的整体结构，在分析的基础上了解实现自动化控制优化的需求，在这个基础上建立一个以局域网为基础、分层次管理、能够有效进行优化控制的分布式系统，这不仅能够实现水利工程在泵站综合自动化优化上的需求，还能够实现泵站远程管理的分层开展，使管理更安全、更效率。
参考文献
[1]孙平安.泵站综合自动化及其优化控制调节研究[D].扬州：扬州大学，2012.
[2]王芳.基于优化调度的大型泵站综合自动化系统研究[D].湖南大学，2005.
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