隨著故障診斷技術水平的提高和計算機應用的日益普及,對泵類設備實行計算機監(jiān)控和故障診斷的有機結合勢在必行。監(jiān)控和故障診斷系統(tǒng)的應用不僅能夠保證泵可靠地運行,而且使工作效率明顯提高,勞動強度大大減輕,降低運行成本,促進了管理水平的全面提高。

　　一.泵監(jiān)控的內容及功能

　　計算機是監(jiān)控系統(tǒng)的中心。它的主要作用是對泵站運行的各種參數(shù)(壓力流量、溫度、轉速等)進行采樣,經(jīng)過輸入通道做必要的信號轉換送人計算機,由計算機對采集到的數(shù)據(jù)按預定的控制規(guī)律加以迅速處理,處理結果經(jīng)輸出通道完成顯示、記錄、打印,或者按預定的計算機程序確定最優(yōu)工況和最優(yōu)運行方式,并向控制機構發(fā)出指令,對泵站機組實施調節(jié)控制。

　　①自動控制功能

　　開、停機自動控制檢查子系統(tǒng),按機組啟動程序,依次將所有設備置于預定狀態(tài),并將其在屏幕上顯示.若某些設備置位失敗,系統(tǒng)將顯示故障情況,同時終止啟動過程.當排除故障后,再次進入啟動進程.若一切符合開機條件,在工程師確認后,系統(tǒng)將按啟動順序依次啟動主機.在得到停機指令后,系統(tǒng)將啟動停機程序,使機組和相關設備退出運行狀態(tài).事故停機實時控制當泵發(fā)生故障時,系統(tǒng)能夠及時捕獲故障信息,判斷故障的情況.當故障情況嚴重時(重要參數(shù)嚴重超常),系統(tǒng)將自動采取措施立即停機,把危害降低到最低程度.機組運行工況自動調節(jié)根據(jù)當前流量、揚程、水位等情況,系統(tǒng)采用一定的控制程序和算法,通過對有關設備的閉環(huán)調節(jié),使水泵在最優(yōu)工況下運行.泵運行的最優(yōu)選擇根據(jù)需求,能夠自動選擇開機的臺數(shù)和選擇泵的開啟或關閉,使泵站的運行處于最優(yōu)狀況,節(jié)約能源,提高經(jīng)濟效益。

　　②實時數(shù)據(jù)采集功能 對泵站,需要實時了解其運行參數(shù),掌握其工作狀況。因此,需要對泵站主機、電氣及附屬設備的各種電量、非電量的運行數(shù)據(jù)和水文數(shù)據(jù)進行實時采集。報警功能 系統(tǒng)采用可視化監(jiān)測圖表,各監(jiān)測模擬量采用形象化的圖形色塊和數(shù)顯雙重顯示,各圖表畫面均顯示運行正常或故障內容。在任何情況下,所有被監(jiān)控的參數(shù)發(fā)生上越限和下越限時,都進行報警,并記錄報警性質、發(fā)生時間、確認時間、消除時間,可隨時打印、查看、分析。

　　③數(shù)據(jù)管理功能 系統(tǒng)能夠自動生成泵站的各種運行報表和水文、水情報表,供打印和查閱。各運行數(shù)據(jù)可作為歷史數(shù)據(jù)存入硬盤。通信聯(lián)網(wǎng)功能對于多級泵站,需要全面了解各級泵站的運行情況。因此,各泵站(低級)監(jiān)控系統(tǒng)應該具有與上級監(jiān)控系統(tǒng)之間通信的功能,可以實時向上級網(wǎng)絡傳送機組運行數(shù)據(jù)及水量、流量等水情參數(shù)。安全管理功能為了確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全性,系統(tǒng)設置了多個操作級別,并對每個級別的權限作了規(guī)定。各級別人員進入系統(tǒng)時須進行登錄,并鍵入口令。

　　二.泵監(jiān)控的現(xiàn)狀：國內近年來大型泵站中,大都設置了微機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),但一般情況下還不能實現(xiàn)對運行過程的計算機控制。目前國內監(jiān)控系統(tǒng)主要存在以下不足。

　　①監(jiān)控軟件的功能十分類似,但由于監(jiān)控對象本身的差異,軟件的監(jiān)控界面和控制算法要靠重新編程來實現(xiàn);對于不同硬件,還得通過開發(fā)不同的通信模塊來實現(xiàn)與之進行數(shù)據(jù)交換。這主要表現(xiàn)在：和不同廠家的硬件設備的接口功能差;數(shù)據(jù)及功能模塊接口功能差。故障報警方式單一。一般報警量只設上下報警方式,而且各個報警量彼此孤立,各有各的限值,不進行任何關聯(lián)。如果水泵機組發(fā)生故障或電網(wǎng)供電異常,電流、電機頻率、機組溫度由于變化速度的不同會發(fā)生相關參數(shù)的依次報警,使操作人員手忙腳亂、難以處理。

　　②監(jiān)控系統(tǒng)硬件的生產技術尚可,但是使用、保養(yǎng)和維護方面有待加強和完善。盡管如此,泵站監(jiān)控系統(tǒng)的應用對提高設備監(jiān)測的實時性和可靠性、改善工作環(huán)境、提高工作效率、降低運行成本、促進泵站管理水平的全面提高,已起到了積極的作用。國外已將計算機監(jiān)控用于對泵站運行工況的監(jiān)測和整個流域所有泵站的集中管理上。其功能包括泵站運行監(jiān)視、運行故障診斷、多層控制等,其多媒體技術已應用于監(jiān)控系統(tǒng)中。

　　三.泵類設備監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

　　①20世紀90年代以前的實時監(jiān)控系統(tǒng)都是傳統(tǒng)的、封閉式的,系統(tǒng)的升級非常困難。近年來,隨著計算機RISC技術、圖形化人機界面技術、網(wǎng)絡技術、操作系統(tǒng)標準化技術的飛速發(fā)展,開放系統(tǒng)的概念開始被計算機廠商和用戶接受,系統(tǒng)的升級和擴容問題已得到較好的解決。從技術和可靠性方面考慮,目前完全可以用計算機實時監(jiān)控系統(tǒng)取代常規(guī)的控制系統(tǒng),這也是泵站技術發(fā)展的必然趨勢。

　　②泵控制軟件方面,采用通用組態(tài)軟件開發(fā)也將成為必然。組態(tài)軟件是一種監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)工具,由它開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)可以適用于一大類被監(jiān)控對象,用戶只需利用系統(tǒng)軟件提供的工具,通過簡單形象的組態(tài)工作,即可構成所需監(jiān)控軟件的功能。同時如果組態(tài)軟件進步和升級,控制軟件也可隨之進步和升級。

　　③監(jiān)控系統(tǒng)與故障診斷技術的緊密結合。監(jiān)控系統(tǒng)與故障診斷技術有著不可分割的關系。在泵站監(jiān)控過程中,如果發(fā)現(xiàn)泵站運行的常見故障系統(tǒng)能夠自動調用已存儲的故障模式,判斷故障類型,給出處理措施,及時排除故障,并對該故障記憶,進行自學習,這將減少停機次數(shù),提高生產效率,而且降低了對操作人員的要求,實現(xiàn)真正意義上的泵站監(jiān)控的全自動化。
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