二、泵站的自动控制系统
2．1 对泵站自动控制系统的要求
泵站的自动控制系统、机组性能和效率应达到先进水平，自动化系统具有技术先进、安全可靠、经济合理、管理方便等特点。在保证设备运行可靠性、稳定性、安全性的同时，注重提高效率、降低能耗、降低维护成本。通过改造，使泵站安全运行率达到98%以上，并提高管理信息化水平。设计标准按“无人值班（少人值守）”进行。
泵站自动控制系统建设包括计算机监控系统、微机保护系统、视频监控系统以及网络通讯系统，主要实现对泵站的主要设备的动态监视、测量、自动控制与微机保护，调度通信和视频监控自动化，以及计算机联网调度及管理等功能。
系统结构宜采用分层分布式网络结构，由现地控制层、泵站主控层、调度控制层等三级构成。
2．2 泵站自动控制系统的组成
泵站自动控制系统可由下列三部分组成。
1、第一级——现地控制层，通过各种传感器、开入量等全方位采集泵组、辅助设备、
电气设备及周边设施、水工建筑物和环境数据和信息；负责对泵站各种数据进行采集，通过下位机对变电部分、主机泵、辅机、闸门进行控制，对变压器、电动机、电容器、高压馈线等电气设备进行保护；将现地控制层的信息上传到泵站控制层，并接受泵站主控层的命令。
2、第二级——泵站主控层，对第一级现场采集的所有数据进行处理、分析计算、存
储、报表，完成运行控制指令的收集和发布，保护动作的分析和指示；将泵站主控层的信息远传到调度控制层，并接受调度控制层的命令。
3、第三级——调度控制层，接收泵站主控层送来的各种实时数据或者历史数据，可
以直接指挥泵站设备。具有调度、决策、安全监督等功能。 2．3 泵站自动控制系统的功能
现地控制层主要功能如下：
1、数据采集和处理、安全运行监视、控制和调整、数据通信、设备诊断、水泵与电机的轴承温度监控、电机绕组与铁芯温度的监视、技术供水压力监视、枢纽上下游与前池水位监视、真空泵抽真空能力、水泵进水口真空度监视、水泵出口压力、流量、排水池水位等的监视；
2、水泵的启动、控制、调速、停泵等的控制；水泵的状态与故障报警；
3、微机保护功能：按照相关规程配置电动机、主变压器、母线、线路、电容器、站用变等设备的保护；
4、辅机自动控制功能 ：油压装置的自动控制、压缩空气装置的自动控制、技术供水装置的自动控制、集水井排水装置的自动控制、电动机的软起动、软停车控制（需选配软启动装置）；油、气、水的压力、液位、流量检测；开关量位置的监测；辅机设备的故障状态监视、故障状态的报警等。
5、闸门的自动控制功能 ：包括格栅除污机的控制、压榨机/输送机的控制、检修闸门的自动控制、防洪闸门的自动控制；实时采集闸前、闸后水位，闸门开度、闸门荷重，并显示、处理及越限报警；
6、同步电动机励磁系统的控制与调节； 7、变频调速器的控制与监测； 8、现场的视频监视系统； 9、防火、防盗安全监控系统；
泵站主控层的功能如下 ： 1、数据采集和处理
泵站主控层应能自动实时采集泵站主要电气量、非电气量及有关过程参数，包括温度量、模拟量、状态量、报警量、SOE量和电度量等。系统应对采集的数据进行必要的处理计算，存入实时数据库，并用于画面显示、刷新、控制调节、记录检索、统计、操作、管理指导等。
2、安全运行监视与报警
安全运行监视应包括状态监视、越限监视与报警、过程监视和监控系统异常监视与报警。 3、控制与调节
泵站主控层应可根据预定的原则，或按照运行人员、远方调度的命令进行泵组的手动或自动调节，包括泵组启动停止控制、同步电动机的无功功率调整、断路器的分/合操作；辅助设备及公用设备的开/停操作等。
4、人机接口
泵站值守人员应可通过显示器、键盘、打印机、报警装置等设备实现人机联系，对泵站生产过程进行安全监控、在线诊断，对监控系统进行调试、参数设定、程序修改、技术开发和技术培训等。不同职责的运行管理人员在计算机上具有不同安全等级操作权限。
5、运行维护管理
泵站主控层应在实时采集全站各设备的运行参数和工况的基础上，进一步完成统计制表等一系列运行管理的工作、历史数据库存储及归档，为提高泵站运行、维护水平提供依据。
6、系统通信
泵站主控层应实现与上一级调度中心的通信。通信方式可采用光纤通信、GPRS网络、无线扩频等。
7、系统自诊断
泵站主控层应具有完善的系统自检、在线诊断和自恢复等功能。进行在线诊断时，应不影响计算机系统对泵站设备的监控功能。
8、远程诊断
泵站主控层应能接受远方在线诊断的功能，为防止病毒的感染，设置必要的软硬件防火墙，保证网络信息传输的高度安全。 四、计算机网络的选型
光纤作为通道介质,具有不怕超高压与雷电电磁干扰、对电场绝缘、传输信息稳定可靠、传输容量大、频带宽、衰耗低和资源丰富等优点。但是，架设光纤是个艰巨的工程，维护工作量也较大。
光纤可分为单模光纤和多模光纤。多模光纤的传输距离只有5公里左右，单模光纤传输距离可达100公里。目前电力光纤网络使用的光缆主要有三种:普通非金属光缆、自承式光缆和架空地线复合光缆。采用光纤组成泵站群调度系统的示意图如下。为了信息能远距离传输，需要使用光纤收发器。 五、泵站的运行与调节
5．1 泵站PLC的控制模式 一般有三种控制模式 ：
1、手动控制 ：在泵机组调试使用，并作为自动控制的后备方式； 2、按水位的自动控制 ：在水位经常变化时采用；
3、按时间的自动控制 ：在水位相对变化不大时使用，可以按泵机组的运行时间轮流工作。
5．2按水位的自动控制
水位的测量有几种方法。一是用浮球液位开关，它的优点是简单、投资少。但是使用寿命不长，大约半年左右就要更换，而且对水位的测量是有级的，不能连续测量。只能用于要求不高的小型泵站。
第二种是采用液位传感器，它将水位转换成4～20ma的电信号，输入到PLC的A/D模块，然后根据测量的水位进行对泵的控制。
最好的办法是采用超声波液位计，超声波液位计的测量精度较高，维护、校验也很方便。无论是明渠或是管道均能精确测量。为增进可靠度，可以考虑采用二个超声波液位计，以防因液位计的故障导致进水泵的误操作。超声波液位计有4 ～ 20ma 的输出，可输入到PLC的 A / D 模块，进行测量，根据测量值进行对泵的控制。 5．3按时间的自动控制
在水位相对变化不大时，按泵运行的时间控制是合适的了。PLC内部都有定时器，可以很方便编制梯形图来控制泵组的运行时间，可以根据运行时间让各泵组轮流工作。
