泵站电气自动化控制中智能化技术的发展及应用

发表时间:2021/4/19   来源:《当代电力文化》2021年2期   作者:魏舰
[导读] 随着经济和科技水平的快速发展,泵站作为影响农业生产、人畜饮水、工业用水等多个领域的重要工程
        魏舰
        身份证号码:37072419860106****  山东潍坊  261061
        摘要:随着经济和科技水平的快速发展,泵站作为影响农业生产、人畜饮水、工业用水等多个领域的重要工程,其对于电气设备的应用非常之多,如果按照传统电气自动化控制系统来进行设备管控,不仅会耗费较多的人力资源,同时还具有一定的危险性。而通过对智能化技术的应用,则可以实现对泵站电气自动化控制系统的全面、有效优化,在保证电气设备安全稳定运行的同时,为水利单位的人力资源优化调整提供重要支持。
        关键词:泵站;电气自动化控制;智能化技术
        引言
        随着我国水利工程事业的快速发展,现阶段传统的水利工程管理方式已不再适应时代发展需求,以泵站的智能化与自动化为基础背景,并利用智慧泵站平台进行水利工程管理,使其处于一个良好的运行状态,不仅具备良好的调水功能,同时提供一些基础信息和泵站的运行诊断功能等,从而充分发挥泵站供水、抗旱和防洪等功能。
        1自动控制系统的应用特点
        在应用自动化控制系统后,连接PLC和中央控制室,促使基础设备、远程I/O站、多方面设备信息全部集中在中央控制器中。在该控制模式下,主要通过数字分支结构方式,将系统和通讯总线全部连接,促使输出模块和输入模块能发挥出应有效果,完成检查和执行工作。这样泵站的运行情况能得到及时调整,所有信息内容都能得到合理控制。使用MicrosoftWindows操作系统完成自动控制系统的语言控制工作。使系统本身不但具备较强的集成性和灵活性,还拥有人机交互界面。
        2智能化技术在泵站电气自动化控制中的具体应用
        2.1专家系统
        泵站内部电气设备的工作状态会受到流量、压力等各项具体参数的影响,在设计阶段通常需要通过复杂的计算来确定各项参数的标准值,为设备调试提供指导,并使设备达到更好的运行状态。但由于不同设备运行参数间的关系较为复杂,单纯依靠电气自动化控制系统的理论计算与程序预设,往往很难实现对泵机组及各种电气设备的有效调试,在运行参数及腐蚀、磨损等因素变化较大的情况下,设备更是无法达到最佳工作状态。为解决这方面问题,泵站电气自动化控制系统通常都会对智能化技术中的专家系统进行应用,建立由知识库、数据库、推理机等多个部分组成的专家智能控制系统,同时以泵理论计算及设备试运行试验结果为基础,模拟专家决策过程对不同工作状态的设备运行问题进行推理,最终展开有针对性的设备调试。
        2.2泵站工程建设安全管理的措施
        对于泵站工程施工安全管理的措施,首先应加强泵站工程施工中的各工序施工质量的过程控制。在泵站工程施工中,加强各工序施工质量的过程控制,通过对影响泵站工程施工质量各种因素全面的动态控制,从而保证各系统的施工质量。此外,应加强泵站工程施工现场质量的检查和监督。保证泵站工程施工人员不出现违章作业的情况,同时保证施工人员严格按照安装施工图纸和技术规范要求进行施工,保证泵站工程施工的质量。当发现违章行为或者施工质量不合格,则应责令整改。此外,在泵站工程施工过程中,应结合当地泵站工程施工具体情况,逐步完善相关规章制度。最后,泵站工程施工现场人员缺乏经验、技术不过关也会对改造施工带来一定的安全风险。部分泵站工程施工人员缺乏足够的操作经验以及处理风险的能力,也没有过硬的技术水平,造成操作失误。因此,当泵站工程施工出现问题时,工作人员往往难以有效解决,造成严重危害。对此,应对工作人员进行定期培训考核,进行相关风险管理学习,逐步提高工作人员的工作经验和施工技术。


        2.3保护和事故追溯
        如果系统内部存在超驼峰运行、机组大面积超负荷运行和气蚀振动等问题,系统可对停机自动起到保护作用,或直接关闭,不允许正常开机;如果发生短路或电气故障,应对跳闸进行自动保护,并将有关信号内容全部传送给监控系统;水泵站在发生事故时,必须对事故前后的数据资料进行追踪,并作有效记录,具体时间范围最好是在事故发生前后的20~30s。计算机再根据具体顺序,将报警信息、事故名称、记忆数据全部存储在磁盘上,形成历史数据。
        2.4神经网络
        在泵站机组的设计、试验和运行当中,通常都需要通过专门的测试来确定设备工况性能,并制作相应的性能曲线,为机组设备的在线监测、自适应控制提供重要支持。但由于性能实测方法的成本较高,而基于模型机器数据或设备少量实际数据进行换算由很容易受到假设准确性与测试条件的限制,因此,为保证泵站机组设备性能曲线的完整性和可靠性,通常还会利用神经网络技术来在有限离散数据下对泵机组展开大范围连续测试。在人工神经网络技术的支持下,可以根据泵机组设备特征来建立BP神经网络,用于对个性设备性能参数的计算,同时采用LM算法、带动量项算法等算法对所建网络进行训练,并将训练样本数据进行归一化线性变换处理,这样随着训练样本的不断增加,所建神经网络的预测能力也会随之得到提升,即便不进行实测,也同样能够保证性能曲线的预测准确性。
        2.5监视、记录和报告
        系统对内部所有设备的运行情况予以全面监控,具体包括机组的运行状况、辅助设备的运行状况、公用设备的运行状况以及厂用电运行模式。故障显示报警,自动显示所有参数,及相应的图像数据和其他相关数据参数。在完成参数获取后,应将其传递到系统中,并予以记录,以便随时提取和使用。操作员对系统数据内容进行合理设置,确定事故类型后自动报警。在事故发生时,系统能够根据出现的声光信息以及报警信息,自动启动报警程序。采用电话语音方式,自动启动报警程序。通常而言,可以结合早期设定的责任人手机号,向相关负责人发出短信。
        2.6模糊逻辑
        模糊控制系统作为一种具有反馈通道的闭环结构数字控制系统,虽然同样是以计算机控制技术为基础,但却利用智能化模糊控制器来对人的控制经验进行模拟。在泵站电气自动化控制系统的设计中,面对复杂的电气设备控制要求,如果能够利用模糊控制来进行各种设备运行状态下的参数近似计算,同时根据负荷变化、流量变化等不确定因素来建立隶属参数,那么就能够将具体的设备运行状态与相关控制经验对应起来,实现泵站设备的智能化自动控制。
        结语
        智能化技术在泵站电气自动化控制系统的故障排查诊断、系统设计优化、控制功能更新、智能安全防范等各个领域均能够得到有效应用,如专家系统、神经网络、模糊控制等智能化技术,也都为泵站电气自动化控制系统的设计优化提供了重要支持。水泵站自动化控制系统具有安全运行监视、事故追溯、故障监视和报告等功能,具备一定优势,能够有效提升水泵站运行可靠性。与此同时,相关人员还需要对水泵站自动化控制系统继续展开研究,针对现阶段存在的实际问题,及时采取针对性措施予以控制和处理,从而进一步提高水泵站自动化控制系统水平。从而实现区域联动调水,也为后期各项决策提供重要的依据,同时也有利于解决目前区域内水资源分配的各种弊端,为促进国民经济的发展作出巨大的贡献。
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