泵类设备监测概述

　　随着故障诊断技术水平的提高和计算机应用的日益普及,对泵类设备实行计算机监控和故障诊断的有机结合势在必行。监控和故障诊断系统的应用不仅能够保证泵可靠地运行,而且使工作效率明显提高,劳动强度大大减轻,降低运行成本,促进了管理水平的全面提高。

　　一.泵监控的内容及功能

　　计算机是监控系统的中心。它的主要作用是对泵站运行的各种参数(压力流量、温度、转速等)进行采样,经过输入通道做必要的信号转换送人计算机,由计算机对采集到的数据按预定的控制规律加以迅速处理,处理结果经输出通道完成显示、记录、打印,或者按预定的计算机程序确定最优工况和最优运行方式,并向控制机构发出指令,对泵站机组实施调节控制。

　　①自动控制功能

　　开、停机自动控制检查子系统,按机组启动程序,依次将所有设备置于预定状态,并将其在屏幕上显示.若某些设备置位失败,系统将显示故障情况,同时终止启动过程.当排除故障后,再次进入启动进程.若一切符合开机条件,在工程师确认后,系统将按启动顺序依次启动主机.在得到停机指令后,系统将启动停机程序,使机组和相关设备退出运行状态.事故停机实时控制当泵发生故障时,系统能够及时捕获故障信息,判断故障的情况.当故障情况严重时(重要参数严重超常),系统将自动采取措施立即停机,把危害降低到最低程度.机组运行工况自动调节根据当前流量、扬程、水位等情况,系统采用一定的控制程序和算法,通过对有关设备的闭环调节,使水泵在最优工况下运行.泵运行的最优选择根据需求,能够自动选择开机的台数和选择泵的开启或关闭,使泵站的运行处于最优状况,节约能源,提高经济效益。

　　②实时数据采集功能 对泵站,需要实时了解其运行参数,掌握其工作状况。因此,需要对泵站主机、电气及附属设备的各种电量、非电量的运行数据和水文数据进行实时采集。报警功能 系统采用可视化监测图表,各监测模拟量采用形象化的图形色块和数显双重显示,各图表画面均显示运行正常或故障内容。在任何情况下,所有被监控的参数发生上越限和下越限时,都进行报警,并记录报警性质、发生时间、确认时间、消除时间,可随时打印、查看、分析。

　　③数据管理功能 系统能够自动生成泵站的各种运行报表和水文、水情报表,供打印和查阅。各运行数据可作为历史数据存入硬盘。通信联网功能对于多级泵站,需要全面了解各级泵站的运行情况。因此,各泵站(低级)监控系统应该具有与上级监控系统之间通信的功能,可以实时向上级网络传送机组运行数据及水量、流量等水情参数。安全管理功能为了确保监控系统的安全性,系统设置了多个操作级别,并对每个级别的权限作了规定。各级别人员进入系统时须进行登录,并键入口令。

　　二.泵监控的现状：国内近年来大型泵站中,大都设置了微机数据采集系统,但一般情况下还不能实现对运行过程的计算机控制。目前国内监控系统主要存在以下不足。

　　①监控软件的功能十分类似,但由于监控对象本身的差异,软件的监控界面和控制算法要靠重新编程来实现;对于不同硬件,还得通过开发不同的通信模块来实现与之进行数据交换。这主要表现在：和不同厂家的硬件设备的接口功能差;数据及功能模块接口功能差。故障报警方式单一。一般报警量只设上下报警方式,而且各个报警量彼此孤立,各有各的限值,不进行任何关联。如果水泵机组发生故障或电网供电异常,电流、电机频率、机组温度由于变化速度的不同会发生相关参数的依次报警,使操作人员手忙脚乱、难以处理。

　　②监控系统硬件的生产技术尚可,但是使用、保养和维护方面有待加强和完善。尽管如此,泵站监控系统的应用对提高设备监测的实时性和可靠性、改善工作环境、提高工作效率、降低运行成本、促进泵站管理水平的全面提高,已起到了积极的作用。国外已将计算机监控用于对泵站运行工况的监测和整个流域所有泵站的集中管理上。其功能包括泵站运行监视、运行故障诊断、多层控制等,其多媒体技术已应用于监控系统中。

　　三.泵类设备监控系统的发展趋势

　　①20世纪90年代以前的实时监控系统都是传统的、封闭式的,系统的升级非常困难。近年来,随着计算机RISC技术、图形化人机界面技术、网络技术、操作系统标准化技术的飞速发展,开放系统的概念开始被计算机厂商和用户接受,系统的升级和扩容问题已得到较好的解决。从技术和可靠性方面考虑,目前完全可以用计算机实时监控系统取代常规的控制系统,这也是泵站技术发展的必然趋势。

　　②泵控制软件方面,采用通用组态软件开发也将成为必然。组态软件是一种监控系统开发工具,由它开发的监控系统可以适用于一大类被监控对象,用户只需利用系统软件提供的工具,通过简单形象的组态工作,即可构成所需监控软件的功能。同时如果组态软件进步和升级,控制软件也可随之进步和升级。

　　③监控系统与故障诊断技术的紧密结合。监控系统与故障诊断技术有着不可分割的关系。在泵站监控过程中,如果发现泵站运行的常见故障系统能够自动调用已存储的故障模式,判断故障类型,给出处理措施,及时排除故障,并对该故障记忆,进行自学习,这将减少停机次数,提高生产效率,而且降低了对操作人员的要求,实现真正意义上的泵站监控的全自动化。
 

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