淺談?dòng)?jì)算機(jī)在實(shí)現(xiàn)泵站最優(yōu)控制系統(tǒng)中的作用論文
論文導(dǎo)讀：現(xiàn)代泵站的自動(dòng)控制主要是依靠計(jì)算機(jī)來(lái)完成，在整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)是系統(tǒng)的“大腦”，指揮中心，擔(dān)負(fù)著采集、運(yùn)算、判斷和處理各種信息，接受和發(fā)出指令等大量的工作�？梢赃@樣說(shuō)，沒(méi)有計(jì)算機(jī)就沒(méi)有現(xiàn)代泵站的自動(dòng)控制。泵站的自動(dòng)控制是建立在常規(guī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上的更高一級(jí)的控制形式。它已不僅僅局限于機(jī)組的開(kāi)停自動(dòng)操作和保護(hù)，更要按照實(shí)際運(yùn)行條件的變化去自動(dòng)尋找最佳的運(yùn)行方式并通過(guò)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行工況和組合，來(lái)自動(dòng)實(shí)施最佳運(yùn)行方式。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)，泵站，自動(dòng)控制，系統(tǒng)
現(xiàn)代泵站的自動(dòng)控制主要是依靠計(jì)算機(jī)來(lái)完成，在整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)是系統(tǒng)的“大腦”，指揮中心，擔(dān)負(fù)著采集、運(yùn)算、判斷和處理各種信息，接受和發(fā)出指令等大量的工作。論文檢測(cè)。可以這樣說(shuō)，沒(méi)有計(jì)算機(jī)就沒(méi)有現(xiàn)代泵站的自動(dòng)控制。泵站的自動(dòng)控制是建立在常規(guī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上的更高一級(jí)的控制形式。它已不僅僅局限于機(jī)組的開(kāi)停自動(dòng)操作和保護(hù)，更要按照實(shí)際運(yùn)行條件的.變化去自動(dòng)尋找最佳的運(yùn)行方式并通過(guò)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行工況和組合，來(lái)自動(dòng)實(shí)施最佳運(yùn)行方式。因此除操作以外，系統(tǒng)要經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的采集、處理、運(yùn)算、判斷、比較、決策，并且要求響應(yīng)迅速，及時(shí)調(diào)節(jié)。對(duì)計(jì)算結(jié)果要求準(zhǔn)確，對(duì)控制調(diào)節(jié)要求及時(shí)可靠。只有如此才能保證取得最好的經(jīng)濟(jì)效益。而這是常規(guī)自動(dòng)控制系統(tǒng)不能完成的。這就需要采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)?yè)?dān)負(fù)此重任。
1.計(jì)算機(jī)的基本功能
用于控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)是在通用計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上另行設(shè)計(jì)的一種專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。它是和生產(chǎn)過(guò)程相聯(lián)結(jié)并對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的電子計(jì)算機(jī)。它具有如下功能：（1）快速響應(yīng) 在規(guī)定時(shí)刻或規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成控制對(duì)象所要求的工作。（2）可靠控制計(jì)算機(jī)作為整個(gè)控制系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，一般是無(wú)備用機(jī)的單機(jī)系統(tǒng)，在連續(xù)運(yùn)行的過(guò)程中不可能有時(shí)間進(jìn)行維護(hù)檢修。因此，單機(jī)對(duì)可靠性及抗干擾性能的要求遠(yuǎn)高于通用計(jì)算機(jī)。（3）專(zhuān)用性強(qiáng) 控制用計(jì)算機(jī)取消了大部分通用功能，另外增加一些模塊，針對(duì)不同的生產(chǎn)過(guò)程按專(zhuān)用機(jī)設(shè)計(jì)，因此有較強(qiáng)的專(zhuān)用性，成本也因此降低了。（4）邏輯運(yùn)算和測(cè)試功能增強(qiáng) 各種決策的發(fā)出都是在計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)運(yùn)算分析的基礎(chǔ)上做出的。正是由于控制用計(jì)算機(jī)的獨(dú)特功能，它在控制系統(tǒng)中發(fā)揮愈來(lái)愈重要的作用。
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用同時(shí)也開(kāi)創(chuàng)了泵站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的新時(shí)期，它大大地提高了機(jī)組的功效，有效地節(jié)約能源，同時(shí)還減輕了工人的勞動(dòng)量，減少了人工成本等等，總之市場(chǎng)前景十分廣闊。常規(guī)的泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)主要解決了泵站的正常、可靠、安全的運(yùn)行，而計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以同時(shí)解決泵站的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行兩方面的任務(wù)，且具有更高的效率，更合理的結(jié)構(gòu)，更強(qiáng)的管理功能。
2.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的專(zhuān)門(mén)功能
1、測(cè)試功能。（1）巡回檢測(cè)功能。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以按照設(shè)定定期對(duì)泵站運(yùn)行的各種工作參數(shù)進(jìn)行多點(diǎn)巡回檢測(cè)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后存入專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)庫(kù)，必要時(shí)可以對(duì)其作數(shù)學(xué)分析，用以檢查校驗(yàn)泵站機(jī)組的動(dòng)力特性等。（2）泵機(jī)組裝置現(xiàn)場(chǎng)特性實(shí)測(cè)。在適當(dāng)?shù)臈l件下計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可定期指令測(cè)試裝置對(duì)泵機(jī)組裝置特性進(jìn)行測(cè)試（一般說(shuō)來(lái)大型泵站流量測(cè)試條件是比較難以滿足定期測(cè)試的）。
2、計(jì)算功能。（1）泵站運(yùn)行機(jī)組的最優(yōu)組合的臺(tái)數(shù)計(jì)算。（2）運(yùn)行機(jī)組間最優(yōu)流量分配計(jì)算。（3）運(yùn)行機(jī)組工況調(diào)節(jié)計(jì)算。根據(jù)最優(yōu)流量分配和泵站揚(yáng)程確定機(jī)組工況調(diào)節(jié)量值（轉(zhuǎn)速或葉片角度）。（4）根據(jù)機(jī)組組合優(yōu)化結(jié)果計(jì)算確定機(jī)組的開(kāi)停。（5）當(dāng)泵站某參數(shù)有一定改變時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)調(diào)節(jié)，但要注意調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和機(jī)組最小允許調(diào)節(jié)頻度。
3、請(qǐng)求功能
所謂請(qǐng)求功能指操作人員根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)通過(guò)控制臺(tái)向計(jì)算機(jī)發(fā)出請(qǐng)求動(dòng)作的功能。這是計(jì)算機(jī)與操作人員進(jìn)行人機(jī)聯(lián)系的功能�？梢栽谙到y(tǒng)運(yùn)行情況下進(jìn)行詢問(wèn)、插入、打印、修改、中斷程序執(zhí)行等。如泵站某一參數(shù)改變時(shí)，經(jīng)計(jì)算應(yīng)變換新的最優(yōu)運(yùn)行方式，計(jì)算機(jī)可將這一變化在顯示器上告知操作人員，征詢是否改變運(yùn)行方式。如在計(jì)算機(jī)內(nèi)已編制相應(yīng)程序，就可自動(dòng)調(diào)整。
4、顯示記錄功能
計(jì)算機(jī)獲得的各種信息、數(shù)據(jù)均可以通過(guò)顯示器和打印機(jī)輸出和記錄。論文檢測(cè)。論文檢測(cè)。如果需要可按規(guī)定格式打印出運(yùn)行記錄報(bào)告表。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)還具有其他一些功能，這里不再列舉。所述這些功能互相之間既有聯(lián)系也可相對(duì)獨(dú)立執(zhí)行。這就為計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)帶來(lái)較大的靈活性，因而有更好的適應(yīng)性。針對(duì)不同泵站的不同條件，不同要求，可采用不同結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，可以有針對(duì)性的提高泵站運(yùn)行管理水平和擴(kuò)大泵站經(jīng)濟(jì)效益。不同結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)，其功能也不相同，前者是根據(jù)后者和實(shí)際需要決定的。
3.泵站運(yùn)行計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
我國(guó)泵站計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)起步較晚，目前真正實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制的泵站并不多。在計(jì)算機(jī)檢測(cè)或不完善的控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)只擔(dān)負(fù)數(shù)據(jù)采集、處理、存貯、輸出、打印報(bào)表等任務(wù)，并不直接控制操作機(jī)構(gòu)。而是將泵站運(yùn)行工作參數(shù)顯示或打印輸出，由值班人員處理和手動(dòng)執(zhí)行。在計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)中，如下圖所示。計(jì)算機(jī)是控制系統(tǒng)的中心，它的主要作用是對(duì)泵站運(yùn)行的各種參數(shù)（水位、壓力、流量、溫度、轉(zhuǎn)速等）進(jìn)行采樣，經(jīng)過(guò)輸入通道作必要的信號(hào)轉(zhuǎn)換送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)按預(yù)定的控制規(guī)律加以迅速處理，對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行顯示、記錄、打印、或者按預(yù)定的計(jì)算程序確定最優(yōu)工況和最優(yōu)運(yùn)行方式，經(jīng)輸出通道向控制機(jī)構(gòu)發(fā)出指令對(duì)泵機(jī)組實(shí)施調(diào)節(jié)控制。
目前在全國(guó)的一些大中城市的防汛灌溉泵站及污水處理廠中有一些應(yīng)用，在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的沿海城市使用較多。該系統(tǒng)是單座泵站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的未來(lái)發(fā)展方向。
在計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)有遙測(cè)、遙控、遙信、遙調(diào)、和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理功能。泵站遠(yuǎn)動(dòng)裝置為集中分散型，適合于大型泵站、變電所和其他系統(tǒng)的集中控制。它的功能有：（1）遙測(cè) 將各泵站運(yùn)行主要參數(shù)（電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率等電量和水位壓力、溫度、葉片角度等非電量）進(jìn)行巡回檢測(cè)，配合數(shù)字式記錄儀進(jìn)行自動(dòng)打印記錄和定點(diǎn)召喚遙測(cè)。（2）遙控 調(diào)度端對(duì)各泵站的主機(jī)和輔機(jī)進(jìn)行遙控工作。（3）遙調(diào) 調(diào)度端對(duì)泵站的勵(lì)磁電流和水泵葉片角度進(jìn)行遙控調(diào)節(jié)。（4）遙信 執(zhí)行端連續(xù)循環(huán)傳送各開(kāi)關(guān)位置信號(hào)及事故預(yù)告、事故信號(hào)。大量的輔機(jī)信號(hào)則用帶地址的召喚遙信方式。它在城市供水一體化、大型調(diào)水工程中有較為普遍的運(yùn)用。如沒(méi)有完善的自動(dòng)控制系統(tǒng)相配套，就很難實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的每個(gè)環(huán)節(jié)同步協(xié)調(diào)動(dòng)作。該系統(tǒng)也是大型集群泵站自動(dòng)控制未來(lái)的發(fā)展方向。
綜上所述，計(jì)算機(jī)在泵站的自動(dòng)控制及其它領(lǐng)域都發(fā)揮著愈來(lái)愈重要的作用，它對(duì)提高泵群的科技含量、整體協(xié)調(diào)運(yùn)作、經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行等都起到人不能替代的作用，隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，它必將在更多領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。
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