一体化控制装置在中小型灌排泵站中的应用

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目前 ，我 国中小型灌排泵 站量大 、面广 ，是农 业基础设施的重要组成部分 .对农业稳产 高产 、保障 国家粮食安全等发挥着不可替代的作用。

针对我 国中小 型泵站控制技术与设备落后的状况 ，中国灌溉排水发展 中心指导 开发了 中小型泵站-体化控制装置(COCON-PU系列泵站电气信息化 自控装置)，并在江苏 、安徽等地中小型灌排泵站、节水灌溉工程中应用 。取得 了很好 的经济与社会效益 ，为解决 中小型泵站 的控制 问题提供了有效的解决方案。

-、- 体化控制装置结构及工作原理- 体化是指 多个 原来相互独 立的主权实体通过某种方式逐 步结 合成为-个单-实体的过程。-体化控制装置主要 由主控拈 、功率单元 、工业平板计算机 、远程信息终端 RTU拈、视频监视拈 、袄报警拈 、无功功率补偿拈 、GPRS模 块 以及其他辅助设备组成。

①主控拈负责发出和接收各种运行程序指令 。是整个控制系统的中枢部分，具有高可靠性和稳定性。

②功率单元主要实现电机软启及软收稿日期：2013-05-24作者简介：史湘琨，高级工程师。

4o停 ，主 回路采用可控功率元器件 ，控制 电机输出端电压 ，实现轻载节能 ；如需恒压供水选变频功率单元。③RTU拈是装置准确接收信息和发出指令的关键设备，要求有高可靠性及稳定性 。能实现电磁 的隔离功能 。

④工业平板计算机是整个系统中人机对话的界面设备 。美观耐用 ，能清晰显示各种运行数据 ，并 能进行参数设定，同时配有部分现场仪表，方便操作人员直观地查看运行数据。⑤控制单元实现泵站主辅机的集 中、联锁启拓制，电动闸、阀控制等。⑥装置提供 以太 网 、RS232、RS485等接 El，实 现 与后 台控 制 中心 组 网 。通 过GPRS拈提供数据远程传送，实现无线远程监控二、-体化控制装置用途及使用范围- 体化控 制装置可广泛应 用于中小型供水泵站 、排涝泵 站 、灌 溉泵站 、排灌结合泵站 、排污泵站和节水灌溉工程首部的电气控制、自动化及信息化管理。

- 体化控制装置集成了泵站电气 主回路及二次 回路 .软启 、软停及节能控制 ，主设备保 护 ，泵站各种运行参数检测，辅助设备的控制及保护 。个性化人机界面的操作控制 ，各种泵站运行参数信息的储存及远传，远程指令的接受及控制 。通过有线或无线的通信网络将泵站信息传输到管理 中心 ，实现多泵 站群控 ，运行无人值守 。大大降低了中小型泵站运行 、维护 费用 ，有效提高 了泵站运行可靠性。

中小 型泵站 采用 该 装置 后 ，可有效地提高运行效率，节能节水，提高泵站的自动化控制及信息化管理水平 。特别是根据用户要求不同 ，可进行不同功能拈的组合 ，通过增加拈 的方式 进行功 能扩 展和 提高 ，以实现从简单到齐全 、从基本 到先进的提升 。

此外，-体化控制装置特别注重用户操控简易性 和设备运行 的可靠性，普遍采用-键式操作 ，对小型农用 泵站还 增设 了故 障运行 功能 ，即在任何状态下都确保设备 能安全运行。

三、-体化控制装置主要特点及优势①高效节能，提高轻载时的功率因数。随着电机负载率的变化 ，软启水利信息化动 自动调整 电机 的转速 ，使 电机 运行功率因数相应提高.同时降低电机运行时的功率损耗。对经常启动且负载变化频繁的电机，节能效果显著 。

②安全可靠，维护方便。该装置严格按照 国家相关标准设计 ，保证抗静电干扰 、电磁干扰及射频 干扰 ，可防尘 、防潮。装置大电流运行无触点 ，采用可控功率单元无级调压 ，消除 了系统中接触不良的影响，有效降低了主开关的损坏率 ，延长设备 的使用寿命。同时，调压范围宽，过载能力强，软启动能有效降低启 动机械应力 ，减少对传动元件的机械 冲击 ，在液流系统 中能有效消除喘振或液击问题 ，提高设备利用率。

③测量保护功能全面，自动化程度高。数据测量包括电动机的实时数据 、水泵进出 口水位 、水泵轴温 、流量 、控制柜 电源状态 、电机运行状态 、电动阀的工作状态与启闭位置 、真空泵工作状态 、水泵吸水管真 空度及水泵出水口压力等。保护功能包括：过载 、转子堵塞/制动 、相不平衡或缺相 、接触器故障、低/过电压 、短路 、启动加速超时 、接地/漏 电、泵轴超温 、失流、电动闸阀故障等。

④防止启动时对电网的冲击。水泵电机实现真正的软启 动，避免了电机启动对电网的冲击 ，装置引入电机电流反馈，通过控制输出电压，使电机电流 以-定 的斜率 逐步上升到设定值 ，然后保持该电流恒定 ，直到启动结束。整个启 动过程无冲击 电流 ，而且启 动初始上升 电流 的上 升速率可调。

⑤标准化的通信协议，可提供无线远程通信接 口。随着工农业 自动化水平的不断提高 .不少泵站要求实现无人值班”或少人值守”，对新建或改造的泵站进行统-管理，以提高工作效率。装置提供标准的计算机通信接口，有 TCP/IP、Modbus-RTU、Profibus-DP等多种协议可供选择∩作为泵站 自动化控制系统中的现池制单元 .通过标准通信接口和协议上传自身采集的电流 、电压 、功率 、电度等数据 至主控层 .同时接受主控层发出的各种控制命令。

2013.12 中国水 利⑥个性化人机界面，操作简单方便 。除配有简单的启拓制按钮外 ，装置同时配置超大触摸式液晶屏。液晶屏采用全面汉化的显示 ，工作界面清晰简单 ，易学易懂。人性化的菜单界面可方便地查阅运行数据或修改参数 ，为泵站 的监控处理过程提供更高精度的监视和控制。

四、-体化控制装置的应用- 体化控制装置(泵站电气信息化 自控 装置 )填补 了国 内中小 型泵站 -体化 控制技 术 和设备 的空 白 。

获得 了多项 国家专利和计算机软件著作权 ，通过 了水利部部 级新产 品鉴定 .并取得 了国家智 能产品 3C安全认证证 书 .被水利部 列为全 国重点推广新技术产 品。该装 置研发成功并投入实际应用 ，受 到了全 国各地 水利 系统 领 导 和 专家 的- 致 认可 ，包括 江苏 、安 徽 、江西 和 内蒙古在内的近 300座中小型泵站共 1 000多台-体化 自动监控设备投入 了实际应用 。 责任编辑 杨 轶(上接第 61页)要对工程 的结构 、形式、选材等方面进行优化 ，做到既保障工程功能的实现，又能做到节约、环保、美观。在 当前投入大 、时间紧 、技术力量不足的情况下 。要针对农村人少 、人老 的状 况 ，科学组织实 施农村水利工程建设 ，既保 障工程进度 ，又保证工程质量。

2.落实长远长效发展措施进-步加强市县(市 、区)农村水利组织领导 .设置农 村水利建设指挥机构 ，落实责任 制 ，将农村水利建设列人政府年度考核 目标 ，并有明确的考核办法和奖惩措施 ：加大资金投入力度 ，市 、县级财 政投入 占可用财力的比例达到 4%.农村水利总投入 占GDP的比例达到 0.5%，将土地出让金用于农村水利建设 的政 策用足用到位。整合现有农村水利信息建设的各项成果 ，与城市水利信息化对接 ，建设完善的水利数据信息中心，形成信息齐全、预案完备 、决策科学、调度精准 、运行灵活的现代水利工程调度运行体系 .建设全市农村水利面上工程信息化 、骨干工程 自动化 、灌溉配水科学化的现代化管理、决策支持平台。

3.加强人才培养首先要强化水利站建设 .主要是明确人员数量和经费渠道。其次要建立健全水利职工继续教育培训体系 ，市县水利部门与水利院校联合，加大水利职工在职教育和继续培训力度 ，确保每年培训 1～2个月。第三要进行技工培训 ，组织对全体机电泵站从业人员特别是-线操作工的培训 ，逐步推行上岗证制度 。

4构建健全高效的管理体系进 -步理顺农村水 事活 动管理体制 .从有利于规范管理 、高效运行的角度出发。强化城乡水资源统-管理 、统筹规划 ，逐步推进水务-体化建设进程。对照农村水利工程建设管理现状 ，建立健全专职 的质量 、安全监督机构 .加强工程建设 的验收及后评价管理环节▲-步明确农村水利工程产权 、管理主体 ，健全制度 ，落实管护经费。规范农村水利工程管理各个技术环节 ，保障农村水利工程效益正常发挥 ，工程运行 良好 ，以适应农村水利现代化发展需要 。 责任编辑 张金慧41-