智能電磁流量計技術原理及調度自動化建設中的應用

摘要：介紹了智能電磁流量計站自動化的相關技術原理，對當前電磁流量計站調度自動化建設與管理模式存在的管理系統(tǒng)不完善、缺乏對電磁流量計站自動化的全面了解等缺陷展開分析，在此基礎上對電磁流量計站調度自動化工程及其運行模式進行了優(yōu)化設計，可供相關人員參考。
1 智能電磁流量計站自動化相關技術原理
1)網(wǎng)絡管理技術，水利基礎設施中的調度源頭、取水系統(tǒng)、智能電磁流量計站這三部分互相隔著距離，要克服長距離障礙實現(xiàn)連接，這就需要在每一部分設置光線自動進入的模式，還要利用網(wǎng)絡管理技術建立虛擬化網(wǎng)絡系統(tǒng)，從而把三部分連成一個有機的整體，每個部分之間的串聯(lián)才更加完善。然而若是有人對此網(wǎng)絡進行蓄意損毀襲擊，就會導致系統(tǒng)無法運行的情況發(fā)生，所以要求相關人員在設計時要注意硬件保護，設置防火墻。由于連接網(wǎng)絡的設備非常多而且復雜，所以需要解析每個網(wǎng)絡的正確 IP 地址，這樣才有利于后面工程的施工建設，改善地址不兼容的問題。
2)計算機技術，計算機在網(wǎng)絡系統(tǒng)的建設中發(fā)揮很重要的作用，它可以完成信息的搜集，對環(huán)境進行實時監(jiān)控，對大量數(shù)據(jù)進行分析，而且計算機還是網(wǎng)絡系統(tǒng)構建的基礎和終端 。顯而易見，計算機能夠將網(wǎng)絡系統(tǒng)各部分完美地串聯(lián)起來，整個系統(tǒng)要想正常工作就必須保證其安全可靠，終端設備要有足夠的電量，還要有后備電源，比如說 UPS，上述過程可以加強計算機的存儲能力，也為工程人員節(jié)省了大量的時間和精力去應對建設中的突發(fā)情況。而且計算機終端很好不能和外部的移動存儲設備相連，這樣做是為了防止外部的病毒破壞計算機，導致信息流失。
2 智能電磁流量計站調度自動化建設與管理模式存在的缺陷
2. 1 智能電磁流量計站自動化管理系統(tǒng)不完善
當前水利工程技術越來越先進，使得我國電磁流量計站建設的水準略有提升，但是縱觀整個行業(yè)，水利設施還沒有建設到一定程度，許多工程實例中都暴露出一個問題，就是只注重工程一部分的要求，沒有一個可行的評價指標，在電磁流量計站設施的建設中也存在諸多不同的技術要求和操作方法 。
2. 2 缺乏對智能電磁流量計站自動化的全面了解
當前我國已經(jīng)在電磁流量計站的自動化建設上取得初步成效，然而還存在諸多問題尚未得到解決，比如說電磁流量計站相關人員的專業(yè)知識和專業(yè)能力還有所欠缺，他們對于電磁流量計站自動化的理解還只是停留在表面，對自動化片面地理解為只用鼠標進行電磁流量計站的開關機就完成了，實際上，智能電磁流量計站還有諸多操作細節(jié)需要注意，比如資源調度和經(jīng)濟運行，因此需要加強對相關人員的培訓。
2. 3 缺乏對智能電磁流量計站運行方法的研究
目前很多電磁流量計站的調度模式都是順從上級領導機關的命令，或者是根據(jù)電磁流量計站水位來進行操作控制，這種模式缺乏一定的科學性，沒有將工程的實際社會和經(jīng)濟效益考慮進來，并且電磁流量計站自動化運行不到位，僅個別電磁流量計站根據(jù)實際要求展開合理規(guī)劃，這是需要注意的。
2. 4 智能電磁流量計站調度系統(tǒng)還需要進一步改良
由于技術水平有限，客觀環(huán)境的制約，目前在我國很多的電磁流量計站中都沒有對應的機組電磁流量計站調度系統(tǒng)，僅僅按照傳統(tǒng)運行方式運行，這會對智能電磁流量計站的運行和調度造成一定阻礙。部分電磁流量計站工程雖有一些機組，擁有一些調節(jié)能力，可是無有關系統(tǒng)作為支持，這會導致電磁流量計站的工作能力無法進一步提高。
3 智能電磁流量計站調度自動化工程及其運行模式設計
3. 1 現(xiàn)地控制層設計
可編程控制系統(tǒng)，通常也簡寫為 PLC，PLC 在電磁流量計站自動化系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，是現(xiàn)地控制部分中*重要的。該系統(tǒng)能夠借助傳感器從而實現(xiàn)對電磁流量計站水位、流量和液壓的控制，將搜集到的信息進行整理分析后，利用現(xiàn)地控制板塊整合相關信息，然后利用智能電磁流量計站網(wǎng)絡把上述操作的信息傳送到上級服務器 。
在上述操作流程中，上級部門傳送出來的指令能夠通過現(xiàn)地控制板塊完成接收，使得電磁流量計站可以進行分層遠程自動控制。而且，完成對電磁流量計站自動化設施的進一步改良，可以加強對加壓和水源電磁流量計站的管理，對 PLC 加以設定，從而對智能電磁流量計站傳感器搜集到得相關數(shù)據(jù)進行深入的處理，能夠及時了解電磁流量計站自動化系統(tǒng)的工作模式和狀態(tài)，比如及時發(fā)出預警信號讓電磁流量計站工作人員了解實際運行狀態(tài)并采取必要措施。為了實現(xiàn)對電磁流量計站情況的實時監(jiān)測，要配上電源以及備用電源，防止突發(fā)情況的產(chǎn)生。
3. 2 監(jiān)督控制層設計
要實現(xiàn)對智能電磁流量計站的自動化管理和監(jiān)控，就離不開對傳統(tǒng)系統(tǒng)結構的了解，要能夠知道服務器和客戶端的區(qū)別。服務器內(nèi)部存儲了許多可供用戶查找和使用的數(shù)據(jù)信息，扮演著關鍵角色，而客戶端是決策中樞，能夠按照服務器傳遞的信息行相應指令的建立。服務器要有一套完整的數(shù)據(jù)庫，以用來存儲有關數(shù)據(jù)和信息，構建外部連接接口，完成對信息數(shù)據(jù)的共享。
3. 3 控制調節(jié)優(yōu)化
使用人工手段進行調節(jié)時，智能電磁流量計站的水位一般會小于或者大于規(guī)定范圍，很小的概率水位才會處于在合理范圍之間。所以，水位的控制在電磁流量計站綜合自動化系統(tǒng)中是十分重要的，要保證水位在規(guī)定合理區(qū)域之間。方法上可以使用離散模式控制電機機組的開啟數(shù)目，并且還要結合電磁流量計站電機機組的連續(xù)性工作頻率，把以往的人工調節(jié)方式和當下先進的自動化控制這兩者的優(yōu)點結合，使用模糊控制 PID 變頻器，為了現(xiàn)對電機機組的開啟數(shù)目進行管理，借助 PID 能夠讓電磁流量計站變頻度有效管理實際工作頻率。
4 準備工作
建設智能電磁流量計站自動化控制工程時要事先搜集有關信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)該工程的自動化涉及到多方面的專業(yè)知識和技術，比如計算機、自動化和網(wǎng)絡，所以搜集更多關于設施、網(wǎng)絡和土建的信息，有利于后續(xù)設施的維修和運行。事先要在設備的選擇上多下功夫，電磁流量計站自動化的成功建設離不開設備的型號選擇，合適的設備可以提高運行安全性和可靠性，為了實現(xiàn)這一目標，可以關注那些具有一定的品*影響力和生產(chǎn)質量的企業(yè)生產(chǎn)的設備，而且，還應當按照客觀條件選擇，例如，閥門井下的壓力變送器以及 IP68 級別的流量計。
5 案例研究
某區(qū)域智能電磁流量計站中有 2 臺小型單級雙吸離心電磁流量計組，而且靠近住宅區(qū)的地方還布置了 1 個臨時水庫，居民集中用水時，電磁流量計站進行出庫，在很少人用水時進行入庫，若水量偏大，警戒水位高于水庫，那么要同時進行入庫和出庫。表 1～2 分別為實際電磁流量計組參數(shù)表和實際運行數(shù)據(jù)表。


從表 1～2 可以看出，電磁流量計組、電磁流量計站、水電磁流量計工作的區(qū)域發(fā)生很大的偏移，導致能源消耗過度，降低了整體的運行效率。建成智能電磁流量計站自動化控制系統(tǒng)后，上述存在的問題均得到有效解決。
6 結束語
綜上所述，本文從理論和工程實例兩個方面加以論述，研究電磁流量計站自動化系統(tǒng)，從而得出了該系統(tǒng)可以對電磁流量計站存在的運行漏洞進行填補，從而有效提升工作效率，增加效益，提高智能電磁流量計站運行的安全可靠性，便于更好地輸送水能。