泵站自动化监控系统上位机故障分析及对策

泵站自动化监控系统上位机故障分析及对策

张琪 1 王东方 2

1. 山东省调水工程运行维护中心莱州管理站，山东省烟台市莱州市， 261400 2. 山东省调水工程运行维护中心龙口管理站 山东省烟台龙口市 265700

摘要:在水利工程的运行过程中，泵站的自动化监控系统能够有效地对水利系统运行的状态实时监控，而在这个系统中，上位机的作用非常巨大，它能够对绝大多数的水利设备进行控制。一旦上位机出现故障，就会导致自动化监控系统无法对水利系统的运行情况实施有效地监督和调整，从而不利于泵站的平稳运行。因而，需要对其出现的故障进行剖析，寻找解决方法。

关键字：泵站自动化监控系统；上位机；故障；对策

引言：在本站的运行过程中，自动化监控系统和大多数站内设备连接，覆盖面广，涉及的知识点多，这给日常的维护和检修带来了困难，特别是上位机的故障出现，很难得到有效解决。因此，要积极对上位机的问题进行研究，找出对策，从而为日后的检修和维护提供帮助。

1. 简述泵站自动化系统监控

水利工程中泵站的运转是非常复杂和庞大的体系，自动化监控系统与站内的设备相连，从而有效地对所有设备的运行情况进行监督，从而使得泵站的管理更加全面、高效。泵站自动化体系分为两个方面，一个是视频监视，另一个是自动化监控。上位机控制模块和下位机功能管理构成了泵站自动化监控系统。在上位机运行的过程中，其主要是借助信息技术和网络技术，对泵站的全部设备在运转中产生的数据进行实时汇总、分析、处理，在处理的过程中和原始参数进行对比，从而起到对整个泵站运行状况的监控。在监控的过程中，泵站自动化监控系统在完成数据的汇总、分析后，可以制作出相关的报告，工作人员可以进行打印。当出现数据异常时，也会有预警提示，借助互联网和通信技术，和站内人员或外界取得联系，从而进行异常数据的处理。从以上内容我们可以看出，上位机在自动化监控系统中的作用非常重要^[1]。

2. 上位机在运转中出现的异常及排查

1. 逆变电源出现异常

泵站在运转的过程中，由于各个设备都有自己的技术要求。因此，对电流的选择上也不尽相同。泵站在运转中，直流电和交流电都在使用。而泵站自动化系统需要的是交流电的形式供给，逆变电源能够有效对直流、交流电的形式进行转化，从而为监控系统自动化运行提供稳定的交流电。但在实际的工作中，工作人员经常会忘记打开逆变电源控制开关，致使自动化设备无法正常运转^[2]。

2. 线缆状态异常

在泵站建设布局中，现地控制单元柜和泵站设备上的传感器距离较远，线缆铺设的距离长，环境复杂，容易受到外来因素的干扰，从而出现破损，如工程建设破损、动物噬咬破损、雷击等，最终导致线缆无法发挥其作用。因此，在选择电缆的时候，要采用带铠的屏蔽线缆。特别是泵站的设备感应器在外江、水闸等远离泵站现地控制单元柜时，这种线缆能够降低这些现象发生的几率。有时上位机在运行的过程中，显示器无法显示相关数据，或者直接报错，这就需要检修人员对线缆和感应器的连接点进行排查，确保二者连接没有出现松动，还要对线缆本身进行查验，防止绝缘层绝缘二者接触。

3. 直流电源出现异常

泵站安装的传感器供电方式为直流电源，电压要求为24V。当传感器出现较大偏差和停止正常运转时，上位机也会出现异常，这就需要首先对供电电源进行排查，确定问题后，对直流电源进行替换，即可排除故障^[3]。

4. 感应器发生异常

在泵站自动系统运行中，感应器出现异常是导致上位机故障的常见因素。这主要是由于感应器运行的环境不良，在感应器安装中没有进行防护，或者感应器自身有些限制等诸多因素造成的。为了更好地对水利工程进行有效地监督，泵站的建设场地一般都是在河岸的两边，感应器不能够挑选适合的运行环境，感应器自身适应性差，野外各种极端天气，都会对感应器造成损伤，其中雷击是最容易发生的。这就需要泵站在感应器安装的过程中，在地下铺设光缆或者在感应器的附近安装避雷设施。同时，还会出现一些感应器，自身对各种指标有一定的限制，无法适应泵站的工作环境，从而无法正确测量和显示相关数据，其中最突出的就是温度感应器。

5. 模拟量模块出现异常

在泵站自动化监控系统中。模拟量模块是系统重要的组成部分，它能够对水温、水压、旋转角度等模块，模拟出合适的信号量。一旦当模拟量模块出现异常后，自动监控系统无法对这些数据进行采集。而想要对模拟量模块进行检测和修复，一般常用的方法有两种。其一，将正常信号模拟量的感应器与相应的模块相连，读取上位机上出现的数据，将数据与传感器原始位置测量的数据进行对比，如果两者数据相同，则证明模拟数据模块没有出现问题。如果过不同，则说明模拟量模块已经损毁，工作人员需要寻找相同型号的模块进行更换，在更换的过程中，要将其和原始的连接点连接，从而使得设备恢复运转。如果发现连接点也存在问题，工作人员就要将模块和次级连接点相连，同时对上位机和现地控制单元软件进行调整，从而完成修复工作。其二，工作人员可以将发生器连接到疑似异常的接入点，让发生器进行运转，对发生器和上位机的数据进行分布读取，如果发现数据相同，则模拟量点没有问题。如果不同，则需要进行更换、修复。

6. 中间继电器触头异常

在本章上位机故障中，自动化屏柜也会出现故障，故障的原因主要是中间继电器辅助触头出现绝缘，触头和连接点接触不好，只需要进行简单的连接就可排除故障。当完成操作后，有时会发现异常并没有完全解决，工作人员就应该对中间继电器本身进行检测，排除故障。在对触头检测过程中，工作人员可以借助万能表，借助相应的图纸，根据上位机异常的显示情况，分析出可能出现问题的地方，确定中间继电器的连接点，如果中间连接点是常开的，当继电器过电后，会发生吸合现象，借助万能表进行电压测量，看是否出现异常；也可以直接对其连接线进行检测，确认连接线通畅。当发现测算数据异常，就可以确认继电器座出现损毁，要及时进行更换。

7. 探头受杂物干扰

泵站在自动化监控中，水位的监控是泵站监控的重要工作内容。而在自动化运行中，一般都是借助超声波技术对泵站的水位进行测量。但这种技术也有自身的缺陷，探头易受杂物干扰，而影响数据测算的准确性。超声波探头的安置分为水面以上和水下两种，在水面之上，探头易受到蜘蛛网的干扰，工作人员应该在日常的工作中定期巡视探头的清洁程度，及时对探头上的杂物或周围的杂质进行清理，从而确保超声波探头测量水位数据的准确性。如果是水下的探头，同样可以采取上面的方法，及时对探头周围水域的杂物清理，避免数据测量出现较大的误差。

8. 浮子易卡死

在泵站运行中，浮子可以对水位进行测算，但受到诸多因素的影响，在实际应用中，浮子常常会发生卡死现象，无法对水位进行测算。工作人员在安装是可以使用两根管，从而避免卡死现象的发生。

结束语：在水利工程的运行中，泵站有着其特殊的地位。而自动化监控系统的应用能够保障泵站正常运行。上位机能够有效地对泵站的许多设备进行控制，从而使得自动监控系统高效运行。因此，积极对上位机的异常因素进行分析，并积极进行解决方法的探讨，是非常有必要的。

参考文献：

[1]张励. 泵站自动化监控系统上位机故障及解决[J]. 湖北水利水电职业技术学院学报, 2018, 000(003):P.36-38.

[2]韩影. 泵站自动化监控系统上位机故障分析及解决[J]. 中国战略新兴产业(理论版), 2019, 000(021):P.1-1.

[3]张励. 泵站自动化监控系统上位机故障分析及解决[J]. 机电信息, 2017(33):43-44.