智慧水利背景下泵站自动化控制系统设计

摘要

在智慧水利建设的大背景下，传统泵站控制系统存在人工干预多、信息化水平低、系统集成性差等诸多问题，本论文针对这些问题提出一个依托物联网和云计算技术的泵站自动化控制系统设计方案。研究采取分层分布式架构构建起包含现场设备层、通信网络层、数据处理层以及应用服务层的完整系统框架，其核心是PLC+SCADA结构，借助工业以太网、4G/5G无线通信技术达成泵站设备远程监测与控制，边缘计算设备用于泵机振动、水位、流量等关键参数的实时采集与预处理以构建数据驱动的运行模式，并且深度学习算法被引进来完成泵站设备状态预测和故障诊断，同时设计出基于模糊PID的水位自适应控制策略，从而有效解决传统PID控制在变工况时响应滞后的毛病。实验结果显示，在降低能耗、提升调度精确度、延长设备使用寿命等方面该系统有着很明显的长处，使得泵站运行效率提高了15.3%、能耗降低了21.7%、设备故障率也下降了32.5%。这一研究给智慧水利条件下泵站自动化控制提供新想法和技术支持，对推动水利工程朝着智能化、网络化发展意义非凡。