摘要：水利泵站作为现代农业发展的重要组成部分，对于调节水位、防洪排涝、灌溉供水等方面起着至关重要的作用。农业水利工程的建设可以追溯到古代文明时期，对农业发展起到了至关重要的作用。然而，传统的农业泵站运行方式存在效率低下、能耗高、人工成本高等缺点。随着科技的进步和社会的发展，自动化技术逐渐应用到各个领域当中，已经成为一种趋势，泵站作为重要的水利设施，其自动化技术及可持续发展的研究具有重要的意义。农业水利泵站自动化技术及节能措施的研究是实现泵站高效、稳定、安全运行的重要课题，也是当前农业水利工程领域研究的热点问题。本文对农业水利泵站自动化技术及持续发展措施进行深入探讨，以期为相关领域的技术发展提供参考。

　　关键词：农业水利泵站；自动化技术；可持续发展

　　1农业水利泵站计算机控制系统的基本结构

　　控制系统的基本结构主要由上位机监控和PLC下位机组成。这种结构可以对水利泵站进行自动控制，并具有一定的扩展性与兼容性，能够适应不同需求和环境。上位机是控制系统中的核心部分，负责处理和分析来自各个传感器的数据，并根据预设的控制策略进行控制指令的生成[1]。同时，上位机还负责显示监控界面，提供操作人员对整个系统的监视、控制和配置功能。PLC下位机负责接收上位机发送的控制指令，并实时监测和控制水利泵站的各个设备，如水泵、阀门、传感器等。PLC下位机通过输入输出模块与各个设备连接，实现信号的采集和控制。

　　1.1计算机的系统监控

　　控制系统必须具备实时监控功能，能够对水利泵站的运行状态进行实时监测和数据采集。通过传感器、仪表等设备获取各种参数（如温度、压力、流量等），并将其送往上位机进行处理和分析。

　　在管理层面，可通过上位机或监控中心对整个水利泵站进行监控和管理，包括监视设备运行状态、统计数据分析、报警管理、维护计划等。管理层面的监控可提供对整个系统的综合性、全局性的管理。

　　在控制层面，可通过PLC或其他控制器对水利泵站的设备进行监控和控制[2]。例如，监测水泵的运行状态、阀门的开关情况、水位的变化等，并根据设定的控制策略进行自动调节和控制。

　　在设备层面，可对水利泵站的各个设备进行监控。例如，监测水泵的电流、电压、转速等参数，以便及时发现设备故障或异常情况，并进行相应处理和维护。

　　在不同层面进行监控和管理，能够全面了解水利泵站的运行状况，及时发现问题并采取相应措施，有助于提高系统的稳定性、可靠性和效率，确保水利泵站能够实现自控控制管理。

　　1.2计算机控制保护系统

　　计算机控制保护系统可以在水利泵站自动控制的过程中实现泵站各单元独立工作。泵站的各个单元（如泵、阀门、传感器等）通过总线进行通信，并配备独立的控制系统，使每个分支系统能够独立地进行监控和控制，相互之间不会产生连带效应[3]。当某个分支系统出现问题时，控制系统可以自动将其断开，以防止故障影响整个系统的运行。各个分支系统通过共享的总线进行通信，实现实时数据传输和控制指令的交互。总线通信可以确保各个系统之间的协调和同步，提高系统的整体性能和响应速度。为了确保各个系统具有一定的独立性，每个分支系统都配备了独立完善的控制系统。这些控制系统可以根据各自的需求进行参数设置、控制策略的优化等，以实现最佳的控制效果。

　　1.3影像监视系统

　　影像监视系统是现代工业自动化中不可或缺的重要组成部分，它能够通过WinCC组态实现对泵站的实时监控和管理。影像监视系统的播放依赖于多媒体技术，可以实现对视频和音频信号的采集和处理[4]。通过多媒体技术，将泵站现场的视频信号实时传输到远程管理平台，工作者则通过远程管理平台随时了解泵站的运行状况、监测各个参数的变化趋势，及时发现问题并进行处理，从而提高管理效率。

　　2农业水利泵站自动控制系统的主要功能
　　2.1针对泵站设备工作的状态进行检测

　　在实际应用过程中，农业水利泵站普遍出现较多问题，要想使泵站稳定运行，就需要实时掌握泵站的工作状态和运行数据，对泵站的运行设备进行检测[5]。在泵站运行中，系统监测主要针对泵站设备的工作状态进行检测和监测。通过实时采集和监测泵站设备的各项参数和状态，系统可以及时掌握设备的运行情况并进行分析和判断。同时，系统会对采集到的设备数据进行记录和存储，形成设备工作状态的历史数据，通过对历史数据的分析和比对识别设备的长期趋势和变化，进一步评估设备的健康状况。然后，利用远程监控技术，实现对泵站设备的远程监测和管理。操作人员可以通过计算机或移动设备远程访问系统，随时了解设备的运行状态，及时处理设备故障或异常情况。

　　2.2运行管理

　　尽管自动化控制技术已经取得了很大进步，但在农业水利泵站运行控制中仍存在一些挑战和技术要求。农业水利泵站通常处于恶劣的工作环境，包括高温、高湿、腐蚀等。控制系统需要具备良好的环境适应能力，才能在这些条件下稳定可靠地运行。农业水利泵站工作涉及不同的工况和操作模式，控制系统需要具备对不同工况的快速响应和处理能力，才可以确保系统的稳定性和性能。对此，对于泵站的自动化控制系统，需要在设备选用和控制算法等方面进行严格要求与深入研究。在设备选用方面，应选择能够适应农业水利泵站恶劣环境的设备，需要考虑设备的功耗和散热，以确保设备能够长时间稳定工作。同时，对农业水利泵站的工作环境、工作原理和数据采集进行分析和研究，实现对系统运行状态的监测和判断。

　　2.3控制流量系统

　　通过计算机自动控制技术实现对泵站的流量控制，是农业水利泵站工作中的关键点。具体可通过对水泵运行状态进行监测和控制，确保水泵能够按照设定的流量稳定运行；利用流量传感器等设备对流量进行精确测量，并将测量结果反馈给控制系统，实现流量的精确控制。在农业水利泵站工作过程中，针对全程监控泵站水流量数值参数的变化，可在泵站的进、出口处安装流量传感器或涡街流量计等设备，实时采集并监测水流量的变化情况。这些传感器所提供的数据可以反映泵站的水流量状况，实现对水流量的全程监控。对于沿线各个分水点水量参数的变化监测，可在相应的位置安装压力传感器或流量传感器等设备，然后通过这些传感器所提供的数据，实时监测沿线各个分水点的水量变化情况，对分水点的水量进行监测和控制。

　　2.4调度

　　在农业水利泵站日常运行中，调度指挥中心的工作人员必须根据计划设定的流量以及相应的方案，确保泵站能够正常运行；根据实际状况进行及时调整和监控。在实际工作中，泵站进水池与出水池之间的水位差是其正常运行的重要指标之一。首先，需要定期检查进水池和出水池的水位测量设备，确保准确度和稳定性。其次，实时监测进水池和出水池的水位数据，对比校对两者的水位差，确保在合理范围内，若存在异常，需要对其做出及时调整。我国大部分地区已经实现了农业水利泵站自动化，通过自动监控系统减少了人工干预，从而达到远程监控的目的。

　　3农业水利泵站的可持续发展

　　3.1实施区域灌溉

　　在传统的农业灌溉过程中，主要通过管道运输的方式完成，即将管道与泵站相连接，将水源输送到农业灌溉区域，再通过人工来实现对水资源的合理控制。这种灌溉方式需要较长的供水时间，并且需要人工现场实时监控。现阶段，可利用水利泵站自动化技术的优势实现对农业的区域灌溉。相同区域的气候条件基本相似，在对同一区域的农作物进行灌溉时，可以充分发挥水资源的优势，减少水利泵站能量的消耗，以此达到节能的目的。例如，在灌溉之前先对不同地形的农作物进行区域划分，使每一个区域农作物气候条件相差更小，然后进行区域灌溉。这样既可以保证水利泵站的节能效果，还在一定程度上节约了灌溉成本。

　　3.2充分利用地形设计进出水建筑

　　在建设出水建筑时，其高度要远远低于进水的建筑，这就导致水源需要从低处流向高处，需要消耗大量电能。若充分考虑到水源的特点，将出水建筑建设在较高的位置，这样在对农业进行灌溉时就会减少对其电能的消耗。在后期的水利泵站建设过程中，应充分考虑农业地势、地形的特征，对水源的进出建筑进行合理设计，充分发挥水源流动性的特点，使电能在灌溉中发挥辅助作用，而并非完全依靠电能来完成水源输送。对于已经建设完成的水利泵站，则需通过对水源运输管道的改良，降低电能的消耗。具体可结合实际的农业地形和地势，对输送水源的管道进行优化；改变原本输送管道的路径，尽可能依靠水源的流动性进行水源运输，但要注意水压的大小，在保证合适水压的情况下降低电能的消耗。

　　3.3多个泵站联合运转

　　在通过泵站进行农业灌溉过程中，可利用对多个泵站进行联合调度，合理分配负荷和流量，弥补单个泵站的运行限制。根据不同区域农业灌溉的工作需求和水资源情况，确定好各个泵站的出水量和运行状态，以降低整体能耗；联合调度，避免单个泵站过载或低负荷运行。在水量较大的时候，可将多个泵站同时投入使用，形成互补协作的工作模式。例如，当某个泵站的供水能力达到上限时，其他泵站可以共同承担部分供水任务，以提高整体供水能力。这种方式可以减少单个泵站的负荷，降低能耗。在实际灌溉中，相关工作人员需要对每个泵站的运行状态进行监控，及时调整工作参数，确保泵站的运行负荷稳定。同时，需要对多个泵站进行联合调度和优化控制，确定每个泵站的出水量和运行状态，以达到最佳的供水效果。如果出现任何异常情况，如某个泵站发生故障或者供水需求突然增加，相关工作人员需要及时采取措施进行处理，保证整个系统的运行稳定和安全。

　　3.4使用新型的水泵设备，制定定期巡检计划

　　在利用新型水泵进行农业灌溉时，相关工作人员应结合实际情况制定定期的巡检计划。新型的节能水泵随着技术的不断发展和创新，越来越受到农业水利泵站的青睐，其具有更高的效率和更低的能耗，可以在保证灌溉效果的同时降低泵站的能耗。同时，在使用新型水泵设备的过程中，定期巡检，进行设备预防性维护，及时发现设备的故障和问题，并对其进行修复和更换，从而保证设备可以始终保持最佳状态，提高设备的使用寿命。在实际的泵站建设中，可通过变频潜水泵及变频调速技术实现泵站的高效运行和能源的节约。

　　变频潜水泵主要是利用变频器对电机进行控制，实现泵的转速控制和节能目标的实现，完成水泵的软启动、变频控制和自动调节，从而达到更加精确和高效的水泵控制。与传统的恒速水泵相比，变频潜水泵在运行过程中可根据实际需要进行流量和压力的调节，避免了过多的能源浪费和损失。另外，变频器的功率因数较高，可以减少电网对泵站的影响，提高电网稳定性和安全性。同时，异步电动机的变频调速通过改变定子供电频率来实现转速调节，不会产生额外损耗，因此可以在一定程度上实现节能的目标和效果。

　　4结语

　　未来，随着科技的不断发展，相信农业水利泵站的自动化和节能技术将更加成熟和完善，农业水利泵站自动化技术及可持续发展措施将会有更加广阔的发展前景和应用空间，为今后经济社会的发展做出更大的贡献。我们应采用先进的自动化技术提高泵站的运行效率和管理水平，降低能耗和人力成本；采取有效措施，促进泵站的绿色、可持续发展。

　　参考文献：

　　[1]敦建顺.水利泵站自动化运行与控制系统设计与优化[J].河北水利,2023(10):47-48.

　　[2]马继强.农田水利工程中高扬程提水泵站节能降耗方案[J].当代农机,2023(10):71+73.

　　[3]刘振兴.农业水利工程中高扬程提水泵站节能降耗技术研究[J].南方农机,2023,54(17):187-189.

　　[4]孙大东,吴西.水利泵站计算机自动化及远程监控系统的应用[J].农机化研究,2024,46(04):207-210.

　　[5]张伟.农业水利泵站调度自动化建设与运行管理探究[J].新农业,2023(14):66-67.