泵站自控投标《技术部分》

1 概述（注：文中绿色部分将替换掉）本文包含长春市引松入长维修改造工程马家取水泵站及大绥河加压泵站计算机监控系统硬件设备、仪表设备、大屏幕显示设备、调度管理系统设备、电源设备、联接电缆与设备、软件系统及备品、备件的供应以及制造、工厂试验、包装、运输和交货所必须的工作。

同时包括供货商对本部分设备的安装、负责现场调试及联动运行、对采购商人员的培训等。

1.1 工程型式：引水工程。

1.2 工程规模：马家取水泵站：泵站共装6台水泵机组，其中1~5#水泵机组为同步电机，单机容量2500kW，6#水泵机组（管道充水用）为异步电机，容量560kW，机端电压10kV；大绥河泵站：泵站共装5台水泵机组，配套同步电机，单机容量1400kW，机端电压10kV。

监控系统安装地点包括马家取水泵站、大绥河加压泵站，老爷岭隧道出口及管道压力共10处检测点。

本系统在马家取水泵站及大绥河加压泵站主厂房值班室内设立子站，以实现现场值班人员通过自动控制系统实时监控或就现地操控的要求。

1.3 参考标准GB/T50265-97 《泵站设计规范》SL 254-2000 《泵站技术改造规程》DL/T-578-95 《水电厂计算机监控系统基本技术条件》DL/T-5137-2001 《电测量及电能计量装置设计技术规程》DL/T-5065-1996 《水力发电厂计算机监控系统设计规定》GB3453 《数据通讯基本型控制规程》以及相关的IEC国际电工委员会标准、ISO国际标准化组织标准、IEEE国际电气和电子工程师学会标准、GB中国国家标准中的相关条款。

卖方提供的所有设备器件都应符合相关的最新版本的标准和规程。

2 控制系统结构及组成2.1网络结构层次计算机监控系统采用分层分布开放式网络结构，网络由公司调度层网络、厂内环形光纤控制、管理层网络和现场数据控制层网络组成。

●公司调度层网络：公司调度中心计算机通过工业无线以太网将马家泵站、大绥河加压泵站以及老爷岭隧道各监控站点连接起来，各机组主要参数、老爷岭隧道出口及管线压力等主要技术数据数据上传至公司中心调度室进行监视和管理。

●厂内光纤管理及控制网络：马家泵站和大绥河加压泵站厂内控制系统（包括PLC控制站和上位机操作站）通过光纤联成环形网，光纤环网具有通信速率快，性价比高，维护方便的特点，并具有冗余特性，当环网上某一节点断开的情况下，仍能够以总线网络的形式进行高速数据通信。

现场控制网络：PLC 系统自身通过现场通信线缆与机组、现场设备以及各种数字化仪表连接构成现场控制网络，完成实时信号采集、数字通信、输出控制的功能。

老爷岭各采集站上图为公司调度层无线网络系统结构图。

马家取水泵站、大绥河加压泵站将PLC 中需要上传的数据通过DTU(无线数据终端)上传至 GPRS 网络，老爷岭隧道水位及管路各处压力等信号通过RTU(远程数据终端) 直接采集现场仪表信号并上传，公司中心调度室通过GPRS 无线Modem 接收各站点数据，并在上位机人机接口画面中显示。

无线网络各节点装有蔽雷装置，以防止雷电能量窜入系统损害设备。

操作员站11#机组1LCU 通信服务器操作员站2公用设备1CP 换路间2CP2#机组2LCU 3#机组3LCU 4#机组4LCU 5#机组5LCU 6#机组6LCU大屏幕上图为马家取水泵站监控系统结构图（大绥河加压泵站网络结构同此）。

现场各种数据通过信号线接入PLC 数据采集通道，并通过现场高速数据总线（工业以太网）传送到中心控制室操作站OS集中监视和管理。

同时，中央控制室主机的控制命令也可通过工业以太网总线发送到现场PLC的测控终端，实施各机组设备的分散控制。

2.2网络控制层次整个系统分成三级：主控级由泵站中控室操作站OS及工程师站ES计算机组成的上位管理级；子站级机组PLC机柜和触摸屏构成，机柜PLC监控本机组设备状态，接受控制级发送的控制命令，实现对机组和设备的自动控制和管理，现地级由现场机组操作单元组成，通过现场操作箱，能够实现本机组的手动控制。

现地级操作单元具有最高的优先级别，只有现地操作单元打自动后，子站级和控制级单元才能对现场设备进行自动控制。

操作及控制权分“现地级控制、子站控制和控制室控制”三级，各级操作可以进行无扰动切换。

系统的控制权限越接近设备，控制权限越高。

控制权顺序为：现地、子站、控制室。

控制系统中设置带密码的授权、核对程序。

采用这种结构可使生产过程中的信息能够集中管理，以实现整体操作和管理；同时使生产过程中的控制危险分散化，提高系统的可靠性。

现地手动模式：设备的现场控制箱或控制柜上的“现地/远程”开关选择“现地”方式时，通过现场控制箱或控制柜上的按钮实现对设备的启/停、开/关操作。

远程手动模式：现场控制箱或控制柜上的“就地/远程”开关选择“远程”方式，则进入远程操作模式。

在远程操作模式下，操作人员通过机组控制柜触摸屏操作界面或上位机操作站界面设定机组的“主控”、“备用”状态，或对本机组（需处于主控状态）及相关设备进行启停控制和操作，也可在中控室操作员站的监控画面用鼠标器或键盘该设备进行启/停、开/关操作。

而对处于“备用”状态的机组所进行的操作无效。

远程自动模式：现场控制箱或控制柜上的“就地/远程”开关选择“远程”方式，且控制站的“手/自动”设定为“自动”方式时，设备的运行完全由各PLC控制系统根据机组运行工况及生产要求来完成对设备的运行或开/关控制，而不需要人工干预。

手动方式是操作人员的专有权利，因为过程连锁在此模式下无效；而自动模式下，安全连锁是有效的，并限制操作的可能性，可防止非正常状态下运行。

离工艺过程越近的控制层具有更高的优先权。

2.3 计算机监控系统配置在泵站中心控制室中设置二套监控管理计算机操作站（包括24”彩色显示器、操作键盘、鼠标器、打印机及必须的软件、接口等），一套通信服务器，一套不间断电源，通讯装置及一块LED大屏幕（4106x2323.2mm）。

两套监控计算机相同的监控或管理功能，即使当其中一台出现故障，另一台也能够完全独立地运行，互为备用，具有灵活的运行方式。

公司调度室的管理计算机可通过工业无线以太网络及时了解各泵站的生产管理数据和供水管线各监测点的供水压力数据。

泵站中控室的计算机监控系统与供水管线监测点以及公司调度室的管理计算机通过工业无线以太网互联，采用开放型（TCP/IP）协议，可随时进行扩展。

2.4 计算机监控系统功能：1）采集各机组和公用部分的工艺参数值，电气参数值及生产设备的运行状态信息。

2）根据采集到的信息，建立各类信息数据库并对各类工艺参数值作出趋势曲线（历史数据），供调度员分析比较，分析事故原因，改进管理方法，保证供水压力，提高运行效率。

3）操作站以“人--机”对话方式指导操作，自动状态下，可用键盘或鼠标器对有关设备进行手动操作（如开/停机操作）。

4）操作站彩色显示屏幕(液晶屏)可显示全部平面工艺流程，流程图上有动态的实时参数值显示，机泵运行状态显示和事故报警显示等信息。

5）自控系统生成的生产报表（班/日/月）内容包括运行参数、水质分析、工艺分析、技术经济分析等。

其资料来源为：设备运行记录；在线仪表实测数据等。

供生产管理之用，机内存储六个月的信息量。

6）操作站屏幕报警显示过程检测或运转设备出现越限或故障时，流程图上相应的图例红光闪动，并发出报警声响加以提示。

报警的笛声可以通过键盘或触摸屏解除，闪动的红光继续保持，直至该故障消除，闪动才停止。

报警对象、内容、时间应列表记录及打印。

7）操作站屏幕的测量值显示仪表测量值以棒状图形式动态显示，应有上下设定值，设定值应是可修改的。

8）设不间断电源，保证在发生停电故障时该系统仍能安全可靠地运行。

9）为了直观显示全厂工艺过程全貌，方便管理和培训，在中心控制室设立大型LED显示屏，显示全厂工艺流程图和主要参数及设备运行状态，大屏幕的显示过程由管理计算机通过总线方式驱动。

2.5系统供货清单详见下表。

3监控系统选型及配置3.1概述马家取水泵站：泵站共装6台水泵机组，其中1~5#水泵机组为同步电机，单机容量2500kW，6#水泵机组（管道充水用）为异步电机，容量560kW，机端电压10kV；大绥河泵站：泵站共装5台水泵机组，配套同步电机，单机容量1400kW，机端电压10kV。

根据工艺和设备条件，以机组为控制单元划分区域，马家取水泵站设8个机组控制柜，分别1～6号机组PLC控制柜LCU、公用设备PLC控制柜CP1和换路间PLC控制柜CP2；大绥河加压泵站设7个机组控制柜，分别1～5号机组PLC控制柜、公用设备PLC控制柜和换路间PLC控制柜；水泵机组LCU主要用于水泵机组及其辅助设备的监控，通过接受来自就地设备的信号反馈和操作员工作站下达的指令，完成水泵机组及其它辅机设备的自动顺序控制，包括启动、停机，并将有关位置、状态、故障等开关量信号上传后台工作站，在监控系统故障状态下，能够独立维持机组的正常运行，并通过接受人工就地操作指令完成相应控制程序。

公用LCU主要用于公用设备、配电设备及直流系统的监控，并将有关位置、状态、故障等开关量信号上传工作站，在监控系统故障状态下，能够独立维持设备的正常运行，并通过接受人工就地操作指令完成相应控制程序。

换路间LCU主要用于换路间内设备、配电设备的监控，并将有关位置、状态、故障等开关量信号上传工作站，在监控系统故障状态下，能够独立维持设备的正常运行，并通过接受人工就地操作指令完成相应控制程序。

公用LCU及换路间LCU主要完成本单元的数据采集及预处理功能，同时也具有控制、操作及监视功能。

其设计能保证当它与系统脱离后仍然能实现对对象进行必要的监视和控制功能，这些功能包括对象的开、停操作、运行状况及参数的监视，而当其与系统恢复联系后又能自动地服从上位机系统的控制和管理。

每套控制柜包含以下设备：1．一套可编程序逻辑控制器（PLC）2．一套可编程终端操作界面（触摸屏）3．一套以太网通信设备4．一套串行通信设备5．一套不间断电源（UPS）及过电压保护装置3.2控制系统IO规模现场的可编程序逻辑控制器分别对所辖机组（或设备）内的工艺过程进行控制，采集工艺参数、电气参数、电气设备运行状态。

现场表统计如下表：各现场控制分站输入输出信号统计如下：3.3可编程序控制器（PLC）选型PLC采用世界知名公司美国A-B公司的ControlLogix系列最新产品，该产品货源充足、中文资料丰富、备品备件充足、技术服务方便。

PLC的I/O模件和CPU模件均采用同一系列相同规格档次的模件，所有模块支持带电热插拔。

LCU能够方便地与采用不同规约的设备进行通信。

AB PLC的可靠性、先进性、可扩充性以及性能上完全满足系统要求。

3.3.1电源●工作电压：170～265VAC；●频率范围：47～63HZ；●工作温度：0～60摄氏度；●保存温度：－40～85摄氏度；●相对湿度：5～95％；●隔离：2500V DC 或1800V AC持续1秒；●掉电延迟：13.5ms；3.3.2 CPU●控制系统内部采用32位的高性能工业级别微处理器，支持实时的多任务操作系统，处理速度要求每千字节指令字处理速度不超过0.08毫秒。