远程泵站智能智能控制系统

远程泵站智能智能控制系统

摘要：针对目前普遍在泵站智能控制中使用的基于PLC的LCU方案，本文介绍了基于先进的集高压继电保护、电力参数检测、PLC为一体的智能可编程保护管理单元的一体化泵站智能控制系统。

关键词：智能可编程保护泵站智能控制

一般的泵站智能控制系统基本结构

泵站自动智能控制系统面向新建、扩建或改建的大、中、小型灌溉、排水及工业、城镇供水泵站的自动化智能控制，实现泵站的无人值班、远程智能控制、优化调度及经济运行。

泵站自动智能控制系统对全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统进行有效监视和控制，保证泵站更加安全、可靠、经济的运行，实现泵站无人值班（无人值守）的目标。

1、1泵站智能控制系统由以下组成：

上位机

泵站自动智能控制系统的上位机智能控制软件可选用力控、(i)FIX、WinCC、InTouch、组态王等组态软件。

现地控制单元LCU

现地控制单元可选用可编程控制器（PLC）为主并配以各种专用功能装置，国内采用较为流行的PLC主要有Siemens公司的S7系列，GE公司的90-30系列、90-70系列，MODICON公司的TSX QuantuPowerSafe、PremiuPowerSafe，以及AB公司的SLC500系列和ABB公司的MODECELL系列。

1、2系统典型配置

系统由主机、工控机、UPS、打印机、PLC、配电柜、传感器以及相应的应用软件和系统软件等组成。主机（操作员站）可采用PC机或服务器，通讯机采用PC机，当地工控机采用一体化PC工控机。

系统中PLC负责控制泵组的启停、闸门的启闭和开度、变电站和泵用电开关的分合、辅助设备油、气、水的自动控制。监视电机、电路故障；监视水位、水质、电量、温度及压力等是否有越限，并随时将这些信息报告给工控机。工控

机对接收的数据和格式进行合理性校验，按数据类别进行分类、格式化，对水文数据进行时段处理，建立数据库，并用图形、图表及文字等形式将这些信息显示在显示器上。

系统通过各类传感器、智能仪表采集水位、流量、压力、温度、电量等模拟量、开关量、脉冲量和温度量

系统的配置和设备选型符合计算机技术发展迅速的特点，充分利用计算机领域的先进技术，并结合泵站自动化程度要求高的特点，使泵站运行管理智能化，并能方便地完成与其他管理信息计算机系统的连接。系统软硬件均采用模块化、结构化设计，具有高度的可靠性、安全性、实时性、实用性、灵活性和便于扩充。智能控制系统保证与泵站同步投运。

但是从以上的描述可以看出，除了泵站智能控制系统的PLC、LCU等设备以外，泵站的电力仍然需要配备完善的微机继电保护单元、智能配电仪表。并且在泵站的运行中占据了很重要的地位。

泵站智能控制中的LCU的组成

在泵站智能控制系统中，LCU（现地控制单元）典型的功能如下：

变电站LCU通过Modbus 网络实现与EP2013E继保单元、QP550,QP450测量单元、多功能电度表、micrologic5.0p低压400V智能测控单元、220V直流电源装置的通讯。主变、站变、35kV和6kV母线PT等设备的部分信号通过硬布线接入变电站LCU的I/O模块，以满足供电部门的要求和事件顺序记录（SOE）分辨率的需要，便于故障的分析和处理。如下图：

LCU实现了PLC的控制功能，通过与微机继电保护通讯实现了对电力的保护，通过与智能配电仪表的实现了对电力的智能控制。但是，这样的实现方案有以下的缺点：

可靠性低：由于组成的部件多，连接线多，出错的可能性大。

安装困难，占空间大

成本高

调试复杂，时间长，费用大：多个不同的产品互联，很难调试。

PowerSafe智能全可编程保护管理单元

随着计算机技术的发展，微机继电保护发展到了一个崭新的高度，新一代的可编程保护管理单元能够涵盖继电保护、PLC、电力智能控制的全部功能。

以美国电气控制公司（ELECON）系列可编程保护管理单元为例：

PowerSafe是ELECON研发的成套新一代可编程保护管理单元。产品采用大容量、资源冗余设计，适用于110KV及以下电压等级电网的保护、控制、测量和监视。

可编程保护管理单元具备PLC的逻辑可编程功能

POWERSAFE提供支持IEC-61131-3图形可编程标准的PLC逻辑可编程功能。通过配套的SafeLogic软件包就可以在Windows®环境下用逻辑图形符号对保护元件、输入信号、继电器出口、指示灯、故障录波触发等资源进行简单的编程，形象直观。PLC功能使泵站监控系统所需要的自动化功能和顺序逻辑控制功能集成到一个装置中。

可编程保护管理单元具备多总线通信

POWERSAFE支持RS485总线、光纤、CAN现场总线或以太网通信网络形态，以满足不同用户、不同工业现场、不同网络环境、不同规模的系统对通信和网络结构的要求。支持双网模式，并行或以热备用方式工作。从而进一步提高了通信的可靠性。可以使用IEC60870-5-103规约或者Modbus RTU规约实现与上层设备的通信。

可编程保护管理单元具备丰富的接口资源

POWERSAFE提供的接口资源包括：8个交流电流、4个交流电压输入；3个4-20mA/0-5V RTD输入信号；16路或32路开关量输入（交直流两用）、11路或16路开关量输出；通信接口有1个RS485，1对光纤，1个RS232调试口，1个CAN，以及2个以太网。

高可靠性设计

POWERSAFE本着稳定可靠、经久耐用的设计原则，全部采用工业级元器件、所有与外界的连接均做到了充分的电气隔离，并内置抗雷击保护电路和电源滤波器。专业的EMC设计。对装置输入电源、模拟和数字电源进行实时监测，配合完善的在线自检测试程序，从根本上保证了其运行的可靠性。对输入电源的监视使得POWERSAFE在停电之前将重要数据及时保存。

全面的事故分析记录

POWERSAFE能为用户提供的用于事故分析诊断的信息有8次故障录波