无人值守泵站SCADA系统解决方案
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二、系统解决方案
1、系统结构及组成：
昆明海天信息技术有限公司
地址：昆明市青年路 387 号华一广场 10 楼 C 座
2
电话：0871-63106189 63103589 63183052 63103037 传真：0871-6318081 68015709
联系人：赵文正 联系电话：13888424007
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无人值守泵站 SCADA 系统解决方案
2、系统功能 1） 数据采集和处理 对泵站电量和非电模入量、开入量、脉冲量等进行数据采集和处理 ·硬件和软件滤波 ·数据有效性合理性判断 ·越复限及状态检查 ·报警登陆 ·发生事故时，启动事故处理功能（如事故追忆、语音报警、相关画面推出、温度趋 势分析判断和保护以及自动停泵等）。 2） 泵站运行过程的自动控制和调节 ·泵组的启、停操作； ·变配电系统的自动控制； ·辅助设备的自动、联动控制； ·用可视化流程控制图来描述一个顺序控制过程，提供了直观的、交互的方法，实现 泵站运行过程的自动控制。 ·调节电机转速、叶片角度、运行台数等。 3） 统计及计算 ·各电动机实时有功、无功和功率因数； ·日、月、年单台电动机、单回送电线路有功、无功电量； ·全站日、月、年总用电量； ·全站日、月、年泵组开停次数，累计运行时间； ·全站日、月、年抽水量及耗电量； ·断路器合闸次数及累计运行时间。 4） 画面显示
6） 历史数据查询和打印 ·遵循SQL、ODBC开放接口标准 ·支持历史曲线显示 ·支持历史事件记录查询 ·支持越复限次数、开关动作次数及累计运行时间等统计查询 ·支持事故追忆显示和事故重演 ·支持历史数据备份 7） 经济运行 根据不同的目标函数，如按全站运行效率最高、按 全站耗电量最少、按全站运行费用最低和按全站抽水流 量最大等方式，依据泵站进、出口水位的变化，通过实 时优化计算，调节泵组流量，合理地确定开机台数，并 对各泵组进行优化组合，在满足各种约束条件的前提下， 充分挖掘泵站的节能潜力，使整个泵站运行能耗最少， 达到整体最优，经济运行的目的。 8） 故障诊断及运行状态评估（可选） 目前，现场水泵的维修一般采用定期维修和事后维修 的方式进行。事实上，在许多情况下，泵的解体维修是在 没有获得任何科学的故障警告下进行的，以至于一些部件 并无明显的损伤就被更换，同时也造成系统不必要的维修 停机及零部件的浪费。而另一方面，无征兆的突发性故障 停机往往会造成运行的中断，甚至引发更严重的设备问 题。因此泵站系统的在线监测诊断、系统分析处理、故障 诊断及运行状态评估等功能的开发，实现了设备的预知维护。使泵站管理更加科学化、现 代化和自动化。 9） 与其它系统通信 ·与上级调度中心的通信，实现遥信、遥测、遥控和遥调功能 ·与各类智能装置通信 ·与各类智能仪表通信
无人值守泵站 SCADA 系统解决方案
数 据 应 用 层
数 据 存 储 层
S C A D A 监 控 层
现
场
控
PLC
制
层
拼接屏
打印机
调度系统
手持终端
Web发布
管理者
服务器1
磁盘阵列
服务器2
GPS
工程师站
操作员站1
操作员站2
PLC
PLC
……
水泵
仪表
闸门
水泵
wk.baidu.com仪表
闸门
水泵
仪表
闸门
图1 无人值守泵站SCADA系统结构图
10） 视频监控系统（可选） 为泵站配置视频监控系统，对泵站及周围的现场情况进行全方位的监视和管理，使运
行情况能够得到有效控制。运行人员在中控室内便可以通过视频监控系统及时、直观地观 察整个现场的关键设备的运行状态、人员情况和工作秩序。可实现视频监控系统与自动控 制系统的联动，对某个设备进行控制或设备发生故障报警时，画面将自动调往该设备，以 便直观地观测设备的启动及运行情况。系统还具有数字录象功能。
工业交换机
触摸屏
工业交换机
PLC
电气仪表
温度变送器
液位计/ 液位开关
图2 现场PLC控制系统结构图
流量计/ 流量开关
压力变送器
昆明海天信息技术有限公司
地址：昆明市青年路 387 号华一广场 10 楼 C 座
3
电话：0871-63106189 63103589 63183052 63103037 传真：0871-6318081 68015709
无人值守泵站 SCADA 系统解决方案
一、 市场需求
水利是我国国民经济的支柱产业，而泵站是水利工程的重要组成部分，它们在解决 洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化当今三大水资源问题中起着不可替代的作用，承担着 区域性的防洪、除涝、灌溉、调水和供水的重任，在我国国民经济可持续发展和全面服 务于小康社会的建设中，占有非常重要的地位。泵站又是为水提供势能，解决无自流条 件下的排灌、供水和水资源调配问题的水的唯一人工动力来源，是解决洪涝灾害、干旱 缺水、工农业生产用水和城乡居民生活用水的重要工程措施，是“生态水利”、“环境水利”、 “资源水利”、“现代水利”、“可持续发展水利”的具体体现。无人值守泵站概念的建立正是 基于上述要求产生的。
构建泵站集控中心监控系统的目的是： 通过SCADA软件实现对泵站庞大的现场数据高性能的数据采集与监视，并且通过 SCADA软件实现对各个设备高可靠性的操控；同时将SCADA系统采集到的信息上传至泵站 上一级管理单位，为上层系统实现泵站集中管理和信息化调度提供便利； 将全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统及直流系统等大型 复杂系统实时状态以模拟动画、视频影像、GIS信息高度集成的形式在SCADA画面上显示， 形成数据模拟与视频影像、GIS系统无缝集成的监控方式。 充分利用完整的历史数据库和报警事件数据库中数据，基于所存储的历史数据方 便的进行分析统计、事故分析和追忆，实现大型泵站的信息化管理。 解决目前大部分泵站自动化水平低，设备运行安全问题较突出，运行管理和技术分 析受技术条件限制较大的问题，保证泵站更加安全、可靠、经济地运行。 昆明海天信息技术有限公司基于各类泵站的共性及特殊性设计了一套性能全面、可 拓展性强、适应面广泛的泵站无人值守SCADA系统，利用远程通信构成分级计算机监控 系统(SCADA)，实现泵站无人值守和远程控制中心的集中监控与调度。可广泛适用于各 类泵站，如企业生产取水泵站，大型热交换循环水泵站、城市自来水取水泵站，城市雨、 污水调度、排放泵站、农业引水灌溉\排涝泵站等。
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联系人：赵文正 联系电话：13888424007
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四、系统适用对象
本系统针对不同的领域的各种泵站具有广泛的适用性 1、火力发电厂、选矿场、自来水厂及需要大量取水的工况企业 2、农业灌溉及水利调度 3、城市雨水、污水排放及调度 4、大型热交换循环水系统
五、技术保障及售后服务
昆明海天信息技术有限公司作为高新技术企业，主要致力于工业自动控制系统设计、 设备成套、安装调试信息系统设计和服务。是云南省最大的仪器仪表、阀门、电子电气产 品和自动化产品集成供应公司。公司现有员工38名，一批工程技术人员在长期的工作实践 中积累了丰富的工作经验，对烟草、冶金、化工、电力、水及水处理、生物制药和食品饮 料等行业积累了丰富的经验。能针对不同的领域不同的系统给出最佳的解决方案。
无人值守泵站 SCADA 系统解决方案
昆明海天信息技术有限公司
地 址：中国昆明市青年路 387 号华一广场 10 楼 C 座 电 话：0871-63106189 63103589 63183052 63103037 传 真：0871-63183081 68015709 网 址：http://www.ynhitech.com
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联系人：赵文正 联系电话：13888424007
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公司有专业的售后服务团队，对客户的服务请求响应及时，服务到位，长期以来，得 到了各个领域客户的一致好评。
我们的技术和产品不一定是最好的，但一定是最适合客户的！
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三、系统设备选型
1、本系统基于PLC作为主控制器构成；PLC选型品牌：西门子、美国GE、施耐德、ABB、 罗克韦尔AB等。
2、监控软件选型品牌：西门子、美国GE、Wonderware 、罗克韦尔AB、ABB等，或基 于以上品牌的公司自主开发平台。
3、交换机选型品牌：华为、思科、西门子、罗克韦尔等。 4、断路器、接触器、空开等控制元件选型品牌：施耐德、西门子、ABB等。
人机显示软件（HMI）是整个系统的重要组成部分，它通过动感图形来表示实时控制 运行过程的设备和运行情况，给人以生动、一目了然的效果。实时图形显示软件将实时数 据快速准确、形象直观地通过图形方式在屏幕上反映出来，同时能接收用户指令作相应的 操作控制，画面种类包括：
·图辐：电气接线图、泵站剖面图，辅机系统图。在画面上实时显示开关状态、泵组 扬程、流量、功率、排水量、温度、水位等参数。能面向可控对象，弹出操作面板，进行 控制操作。
系统可分为四个层次，第一层为现场控制层，主要包括现场PLC硬件、仪表等设备；第 二层为SCADA监控层，包括中控室SCADA工程师站和操作员站等设备；第三层为数据存储层， 主要包括工业历史数据库服务器；第四层是数据应用层，主要包括调度分析平台、web发 布服务器、大屏幕显示系统等。
上级SCADA系统
·曲线：包括运行机组性能、电量、流量以及各类模拟量变化曲线。 ·报警：各种报警事件按时间顺序记录，包括发生时间，内容和项目，恢复时间，生 成报警事件汇总表。提供面向对象的多种查寻方法。 系统还提供各种类型的事件报警记录、控制操作记录、系统自诊断信息、用户登陆等 信息。 5） 报表查询和打印 ·采用电子表格方式组织、显示报表 ·支持运行日志、月、年典型统计及特殊统计等各种表格 ·报表以及文本、棒图、饼图等图形直观显示，图文并茂 ·通过年月日选择，检索历史报表 ·支持各种公式计算
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2、系统功能 1） 数据采集和处理 对泵站电量和非电模入量、开入量、脉冲量等进行数据采集和处理 ·硬件和软件滤波 ·数据有效性合理性判断 ·越复限及状态检查 ·报警登陆 ·发生事故时，启动事故处理功能（如事故追忆、语音报警、相关画面推出、温度趋 势分析判断和保护以及自动停泵等）。 2） 泵站运行过程的自动控制和调节 ·泵组的启、停操作； ·变配电系统的自动控制； ·辅助设备的自动、联动控制； ·用可视化流程控制图来描述一个顺序控制过程，提供了直观的、交互的方法，实现 泵站运行过程的自动控制。 ·调节电机转速、叶片角度、运行台数等。 3） 统计及计算 ·各电动机实时有功、无功和功率因数； ·日、月、年单台电动机、单回送电线路有功、无功电量； ·全站日、月、年总用电量； ·全站日、月、年泵组开停次数，累计运行时间； ·全站日、月、年抽水量及耗电量； ·断路器合闸次数及累计运行时间。 4） 画面显示
6） 历史数据查询和打印 ·遵循SQL、ODBC开放接口标准 ·支持历史曲线显示 ·支持历史事件记录查询 ·支持越复限次数、开关动作次数及累计运行时间等统计查询 ·支持事故追忆显示和事故重演 ·支持历史数据备份 7） 经济运行 根据不同的目标函数，如按全站运行效率最高、按 全站耗电量最少、按全站运行费用最低和按全站抽水流 量最大等方式，依据泵站进、出口水位的变化，通过实 时优化计算，调节泵组流量，合理地确定开机台数，并 对各泵组进行优化组合，在满足各种约束条件的前提下， 充分挖掘泵站的节能潜力，使整个泵站运行能耗最少， 达到整体最优，经济运行的目的。 8） 故障诊断及运行状态评估（可选） 目前，现场水泵的维修一般采用定期维修和事后维修 的方式进行。事实上，在许多情况下，泵的解体维修是在 没有获得任何科学的故障警告下进行的，以至于一些部件 并无明显的损伤就被更换，同时也造成系统不必要的维修 停机及零部件的浪费。而另一方面，无征兆的突发性故障 停机往往会造成运行的中断，甚至引发更严重的设备问 题。因此泵站系统的在线监测诊断、系统分析处理、故障 诊断及运行状态评估等功能的开发，实现了设备的预知维护。使泵站管理更加科学化、现 代化和自动化。 9） 与其它系统通信 ·与上级调度中心的通信，实现遥信、遥测、遥控和遥调功能 ·与各类智能装置通信 ·与各类智能仪表通信
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S C A D A 监 控 层
现
场
控
PLC
制
层
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打印机
调度系统
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工程师站
操作员站1
操作员站2
PLC
PLC
……
水泵
仪表
闸门
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闸门
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仪表
闸门
图1 无人值守泵站SCADA系统结构图
10） 视频监控系统（可选） 为泵站配置视频监控系统，对泵站及周围的现场情况进行全方位的监视和管理，使运
行情况能够得到有效控制。运行人员在中控室内便可以通过视频监控系统及时、直观地观 察整个现场的关键设备的运行状态、人员情况和工作秩序。可实现视频监控系统与自动控 制系统的联动，对某个设备进行控制或设备发生故障报警时，画面将自动调往该设备，以 便直观地观测设备的启动及运行情况。系统还具有数字录象功能。
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构建泵站集控中心监控系统的目的是： 通过SCADA软件实现对泵站庞大的现场数据高性能的数据采集与监视，并且通过 SCADA软件实现对各个设备高可靠性的操控；同时将SCADA系统采集到的信息上传至泵站 上一级管理单位，为上层系统实现泵站集中管理和信息化调度提供便利； 将全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统及直流系统等大型 复杂系统实时状态以模拟动画、视频影像、GIS信息高度集成的形式在SCADA画面上显示， 形成数据模拟与视频影像、GIS系统无缝集成的监控方式。 充分利用完整的历史数据库和报警事件数据库中数据，基于所存储的历史数据方 便的进行分析统计、事故分析和追忆，实现大型泵站的信息化管理。 解决目前大部分泵站自动化水平低，设备运行安全问题较突出，运行管理和技术分 析受技术条件限制较大的问题，保证泵站更加安全、可靠、经济地运行。 昆明海天信息技术有限公司基于各类泵站的共性及特殊性设计了一套性能全面、可 拓展性强、适应面广泛的泵站无人值守SCADA系统，利用远程通信构成分级计算机监控 系统(SCADA)，实现泵站无人值守和远程控制中心的集中监控与调度。可广泛适用于各 类泵站，如企业生产取水泵站，大型热交换循环水泵站、城市自来水取水泵站，城市雨、 污水调度、排放泵站、农业引水灌溉\排涝泵站等。
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四、系统适用对象
本系统针对不同的领域的各种泵站具有广泛的适用性 1、火力发电厂、选矿场、自来水厂及需要大量取水的工况企业 2、农业灌溉及水利调度 3、城市雨水、污水排放及调度 4、大型热交换循环水系统
五、技术保障及售后服务
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三、系统设备选型
1、本系统基于PLC作为主控制器构成；PLC选型品牌：西门子、美国GE、施耐德、ABB、 罗克韦尔AB等。
2、监控软件选型品牌：西门子、美国GE、Wonderware 、罗克韦尔AB、ABB等，或基 于以上品牌的公司自主开发平台。
3、交换机选型品牌：华为、思科、西门子、罗克韦尔等。 4、断路器、接触器、空开等控制元件选型品牌：施耐德、西门子、ABB等。
人机显示软件（HMI）是整个系统的重要组成部分，它通过动感图形来表示实时控制 运行过程的设备和运行情况，给人以生动、一目了然的效果。实时图形显示软件将实时数 据快速准确、形象直观地通过图形方式在屏幕上反映出来，同时能接收用户指令作相应的 操作控制，画面种类包括：
·图辐：电气接线图、泵站剖面图，辅机系统图。在画面上实时显示开关状态、泵组 扬程、流量、功率、排水量、温度、水位等参数。能面向可控对象，弹出操作面板，进行 控制操作。
系统可分为四个层次，第一层为现场控制层，主要包括现场PLC硬件、仪表等设备；第 二层为SCADA监控层，包括中控室SCADA工程师站和操作员站等设备；第三层为数据存储层， 主要包括工业历史数据库服务器；第四层是数据应用层，主要包括调度分析平台、web发 布服务器、大屏幕显示系统等。
上级SCADA系统
·曲线：包括运行机组性能、电量、流量以及各类模拟量变化曲线。 ·报警：各种报警事件按时间顺序记录，包括发生时间，内容和项目，恢复时间，生 成报警事件汇总表。提供面向对象的多种查寻方法。 系统还提供各种类型的事件报警记录、控制操作记录、系统自诊断信息、用户登陆等 信息。 5） 报表查询和打印 ·采用电子表格方式组织、显示报表 ·支持运行日志、月、年典型统计及特殊统计等各种表格 ·报表以及文本、棒图、饼图等图形直观显示，图文并茂 ·通过年月日选择，检索历史报表 ·支持各种公式计算
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