东嘴泵站计算机监控系统

东嘴泵站计算机监控系统初探

[摘要]：为全面提高泵站自动化管理水平，改变泵站运行操作和日常报表等完全依靠人工完成的落后管理模式，并与正在开展的引滦全线信息化建设相适应，依据我国水利工程现行自动化水平要求，为确保泵站长期安全可靠、高效运行，拟将泵站原常规控制改为计算机监控。

[关键词]：泵站监控设想

中图分类号：tu992.25 文献标识码：tu 文章编号：1009-914x（2012）29- 0003 -01

引滦入港东嘴泵站1991年3月动工兴建，1991年10月工程竣工并投入运行使用，占地面积1480平方米。是引滦入港工程二级加压泵站，水源由引滦输水明渠经入港小宋庄一级输水泵站通过管道供至东嘴泵站调节蓄水池与泵站4台机组互相连接，担负着向入港南干线周边“天津联化公司”、“大港油田”、“大港水厂”输水任务。一般情况向大港供水由旁通管道直接供给，大港用水量增加，一级泵站不能满足供水要求的情况下，启动东嘴泵站加压向大港供水。该站建有10kv/400v变电站一座，专供本站使用。站区供电方式为双电源供电，10kv主电源由津南电力局供电，10kv副（备用）电源由东丽电力局供电。安装sj型，630kva主变压器两台。机房安装长沙水泵厂250s—65e型单级双吸中开式离心泵4台，配套电机为湖北电机厂y315s-4型，功率110千瓦异步电动机4台，单机输水量468立方米/小时。

一、设计原则

（1）“无人值班、少人值守”：全站达到无人值班（少人值守）的自动化水平，并满足引滦信息化系统的要求。

（2）标准化：依据有关技术标准、技术规程等进行规范化和标准化设计，做到数据的接口定义和传输格式标准化。

（3）安全性与可靠性：所选择的每个元件和设备其mtbf必须满足系统运行要求；设备应具有自检、自诊段功能，并能自动报警；主控设备具有冗余配置，互为自用。

（4）先进性：达到当今计算机监控系统的最新水平，并在技术上应具有一定的前瞻性。

（5）开放性与可维护性：充分利用现代先进设计理念和成熟的开发技术，尽量采用通用的设备和开放性好的系统，功能即满足泵站自控要求，又能适应引滦信息化建设要求，保证系统硬件和软件维护时的方便快捷。

二、监控范围

泵站计算机监控系统的监控范围主要包括10kv高压配电系统、主变压器保护以等；泵站主要包括低压配电系统、4台水泵机组、电动蝶阀、抽真空装置、渗漏排水装置以及电机温度、压力、水位、流量等数据监控。

三、监控系统的构成

东嘴泵站计算机系统采用分层分布开放式系统，设泵站级和现地控制单元级。泵站级配置两台主计算机兼操作员工作站，互为热

备用，能自动和手动进行切换。配置一台通信及工程师工作站，已实现与上级（远方）调度系统的通信，和负责系统管理和故障诊断，同时具有应用软件开发和修改，数据库修改，图形显示和报告格式生成以及培训仿真的功能。现地控制单元级由1个plc主站、7个远程i/o站组成。plc主站通过远程i/o的方式（7个）对4台水泵机组及抽真空系统、渗漏排水系统进行数据采集及控制。

1）泵站级（控制室）

中心控制室设2套主机兼操作员工作站、1套通信及工程师工作站、2台网络打印机、2套不间断ups电源、1套gps同步时钟系统、1套网络设备和控制台、座椅等。两套监控操作员站互为热备，正常时，一台为主机，完成监视控制任务，另一台则为备用，可进行正常监视，当主站故障或退出运行时，备用站可自动或手动升为主站，完成监控任务。主要完成对泵站的管理、调度、集中操作、监视、系统功能组态、控制参数在线修改和设置、记录、报表生成及打印、故障报警的打印，对实时采集的数据进行处理，控制操作以及分析统计等功能。通过高分辨率液晶显示器可直观动态显示各泵机组的实时工况、各工艺参数的趋势画面，使操作人员及时掌握全厂运行情况。并留有与尔王庄管理处分中心的通信接口，实现与引滦信息化系统连网。

2）泵站监控系统共设置1套现地控制单元（lcu），7个远程i ∕o站，其中泵组远程i∕o站5套（每台泵组设置1套），公用机辅助远程i∕o站2套。

机组lcu由cpu、电源摸件、输入输出摸件、通讯摸件及触摸屏（15”）等设备组成，布置在机旁，其监控对象为：机组及其附属设备等。plc通过现场总线与基础层的远程i∕o站、智能仪表等相联。机组现地控制单元能独立运行，由它完成对所属设备的监控，包括在现地由操作员进行手动控制和自动控制。阀门控制系统、机组抽真空系统等辅机控制设备与机组lcu采用i∕o方式及串行口通讯方式交换信息。泵组lcu的核心设备采用热备plc系统。

现地控制单元与各设备控制装置之间对事故、故障、调节、控制等重要信息，出通过数据通信方式传输外，还应保留常规i∕o

硬接线传输方式。

现地控制单元对泵站级有独立性，能脱离泵站级完成其监控任务。某个模块故障不会影响到其他模块的通信。

现地控制单元设有输出闭锁功能，当处于输出闭锁状态时，应有相应信息上送泵站级，以反映单元级的工作状态。

四、控制方式

东嘴泵站监控系统可进行控制方式、权限的选择和切换。控制权限级的优先权从高到低的顺序为：现地、中控室、远方调度中心。优先级控制权选定后应否定或闭锁比其低的优先级的控制权。

当控制权切至远方调度控制方式时由远方调度计算机发出的控制、调节命令可直接送至泵站监控系统主机或lcu。

当控制权切至泵站中控室控制方式时，由泵站计算机发出控制、调节命令并送至各lcu。

在机组lcu盘上设置远方∕现地选择开关，当选择现地方式时，能通过lcu的操作面板对机组进行控制和调节，这时远方控制功能被闭锁，仅保留遥控和遥信功能。

五、系统网络

泵站计算机监控系统采用开放的控制系统，中心控制系统、plc 主站之间的数据通讯采用高速的、实时的自愈型光纤冗余以太环网，通讯速率为100mbps，传输介质为光纤。在出现故障时，在线增加或删除任意一个节点，都不会影响到设备的运行和通讯。它除了具有良好的网络通讯能力外，还具有与其他控制系统（如35kv 变电站保护系统、直流系统等）通讯功能和标准的对外通讯接口，以后可以任意扩展。

为提高网络通讯的效率，在中控室设置以太网交换机，交换机的通讯机理可以保证各节点之间互不干扰。交换机与现场plc站的连接为光纤。

六、视频监视系统

为提高泵站安全运行的可靠性和自动化水平，配合泵站计算机监控系统的运行，泵站设置1套视频监视系统，在高压配电室、变压器室、控制室、住泵房及场区等处，设置高速摄像机，可直观、具体的了解泵站重要场所或关键设备现场实时运行情况。

视频监视系统主要由网络视频编码器、视频存储录像机、监控摄相机等组成。

视频监视系统采用mpeg-4图像压缩技术，具有压缩比高，低码