泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)

1.1、系統(tǒng)方案及結(jié)構(gòu)

泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)包括泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)、泵站視頻監(jiān)視系統(tǒng)二部份，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由泵站控制室控制級(jí)和現(xiàn)地控制單元組成，泵站控制室設(shè)在泵房副廠房?jī)?nèi)，控制室設(shè)備包括1臺(tái)操作員工作站、1臺(tái)網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)、1臺(tái)打印機(jī)、1臺(tái)UPS電源、1組操作臺(tái)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，系統(tǒng)共設(shè)地控制單元LCU、2套超聲波水位傳感器及顯示儀表、4臺(tái)高清高速球攝像機(jī)、2臺(tái)數(shù)字高清固定紅外攝像機(jī)及系統(tǒng)線纜等組成。

泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)主要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視配電開關(guān)柜合、分閘信號(hào)、泵站機(jī)組開停機(jī)信號(hào)、故障信號(hào)、斷路器位置信號(hào)，系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)視故障信號(hào)在有危及系統(tǒng)安全運(yùn)行的情況及時(shí)停止設(shè)備運(yùn)行；遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)上下游水位、流量信號(hào)及進(jìn)線柜電流、電壓等。

4臺(tái)高清夜視高速球攝像機(jī)用于實(shí)時(shí)監(jiān)視內(nèi)外河、泵房及管理所區(qū)域范圍內(nèi)環(huán)境情況，2臺(tái)數(shù)字高清固定紅外攝像機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)視配電房及變電站區(qū)域范圍內(nèi)環(huán)境情況，攝像機(jī)將前端圖像信息采集后經(jīng)有線網(wǎng)絡(luò)上傳到硬盤錄像機(jī)上，值班人員通過監(jiān)控軟件可以實(shí)時(shí)瀏覽前端的視頻圖像。

現(xiàn)地控制屏內(nèi)設(shè)有可編程控制器PLC，PLC實(shí)時(shí)采集配電開關(guān)柜、泵站機(jī)組等變配電設(shè)備運(yùn)行工況及水位、電氣、流量等數(shù)據(jù)經(jīng)有線網(wǎng)絡(luò)上傳到操作員工作站。

各泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)留有與管理處調(diào)度中心的監(jiān)控接口。

1.2、現(xiàn)地控制屏

本單元監(jiān)控范圍包括配電、水泵機(jī)組?，F(xiàn)地控制單元設(shè)備布置于機(jī)旁。

現(xiàn)地控制單元能實(shí)現(xiàn)的主要功能如下，但不限于此；

(1) 數(shù)據(jù)采集和處理；

(2) 安全運(yùn)行監(jiān)視；

(3) 事件監(jiān)測(cè)和發(fā)送；

(4) 事故、故障音響

(5) 數(shù)據(jù)通訊；

(6)  系統(tǒng)診斷；

1.2.1數(shù)據(jù)采集及處理

(1)采集機(jī)組各電氣量和非電氣量，并做相應(yīng)處理，存入數(shù)據(jù)庫，根據(jù)需要上送泵站控制中心。

(2)收集配電設(shè)備，繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置的狀態(tài)量，存入數(shù)據(jù)庫，根據(jù)需要上送泵站控制中心。

(3)采集各被監(jiān)控對(duì)象的各種電量和非電量，并做相應(yīng)處理，存入數(shù)據(jù)庫，根據(jù)需要上送泵站控制中心。

(4)接受主變有功電度和無功電度，分時(shí)積算求出泵站消耗的有功電度、無功電度，存入數(shù)據(jù)庫并上送泵站控制中心；

(5)收集被監(jiān)控對(duì)象各設(shè)備、繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置的狀態(tài)量，存入數(shù)據(jù)庫，根據(jù)需要上送泵站控制中心。

1.2.2安全監(jiān)視運(yùn)行

與泵站控制中心和機(jī)組繼電保護(hù)裝置等相結(jié)合，完成安全監(jiān)視任務(wù)，主要包括狀變監(jiān)視、越復(fù)限檢查、過程監(jiān)視和現(xiàn)地控制單元異常監(jiān)視。

現(xiàn)地控制單元上應(yīng)有人機(jī)接口和打印控制單元內(nèi)各種信息的手段?？捎杀銛y式計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。

1.2.3事故監(jiān)測(cè)和發(fā)送

自動(dòng)檢測(cè)本單元所屬的設(shè)備、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的動(dòng)作情況，當(dāng)發(fā)生狀變時(shí)，將事件的性質(zhì)依次檢測(cè)、歸類存檔，并上送泵站控制中心。

1.2.4事故、故障音響

現(xiàn)地控制單元設(shè)有反映所監(jiān)控對(duì)象的事故、故障、越復(fù)限等狀態(tài)的不同頻率的音響報(bào)警裝置。

1.2.5數(shù)據(jù)通訊

(1) 完成與泵站控制中心的數(shù)據(jù)交換，實(shí)時(shí)上送泵站控制中心所需的過程信息。

(2) 現(xiàn)地控制單元接收泵站控制中心所用的同步時(shí)鐘信息以保持同泵站控制中心同步。

(3) 發(fā)送和接收觸摸屏的數(shù)據(jù)。

1.2.6系統(tǒng)診斷

(1) 現(xiàn)地控制單元硬件故障診斷：可在線或離線自檢設(shè)備的故障，故障診斷應(yīng) 能定位到模塊。

(2) 軟件故障診斷：應(yīng)用軟件運(yùn)行時(shí)，若遇故障應(yīng)能自動(dòng)給出故障性質(zhì)及部位，并提供相應(yīng)的軟件診斷工具。

(3)在線運(yùn)行時(shí)，當(dāng)診斷出故障，能自動(dòng)閉鎖控制出口或切換到備用系統(tǒng)，并將故障信息上送泵站控制中心以便顯示、打印和報(bào)警。

1.3、泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)功能

各泵站監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)備布置在各泵站的控制室，至少具有以下功能，但不限于此；

(1) 數(shù)據(jù)采集與處理；

(2) 安全運(yùn)行監(jiān)視；

(3) 監(jiān)視、記錄、報(bào)告；

(4) 事故相關(guān)量記錄；

(5) 正常操作指導(dǎo)和事故處理操作指導(dǎo)；

(6) 數(shù)據(jù)通訊；

(7) 屏幕顯示；

(8) 泵站設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理；

(9) 系統(tǒng)診斷；

(10) 軟件開發(fā)；

(11) 仿真培訓(xùn)；

(12) 其它；

1.4、泵站自動(dòng)化系統(tǒng)性能

本工程計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)高度可靠，不會(huì)因其本身的局部故障而影響現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的正常運(yùn)行，而且系統(tǒng)的MTBF.MTTR及各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)滿足部頒《水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件》的規(guī)定，并與計(jì)算機(jī)技術(shù)當(dāng)前的發(fā)展水平相適應(yīng)。

1.4.1實(shí)時(shí)性

主控級(jí)及現(xiàn)地控制箱的響應(yīng)能力滿足數(shù)據(jù)采集、人機(jī)通信、控制功能和系統(tǒng)通信的時(shí)間要求。

(1) 數(shù)字量采集周期〈1S；

(2) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫更新周期〈1-2S；

(3) 控制命令響應(yīng)時(shí)間：

? 控制命令回答響應(yīng)時(shí)間〈1S

? 接受執(zhí)行命令到執(zhí)行控制的響應(yīng)時(shí)間〈1S

(4)模擬量采集周期：

電量≤1S

非電量≤10S

(5) 主控級(jí)對(duì)現(xiàn)地系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和控制的響應(yīng)時(shí)間≤2S

(6) 人機(jī)通信響應(yīng)時(shí)間：

? 調(diào)用新畫面的響應(yīng)時(shí)間：從運(yùn)行人員發(fā)生一個(gè)新的畫像調(diào)用指令開始到圖象顯示在監(jiān)視器上為止的監(jiān)視器響應(yīng)時(shí)間〈1S；報(bào)警或事件發(fā)生到監(jiān)視器屏幕顯示和發(fā)出的音響的時(shí)間〈2S；

? 調(diào)用新畫面的響應(yīng)時(shí)間：從運(yùn)行人員發(fā)出到一個(gè)新的圖象命令開始到圖象顯示在監(jiān)視器上為止的監(jiān)視器響應(yīng)時(shí)間〈2S；

? 操作員命令發(fā)出到現(xiàn)地控制單元接收命令回答響應(yīng)的時(shí)間〈3S；

? 在已顯示面上動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)更新周期≤2S

1.4.2可靠性

監(jiān)控系統(tǒng)及其設(shè)備能適應(yīng)本工程的工作環(huán)境，具有足夠的抗干擾性能，能長(zhǎng)期可靠地穩(wěn)定運(yùn)行。本系統(tǒng)設(shè)備的MTBF參數(shù)如下:

主控計(jì)算機(jī)(含硬盤)>8000h；

現(xiàn)地控制屏LCU>16000h；

為保證系統(tǒng)的高可靠性，除選用高可靠性的的硬件外，還采取下列措施：

(1) 現(xiàn)地監(jiān)控單元在正常工作狀態(tài)下處于系統(tǒng)的集中指揮下運(yùn)行，但在緊急情況下或系統(tǒng)故障時(shí)又可獨(dú)立運(yùn)行。個(gè)別現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元故障，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)或其它單元構(gòu)成影響。

(2) 系統(tǒng)軟件、硬件設(shè)置監(jiān)控定時(shí)器功能。

(3) 監(jiān)控軟件選用*并應(yīng)承成熟的監(jiān)控軟件包開發(fā)應(yīng)用軟件，確保系統(tǒng)軟件運(yùn)行的高可靠性和安全性。

(4) 對(duì)控制指令的發(fā)布規(guī)定操作權(quán)限，命令傳送須經(jīng)過巡回認(rèn)證，數(shù)據(jù)采集要求經(jīng)過合理性判別和處理，以防誤操作。

(5) 系統(tǒng)采用有效的防雷技術(shù)，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。因系統(tǒng)處于強(qiáng)電環(huán)境下運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)的輸入信號(hào)均采取光隔技術(shù)，輸出信號(hào)采用光隔加中間繼電器隔離等保護(hù)措施，以及重要設(shè)備（如UPS），重要信號(hào)線路與電源等線路裝設(shè)各類浪涌保護(hù)器，以防工業(yè)干擾和雷電的影響，減少數(shù)據(jù)出錯(cuò)和元件損壞。

1.4.3可維修性

所提供的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件將便于維護(hù)、測(cè)試和檢修。

（1） 可維修MTTR為〈1h

（2） 設(shè)備具有自診斷和尋找故障程序，指出具有故障部位，在現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)換故障部件后即恢復(fù)正常。

（3） 設(shè)有便于試驗(yàn)和隔離故障的斷開點(diǎn)

（4） 配備合適的專用安裝插卸工具。

（5） 預(yù)防性維修應(yīng)使磨損性故障盡量減少。

（6） 互換件與不可互換件有識(shí)別措施。

（7）限度選擇通用器件，提高硬件的代換能力。

（8） 可通過便攜機(jī)進(jìn)行編程修改和增加軟件。