泵站成套監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念

傳統(tǒng)泵站的電氣結(jié)構(gòu)多為變壓器及機(jī)械式進(jìn)線開關(guān)柜和出線開關(guān)柜組成，手工操作繁復(fù)，同時(shí)帶有一定的危險(xiǎn)性。隨著傳感技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，泵站前端執(zhí)行機(jī)構(gòu)均設(shè)計(jì)有遠(yuǎn)控功能，用于水力運(yùn)行監(jiān)測的傳感器品類越來越多，泵站整體自動(dòng)化水平也隨之上升。

北京信方鴻科技有限公司在多個(gè)地區(qū)的各類型泵站建設(shè)有泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制，泵站操作人員只需在計(jì)算機(jī)前，用鼠標(biāo)操作即可實(shí)現(xiàn)泵站內(nèi)各電氣設(shè)備的動(dòng)作執(zhí)行和狀態(tài)反饋。

特點(diǎn)：

（1）自動(dòng)化程度高

系統(tǒng)按“少人值守”“少人值班”的控制要求實(shí)現(xiàn)泵站及調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制。

（2）性能完備，技術(shù)成熟

系統(tǒng)采用高可靠性、高性能、技術(shù)成熟的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品部件，滿足泵站工業(yè)環(huán)境的設(shè)備運(yùn)行條件。

（3）集成度高

實(shí)現(xiàn)泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)、勵(lì)磁裝置、直流電源系統(tǒng)、電動(dòng)閥門系統(tǒng)、變壓器系統(tǒng)、溫度巡檢系統(tǒng)、電磁流量系統(tǒng)、軟啟系統(tǒng)、水位測量系統(tǒng)及其他現(xiàn)地控制單元之間的數(shù)據(jù)通信。

（4）先進(jìn)性好

系統(tǒng)配置和設(shè)備選型符合計(jì)算機(jī)發(fā)展迅速的特點(diǎn)，充分利用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，系統(tǒng)達(dá)到當(dāng)前的國內(nèi)先進(jìn)水平。

（5）開放性好，結(jié)構(gòu)完善

系統(tǒng)為全分布、全開放系統(tǒng)，既便于功能和硬件的擴(kuò)充，又能充分保護(hù)應(yīng)用資源和投資，分布式數(shù)據(jù)庫及軟件模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)能適應(yīng)功能的增加和規(guī)模的擴(kuò)充，并能自診斷。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)完整的分布式、實(shí)時(shí)過程控制系統(tǒng)，正常運(yùn)行方式下系統(tǒng)可由泵站主控計(jì)算機(jī)控制，也可由遠(yuǎn)方管理處調(diào)度中心進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度、操作與控制。站級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)作為一個(gè)泵站內(nèi)自控節(jié)點(diǎn)，通過通信線路與調(diào)度網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起，完成對(duì)本站各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、電力參量、水測參量、報(bào)警信息等工況、數(shù)據(jù)信息的監(jiān)測及歷史運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)查看、報(bào)表打印、分析等功能；

泵站由站級(jí)計(jì)算機(jī)及數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，與分布式的電氣、水測儀表等智能終端設(shè)備組成，泵站最終形成：遙信、遙測、遙控、遙視為一體的綜合自動(dòng)化泵站，同時(shí)設(shè)計(jì)過程滿足在線設(shè)備的自動(dòng)/手動(dòng)，遠(yuǎn)動(dòng)/就地操作功能。

泵站自控系統(tǒng)信號(hào)處理種類和方式

1）模擬量的采集與處理

對(duì)電量和非電量進(jìn)行周期采集，越限報(bào)警等，最后經(jīng)格式化處理后形成實(shí)量數(shù)據(jù)并存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。泵站主要模擬量有泵組進(jìn)出水壓力等。

2）溫度的采集與處理

對(duì)溫度進(jìn)行周期采集，越限報(bào)警等，最后經(jīng)格式化處理后形成實(shí)量數(shù)據(jù)并存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。泵站主要溫度量是機(jī)組中水泵、電動(dòng)機(jī)軸瓦溫度、電動(dòng)機(jī)鐵芯溫度或繞組溫度、軸承溫度、環(huán)境溫度等。

3）SOE開關(guān)量的采集與處理

對(duì)事故信號(hào)、重要的故障型號(hào)等，應(yīng)能以中斷方式迅速響應(yīng)這些信號(hào)并作出一系列的必要的反應(yīng)與自動(dòng)操作、中斷開關(guān)量信號(hào)輸入為無源接點(diǎn)輸入，中斷方式接受。   泵站主要SOE開關(guān)量是：機(jī)組緊急停機(jī)按鈕等事故信號(hào)，事故閥的開、閉狀態(tài)，斷路器的分、合狀態(tài)，保護(hù)動(dòng)作等信號(hào)。

4）狀態(tài)開關(guān)量的采集與處理

對(duì)各類故障信號(hào)、輔助設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)、手動(dòng)/自動(dòng)方式選擇的位置信號(hào)燈非中斷開關(guān)量信號(hào)，采用定期掃查方式。對(duì)信號(hào)的處理包括光電隔離、接點(diǎn)防抖動(dòng)處理、硬件及軟件濾波、基準(zhǔn)時(shí)間補(bǔ)償、數(shù)據(jù)有效合理性判斷、啟動(dòng)相關(guān)量功能（如動(dòng)事故順序記錄、發(fā)出事故報(bào)警音響、畫面自動(dòng)推出及自動(dòng)停機(jī)等）最后經(jīng)格式化處理后存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。泵站狀態(tài)量信息主要是機(jī)組運(yùn)行、停機(jī)、檢修狀態(tài)，各閘閥的開、閉狀態(tài)、刀閘的分合狀態(tài)，泵站輔機(jī)設(shè)備的共組狀態(tài)；變壓器、饋路的投運(yùn)、退出狀態(tài)，保護(hù)信號(hào)裝置的正常與動(dòng)作狀態(tài)等。

5）脈沖量的累計(jì)與處理

脈沖量的采集處理包括接點(diǎn)防抖動(dòng)處理、數(shù)據(jù)有效性合理性判斷、標(biāo)度交換、檢錯(cuò)糾錯(cuò)處理，經(jīng)格式化處理后存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，也可直接通過串口通訊采集。

6）抽水量、流量及效率計(jì)算

    根據(jù)水泵楊程與流量的過程曲線和實(shí)測楊程（水位差）進(jìn)行計(jì)算，系統(tǒng)需提供在線流量、單機(jī)與抽水量、效率等，經(jīng)格式化處理后形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。

7）開關(guān)量輸出

    指各種操作指令，輸出這些信號(hào)前應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)，經(jīng)判斷無誤后方可送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)。為保證信號(hào)電氣獨(dú)立性及準(zhǔn)確性，輸出信號(hào)應(yīng)防抖動(dòng)并通過使用中間斷路器實(shí)現(xiàn)物理隔離。

8）信號(hào)量值及狀態(tài)設(shè)定

由于設(shè)備原因而造成的信號(hào)出錯(cuò)以及在必要時(shí)要進(jìn)行人工設(shè)定值分析處理的信號(hào)量，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)允許運(yùn)行值班人員和系統(tǒng)操作人員對(duì)其進(jìn)行人工設(shè)定，并在處理時(shí)把它們與正常采集的信號(hào)等同對(duì)待，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以區(qū)分它們并給出相應(yīng)標(biāo)志。

泵站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)功能

1、自動(dòng)化系統(tǒng)功能

1）運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視

    計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以使運(yùn)行人員通過屏幕對(duì)住設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。所有要監(jiān)視的內(nèi)容包括當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行及停運(yùn)情況，并對(duì)各運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。

2）參數(shù)越限報(bào)警記錄

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將對(duì)某上結(jié)參數(shù)以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)這些參數(shù)量值可預(yù)先設(shè)定其限制范圍，但他們越限及復(fù)位時(shí)要作相應(yīng)處理。這些處理包括越限報(bào)警、越復(fù)限時(shí)的自動(dòng)顯示、記錄和打??；對(duì)于重要參數(shù)及數(shù)據(jù)還應(yīng)進(jìn)行越限后至復(fù)限的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及召喚顯示；啟動(dòng)相關(guān)量分析=功能，做故障原因提示，對(duì)于一些重要參數(shù)要有趨超報(bào)警。

3）故障狀態(tài)顯示記錄

    計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)定時(shí)掃描檢查各故障狀態(tài)信號(hào)，一旦發(fā)生狀態(tài)變化將在屏幕上及時(shí)顯示出來，同時(shí)記錄故障及其發(fā)生時(shí)間，并用語音報(bào)警。系統(tǒng)對(duì)故障狀態(tài)信號(hào)的查詢周期不超過2秒。

4）事故追憶及相關(guān)量記錄

在發(fā)生事故時(shí)，由個(gè)現(xiàn)場控制單元采集繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置及各設(shè)備的狀態(tài)量傳送到控制中心，完成事件順序排序序列、顯示、打印和存檔。每個(gè)事件的記錄和打印點(diǎn)名稱，狀態(tài)描述和時(shí)標(biāo)，記錄的分辨率不大于5ms。應(yīng)能記錄事故發(fā)生前10秒和后20秒時(shí)間內(nèi)重要實(shí)時(shí)參數(shù)的變換情況。追憶量包括線電流、電壓，機(jī)組電流、電壓，軸瓦溫度、供水壓力等。事故追憶由自動(dòng)控制系統(tǒng)完成，計(jì)算機(jī)將這些追憶數(shù)據(jù)保存與磁盤中佐歷史數(shù)據(jù)，運(yùn)行人員可以召喚、顯示或打印這些數(shù)據(jù)。

5）控制與調(diào)節(jié)

對(duì)站內(nèi)泵組、主變、廠變、輔機(jī)、供電系統(tǒng)等設(shè)備監(jiān)視與控制?？刂婆c調(diào)節(jié)對(duì)象主要為變壓器、主機(jī)、輔機(jī)、高低壓電氣設(shè)備等。

   現(xiàn)地模式：LCU把手切換至現(xiàn)地位置，系統(tǒng)即進(jìn)入現(xiàn)地控制模式，通過現(xiàn)地控制單元（LCU）內(nèi)的控制按鈕或觸摸屏控制水泵的啟停和流量控制，緊急停機(jī)不受“現(xiàn)地/遠(yuǎn)方”把手限制。

   遠(yuǎn)方模式：LCU把手切換至遠(yuǎn)方位置，系統(tǒng)即進(jìn)入遠(yuǎn)方控制模式，此模式為正常運(yùn)行模式，通關(guān)站級(jí)，實(shí)現(xiàn)泵組及其它設(shè)備的遠(yuǎn)方啟停和流量控制。

6）泵組控制流程

（1）開機(jī)流程

檢查確認(rèn)泵后閥關(guān)閉——檢查確認(rèn)前池水位滿足水泵運(yùn)行條件——啟動(dòng)水泵機(jī)組——開啟泵后閘閥。

（2）關(guān)機(jī)流程

關(guān)閉泵后閘閥——關(guān)閉水泵機(jī)組。

系統(tǒng)能根據(jù)泵站前池水位高低，通過自動(dòng)切換（開啟或關(guān)閉閘閥、啟動(dòng)或停止）水泵機(jī)組的個(gè)數(shù)來實(shí)現(xiàn)出水流量的調(diào)節(jié)。

3、人機(jī)畫面功能

   畫面顯示是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能，畫面調(diào)用將允許自動(dòng)及召喚方式實(shí)現(xiàn)。畫面種類包括動(dòng)態(tài)顯示圖、單線圖、立體圖、曲線、各種語句、表格等。要求畫面顯示清晰穩(wěn)定，畫面結(jié)構(gòu)合理，刷新速度快且操作簡單。

◆單線系統(tǒng)種類

主要包括電器主接線圖、低壓系統(tǒng)圖、直流系統(tǒng)圖、抽水系統(tǒng)圖等。在這類畫面上能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示出運(yùn)行設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)及某些主要參數(shù)的實(shí)時(shí)值，同時(shí)可通過窗口顯示其他當(dāng)前信息。

◆立體畫面

   在畫面上能實(shí)時(shí)顯示電流、電壓、功率、功率因數(shù)、流量、效率、溫度、水位、楊程等參數(shù)，形象直觀；能點(diǎn)動(dòng)彈出各機(jī)組、站變、輔機(jī)等設(shè)備的控制畫面。

◆表格類

    包括參數(shù)與參數(shù)給定值、特性表、定值變更統(tǒng)計(jì)表、各類報(bào)警信息統(tǒng)計(jì)表，操作統(tǒng)計(jì)表、各類運(yùn)行報(bào)表、運(yùn)行日志、水文特征值等。

4）語音提示功能

  當(dāng)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)檢測到系統(tǒng)右有事故或故障時(shí)，應(yīng)能通過語音報(bào)警裝置，準(zhǔn)確、清晰地向有關(guān)人員發(fā)出語音報(bào)警。

主要人機(jī)畫面

◆    各類菜單顯示；

◆    泵站電氣主接線圖及站用電系統(tǒng)接線圖；

◆    泵站及其油、水等主要輔助設(shè)備狀態(tài)模擬圖；

◆    泵站各工況運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換順序流程圖；

◆    泵組運(yùn)行控制畫面；

◆    各類棒圖、餅圖；

◆    個(gè)運(yùn)行報(bào)表

◆    報(bào)警顯示

◆    監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)圖；

◆    維護(hù)管理報(bào)表

◆    報(bào)警一覽表

◆    事件一覽表

◆    實(shí)時(shí)信息（設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、信息的有效性）總覽表

◆    實(shí)時(shí)鏈接狀態(tài)表

◆    其它