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一、工程概況
大套第二抽水站位于鹽城市濱??h大套鄉(xiāng)境內(nèi),通榆河與套坎河的交界處,是通榆河樞紐的重點(diǎn)工程之一,包括四座配套水工建筑物。該站可供濱海、響水地區(qū)及沿海墾區(qū)生活用水及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水。大套二站選用半調(diào)立式軸流泵,單機(jī)流量10m3/s,配套710kW立式同步電機(jī)6臺(tái),設(shè)計(jì)揚(yáng)程3.7m。輔機(jī)系統(tǒng)包括一臺(tái)壓力濾油機(jī),主機(jī)通風(fēng)軸流風(fēng)機(jī),水力測量系統(tǒng)及供排水系統(tǒng)。樞紐變電所為通榆河樞紐工程配套專用,設(shè)35/6.3kV、6300kVA主變一臺(tái),35/0.4kV、315kVA站變兩臺(tái)。配套建筑包括四孔回轉(zhuǎn)式格柵清污機(jī)、兩孔站上送水閘、一孔灌溉東閘和一孔排澇涵洞。
二、工作環(huán)境
水文氣象:本工程位于亞熱帶北緣,具有典型的海洋氣候特征,年均降水1000mm左右,多集中在6~9月,7~10月份臺(tái)風(fēng),風(fēng)暴雨頻發(fā)。年平均氣溫14℃,極端最高氣溫39.6℃,極端最低氣溫-17℃,夏季多偏南風(fēng),天熱而且潮濕,冬季多偏北風(fēng),天晴而寒冷。
電磁環(huán)境:現(xiàn)場50米范圍內(nèi)有35kV變電所、35kV架空線,應(yīng)確保監(jiān)控系統(tǒng)在此環(huán)境下安全運(yùn)行,其相關(guān)設(shè)備的電磁屏蔽特性應(yīng)保證監(jiān)控系統(tǒng)能正常工作,且不影響其它設(shè)備的正常工作。
三、監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)
1設(shè)計(jì)原則
系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循可靠性第一、其次為先進(jìn)性的原則,且保證系統(tǒng)的可維護(hù)性、操作的方便性和未來的可擴(kuò)展能力。
大套二站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能:數(shù)據(jù)采集與處理、運(yùn)行監(jiān)視和事故報(bào)警、控制與調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)通訊,要求開發(fā)出一套性能優(yōu)異、高可靠性的適用于大套二站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件,實(shí)現(xiàn)大套二站6臺(tái)主機(jī)、輔機(jī)及配套涵閘的自動(dòng)控制,滿足少人值守,并且有在樞紐管理處接收遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的要求。
2系統(tǒng)的可靠性
(1)系統(tǒng)所選用主要硬件為國際知名品牌公司的產(chǎn)品,質(zhì)量可靠;
(2)系統(tǒng)所選用網(wǎng)絡(luò)方案為目前國際通用網(wǎng)絡(luò)TCP/IP以太網(wǎng),數(shù)據(jù)通訊可靠;
(3)系統(tǒng)底層通訊為國際成熟的總線通訊MODBUS規(guī)約,數(shù)據(jù)通訊可靠;
(4)系統(tǒng)所選高壓保護(hù)裝置應(yīng)為集控制、保護(hù)、測量、信號(hào)遠(yuǎn)傳于一體的綜合裝置,符合未來自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的要求。
3系統(tǒng)的擴(kuò)展性
(1)硬件擴(kuò)展靈活;
(2)系統(tǒng)數(shù)據(jù)均在服務(wù)器中管理,系統(tǒng)與上一層的聯(lián)網(wǎng)變得很容易;
四、大套二站主要監(jiān)控設(shè)備的配置原則
繼電保護(hù)系統(tǒng)采用微機(jī)綜合保護(hù)裝置選用法國Alstom公司產(chǎn)品MiCOMP127、P241、P632。
根據(jù)《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》,本綜合自動(dòng)化系統(tǒng)方案將對大套二站下列主要電氣自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)測、控制和信號(hào)遠(yuǎn)傳,同時(shí)配以視頻監(jiān)視系統(tǒng),用于監(jiān)視泵站運(yùn)行概況,使得監(jiān)控更直觀。
1高壓電氣部分:
1)35kV進(jìn)線回路1回,實(shí)現(xiàn)對其的各種保護(hù),測量電流、電壓、功率、頻率,檢測開關(guān)狀態(tài)及動(dòng)作次數(shù)等主要參數(shù),通過控制室計(jì)算機(jī)可直接控制回路的分合閘;記錄管理動(dòng)作事件;
2)35kV/6kV主變壓器1臺(tái),實(shí)現(xiàn)對其的各種保護(hù),測量高壓側(cè)電流、電壓、功率、主變溫度,檢測主變上側(cè)開關(guān)動(dòng)作情況及次數(shù)等主要參數(shù),通過控制室計(jì)算機(jī)可直接控制高壓側(cè)主回路的分合閘;記錄管理動(dòng)作事件;
3)35kV出線至廢黃河地涵回路1回,實(shí)現(xiàn)對其的各種保護(hù),測量電流、電壓、功率、頻率,檢測開關(guān)狀態(tài)及動(dòng)作次數(shù)等主要參數(shù),通過控制室計(jì)算機(jī)可直接控制回路的分合閘;記錄管理動(dòng)作事件;
4)高壓開關(guān)室6kV進(jìn)線回路1回,實(shí)現(xiàn)對其的各種保護(hù),測量電流、電壓、功率、頻率、檢測開關(guān)狀態(tài)及動(dòng)作次數(shù)等主要參數(shù),通過控制室計(jì)算機(jī)可直接控制回路的分合閘;記錄管理動(dòng)作事件;
5)6kV高壓電機(jī)6臺(tái),實(shí)現(xiàn)對其的各種保護(hù),測量電流、電壓、功率、溫度,檢測開關(guān)狀態(tài)及動(dòng)作次數(shù)等主要參數(shù),通過控制室計(jì)算機(jī)可直接控制電機(jī)的分合閘;記錄管理動(dòng)作事件;
6)上述各回路中,應(yīng)包括開關(guān)位置狀態(tài)、地刀位置狀態(tài)、斷路器小車位置狀態(tài)、彈簧未儲(chǔ)能狀態(tài)的監(jiān)測;
2低壓電氣部分:
1)380V進(jìn)線及相關(guān)供電回路,測量站變低壓側(cè)的三相電流、電壓、功率等,測量開關(guān)狀態(tài),通過控制室計(jì)算機(jī)可直接控制回路開關(guān)的分合閘;
2)輔機(jī)控制回路,測量各回路開關(guān)的狀態(tài),通過控制室計(jì)算機(jī)可直接控制各回路開關(guān)的分合閘;1#、2#供水泵和排水泵以及冷卻風(fēng)機(jī)、清污機(jī)橋等的運(yùn)行監(jiān)控;
2閘門部分:
1)泵站出口閘門12扇,通過監(jiān)控系統(tǒng)控制閘門開啟、關(guān)閉,利用原先門高開度儀的通訊口接入監(jiān)控系統(tǒng)來監(jiān)測閘位,控制室計(jì)算機(jī)可根據(jù)閘位信號(hào)和閘門限位信號(hào)控制每一扇閘門的啟閉;
2)出水閘門2扇、灌溉閘1扇、排澇涵洞1扇,對應(yīng)增加4套自收纜閘位計(jì)對現(xiàn)有4扇閘門進(jìn)行監(jiān)測,并能夠進(jìn)行閘門升降控制。
3傳感器部分:
1)泵站上、下游水位、閘上水位監(jiān)測共計(jì)4個(gè);
2)排水廊道水位監(jiān)測1個(gè)
3)供水母管壓力監(jiān)測2個(gè)、供水母管濾水器壓差2個(gè)、每臺(tái)機(jī)組地示流信號(hào)器共6只。
4視頻系統(tǒng)
在控制室、進(jìn)水池清污機(jī)橋、主廠房、出水池等處共設(shè)12臺(tái)攝像頭,其中兩路云臺(tái)可控,視頻信號(hào)引入控制室的視頻多媒體管理子機(jī),實(shí)現(xiàn)重要場所的視頻監(jiān)控;
5勵(lì)磁測量部分
現(xiàn)有勵(lì)磁為晶體管保護(hù),不能實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制??梢圆捎脙煞N方案:
方案一是更換為微機(jī)勵(lì)磁裝置,可以通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對其進(jìn)行直接監(jiān)視和調(diào)節(jié);
方案二是在6臺(tái)勵(lì)磁柜內(nèi)對應(yīng)裝入6臺(tái)變送器將勵(lì)磁電壓、電流送入微機(jī),從而實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁的微機(jī)監(jiān)測功能。
五、大套二站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)功能
1保護(hù)裝置的功能
(1)饋線微機(jī)保護(hù)裝置
具備速斷保護(hù)、三相過電流保護(hù)、零序過電壓保護(hù)、低電壓過電壓保護(hù)、斷路器失靈保護(hù)等。測量包括:A×3、V×3、Hz、W、Var、VA、Wh、Varh、故障錄波。具備足夠的開關(guān)量輸入,具備RS485通訊和TCP/IP通訊能力。
(2)變壓器微機(jī)保護(hù)裝置
具備比例式差動(dòng)保護(hù)、速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、頻率保護(hù)等。測量包括:A×3、V×3、Hz、W、Var、VA、Wh、Varh、128周波錄波、變壓器油溫,可有載調(diào)壓,具備足夠的開關(guān)量輸入,具備RS485通訊能力。
(3)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置
具備三相過負(fù)荷保護(hù)、速斷保護(hù)、過低電壓保護(hù)(20-100V)、溫度保護(hù)等。測量包括A×3、V×3、W、Var、Wh、Varh、V、Hz、CosФ及10點(diǎn)RTD溫度。具備RS485通訊能力。
2主機(jī)測控單元功能
u與中央站(操作站和服務(wù)器)通訊,接收開停機(jī)、工況調(diào)節(jié)等命令。
u巡測機(jī)組電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)及各設(shè)備狀態(tài)(開關(guān)狀態(tài))
u根據(jù)上級(jí)控制命令,實(shí)施機(jī)組自動(dòng)開、停調(diào)節(jié)等操作。
u數(shù)據(jù)采集、處理和系統(tǒng)診斷,并向中央站發(fā)送實(shí)時(shí)運(yùn)行信息。
u人工鍵入指令,實(shí)施自動(dòng)開停、調(diào)節(jié)等操作,并顯示機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)各類參數(shù)。
u實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟停時(shí)相關(guān)設(shè)備地互鎖聯(lián)動(dòng)。
u具有自檢功能。
現(xiàn)場控制單元是站內(nèi)控制機(jī)組運(yùn)行的最高一級(jí)自動(dòng)控制單元,能獨(dú)立于系統(tǒng)其它設(shè)備進(jìn)行工作。
3輔助控制單元
(1)變電所的測量、控制和微機(jī)保護(hù)裝置的管理。
(2)泵站供水泵、排水泵等輔機(jī)設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視和控制。
(3)泵站水文數(shù)據(jù)、排水廊道水位的采集。
4控制室監(jiān)控站的功能
(1)聯(lián)網(wǎng)功能
與上一級(jí)處機(jī)關(guān)局域網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),可以通過網(wǎng)絡(luò)接收帶密碼的處級(jí)調(diào)度、控制指令并向上一級(jí)局域網(wǎng)發(fā)送本站實(shí)時(shí)運(yùn)行信息。
(2)數(shù)據(jù)采集與處理功能
系統(tǒng)可巡測泵站各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與狀態(tài)信號(hào),進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)預(yù)處理并建立當(dāng)?shù)貙?shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。
數(shù)據(jù)采集包括:
l模擬量:電氣模擬量,非電氣模擬量及溫度量。
l開關(guān)量:狀態(tài)信號(hào),事故信號(hào);
l其他量:壓力量,閘位,保護(hù)事件等。
(3)參數(shù)越復(fù)限報(bào)警、記錄、統(tǒng)計(jì)
計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以自動(dòng)對當(dāng)班、當(dāng)月、當(dāng)年的參數(shù)越復(fù)限情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并記錄下來。
(4)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)
目的是作為其使用情況和壽命以及運(yùn)行安全性可靠性判別的依據(jù)。參數(shù)在線修改,系統(tǒng)工程師可在線對運(yùn)行狀態(tài)判別條件,預(yù)置參數(shù)和計(jì)算公式進(jìn)行在線修改。
(5)控制與調(diào)節(jié)功能
系統(tǒng)設(shè)人工操作自動(dòng)控制與優(yōu)化調(diào)度自動(dòng)運(yùn)行方式選擇功能。
手動(dòng)操作和自動(dòng)控制。操作員利用鼠標(biāo)或鍵盤,根據(jù)泵站當(dāng)前的運(yùn)行情況和控制命令,對泵站的運(yùn)行進(jìn)行控制??刂频膬?nèi)容包括機(jī)組的開、停機(jī)操作、斷路器操作等(包括各公用設(shè)備)。操作員可在界面上點(diǎn)擊所控設(shè)備圖形(控鍵),界面上自動(dòng)彈出控制模擬鍵和操作流程圖,操作員要點(diǎn)擊所需控鍵后,計(jì)算機(jī)自動(dòng)實(shí)施操作流程,并能在流程圖上觀察每一步的執(zhí)行情況和流程受阻情況的部分及原因,進(jìn)行開環(huán)運(yùn)行指導(dǎo)、閉環(huán)自動(dòng)控制操作和調(diào)度。
開操作票。對泵站常用的重要操作如開、停機(jī)操作,系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)場操作規(guī)程自動(dòng)生成運(yùn)行操作票,提供編輯、閉鎖、確認(rèn)、打印等各種功能。
(6)設(shè)備運(yùn)行統(tǒng)計(jì)記錄及生產(chǎn)管理
計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將能對各設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄,某些信息還將自動(dòng)提示給操作值守人員.統(tǒng)計(jì)的類型包括設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、各主設(shè)備及各主要輔助設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行變位及變位時(shí)間的統(tǒng)計(jì),必要時(shí)產(chǎn)生報(bào)警。另外,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)還將對參數(shù)越限及定值變更等情況作出統(tǒng)計(jì)記錄,并可以自動(dòng)生成各類報(bào)表、日志、自動(dòng)生成和打印操作等。所有功能分為以下幾類:
n泵站運(yùn)行記錄。記錄的內(nèi)容包括當(dāng)班、當(dāng)月、當(dāng)年的泵組運(yùn)行時(shí)間。其初值及時(shí)間性區(qū)段的設(shè)置可通過調(diào)度或由運(yùn)行值班人員通過人機(jī)對話方式實(shí)現(xiàn)。
n主要電氣設(shè)備動(dòng)作及運(yùn)行記錄。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對各主要電氣設(shè)備的動(dòng)作次數(shù)和運(yùn)行時(shí)數(shù)自動(dòng)加以統(tǒng)計(jì)和記錄,其內(nèi)容有:
n機(jī)組。開、停次數(shù);本次開機(jī)運(yùn)行時(shí)間,累計(jì)開機(jī)運(yùn)行時(shí)數(shù),泵組停機(jī)小時(shí)數(shù),泵組檢修退出時(shí)數(shù)。
n開關(guān)。斷路器合閘次數(shù),正常跳閘次數(shù),事故跳閘次數(shù)。
n操作記錄。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將對各種操作進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和記錄,其中包括手動(dòng)方式開、停機(jī)、斷路器的手動(dòng)合、跳閘等。
n事故及故障統(tǒng)計(jì)記錄。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對當(dāng)班、當(dāng)日、當(dāng)月、當(dāng)年的各類事故及故障的內(nèi)容和次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),作為資料保存。
n參數(shù)越復(fù)限統(tǒng)計(jì)記錄。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以自動(dòng)對當(dāng)班、當(dāng)日、當(dāng)月、當(dāng)年的參數(shù)越復(fù)限情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并把它們記錄下來。
n運(yùn)行日志及報(bào)表打印。系統(tǒng)將按照運(yùn)行操作人員的管理和要求打印運(yùn)行日志和報(bào)表。打印內(nèi)容以及打印格式可以事先設(shè)定。打印方式有定時(shí)自動(dòng)打印、隨機(jī)召喚打印等形式。
(7)畫面顯示
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)。自動(dòng)方式是指當(dāng)有事故發(fā)生時(shí)或進(jìn)行某些操作時(shí)有關(guān)畫面的自動(dòng)推出,召喚方式由操作員直接操作某些功能鍵或以菜單方式調(diào)用所需畫面。畫面種類包括各單線圖、曲線、報(bào)警畫面、運(yùn)行指導(dǎo)、表格等。
n系統(tǒng)圖類。主要有:主接線圖、直流系統(tǒng)圖、泵剖面圖、液壓油系統(tǒng)圖、供排水系統(tǒng)圖、綜合保護(hù)器測量組合顯示畫面(動(dòng)態(tài)測量)、低壓回路測量顯示畫面(動(dòng)態(tài)測量)
n曲線圖類。通過數(shù)據(jù)庫調(diào)用,系統(tǒng)提供電機(jī)負(fù)荷曲線以及各類運(yùn)行圖,機(jī)組啟動(dòng)及停機(jī)時(shí)電流、電壓、有功功率、轉(zhuǎn)速、泵站進(jìn)出水壓力變化過程曲線,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將按照操作運(yùn)行人員的要求,自動(dòng)地組織有關(guān)數(shù)據(jù)及其相應(yīng)時(shí)間區(qū)間,并顯示在屏幕上。
n棒圖類。通過數(shù)據(jù)調(diào)用,系統(tǒng)提供了各類運(yùn)行參數(shù)的棒圖,包括主要運(yùn)行參數(shù);油壓力及主變溫度等極度限值與實(shí)際值、設(shè)定值對比等有關(guān)運(yùn)行指標(biāo)的顯示。
n報(bào)警畫面類。系統(tǒng)具有模擬量的越限報(bào)警、復(fù)限提示以及有關(guān)參數(shù)的趨勢報(bào)警,事故、故障順序記錄及監(jiān)控系統(tǒng)自診報(bào)警等功能,一旦報(bào)警發(fā)生,在各界面上均彈出報(bào)警提示和簡要報(bào)警說明,同時(shí)可在報(bào)警菜單內(nèi)查詢詳細(xì)資料。在監(jiān)視屏上通過顏色變化顯示報(bào)警內(nèi)容。
n表格類。包括參數(shù)及參數(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、操作票等。
n運(yùn)行指導(dǎo)類。系統(tǒng)內(nèi)安裝“幫助”欄,給出詳盡的運(yùn)行指導(dǎo),包括開、停機(jī)操作指導(dǎo),主系統(tǒng)操作指導(dǎo),站用電系統(tǒng)操作指導(dǎo)畫面、各類提示信息等。以上幾類畫面可按值守人員要求組合在一起顯示,也可以單獨(dú)顯示。
(8)語音報(bào)警功能
當(dāng)需要對重要操作進(jìn)行提示,以及泵站發(fā)生事故或故障時(shí),本功能可以用準(zhǔn)確、清晰的普通話向有關(guān)人員發(fā)出報(bào)警。在主菜單中設(shè)有命令檢索和報(bào)警功能,并能提供用戶最近500條命令和500條報(bào)警記錄。全站設(shè)有一套語言報(bào)警裝置,語言采用普通話女聲。對事故和故障采用不同頻率的音響。在出現(xiàn)故障情況時(shí),語言報(bào)警裝置自動(dòng)發(fā)出語言報(bào)警,并在任何畫面上均可顯示出故障或事故的位置。故障分預(yù)告和事故,并能手動(dòng)或延時(shí)自動(dòng)復(fù)歸。
(9)人機(jī)聯(lián)系
操作人員通過CRT、鍵盤、鼠標(biāo)以及打印機(jī)實(shí)現(xiàn)對全站運(yùn)行的監(jiān)視、控制、調(diào)節(jié)、在線修改定值、畫面調(diào)度、報(bào)表顯示和打印等功能。
(10)系統(tǒng)自檢和自動(dòng)重啟動(dòng)
系統(tǒng)具有自檢功能,軟件任務(wù)超時(shí)處理及過程通道故障檢測。當(dāng)主工作站故障包括內(nèi)存、磁盤、I/O及CPU等的故障和軟件任務(wù)執(zhí)行異常等)時(shí),將控制權(quán)自動(dòng)權(quán)自動(dòng)切換到備用工作站。軟件超時(shí)能實(shí)現(xiàn)功能軟件的故障自啟動(dòng)功能。通道檢測包括對I/O過程通道在線自動(dòng)檢測,檢測的內(nèi)容有通道數(shù)據(jù)有效性合理性判斷,故障點(diǎn)自動(dòng)查找及故障自動(dòng)報(bào)警等功能。
(11)具有雙機(jī)熱備,故障自動(dòng)切換功能
該系統(tǒng)上位機(jī)為雙機(jī)冗余設(shè)計(jì),運(yùn)行值班主機(jī)可預(yù)先任意選定,雙機(jī)通過以太網(wǎng)通信。系統(tǒng)軟件根據(jù)值班主機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、通信、硬件、軟件等狀態(tài),進(jìn)行跟蹤判別。一旦值班主機(jī)出現(xiàn)異常,系統(tǒng)可給出切換信號(hào),由備用機(jī)代替值班主機(jī),同時(shí)給出主機(jī)故障提示。
(12)控制與調(diào)節(jié)
控制與調(diào)節(jié)對象:主、輔機(jī)、高低壓電氣設(shè)備以及閘門。
控制與調(diào)節(jié)方式:當(dāng)控制方式切換到計(jì)算機(jī)控制為主方式時(shí),中控室值班人員通過主操作站對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控,完成下列內(nèi)容:
n自動(dòng)完成開、停機(jī)組。
n機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行的投/切。
n電氣設(shè)備開關(guān)合/分操作。
n各種輔助設(shè)備的操作(供水泵、冷卻風(fēng)機(jī)等輔助設(shè)備的開、停、自動(dòng)操作)。
n各閘門的控制調(diào)節(jié)。
n各種整定值和限值的設(shè)定。
n各種信息處理。
5視頻系統(tǒng)的功能
n視頻畫面可4、9分割顯示;
n權(quán)限設(shè)定,操作有口令保護(hù);
n網(wǎng)絡(luò)圖象傳輸功能;
六、系統(tǒng)硬件技術(shù)要求
1監(jiān)控計(jì)算機(jī)
n工業(yè)級(jí)控制計(jì)算機(jī);IPC-610P;
nCPU:P4/2.4G以上;
nRAM:256M;
nHD:不小于80G以上;
n顯示器:PHILIPS21”大屏,分辨率為1280*1024,平面直角;
n多媒體配置;
n軟件環(huán)境:WIN2000/NT4.0
nPC網(wǎng)卡3COM10/100M、聲卡
2現(xiàn)地控制站
(1)高壓保護(hù)裝置
n具備常規(guī)的電流、電壓保護(hù)功能;
n具備電流、電壓、功率、功率因數(shù)、電度等的自動(dòng)監(jiān)測功能;
n具備RS485通訊能力,支持MODBUS規(guī)約,波特率最高速率應(yīng)到達(dá)19200bps;
n具備不少于8點(diǎn)的開關(guān)量輸入點(diǎn)和6個(gè)開關(guān)量的輸出點(diǎn);
n具備故障錄波能力;
n供電電源為交/直流兩用;
(2)變壓器保護(hù)裝置
n具備差動(dòng)保護(hù)和常規(guī)的電流、電壓保護(hù)功能;
n具備電流、電壓、功率、功率因數(shù)、電度等的自動(dòng)監(jiān)測功能;
n具備RS485通訊能力,支持MODBUS規(guī)約,波特率最高速率應(yīng)到達(dá)19200bps;
n具備不少于8點(diǎn)的開關(guān)量輸入點(diǎn)和6個(gè)開關(guān)量的輸出點(diǎn);
n具備故障錄波能力;
n供電電源為交/直流兩用;
(3)主機(jī)保護(hù)繼電器
n具備常規(guī)的電流、電壓保護(hù)功能;
n具備電流、電壓、功率、功率因數(shù)、電度等的自動(dòng)監(jiān)測功能;
n具備RS485通訊能力,支持MODBUS規(guī)約,波特率最高速率應(yīng)到達(dá)19200bps;
n具備一定的開關(guān)量輸入點(diǎn)和開關(guān)量的輸出點(diǎn);
n具備10個(gè)RTD的溫度輸入接口,可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的溫度保護(hù)跳閘;
n供電電源為交/直流兩用;
(4)現(xiàn)場輔助控制單元——PLC
n模擬量輸入模塊的分辨精度為12位半;4-20mA輸入,支持兩線制現(xiàn)場儀表;
n開關(guān)量輸出模塊為繼電器輸出類型,觸點(diǎn)容量不小于2A;
nCUP能力:可支持4096個(gè)點(diǎn),程序掃描周期不大于1.0ms/K,可直接支持TCP/IP以太網(wǎng)絡(luò);
n通訊模塊具備可編程的能力,便于支持現(xiàn)場智能儀表,不同規(guī)約的通訊編程,模塊支持RS485MODBUS通訊;
七、系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
1系統(tǒng)指標(biāo)
Ø操作站畫面刷新速度〈2s
Ø事件狀態(tài)量采集以及開關(guān)操作反饋時(shí)間〈1s
Ø模擬量采集周期〈1s
Ø控制命令的執(zhí)行時(shí)間〈1s
Ø系統(tǒng)操作站計(jì)算機(jī)無故障運(yùn)行時(shí)間不小于15000h
Ø系統(tǒng)現(xiàn)場控制站無故障運(yùn)行時(shí)間不小于45000h
Ø系統(tǒng)接地電阻〈1歐姆
2系統(tǒng)可靠性
為保證系統(tǒng)的高可靠性,除了選用高可靠性的硬件設(shè)備外,還采用下列措施:
Ø現(xiàn)場監(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),它又可獨(dú)立運(yùn)行。個(gè)別的現(xiàn)場監(jiān)控單元故障,不會(huì)對系統(tǒng)或其他單元構(gòu)成影響。
Ø系統(tǒng)軟件、硬件設(shè)置監(jiān)控定時(shí)器(看門狗)功能。
Ø對控制指令的規(guī)定操作權(quán)限,命令傳送須經(jīng)過巡回認(rèn)證,數(shù)據(jù)采集經(jīng)過合理性判別和處理,以防誤操作。
Ø因系統(tǒng)處于強(qiáng)電環(huán)境下運(yùn)行,現(xiàn)場監(jiān)控單元對系統(tǒng)的輸入信號(hào)均采用光隔技術(shù)。
Ø采用浮空接地技術(shù),輸出信號(hào)采用光隔加中間繼電器隔離等保護(hù)措施,以防工業(yè)干擾和雷電的影響,減少數(shù)據(jù)出錯(cuò)和元件的損壞。
Ø在監(jiān)控系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置軟件防火墻,對外部指令進(jìn)行鑒別和過濾確保系統(tǒng)安全。
八、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及配置
根據(jù)要求,整個(gè)系統(tǒng)分為微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和視頻系統(tǒng)兩大部分。
微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由三部分組成:中央操作單元、網(wǎng)絡(luò)管理單元和現(xiàn)場保護(hù)與測控單元。
視頻系統(tǒng)由四部分組成:前端設(shè)備、傳輸設(shè)備、控制設(shè)備及顯示設(shè)備。
整個(gè)工程系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)。
8.1自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要由下列部分組成:
l站監(jiān)控工作站,二套(互為熱備份)。
lWEB服務(wù)器,一套。
l主要設(shè)備保護(hù)單元,十套;
l泵站主機(jī)的測量、控制和保護(hù)管理由兩臺(tái)PLC組成。變電所的測量、控制和保護(hù)管理及輔機(jī)設(shè)備、水位數(shù)據(jù)等測控系統(tǒng)由一臺(tái)PLC完成。
l灌溉閘、送水閘、排澇閘、清污機(jī)的測量和控制分別由一臺(tái)微型PLC實(shí)現(xiàn)。
l傳感器,若干。
l以太網(wǎng)交換機(jī)一臺(tái)。將現(xiàn)場的7臺(tái)PLC、監(jiān)控操作站和Web服務(wù)器連接起來。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見“大套第二抽水站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)框圖”。
系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)思路是分散數(shù)據(jù)采集、控制、保護(hù),集中操作、管理。這樣的結(jié)構(gòu)配置形式使得系統(tǒng)重要的測量、控制和保護(hù)功能分布在位于現(xiàn)場的各臺(tái)智能測控裝置上,速度快,且實(shí)現(xiàn)了局部自治。各現(xiàn)場測控設(shè)備又通過通信網(wǎng)絡(luò)連接起來,形成相互協(xié)作的整體,便于集中監(jiān)視、操作管理和進(jìn)行必要的統(tǒng)計(jì)。系統(tǒng)還方便地與水情網(wǎng)絡(luò)或者Internet連接,向上級(jí)管理部分提供泵站地實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和管理信息。
8.1.1監(jiān)控操作站
監(jiān)控操作站是整個(gè)系統(tǒng)的中樞系統(tǒng)。監(jiān)控操作站接受操作員的指令并通過網(wǎng)絡(luò)管理單元向現(xiàn)場控制單元直接下達(dá)操作員的控制指令,收集處理現(xiàn)場控制單元發(fā)送的所有數(shù)據(jù)和信息,并進(jìn)行分析、處理、分類并予以動(dòng)態(tài)顯示。
監(jiān)控操作站主要由兩臺(tái)臺(tái)灣研華工業(yè)控制計(jì)算機(jī)構(gòu)成,配備兩臺(tái)21”純平監(jiān)視器。為了保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行,兩臺(tái)監(jiān)控操作站互為熱備用,當(dāng)主操作站出現(xiàn)故障時(shí),備用操作站將自動(dòng)接管主操作站的所有工作,實(shí)現(xiàn)主操作站所有功能。操作系統(tǒng)為WINDOWSNT/WINDOWS2000并配有SQLServer8.0數(shù)據(jù)庫軟件。上位機(jī)平臺(tái)軟件為美國柏元網(wǎng)控公司的WEBACCESS平臺(tái)軟件。
WebAccess軟件是基于流覽器的客戶端既可監(jiān)視又可控制,通過使用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器,用戶可以通過它對工業(yè)現(xiàn)場/工廠制造/過程控制及樓宇中的自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制.設(shè)備數(shù)據(jù)將實(shí)時(shí)的顯示在動(dòng)態(tài)動(dòng)畫圖畫中.并且還能通過使用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽來完成整個(gè)工程的建立與運(yùn)行,即對所有工程的建立/設(shè)置/繪圖都可以在標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器中完成.這也是WebAccess網(wǎng)際組態(tài)軟件具有的獨(dú)一無二的特點(diǎn).
WebAccess的技術(shù)優(yōu)勢:
(1)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)技術(shù)
由于WebAccess網(wǎng)際組態(tài)軟件是目前國際軟件市場中唯一一家基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和設(shè)計(jì)的自動(dòng)化監(jiān)控軟件。WebAccess網(wǎng)際組態(tài)軟件具有傳輸算法更強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性更高、網(wǎng)絡(luò)控制更安全的特點(diǎn),在512K的INTERNET上可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)2秒內(nèi)刷新,畫面切換5秒內(nèi)刷新,是同類軟件中遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)性最強(qiáng)的。
(2)網(wǎng)絡(luò)管理層無限擴(kuò)展(即客戶端免費(fèi)無限)
WebAccess開放了網(wǎng)絡(luò)管理層的擴(kuò)展空間,使工程中管理層的管理人員同時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)無限擴(kuò)展,并且軟件部分沒有任何費(fèi)用及授權(quán)的限制。工程可以根據(jù)未來網(wǎng)絡(luò)的需要隨時(shí)增加網(wǎng)絡(luò)管理層的監(jiān)控?cái)?shù)量,為工程的未來的增值需求提供廣闊空間。
(3)易操作的繪圖模式
WebAccess采用類似于AutoCAD繪圖的使用方法,而且可以直接導(dǎo)入AutoCAD生成的DXF圖檔,導(dǎo)入的圖檔可以進(jìn)行二次修改。為工程維護(hù)人員在對工程跌監(jiān)控界面進(jìn)行二次修改時(shí)提供強(qiáng)有力的工具,節(jié)省工作時(shí)間,提高工作效率。
中央控制單元還包含HP網(wǎng)絡(luò)打印機(jī),處理日常報(bào)表打印工作。
整個(gè)泵站監(jiān)控均可以通過鼠標(biāo)或鍵盤操作來實(shí)現(xiàn),通過CRT可以對全站的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。操作站軟件界面友好,全漢化,在線操作指南可幫助用戶操作。
7.1.2網(wǎng)絡(luò)管理單元
網(wǎng)絡(luò)管理單元的主要配置如下:
nWeb、數(shù)據(jù)庫/服務(wù)器一臺(tái),選用DELLPW2800,X2.8G*2,1M/1G,36G*2,1000M,21寸,PHILIPS直角平面顯示器,為雙CPU,雙硬盤。
n交換機(jī)1臺(tái),選用的是CiscoWS-C1924-EN24口以太網(wǎng)交換機(jī)。
7.1.3設(shè)備保護(hù)與現(xiàn)場測控單元
現(xiàn)場保護(hù)與測控單元負(fù)責(zé)全站的高壓饋電回路、高壓電機(jī)、低壓電動(dòng)機(jī)以及低壓輔機(jī)部分的現(xiàn)場有關(guān)數(shù)據(jù)采集,并對所采數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理后通過網(wǎng)絡(luò)上傳給中央操作單元,接收中央操作單元發(fā)來的各項(xiàng)指令,執(zhí)行相應(yīng)的測量和控制功能。當(dāng)現(xiàn)場保護(hù)與測控單元與中央操作單元通訊出現(xiàn)故障時(shí),現(xiàn)場保護(hù)與測控單元可以獨(dú)立運(yùn)行工作。
根據(jù)要求,設(shè)備保護(hù)與現(xiàn)場測控單元要求如下表所示:
序號(hào)
保護(hù)與測控單元名稱
監(jiān)控內(nèi)容
所選儀表
數(shù)量
備注
1
饋線保護(hù)繼電器
35kV進(jìn)線1條、35kV出線1條、6kV進(jìn)線1條
P127
3套
法國ALSTOM產(chǎn)品
2
主變壓器保護(hù)繼電器
35kV/6kV主變壓器
P632
1套
法國ALSTOM產(chǎn)品
3
高壓主機(jī)保護(hù)繼電器
泵主機(jī)6臺(tái)
P241
6套
法國ALSTOM產(chǎn)品
4
主機(jī)設(shè)備測控PLC
設(shè)置2套PLC,分別負(fù)責(zé)1-3#機(jī)組和4-6#機(jī)組的測量、控制和保護(hù)管理
PLC90-30
2套
美國GE產(chǎn)品
公共設(shè)備測控PLC
變電所的測量、控制和保護(hù)管理及輔機(jī)設(shè)備、水位數(shù)據(jù)等測控
PLC90-30
1套
美國GE產(chǎn)品
5
灌溉閘、送水閘、排澇閘、清污機(jī)單元
灌溉閘、送水閘、排澇閘、清污機(jī)的測量和控制模塊
MicroPLC
4套
美國GE產(chǎn)品
饋線保護(hù)繼電器、主變壓器保護(hù)選用法國ALSTOM產(chǎn)品,其具備RS485通訊能力,具備自檢功能;系統(tǒng)中,它們通過RS485口與1#PLC連接。
高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)繼電器選用法國ALSTOM產(chǎn)品,具備RS485通訊能力。由于這些設(shè)備將與一些低壓輔機(jī)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖控制,所以,系統(tǒng)將他們通過RS485口與2#、3#PLC連接。
現(xiàn)場主機(jī)設(shè)備測控PLC和公共設(shè)備測控PLC選用的是美國通用公司生產(chǎn)的90-30系列PLC,90-30系列PLC模塊具備自檢功能,可自動(dòng)診斷系統(tǒng)故障或模塊故障,并報(bào)警輸出。在本項(xiàng)目配置中選用了該系列PLC自帶TCP/IP的CPU模塊,實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)管理單元相連;同時(shí)配置了該系列中的專用RS485通訊模塊,該模塊支持MODBUSRTU規(guī)約。
灌溉閘、送水閘、排澇閘、清污機(jī)的測量和控制PLC選用的是美國通用公司生產(chǎn)的MicroPLC,體積小,價(jià)格低,通過網(wǎng)絡(luò)可以直接連接到監(jiān)控操作站上去。
屏柜選用德國威圖公司(RITTAL)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)控制屏柜,柜內(nèi)元器件均選用中外合資的知名廠家的產(chǎn)品。
7.1.4現(xiàn)場傳感器部分
根據(jù)要求,系統(tǒng)將配置下列傳感器:
l泵站上下游水位和閘上下水位監(jiān)測4只,選用中美合資的麥克水位傳感器;
l集水井水位監(jiān)測1只,選用中美合資的麥克水位傳感器;
l供水母管壓力監(jiān)測2個(gè),選用中美合資的麥克壓力傳感器;
l供水泵濾水器壓差變送器2只,選用中美合資的麥克壓力傳感器;
l每臺(tái)機(jī)組冷卻水示流信號(hào)器6只,選用鮑爾自控公司引進(jìn)美國組件制造的一種水流信號(hào)發(fā)訊裝置;
l閘門開度儀4個(gè),選用帶鋼絲繩自收緊器的廣泛使用的WDC-31閘門開度儀;
l勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流、站變出線電量測量選用維博的WB電量變送器。
7.2視頻系統(tǒng)
本項(xiàng)目視頻監(jiān)視系統(tǒng)是由前端的10臺(tái)固定式攝像機(jī)、2臺(tái)可控?cái)z像機(jī)和、1臺(tái)集矩陣、畫面分割器、視頻服務(wù)器的視頻服務(wù)器。將視頻系統(tǒng)連入TCP/IP以太網(wǎng)絡(luò)中,可以遠(yuǎn)程對視頻圖像進(jìn)行監(jiān)視。