太浦河泵站計算機監控系統

運行管理：積累泵站運行數據，為提高泵站運行維護水平提供依據。包括：根據運行工況計算全站消耗總功率、用電量總和、抽水量、每臺泵抽水效率；累計泵組開(kāi)、停次數、累計開(kāi)機運行時(shí)數、停機時(shí)數、檢修退出時(shí)數；累計變壓器、斷路器等主設備運行時(shí)間、動(dòng)作次數，檢修次數和時(shí)間；累計油泵、供排水泵等間歇運行的輔助設備動(dòng)作次數，檢修次數和檢修時(shí)間；統計各類(lèi)主設備和輔助設備所發(fā)生的事故和故障次數及正常切除次數；運行操作指導和事故處理指導, 根據主設備狀態(tài)和控制要求, 顯示運行操作和調整的指導性畫(huà)面, 供運行人員確認執行; 在泵站主設備出現異常和事故時(shí), 提出對策和事故處理的指導性意見(jiàn)供運行人員確認執行或僅供 參考 等等。

系統診斷：可對系統的硬件設備進(jìn)行在線(xiàn)和離線(xiàn)診斷，故障點(diǎn)的診斷到模板級?？蓪浖M(jìn)行在線(xiàn)診斷，診斷出故障軟件功能塊并發(fā)報警信號。

軟件開(kāi)發(fā)：泵站軟件編輯人員可以在線(xiàn)或離線(xiàn)地進(jìn)行應用軟件，顯示畫(huà)面，報表庫等的編輯，調試，裝入、卸除和修改。在線(xiàn)進(jìn)行上述工作的同時(shí)能保證計算機監控系統功能的正常實(shí)施。

5.2現地控制單元功能

各現地控制單元lcu不因主控級發(fā)生故障而 影響 lcu各自的監控功能，即可接入網(wǎng)絡(luò )協(xié)同工作，實(shí)現系統指定的功能。當與系統脫離時(shí)又可獨立工作，實(shí)現lcu的現地監控功能。主要功能如下：

數據采集與處理：完成對監控對象各種模擬量、開(kāi)關(guān)量和脈沖量的采集；將采集的電氣量進(jìn)行工程值變換和預處理，上送主控級并在現地上顯示；將采集的電氣量、溫度量、泵組振動(dòng)及擺度等非電量進(jìn)行越限比較，及時(shí)將越限情況及數據送往主控級，并在現地顯示和報警；將采集的過(guò)程控制狀態(tài)量，電氣保護報警量、機械保護報警量隨時(shí)上送主控級，并在現地上顯示和報警；事故和故障情況下能自動(dòng)采集事故或故障發(fā)生時(shí)刻的有關(guān)數據，并按其發(fā)生的順序記錄事故或故障的性質(zhì)，發(fā)生的時(shí)間等等。

顯示監視：可顯示泵站電氣量、非電量及被控設備的狀態(tài)，能對泵組起動(dòng)前條件以及各種運行的情況進(jìn)行顯示監視?，F地控制單元還留有與便攜式計算機相連的插接口，通過(guò)連接，可在便攜式計算機上顯示設備運行狀態(tài)和參數，單元控制器狀態(tài)等。

控制調節：既可接受主控級指令，又可在現地進(jìn)行操作，當現地控制單元上的遠方/現地軟開(kāi)關(guān)處于“遠方”位置時(shí)只接受主控級指令；當開(kāi)關(guān)處于“現地”位置時(shí)，只可在現地操作，閉鎖主控級控制指令，但不影響上送信息。

通訊控制：能完成與主控級和現場(chǎng)設備的通訊。

自診斷功能：可對系統的硬件設備和軟件進(jìn)行自診斷，故障點(diǎn)的診斷到模板級。當診斷出模塊的故障時(shí)，自動(dòng)閉鎖控制出口，并將故障信息上送到主控級，同時(shí)在現地控制單元上有顯示、報警。

6　系統性能指標

6.1主控級的響應能力

1) 數據采集響應時(shí)間

非電量、電量等模擬量和全部數字量每1秒鐘一次采集存儲到實(shí)時(shí)數據庫或等效實(shí)時(shí)存儲區中。

2) 人機通信響應時(shí)間

在正常的cpu負載率和通信負荷率情況下，從開(kāi)始調用畫(huà)面到完整畫(huà)面出現的時(shí)間小于1s。

在已顯示畫(huà)面上動(dòng)態(tài)數據刷新時(shí)間為2-5s可調。

操作命令發(fā)出到單元控制器接收命令并回答響應的時(shí)間小于2s。

報警或事故發(fā)生到lcd屏幕顯示的時(shí)間小于2s。

3) 主控制級控制響應時(shí)間時(shí)間不超過(guò)2s。。

4) 主控級對調度系統數據采集和控制的響應時(shí)間，能滿(mǎn)足調度系統遠動(dòng)規約的要求。

6.2 單元控制級的響應能力

1) 數據采集時(shí)間

數字量輸入點(diǎn)(di、bcdi)采樣周期小于0.5s。

電量，采樣周期小于0.5s。

非電量，采樣周期小于1s。

事件順序點(diǎn)(soe)分辨率小于5ms。

3)控制響應時(shí)間

控制命令回答響應時(shí)間小于1s。

接受控制命令到執行控制的響應時(shí)間小于1s。

6.3 系統的可靠性:系統的平均故障間隔時(shí)間mtbf大于10000h，現地控制單元mtbf大于16000h。

6.4系統的可利用率:整個(gè)系統的年可利用率不低于99.95％。

7　系統特點(diǎn)

采用以工業(yè)交換機為基礎的光纖以太冗余環(huán)網(wǎng)結構，提高可靠性和實(shí)時(shí)性。

主控級采用100mbps快速以太網(wǎng)構成系統的主通道，plc具有雙電源冗余，可直接連接100mbps以太網(wǎng)，這是 目前 國際上先進(jìn)的技術(shù)方案，比以前流行的plc通過(guò)工控機連接以太網(wǎng)的方式，不僅提高了系統的可靠性，還使系統能更快速地進(jìn)行各種數據的處理，提高了系統的實(shí)時(shí)性。

大量采用網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)。盡量采用同一廠(chǎng)家、同一系列的數字化的主、輔機控制和保護裝置，例如：全站主、輔機plc統一采用modicon-quantum或momentum系列，保護選用merlin gerin-sepam系列，測量單元選用merlin gerin-pm500和micrologic5.0p，這樣避免了各種不同型號、不同系列的plc和測保單元使用各種不同的規約，不需增加規約轉換的硬件和軟件接口，從而提高了通訊的可靠性和實(shí)時(shí)性，為網(wǎng)絡(luò )通訊的順利實(shí)施奠定了堅實(shí)的基礎。

由于泵站地處多雷地區，系統采取多項措施以提高監控系統防雷擊、抗干擾的能力，例如：電源防雷，ups的ac380v電源進(jìn)線(xiàn)、室外清污機plc的ac220v電源兩側均設置電源防雷器；網(wǎng)絡(luò )防雷，1~7lcu與下層設備之間的modbus plus通訊網(wǎng)絡(luò )配置網(wǎng)絡(luò )信號防雷器；光電隔離和電氣隔離，plc的輸入模塊采用光電隔離技術(shù)，輸出信號通過(guò)光電隔離輸出模塊經(jīng)中間繼電器電氣隔離后再到現場(chǎng)設備；監控系統設置獨立接地網(wǎng)并與站內接地網(wǎng)一點(diǎn)可靠連接；現場(chǎng)裸露設備外殼加屏蔽罩并可靠接地；信號、通訊、控制電纜屏蔽層和設備、機柜外殼均可靠接地。

自動(dòng)化執行元件是計算機監控系統的基礎，正確選用和合理配置十分重要。泵站采用高精度、高可靠性、抗干擾能力強、維護量少、性能優(yōu)異的自動(dòng)化元件，例如采用倍加福nj2-12gm-n、wem-fsu轉速傳感器和變送器；采用妙聲力的超聲波液位計；采用德國e+h的壓力變送器和壓力開(kāi)關(guān)；選用倍加福的高精度、大量程絕對型多圈旋轉編碼器等等；這樣使監控系統各項功能的正確實(shí)施有了強有力的保證。

8　結束語(yǔ)

計算機監控是一個(gè)系統工程，它需要系統中各個(gè)部分如硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò )結構、自動(dòng)化執行元件等有機組合，綜合考慮，它要充分利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、通訊技術(shù)、冗余技術(shù)、抗干擾技術(shù)等等。太浦河泵站計算機監控系統經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試運行，運行情況良好，性能穩定，很好地滿(mǎn)足泵站的運行要求，為今后類(lèi)似泵站的設計提供很好借鑒。