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泵站自动化

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  4.1、概述

  泵站自动化控制系统是以LCU(Local Control Unit)现地控制单元、工业以太网、工作站、数据库服务器为核心组成的分布式实时过程控制系统,开展泵站控制系统信息化建设,覆盖数据采集、数据传输、数据存储、数据查询、开/关机控制、人员管理等于一体的现代化信息控制系统;泵站自动化控制系统可以提供直观的机组实时运行状态、实时报警状态并提供防误操作逻辑控制等,可以大大减少运行管理人员的误操作、缓操作;提高泵站运行管理的可靠性。

  4.2、系统总体结构

  单体泵站主要集中监控运行机组与泵站所35KV变电站等相关设备。单体泵站设监控计算机两台,工程师站一台,数据库服务器一台,应用服务器一台,通讯站一台,UPS电源一套。数据库预留接口(后期可以通过以太网与调度中心服务器相连),以便调度中心实时调度泵站合理运行,监视设备运行情况及人员管理情况。通常情况下,操作员在泵站控制室实现对泵站远程启停控制。

  泵站计算机监控系统采用GE PAC3I系列大型PLC对全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统进行有效监视和控制,全站共4套泵组,每个机组设置一套现地控制单元(LCU),全站设置一套公用现地控制单元。对系统过程的工艺参数、电气参数和设备运行状态进行监测、控制、联锁和报警以及报表打印,通过使用Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 61850等开放式通讯协议,完成整个工艺流程所必需的数据采集,数据通讯,顺序控制,时间控制,回路调节及上位监视和管理作用。

  4.3、控制系统的监控内容

  泵站的监控内容包括主变压器、所用变压器、站用变压器及电机电压、电流、负荷开关等的保护;泵站的前后池水位;闸门的闸位、运行状态及控制;公用油、气、水系统及相关阀门、泵的状态及控制;机组温度;励磁系统、调速系统的状态及控制;机组的运行状态及启停控制

  4.4、计算机监控系统网络结构及通讯方式

  整个系统主干传输网采用100Mbps环形光纤工业以太网,支持IEEE802.3规约和标准的TCP/IP协议;也可采用工业级专用控制局域网,该控制网具备确定性和可重复性及I/O共享,实现数据的高速传输和实时控制。

  4.5、现地控制单元功能(LCU)

  数据采集和处理:从各开关柜(包括主变进线柜、母线联络柜、电压互感器柜、站用变开关柜、电容器开关柜和电动机开关柜)的自动控制装置获取该装置所采集的各种数据;从多功能电表获取电量相关实时数据;从温度巡检仪获取机组各测点温度等;自行采集全站的公用实时数据,如泵站前后池水位、泵站流量、泵房温度、电容室温度、供排水系统的运行状态等;自行采集各机组主辅设备中未纳入开关柜测控系统、电能采集装置和温度巡检装置等的主辅设备的运行状态和运行参数进行实时数据,包括开关与闸门的状态、水泵进口水位、水泵出口压力、水泵机组流量、轴承油位等;对于装设立式水泵机组的泵站,还可采集机组的振动与摆度数据

  控制与调节:现地控制单元可对泵站主辅设备进行控制,包括机组各种工况的转换,紧急停机和事故停机,断路器、隔离开关的分、合操作;辅助设备及公用设备的启、停操作;出口闸门等控制与调节可手动实现、程序预设实现或根据运行工况自动实现。

  数据通信:现地控制单元要实现与泵站监控计算机和各种智能采集装置等设备的通信,现地控制单元与泵站监控计算机之间通过工业以太网通信;泵站各设备所配套的测控装置均配有485 通讯串口,且部分设备配置有以太网通讯接口,本系统中现地控制单元与测控装置之间优选择Modbus TCP、IEC 61850、Modbus RTU进行通信。

  4.6、控制中心功能

  图形与界面:全局画面实时显示重点运行数据,如各泵站进出厂水流量、主要设备的运行状态;以泵站、变电站工艺仿真图形式,在局部画面实时显示泵站机组、电力控制柜变电设备、阀门、仪表、给排水泵、电力设备等工艺过程的主要工艺监控数据;数据表格界面,以表格形式,显示泵站所有监测数据,可以直观的浏览所有采集参数。

  控制模式: 监控系统可根据用户要求实现就地控制、远程手动控制和远程自动控制模式,以实现不同工况下泵站监控系统的稳定、安全运行。三种控制模式的优先级为远程自动控制、远程手动控制、就地控制,就地控制具有最高优先级。

  数据报表: 根据用户需求定制数据报表,查看实时报表,实时报表中包含全线所有参数的当前值可以随时打印实时报表,也可以定时打印,分为日、月、季、年多种报表。

  数据趋势: 数据趋势分为实时与历史两种趋势,以曲线形式显示泵站水量、电力等参数的动态变化,可以直观的掌握参数变化的规律。

  事件及报警:数据报警界面显示,实现对每个参数的低低报警、低报警、高报警、高高报警的设置。以不同颜色形式,把当前报警、已确认报警和已恢复报警区分开来,每个报警量可以显示它的节点名、位号、描述、报警产生时间、报警消除时间、状态、当前值等信息

  安全管理:对重要设备的操作、重要参数的修改均会自动记录,包括登录的操作员、对设备进行的操作、时间以及修改前的参数值、修改后的参数等,以利于进行管理及事故分析。

  用户管理:系统管理员能够对用户的名称、密码、访问权限和优先等级等相关内容进行设置;记录用户登录和退出系统的时间及用户使用过的操作命令,显示用户是否在线和工作状态等信息;可查看事件记录,例如:某操作员于什么时间进行登录,什么时间退出登录等。

  语音报警系统:当需要对重要操作进行提示,以及泵站发生事故或故障时,能用准确、清晰的语言向有关人员发出报警。