金湖站自动化控制系统应用

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1、金湖站自动化控制系统应用　　【摘要】泵站自动化控制系统具有数据自动采集分析和实时显示功能，自动完成对主机及辅机控制操作与状态监视，在提高泵站科学管理水平、安全运行中所起到的重要作用。本文主要对泵站自动化控制系统功能应用进行了阐述。【关键词】泵站；自动化；控制系统中途分类号：C931.9文献标识码：A文章编号：1引言金湖站为南水北调东线工程第二个梯级站，其主要任务是通过与下级洪泽站联合运行，向洪泽湖调水150m³/s，为洪泽湖周边及以北地区供水，并结合宝应湖地区排涝。泵站设计流量150m³/s，安装灯泡贯流泵配同步电机5台套，单机设计流量37.5m³/s，总装机

2、容量11000kW。泵站调水设计扬程2.45m，排涝设计扬程4.70m。为提高泵站运行管理和优化调度水平，泵站设置了自动化控制系统。2泵站自动化控制系统的组成与功能7泵站自动化控制系统由计算机监控系统，微机保护系统，视频监视系统以及网络通讯系统组成，集中控制和监视泵站主要电气设备的运行。系统主要体现在以下功能：数据采集与处理、运行监视和报警、控制与调节、数据通讯等。系统集测量、控制、保护、信号、管理等功能于一体，主要包括对电气设备、泵站主机组以及工作、事故闸门运行参数的监视、测量、控制、保护；相应辅机设备的控制、监视，以及水情数据的收集处理；实现集控室内集中数据显示、分析、处理；实现集中和

3、分散控制；通过计算机网络将泵站运行数据和状态实时、真实地展示在各级管理人员面前。采用可编程控制器开发出性能优异、高可靠性的控制单元，建立泵站微机监控系统，实现泵站主机、辅机、闸门、清污机以及110kV变电所开关、站变、所变、进线等设备的自动控制，达到“无人值班、少人值守”的要求。计算机监控系统采用分层分布开放式以太网星形结构，分为远控级、主控级和现地控制级三层，可以进行无扰动切换，控制权顺序为“现地、中控室、远方”。在远控级被授权状态，监控系统能接受上级管理部门的调度指令，实现远程控制。主控级与现地控制级采用TCP/IP规约进行通信，传输速率100Mbps，与远控级采用光纤方式进行通信。现

4、地控制级与微机保护、励磁系统、直流系统等采用RS－485串行口进行通信。现地控制单元是站内控制机组运行的最高一级自动控制单元，即使在上位机出现故障时，它也能保证机组的正常运行和程序控制的各种运行操作。现地控制单元设自动、手动切换装置，在现地控制单元故障时，可进行手动操作。7集控室设置两台互为热备用的工控机、服务器、网络交换机、视频主机、屏幕墙、GPS同步时钟、UPS与打印机等；工控机、服务器和现地控制单元通过以太网实现信息交换和程序控制。同时主控级与上级网络联网，通过网络接收带密码的调度、控制指令，并向上级发送本站实时运行信息。操作员工作站选用P4级工业控制计算机；通讯服务器选用P4级服务

5、器；视频主机选用视频一体化服务器，含有矩阵切换、画面分割、云台镜头控制、硬盘录像、图像压缩与传输等功能；主机架与扩展机架之间采用BusX方式扩展等；网络交换机选用24端口，自动协商，10/100Mbps速率，端口状态监视采用Modbus协议。3系统可靠性保证措施⑴采用分布式系统结构。各现地监控单元在正常工作状态下处于系统的集中指挥下运行，但在紧急情况下或系统故障时，它又可独立运行。个别现地监控单元故障，不会对系统或其他单元构成影响。⑵系统软件、硬件设置监控定时器（看门狗）功能。⑶监控软件选用国际先进并应用成熟的监控软件包开发应用软件，确保系统软件运行的高可靠性和安全性。⑷对控制指令的发布规

6、定操作权限，命令传送须经过巡回认证，数据采集要求经过合理性判别和处理，以防误操作。⑸7因系统处于强电环境下运行，对系统的输入信号均采用光隔技术，现地监控单元采用浮空地技术，输出信号采用光隔加中间继电器隔离等保护措施，以及在重要设备（如UPS电源、传感器信号、视频信号等）设置各类浪涌保护器，以防工业干扰和雷电的影响，减少数据出错和元件的损坏。⑹监控系统与网络之间设置防火墙，对外部指令进行鉴别和过滤，确保系统安全。监控系统软件包括计算机系统软件、基本软件、应用软件及工具软件。操作系统采用Windows2003，数据库采用InSQL9.0，前端开发软件采用Intouch10.0，并配置PLC编程

7、软件等。4系统主要技术指标和安全保障（1）主要技术指标：1）采用分层分布式计算机监控结构2）系统可靠指标：主控机MTBF≥20000小时现地监控单元MTBF≥40000小时传感器MTBF≥30000小时平均修复时间≤2小时3）系统实时性指标：数据巡测周期：开关量≤2S模拟量≤2S电气量≤2S7开关量分辩率：≤5mS4）人机接口响应时间：调用新画面响应时间≤2S画面实时数据刷新时间从数据库刷新后算起≤2S操作员执行命令发出