楊衛(wèi)健
摘 要:自動化監(jiān)控系統(tǒng)是水利工程建設(shè)過程中必不可少的基礎(chǔ)性設(shè)施,對提高水利工程的現(xiàn)代化管理水平具有十分重要的作用。本文結(jié)合某泵站工程實例,對該泵站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計進行了分析,并詳細介紹了該系統(tǒng)的控制及操作,對同類工程自動化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計具有一定的參考價值。
關(guān)鍵詞:自動化監(jiān)控系統(tǒng);泵站;應(yīng)用
中圖分類號:TV523 文獻標(biāo)識碼:A
0.引言
隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,水利工程作為保障國民經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,其工程建設(shè)越來越受重視。其中泵站是水利工程中的重要組成部分,在防洪排澇、引水灌溉及供給水方面具有十分重要的作用。為更好地發(fā)揮泵站的功能效益,確保泵站運行的穩(wěn)定性、可靠性及經(jīng)濟性,合理設(shè)計自動化監(jiān)控系統(tǒng)十分必要。基于此,本文對某泵站工程自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計進行了介紹。
1.工程案例
某泵站為大型泵站,主要作用有農(nóng)業(yè)灌溉、防洪排澇、航運通行等。該泵站一共有4個分站,它們分別為A站、B1站、B2站以及B3站。其中,A站在03年進行了改造,加入了電子監(jiān)控系統(tǒng);B1站則是在00年時就開始了改造計劃,但是因為當(dāng)時經(jīng)濟條件不好,投入的資金不足,所以監(jiān)控系統(tǒng)整體的配置比較差,有許多控制功能都無法實現(xiàn);B2站中包含有一套完整的信息采集系統(tǒng),不過該系統(tǒng)只能用于采集泵站機組的各項參數(shù),而對于機組的控制與保護還是需要依靠傳統(tǒng)的繼電器保護控制系統(tǒng);B3站的控制與保護也是依靠傳統(tǒng)的繼電器保護控制系統(tǒng)。在本次改造計劃當(dāng)中,對A站現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)進行了升級,并在B1、B2、B3三個分站當(dāng)中引入了新型電子監(jiān)控系統(tǒng)、繼電器以及視頻監(jiān)控。
2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1 電子監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該泵站的電子監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為分層結(jié)構(gòu),沒有固定值班人員,每次只安排幾個人輪流進行巡檢。各分站指揮中心受總指揮中心的調(diào)度,負責(zé)執(zhí)行上級的命令。分站指揮中心的計算機通過內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)與總指揮中心的計算機相連接,用于信息的交流與傳遞。
在該泵站的自動化監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中,主要由5個關(guān)鍵部分組成:一個總監(jiān)控指揮中心以及4個分站監(jiān)控指揮中心??偙O(jiān)控指揮中心與B1、B2、B3三個分站監(jiān)控指揮中心之間是通過內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)連接的,而與A分站監(jiān)控指揮中心是通過直接鋪設(shè)光纖進行連接的。各分站監(jiān)控指揮中心負責(zé)將所收集到的參數(shù)信息進行分析處理,然后將其傳輸給總監(jiān)控指揮中心,然后總監(jiān)控指揮中心通過對實際情況的判斷,對各分站下達指令,從而實現(xiàn)分層控制與操作。由于泵站的監(jiān)控系統(tǒng)屬于分層結(jié)構(gòu),所以可以將系統(tǒng)分為主要控制級以及現(xiàn)場控制級兩種。
在主要控制級當(dāng)中,最主要的設(shè)施就是中心控制室。中心控制室當(dāng)中包含有兩套人機聯(lián)系設(shè)備及其配套設(shè)備,主要負責(zé)泵站當(dāng)中各電動機運行的自動化管理。
現(xiàn)場控制級設(shè)備的分布:在B1分站設(shè)置四套現(xiàn)場控制級設(shè)備,其中在兩臺機組位置分別設(shè)置一套監(jiān)控設(shè)備,用于監(jiān)控機組及配套設(shè)備的運行情況;一套監(jiān)控設(shè)備用于監(jiān)視和控制泵站內(nèi)的其他通用設(shè)備,還有一套監(jiān)控設(shè)備專門用于監(jiān)視和控制閘門的開關(guān);在B2和B3分站分別需要3套現(xiàn)場控制級設(shè)備,其中兩套用于監(jiān)控機組,一套用于監(jiān)控通用設(shè)備。
操作人員通過人機聯(lián)系設(shè)備了解到各線路當(dāng)中斷路器的工作狀態(tài)、設(shè)備溫度等具體情況,然后將所收集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇偙O(jiān)控指揮中心。
2.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該泵站的視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用的是兩級中心結(jié)構(gòu),視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以分為兩級,其分別為一級中心系統(tǒng)和二級中心系統(tǒng)。其中一級中心系統(tǒng)是位于管理區(qū)域內(nèi),在管理區(qū)內(nèi)特別設(shè)有中心系統(tǒng)專用服務(wù)器,用于一級中心系統(tǒng)與二級中心系統(tǒng)的聯(lián)系,管理人員只需要在一級中心系統(tǒng)的服務(wù)器中進行登錄,就可以獲得其下級所有中心系統(tǒng)的詳細資料。而二級中心系統(tǒng)則是設(shè)立在各個分站,二級中心系統(tǒng)當(dāng)中所有錄制的視頻資料以及報警信息全部都會上傳到本地服務(wù)器當(dāng)中,具有二級權(quán)限的管理人員可以通過登錄服務(wù)器了解到該分站的視頻資料。
在各大分站的監(jiān)控指揮中心都設(shè)有一臺本地服務(wù)器、一臺計算機以及多臺視頻編碼器。編碼器的主要作用是把視頻監(jiān)控系統(tǒng)所收集到的視頻傳輸?shù)奖镜胤?wù)器當(dāng)中。在本地服務(wù)器當(dāng)中還設(shè)有報警系統(tǒng),報警系統(tǒng)主要包括參數(shù)配置部分、系統(tǒng)設(shè)置部分、信號傳輸部分、報警處理部分。
3.系統(tǒng)配置
上位機配置軟件:上位機是指直接接受用戶指令的部分,在本系統(tǒng)當(dāng)中,使用美國的IFIX3.5軟件,用于接受用戶指令,并將指令傳輸?shù)较挛粰C系統(tǒng)當(dāng)中。
下位機配置軟件:下位機是指將上位機傳輸來的指令直接解譯成控制設(shè)備運行程序代碼的部分。在本系統(tǒng)當(dāng)中,下位機配置軟件是使用的美國的GE9030軟件。
硬件設(shè)施:分為遠程控制級、主要控制級以及現(xiàn)場控制級三類,優(yōu)先級從高到低分別為:現(xiàn)場控制級、主要控制級以及遠程控制級。
(1)分站控制中心:兩套人機聯(lián)系設(shè)備、一套本地服務(wù)器、一套完整的供電系統(tǒng)以及一臺專業(yè)打印機。(2)現(xiàn)場控制級設(shè)備:在B1分站設(shè)置4套現(xiàn)場控制級設(shè)備,其中在兩臺機組位置分別設(shè)置一套監(jiān)控設(shè)備,用于監(jiān)控機組及配套設(shè)備的運行情況;一套監(jiān)控設(shè)備用于監(jiān)視和控制泵站內(nèi)的其他通用設(shè)備,還有一套監(jiān)控設(shè)備專門用于監(jiān)視和控制閘門的開關(guān);在B2和B3分站分別需要3套現(xiàn)場控制級設(shè)備,其中兩套用于監(jiān)控機組,一套用于監(jiān)控通用設(shè)備。(3)自動化控制配件:電磁閥、壓力開關(guān)、水位計、液位信號傳輸器等。(4)網(wǎng)絡(luò)連接:監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接主要有以下幾個部分:①各分站監(jiān)控指揮中心與總監(jiān)控指揮中心直接的信息傳輸,使用的內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò);②各分站控制系統(tǒng)與各現(xiàn)場控制級設(shè)備的聯(lián)系,使用的是標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)絡(luò),信息傳輸速率為100Mbps;③各主要控制級的人機聯(lián)系設(shè)備的信息傳輸速率也為100Mbps;④各分站的控制系統(tǒng)和繼電器保護裝置、電流電壓檢測表、測溫儀等裝置都是連接到RS485連接口,然后再接入以太網(wǎng)當(dāng)中。(5)總監(jiān)控指揮中心:其中包括兩臺計算機兼人機聯(lián)系設(shè)備,作為中心控制系統(tǒng);另外兩臺本地服務(wù)器用于數(shù)據(jù)儲存以及發(fā)布指令。
4.系統(tǒng)控制方式
該系統(tǒng)的控制方式為:首先結(jié)合泵站的實際工作情況,采取適當(dāng)?shù)木幊谭绞骄帉懣刂瞥绦?。?dāng)指令下達時,首先由上位機系統(tǒng)接收信息,然后將指令傳輸?shù)较挛粰C系統(tǒng),下位機系統(tǒng)對信息進行解譯,解譯成程序語句的形式,再傳輸?shù)娇刂瞥绦虍?dāng)中執(zhí)行指令,從而實現(xiàn)對設(shè)備的控制。在本系統(tǒng)當(dāng)中包含于許多種控制的方式,具體情況如圖1所示。圖1中只是單一機組的控制流程,如果需要對多臺設(shè)備進行控制,那么還需要編寫多個程序,從而分別進行控制。
結(jié)語
隨著我國現(xiàn)代化水平的逐漸提高,自動化監(jiān)控系統(tǒng)在泵站當(dāng)中的應(yīng)用也越來越廣泛,有效提高了泵站工作的自動化水平,減少了泵站工作人員的工作量,提高了工作效率,并保證泵站安全穩(wěn)定運行,提高泵站運行的經(jīng)濟效益,促進泵站的進一步發(fā)展。
參考文獻
[1]宣陽.微機自動化監(jiān)控系統(tǒng)在大中型泵站中的應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新,2016(6):121.
[2]安月蘭,王亞峰,張琳.自動化監(jiān)控系統(tǒng)在泵站中的應(yīng)用論述[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2015(7):103-104.