計算機監控系統在上橋抽水泵站中的應用

路國強 路玉鋒

計算機監控系統在上橋抽水泵站中的應用

路國強 路玉鋒

上橋抽水泵站是茨淮新河上的重要工程，裝有6臺水泵機組，配套電動機為1600kW同步電動機。擔負著200多萬畝農田灌溉及茨河、躍進溝等排澇及航運供水任務。該泵站于1973年動工興建，1978年建成，2001年完成計算機自動化監控改造，并在應用中進行升級以滿足泵站汛期日益繁重的灌排任務，確保機組安全運行。

二、監控系統的結構

目前采用的監控系統為分層分布全開放式系統結構，由按功能分布的主控層及按對象分布的現地單元層組成（見圖1）。主控層設備包括主控工作站1、主控工作站2、工程師站、廠長終端、UPS電源、網絡正向隔離裝置、WBE服務器及網絡設備等構成，并能與保護系統、直流系統、勵磁系統相互通訊完成數據交換、顯示、報警等功能；現地控制單元包括7套LCU，2臺機組LCU合用一個現地柜，開關站和公用設備合用一個公用現地柜。主控層和現地控制單元通過2臺交換機相連組成雙冗余100Mbps星型以太網，交換機通過屏蔽雙絞線與主控層各工作站相連，通過多模光纖與各現地控制單元相連，系統以手動優先、下層優先的方式設置必要的硬件和軟件閉鎖，使運行人員能方便的在各控制層之間、計算機與現地控制設備之間可選定對設備的控制權，對無控制權的控制設備進行閉鎖。

三、系統功能

1.主控層功能

（1）數據采集與處理

科技是第一生產力這個論斷，同樣適用于高校的食品衛生安全管理。飲食總公司分別對食堂進行了“明廚亮灶”和“視頻門禁”兩個專項建設。其中，學校通過兩期的“明廚亮灶”建設，共投入121萬元，在12個樓面食堂共安裝286個紅外攝像頭，實現了對2萬多平方米的食堂所有加工區域進行全方位、全時段的實時監控，而且所有視頻匯集到總公司中心監控室。而通過“視頻門禁”建設，總公司對學校所有食堂的后廚出入通道實現全面刷卡管理。通過這種升級管理手段的辦法，師生們對食堂生產加工安全方面的疑慮減少了，總公司對食堂食品安全生產內控的能力增強了。

主控層從LCU實時采集反映全泵站主要設備運行狀態和參數的各種數據（見圖2）。如模擬量（如機組定子、推力瓦、導軸瓦溫度、葉片角度、油水氣壓力等）、交流量、脈沖量、通信量、循環掃描開關量和中斷開關量等，并對全站主要設備進行集中監控管理，主要包括設備的調節控制、工況轉換及參數設置等操作、防誤操作輸出閉鎖、報警記錄及歷史查詢、事件順序記錄、事故追憶、溫度趨勢報警與分析、事故語音報警、畫面軟拷貝、運行統計報表生成、系統數據庫管理等功能。

（2）水泵機組投運過程中全計算機自動控制

水泵機組啟動、停止，主變與站變開、關，輔助設備及油氣水系統工作等，均實現了計算機全自動控制（見圖3）。

（3）水泵機組運行過程中可閉環調節和控制

可根據水位、流量，實施水泵葉片運行角度優化調節及機組無功調節。

（4）簡潔、直觀的可視化順控流程

圖1 上橋抽水站系統結構圖

按流程圖方式對控制進行組態、顯示與操作；支持流程執行后回放功能，流程調度支持單步、斷點連續等執行方式；支持在線修改、調試和離線仿真。

圖2 上橋抽水站運行監視圖

圖3 上橋抽水站1#機組開停機流程監視

（5）畫面顯示

可顯示各種電氣接線圖，油氣水系統圖。開關狀態、各種水泵機組運行參數如：電壓、電流、有功、無功、功率因數、流量、葉片角度、真空度及輔助設備相關電氣參數等。

（6）遠程監控

隨著互聯網技術的日新月益，實時監控系統的遠程控制功能在互聯網上得以實現，通過遠程計算機安裝可通過互聯網→正向隔離裝置（網隔）→登錄服務器完成遠程監控功能。

2.現地控制單元層功能

LCU作為監控系統的底層控制設備，主要是完成各類數據的采集與預處理，并定是時、隨機或響應主控級的召換，向主控級發送采集的數據和各類報警信息，同時接受主控級出現故障或退出運行時，LCU仍能正常運行和就地實現對設備的基本監控功能，如數據采集、處理和設備運行監視；設備調節控制、工況轉換及參數設置等操作；事件順序記錄；硬件自診斷功能，并進行在線診斷報警。

四、系統配置

1.主控層配置

（1）操作員主控工作站

各站從LCU實時采集反應全站主要設備運行參數的各類數據，更新數據并廣播發送至上位機所有站點，運行AGC/AVC后臺程序，同時作為人機接口，供運行人員對全站主要設備進行集中監控。

（2）數據服務器站

利用相關服務器站使用redhat5.5 Linux操作系統用于上位機GPS對時，各圖表曲線的生成、事件追憶、溫度趨勢報警、分析及數據存儲等功能。

（3）工程師站（兼廠內通信站）

工程師站1臺使用Windows7操作系統，用于進行設備維護調試以及培訓仿真等功能；并兼廠內通信站功能完成對保護系統、勵磁系統、直流系統的實時信息的采集。反映設備實時狀態的遙信、遙測數據。

（4）網絡設備

使用交換機2臺，每臺交換機分別通過超5類屏蔽雙絞線與上位機各站的網卡相連，通過多模光纖與LCU以太網模塊相連，構成雙冗余100Mbps星型以太網。

（5）UPS電源冗余方面，該泵站主控層設備采用集中供電，兩套交流不間斷電源構成雙電源并列供電，2套作為后備電源，LCU其他專用監控裝置采用交直流雙供電插箱FDPM，其專用一路直流電源及一路交流不間斷電源分散供電，即使全站交流全部停電的情況下，監控系統也可由蓄電池的直流電源繼續工作一段時間，為泵站監控系統的穩定工作提供了可靠的電源保證。

2.現地控制單元配置

微機監控裝置現地控制單元層LCU均采用智能可編程控制器，公用LCU屏還配置了智能液晶觸摸屏，交流采樣裝置、功率、電壓、電流變送器、型智能儀表等設備。

五、結語

上橋抽水站使用計算機監控系統以后，泵站控制運行技術達到國內先進水平，在泵站行列處于領先地位。主要體現在控制、監視、保護計算機化，勵磁微機化，系統網絡化。實現中央集控、遠方操控監視、輔助系統自動化，保證防汛抗旱及時開機運行，提高泵站運行效率；實現對泵站油、氣、水的實時監控，保障機組安全可靠運行；實現事故追憶、故障自動查詢、運行指導、報表自動打印，提高泵站運行管理水平。該技術可為水利及相關行業的技術進步發揮巨大作用

（作者單位：安徽省蚌埠閘工程管理處 233050 安徽省茨淮新河工程管理局 233010）

（專欄編輯：張 婷）