淺談景豐聯圍泵站工程的信息化建設

李建強

肇慶市景豐聯圍管理局 廣東 肇慶 526000

正文：

1 泵站信息化建設目標

隨著近年來經濟社會的飛速發展，城市澇區內的工農業生產的不斷發展壯大，產業結構不斷調整，城市建設的規模不斷擴大，對工程管理的信息化要求也越來越高，信息化的提高一方面可以提高泵站的管理工作效率，另一方面也能對泵站進行實時狀態的監控和掌握運行情況。對于景豐聯圍11座泵站樞紐工程，實現狀態監測與信息化、自動化建設，進行優化調度和高效經濟運行、降低機組事故率，研究部署整個景豐聯圍加固工程建設后的信息化系統建設、監控、調度的體系，并逐年完善、投入運行。

泵站信息化建設主要表現在三個方面：一是選用技術的先進，系統采用了先進的GIS技術、GPRS無線傳輸技術和成熟的數據庫技術等；二是系統的構架先進，系統以B/S和C/S相結合的體系架構建設，從而擴大系統應用的覆蓋面和提高系統的可維護性；三是系統維護方式先進，方便實用，系統通過分級授權，以水庫管理所、電排站等實現在線維護，確保數據的時效性和準確性，保證了系統有較長的生命周期。

2 泵站自動化監控系統

景豐聯圍加固工程包含更新改造8座泵站，在工程建設中同時實施了8座泵站各自的計算機監控系統建設。泵站自動控制及保護系統采用計算機監控系統及微機型保護裝置，對全站主要電氣設備，公用設備等進行集中監視和保護控制，并實現其自動化。包括了：微機監控系統、微機保護系統、視頻圖像系統、直流電源系統綜合自動化（信號的采集、傳輸及處理部分）。景豐聯圍堤壩安全監測工程，主要由監測儀器（傳感器）、監測數據自動采集系統（包括分布式網絡、現場測控單元及中央控制設備）、雨、水情監測系統等組成。通過采集工程中的閘、站主機組、高低電氣和輔機等設備實時運行狀態信息，進行科學的分析和診斷，及時發現并消除工程設備運行隱患和故障，同時利用信息化系統，實現泵站樞紐工程遠程管理，提高泵站運行可靠性。通過實時采集電量、溫度、壓力、水位、流量等數據，綜合分析工程內各站及其他配套工程數據，建設科學的運行模型，優化運行工況，實現調度優化。

3 西區泵站自動化建設案例

西區泵站是城區西部唯一的一級排澇泵站，坐落在景豐聯圍景福圍堤段樁號4+000處，擔負著城區13.5平方公里范圍內的排澇任務，是重要的防洪工程。該泵站等別為Ⅲ等，規模中型，設計排澇標準按10年一遇24小時暴雨一天排干，設計排水流量為38m3/s，工程總裝機容量為6500kW。

西區泵站的自動控制設計根據國家部頒有關設計技術規程要求，做到安全可靠、技術先進和經濟合理，工程采用計算機自動化監控系統，按照“無人值班、少人值守”原則，綜合利用自動化控制、微機保護、圖像監視和計算機網絡、通信技術，建立先進的自動化監視和控制系統，實現在本工程的中控室監控，遠期通過通訊網絡實現與水利局信息監控中心的遙測、遙控、遙訊、遙調目的，提高整個工程的安全性和可靠性，充分發揮工程的經濟效益和社會效益，促進工程管理的科學化、現代化。

1）監控對象

微機監控對象有站用變壓器、10kV進線、10kV 斷路器、0.4kV斷路器、防洪閘門、直流系統等，見下表1。

表1 主要監控對象

2）系統要求

計算機監控系統采用星型單以太網絡、分層分布開放式結構，由主控層和現地控制層組成。主控層與現地LCU層采用以太網通訊；現地LCU層與對象單元采用RS485總線通訊，通訊介質采用雙絞線電纜。

3）泵站主控層

主控層設有兩套操作員工作站、一套工程師兼通訊管理站、10/100M快速以太網交換機、語音報警裝置、GPS及打印機、顯示器、鍵盤等設備。操作員工作站負責整個泵站計算機監控系統的管理，數據庫管理，在線及離線計算功能，各種圖表、曲線的生成，事故和故障信號的分析處理。工作站采用雙機冗余配置熱備份工作方式，自動完成雙機無擾動切換，保證系統的穩定運行。在主控層操作員集中監視泵站所有設備的實時運行情況，并根據現場的條件（水位、流量、雨量等）和調度要求，然后通過計算機網絡自動順序向泵組本地控制單元發布控制命令，指示和監測各泵組的執行和運行情況，保證泵站優化運行。

4）現地控制單元(LCU)

現地控制層根據系統功能分布的特性與要求，每臺機設置一套現地控制單元（LCU），全站設5套機組LCU和1套公用LCU。機組LCU完成機組、機組輔機系統的實時數據采集、調整、控制、保護、狀態監視及與上位機的通信聯絡。機組現地控制單元配置液晶顯示屏作為人機接口，屏面配置機組的電流表、電壓表、功率表、機組斷路器的操作開關、停機按鈕等。

公用LCU主要負責對10kV進線、10kV母線聯絡、站用電系統及輔助設備的電量、非電量、開關量數據的采集與控制管理，對內外河水情的監測，及與保護上位機的通信聯絡。外江閘門和節制閘設閘門控制箱，內裝PLC并與公用LCU通訊。輔機系統采用常規繼電器控制回路，僅將報警和遠程控制信號接到公用LCU，通過公用PLC與管理層相連。

現地控制單元要求能保證當它與上位機斷開聯系時仍能實現對機組進行必要的監控功能，當它與上位機恢復聯系后又能自動的服從上位機的控制和管理。設備的遠方控制與現地控制二者之間既可通過上位機自動切換，也可在現地手動切換。以手動優先、下層優先的方式或者其它用戶指定的方式，使運行操作人員能方便地在各控制層之間選定對設備的控制權，對無控制權的控制設備進行閉鎖。

4 泵站互聯網系統

景豐聯圍泵站工程的布置情況，沿線共有11座排澇泵站、60 km的堤圍，對電排站的監控系統采用光纜與景豐聯圍防洪調度中心連接，并對堤壩安全監測系統進行集中、統一管理。由于各泵站計算機監控系統中使用的本地電腦老化，經常出現故障，造成數據儲存傳輸異常。而且數據傳輸光纜經常被施工挖斷損壞造成通訊中斷導致數據傳輸丟失。為此，本人建議增設一套OPC服務器，用于泵站數據統一采集直接采集PLC數據，每個泵站增加兩套CIMCITY/IFIX/INTOUCH，避免電腦損壞等故障造成數據傳輸丟失，大大增加數據傳輸穩定性。數據傳輸方面，采用租用電信光纖的方式進行通信傳輸，基本很少出現故障。為對管理平臺進行升級，使相關管理單位可通過外網網址登陸方式看到發布信息，開發微信管理平臺APP，方便技術人員、三防管理人員可以在移動端登陸辦公；增設OPC服務器，用于泵站數據統一采集。

5 結語

數據庫技術、WEBGIS技術、JAVA或.NET技術、BIM技術、GPRS無線傳輸技術、水量、水位等的量測技術等，基本為成熟技術，性能穩定，具有較好的適應性，為景豐聯圍防汛調度中心信息化建設提供了良好的技術環境。同時，借助網絡及信息技術，建立業務應用系統，實現泵站樞紐工程綜合運行數據的統計分析和報表的自動生成，達到辦公自動化、管理規范化，提高樞紐運行和管理效率。