自动化监控系统改造方案

1、自动化监控系统改造方案一、工程概况大套第二抽水站位于盐城市滨海县大套乡境内，通榆河与套坎河的交界处，是通榆河枢纽的重点工程之一，包括四座配套水工建筑物。该站可供滨海、响水地区及沿海垦区生活用水及农业消费用水。大套二站选用半调立式轴流泵，单机流量103/s，配套710k立式同步电机6台，设计扬程3.7。辅机系统包括一台压力滤油机,主机通风轴流风机，水力测量系统及供排水系统。枢纽变电所为通榆河枢纽工程配套专用，设35/6.3kv、6300kva主变一台，35/0.4kv、315kva站变两台。配套建筑包括四孔回转式格栅清污机、两孔站上送水闸、一孔灌溉东闸和一孔排涝涵洞。二、工作环境水文气象：本工程

2、位于亚热带北缘，具有典型的海洋气候特征，年均降水1000左右，多集中在69月，710月份台风，风暴雨频发。年平均气温14，极端最高气温39.6，极端最低气温17，夏季多偏南风，天热而且潮湿，冬季多偏北风，天晴而寒冷。电磁环境：现场50米范围内有35kv变电所、35kv架空线，应确保监控系统在此环境下平安运行，其相关设备的电磁屏蔽特性应保证监控系统能正常工作，且不影响其它设备的正常工作。三、监控系统的施行标准1设计原那么系统设计遵循可靠性第一、其次为先进性的原那么，且保证系统的可维护性、操作的方便性和将来的可扩展才能。大套二站综合自动化系统应具备如下功能:数据采集与处理、运行监视和事故报警、控制

3、与调节、数据通讯，要求开发出一套性能优异、高可靠性的适用于大套二站的计算机监控系统软件,实现大套二站6台主机、辅机及配套涵闸的自动控制，满足少人值守，并且有在枢纽管理处接收远传数据，实现远程监控的要求。2系统的可靠性1系统所选用主要硬件为国际知名品牌公司的产品，质量可靠；2系统所选用网络方案为目前国际通用网络tp/ip以太网，数据通讯可靠；3系统底层通讯为国际成熟的总线通讯dbus规约，数据通讯可靠；4系统所选高压保护装置应为集控制、保护、测量、信号远传于一体的综合装置，符合将来自动化技术开展的要求。3系统的扩展性1硬件扩展灵敏；2系统数据均在效劳器中管理，系统与上一层的联网变得很容易；四、大

4、套二站主要监控设备的配置原那么继电保护系统采用微机综合保护装置选用法国alst公司产品ip127、p241、p632。根据?继电保护和平安自动装置技术规程?，本综合自动化系统方案将对大套二站以下主要电气自动化设备进展保护、监测、控制和信号远传，同时配以视频监视系统，用于监视泵站运行概况，使得监控更直观。1高压电气部分：1)35kv进线回路1回，实现对其的各种保护，测量电流、电压、功率、频率，检测开关状态及动作次数等主要参数，通过控制室计算机可直接控制回路的分合闸；记录管理动作事件；2)35kv/6kv主变压器1台，实现对其的各种保护，测量高压侧电流、电压、功率、主变温度，检测主变上侧开关动作情

5、况及次数等主要参数，通过控制室计算机可直接控制高压侧主回路的分合闸；记录管理动作事件；3)35kv出线至废黄河地涵回路1回，实现对其的各种保护，测量电流、电压、功率、频率，检测开关状态及动作次数等主要参数，通过控制室计算机可直接控制回路的分合闸；记录管理动作事件；4)高压开关室6kv进线回路1回，实现对其的各种保护，测量电流、电压、功率、频率、检测开关状态及动作次数等主要参数，通过控制室计算机可直接控制回路的分合闸；记录管理动作事件；5)6kv高压电机6台，实现对其的各种保护，测量电流、电压、功率、温度，检测开关状态及动作次数等主要参数，通过控制室计算机可直接控制电机的分合闸；记录管理动作事件

6、；6)上述各回路中，应包括开关位置状态、地刀位置状态、断路器小车位置状态、弹簧未储能状态的监测；2低压电气部分：1)380v进线及相关供电回路，测量站变低压侧的三相电流、电压、功率等，测量开关状态，通过控制室计算机可直接控制回路开关的分合闸；2)辅机控制回路，测量各回路开关的状态，通过控制室计算机可直接控制各回路开关的分合闸；1#、2#供水泵和排水泵以及冷却风机、清污机桥等的运行监控；2闸门部分：1)泵站出口闸门12扇，通过监控系统控制闸门开启、关闭，利用原先门高开度仪的通讯口接入监控系统来监测闸位，控制室计算机可根据闸位信号和闸门限位信号控制每一扇闸门的启闭；2)出水闸门2扇、灌溉闸1扇、排

7、涝涵洞1扇，对应增加4套自收缆闸位计对现有4扇闸门进展监测，并可以进展闸门升降控制。3传感器部分：1)泵站上、下游水位、闸上水位监测共计4个；2)排水廊道水位监测1个3)供水母管压力监测2个、供水母管滤水器压差2个、每台机组地示流信号器共6只。4视频系统在控制室、进水池清污机桥、主厂房、出水池等处共设12台摄像头，其中两路云台可控，视频信号引入控制室的视频多媒体管理子机，实现重要场所的视频监控；5励磁测量部分现有励磁为晶体管保护，不能实现微机控制。可以采用两种方案：方案一是更换为微机励磁装置，可以通过计算机监控系统对其进展直接监视和调节；方案二是在6台励磁柜内对应装入6台变送器将励磁电压、电流

8、送入微机，从而实现励磁的微机监测功能。五、大套二站自动化监控系统功能1保护装置的功能1馈线微机保护装置具备速断保护、三相过电流保护、零序过电压保护、低电压过电压保护、断路器失灵保护等。测量包括：a3、v3、hz、var、va、h、varh、故障录波。具备足够的开关量输入，具备rs485通讯和tp/ip通讯才能。2变压器微机保护装置具备比例式差动保护、速断保护、过电流保护、频率保护等。测量包括：a3、v3、hz、var、va、h、varh、128周波录波、变压器油温，可有载调压，具备足够的开关量输入，具备rs485通讯才能。3电动机保护装置具备三相过负荷保护、速断保护、过低电压保护20-100v

9、、温度保护等。测量包括a3、v3、var、h、varh、v、hz、s及10点rtd温度。具备rs485通讯才能。2主机测控单元功能u与中央站操作站和效劳器通讯，接收开停机、工况调节等命令。u巡测机组电流、电压、有功、无功、功率因数及各设备状态开关状态u根据上级控制命令，施行机组自动开、停调节等操作。u数据采集、处理和系统诊断，并向中央站发送实时运行信息。u人工键入指令，施行自动开停、调节等操作，并显示机组运行状态各类参数。u实现机组启停时相关设备地互锁联动。u具有自检功能。现场控制单元是站内控制机组运行的最高一级自动控制单元，能独立于系统其它设备进展工作。3辅助控制单元1变电所的测量、控制和微

10、机保护装置的管理。2泵站供水泵、排水泵等辅机设备的运行监视和控制。3泵站水文数据、排水廊道水位的采集。4控制室监控站的功能1联网功能与上一级处机关局域网进展联网，可以通过网络接收带密码的处级调度、控制指令并向上一级局域网发送本站实时运行信息。2数据采集与处理功能系统可巡测泵站各种实时数据与状态信号，进展必要的数据预处理并建立当地实时数据库和历史数据库。数据采集包括：l模拟量：电气模拟量，非电气模拟量及温度量。l开关量：状态信号，事故信号；l其他量：压力量，闸位，保护事件等。3参数越复限报警、记录、统计计算机监控系统可以自动对当班、当月、当年的参数越复限情况进展统计，并记录下来。4设备运行时间统

11、计目的是作为其使用情况和寿命以及运行平安性可靠性判别的根据。参数在线修改，系统工程师可在线对运行状态判别条件，预置参数和计算公式进展在线修改。5控制与调节功能系统设人工操作自动控制与优化调度自动运行方式选择功能。手动操作和自动控制。操作员利用鼠标或键盘，根据泵站当前的运行情况和控制命令，对泵站的运行进展控制。控制的内容包括机组的开、停机操作、断路器操作等包括各公用设备。操作员可在界面上点击所控设备图形控键，界面上自动弹出控制模拟键和操作流程图，操作员要点击所需控键后，计算机自动施行操作流程，并能在流程图上观察每一步的执行情况和流程受阻情况的部分及原因，进展开环运行指导、闭环自动控制操作和调度。

12、开操作票。对泵站常用的重要操作如开、停机操作，系统可根据现场操作规程自动生成运行操作票，提供编辑、闭锁、确认、打印等各种功能。6设备运行统计记录及消费管理计算机监控系统将能对各设备的运行情况进展统计记录,某些信息还将自动提示给操作值守人员.统计的类型包括设备运行时间、各主设备及各主要辅助设备的状态进展变位及变位时间的统计，必要时产生报警。另外，计算机监控系统还将对参数越限及定值变更等情况作出统计记录,并可以自动生成各类报表、日志、自动生成和打印操作等。所有功能分为以下几类：n泵站运行记录。记录的内容包括当班、当月、当年的泵组运行时间。其初值及时间性区段的设置可通过调度或由运行值班人员通过人机对

13、话方式实现。n主要电气设备动作及运行记录。计算机监控系统对各主要电气设备的动作次数和运行时数自动加以统计和记录，其内容有：n机组。开、停次数；本次开机运行时间，累计开机运行时数，泵组停机小时数，泵组检修退出时数。n开关。断路器合闸次数，正常跳闸次数，事故跳闸次数。n操作记录。计算机监控系统将对各种操作进展统计和记录，其中包括手动方式开、停机、断路器的手动合、跳闸等。n事故及故障统计记录。计算机监控系统对当班、当日、当月、当年的各类事故及故障的内容和次数进展统计，作为资料保存。n参数越复限统计记录。计算机监控系统可以自动对当班、当日、当月、当年的参数越复限情况进展统计，并把它们记录下来。n运行日

14、志及报表打樱系统将按照运行操作人员的管理和要求打印运行日志和报表。打印内容以及打印格式可以事先设定。打印方式有定时自动打英随机召唤打印等形式。7画面显示画面显示是计算机监控系统的主要功能。画面调用将允许自动及召唤方式实现。自动方式是指当有事故发生时或进展某些操作时有关画面的自动推出，召唤方式由操作员直接操作某些功能键或以菜单方式调用所需画面。画面种类包括各单线图、曲线、报警画面、运行指导、表格等。n系统图类。主要有：主接线图、直流系统图、泵剖面图、液压油系统图、供排水系统图、综合保护器测量组合显示画面动态测量、低压回路测量显示画面动态测量n曲线图类。通过数据库调用，系统提供电机负荷曲线以及各类

15、运行图，机组启动及停机时电流、电压、有功功率、转速、泵站进出水压力变化过程曲线，计算机监控系统将按照操作运行人员的要求，自动地组织有关数据及其相应时间区间，并显示在屏幕上。n棒图类。通过数据调用，系统提供了各类运行参数的棒图，包括主要运行参数；油压力及主变温度等极度限值与实际值、设定值比照等有关运行指标的显示。n报警画面类。系统具有模拟量的越限报警、复限提示以及有关参数的趋势报警，事故、故障顺序记录及监控系统自诊报警等功能，一旦报警发生，在各界面上均弹出报警提示和简要报警说明，同时可在报警菜单内查询详细资料。在监视屏上通过颜色变化显示报警内容。n表格类。包括参数及参数给定值、特性表、定值变更统

16、计表，各类报警信息统计表、操作统计表、各类运行报表、运行日志、操作票等。n运行指导类。系统内安装“帮助栏，给出详尽的运行指导，包括开、停机操作指导，主系统操作指导，站用电系统操作指导画面、各类提示信息等。以上几类画面可按值守人员要求组合在一起显示，也可以单独显示。8语音报警功能当需要对重要操作进展提示，以及泵站发惹事故或故障时，本功能可以用准确、明晰的普通话向有关人员发出报警。在主菜单中设有命令检索和报警功能，并能提供用户最近500条命令和500条报警记录。全站设有一套语言报警装置,语言采用普通话女声。对事故和故障采用不同频率的音响。在出现故障情况时,语言报警装置自动发出语言报警，并在任何画面

17、上均可显示出故障或事故的位置。故障分预告和事故，并能手动或延时自动复归。9人机联络操作人员通过rt、键盘、鼠标以及打印机实现对全站运行的监视、控制、调节、在线修改定值、画面调度、报表显示和打印等功能。10系统自检和自动重启动系统具有自检功能，软件任务超时处理及过程通道故障检测。当主工作站故障包括内存、磁盘、i/及pu等的故障和软件任务执行异常等时，将控制权自动权自动切换到备用工作站。软件超时能实现功能软件的故障自启动功能。通道检测包括对i/过程通道在线自动检测，检测的内容有通道数据有效性合理性判断，故障点自动查找及故障自动报警等功能。11具有双机热备，故障自动切换功能该系统上位机为双机冗余设计

18、，运行值班主机可预先任意选定，双机通过以太网通信。系统软件根据值班主机的运行状态、通信、硬件、软件等状态，进展跟踪判别。一旦值班主机出现异常，系统可给出切换信号，由备用机代替值班主机，同时给出主机故障提示。12控制与调节控制与调节对象：主、辅机、上下压电气设备以及闸门。控制与调节方式：当控制方式切换到计算机控制为主方式时，中控室值班人员通过主操作站对设备进展监控，完成以下内容：n自动完成开、停机组。n机组结合运行的投/切。n电气设备开关合/分操作。n各种辅助设备的操作供水泵、冷却风机等辅助设备的开、停、自动操作。n各闸门的控制调节。n各种整定值和限值的设定。n各种信息处理。5视频系统的功能n视

19、频画面可4、9分割显示；n权限设定，操作有口令保护；n网络图象传输功能；六、系统硬件技术要求1监控计算机n工业级控制计算机；ip-610p；npu:p4/2.4g以上;nra:256;nhd:不小于80g以上;n显示器:philips21大屏，分辨率为1280*1024，平面直角；n多媒体配置；n软件环境：in2000/nt4.0np网卡310/100、声卡2现地控制站1高压保护装置n具备常规的电流、电压保护功能；n具备电流、电压、功率、功率因数、电度等的自动监测功能；n具备rs485通讯才能，支持dbus规约，波特率最高速率应到达19200bps；n具备不少于8点的开关量输入点和6个开关量的

20、输出点；n具备故障录波才能；n供电电源为交/直流两用；2变压器保护装置n具备差动保护和常规的电流、电压保护功能；n具备电流、电压、功率、功率因数、电度等的自动监测功能；n具备rs485通讯才能，支持dbus规约，波特率最高速率应到达19200bps；n具备不少于8点的开关量输入点和6个开关量的输出点；n具备故障录波才能；n供电电源为交/直流两用；3主机保护继电器n具备常规的电流、电压保护功能；n具备电流、电压、功率、功率因数、电度等的自动监测功能；n具备rs485通讯才能，支持dbus规约，波特率最高速率应到达19200bps；n具备一定的开关量输入点和开关量的输出点；n具备10个rtd的温度

21、输入接口，可实现电机的温度保护跳闸；n供电电源为交/直流两用；4现场辅助控制单元pln模拟量输入模块的分辨精度为12位半；4-20a输入，支持两线制现场仪表；n开关量输出模块为继电器输出类型，触点容量不小于2a；nup才能：可支持4096个点，程序扫描周期不大于1.0s/k，可直接支持tp/ip以太网络；n通讯模块具备可编程的才能，便于支持现场智能仪表，不同规约的通讯编程，模块支持rs485dbus通讯；七、系统技术指标1系统指标操作站画面刷新速度2s事件状态量采集以及开关操作反应时间1s模拟量采集周期1s控制命令的执行时间1s系统操作站计算机无故障运行时间不小于15000h系统现场控制站无故

22、障运行时间不小于45000h系统接地电阻1欧姆2系统可靠性为保证系统的高可靠性，除了选用高可靠性的硬件设备外，还采用以下措施：现场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。个别的现场监控单元故障，不会对系统或其他单元构成影响。系统软件、硬件设置监控定时器看门狗功能。对控制指令的发布规定操作权限，命令传送须经过巡回认证，数据采集经过合理性判别和处理，以防误操作。因系统处于强电环境下运行，现场监控单元对系统的输入信号均采用光隔技术。采用浮空接地技术，输出信号采用光隔加中间继电器隔离等保护措施，以防工业干扰和雷电的影响，减少数据出错和元件的损坏。在监

23、控系统与网络之间设置软件防火墙，对外部指令进展鉴别和过滤确保系统平安。八、系统的构造及配置根据要求，整个系统分为微机监控系统和视频系统两大部分。微机监控系统由三部分组成：中央操作单元、网络管理单元和现场保护与测控单元。视频系统由四部分组成：前端设备、传输设备、控制设备及显示设备。整个工程系统采用分布式构造。8.1自动化监控系统构造微机监控系统主要由以下部分组成：l站监控工作站，二套(互为热备份)。leb效劳器，一套。l主要设备保护单元，十套；l泵站主机的测量、控制和保护管理由两台pl组成。变电所的测量、控制和保护管理及辅机设备、水位数据等测控系统由一台pl完成。l灌溉闸、送水闸、排涝闸、清污机

24、的测量和控制分别由一台微型pl实现。l传感器，假设干。l以太网交换机一台。将现场的7台pl、监控操作站和eb效劳器连接起来。系统构造见“大套第二抽水站自动化监控系统框图。系统的主要设计思路是分散数据采集、控制、保护，集中操作、管理。这样的构造配置形式使得系统重要的测量、控制和保护功能分布在位于现场的各台智能测控装置上，速度快，且实现了部分自治。各现场测控设备又通过通信网络连接起来，形成互相协作的整体，便于集中监视、操作管理和进展必要的统计。系统还方便地与水情网络或者internet连接，向上级管理部分提供泵站地实时运行数据、运行统计数据和管理信息。8.1.1监控操作站监控操作站是整个系统的中枢

25、系统。监控操作站承受操作员的指令并通过网络管理单元向现场控制单元直接下达操作员的控制指令，搜集处理现场控制单元发送的所有数据和信息，并进展分析、处理、分类并予以动态显示。监控操作站主要由两台台湾研华工业控制计算机构成，装备两台21纯平监视器。为了保证系统的正常运行，两台监控操作站互为热备用，当主操作站出现故障时，备用操作站将自动接收主操作站的所有工作，实现主操作站所有功能。操作系统为indsnt/inds2000并配有sqlserver8.0数据库软件。上位机平台软件为美国柏元网控公司的ebaess平台软件。ebaess软件是基于流览器的客户端既可监视又可控制,通过使用标准的阅读器,用户可以通

26、过它对工业现场/工厂制造/过程控制及楼宇中的自动化设备进展监视和控制.设备数据将实时的显示在动态动画图画中.并且还能通过使用标准的阅读来完成整个工程的建立与运行,即对所有工程的建立/设置/绘图都可以在标准的阅读器中完成.这也是ebaess网际组态软件具有的独一无二的特点.ebaess的技术优势:(1)先进的网络实时技术由于ebaess网际组态软件是目前国际软件市场中唯一一家基于网络技术和设计的自动化监控软件。ebaess网际组态软件具有传输算法更强、网络实时性更高、网络控制更平安的特点，在512k的internet上可以实现现场实时数据2秒内刷新，画面切换5秒内刷新，是同类软件中远程实时性最强

27、的。(2)网络管理层无限扩展即客户端免费无限ebaess开放了网络管理层的扩展空间，使工程中管理层的管理人员同时监控数无限扩展，并且软件部分没有任何费用及受权的限制。工程可以根据将来网络的需要随时增加网络管理层的监控数量，为工程的将来的增值需求提供广阔空间。(3)易操作的绘图形式ebaess采用类似于autad绘图的使用方法，而且可以直接导入autad生成的dxf图档，导入的图档可以进展二次修改。为工程维护人员在对工程跌监控界面进展二次修改时提供强有力的工具，节省工作时间，进步工作效率。中央控制单元还包含hp网络打印机，处理日常报表打印工作。整个泵站监控均可以通过鼠标或键盘操作来实现，通过rt

28、可以对全站的设备进展实时监控。操作站软件界面友好，全汉化，在线操作指南可帮助用户操作。7.1.2网络管理单元网络管理单元的主要配置如下：neb、数据库/效劳器一台，选用dellp2800，x2.8g*2，1/1g，36g*2，1000，21寸，philips直角平面显示器，为双pu，双硬盘。n交换机1台，选用的是iss-1924-en24口以太网交换机。7.1.3设备保护与现场测控单元现场保护与测控单元负责全站的高压馈电回路、高压电机、低压电动机以及低压辅机部分的现场有关数据采集，并对所采数据进展加工处理后通过网络上传给中央操作单元，接收中央操作单元发来的各项指令，执行相应的测量和控制功能。当现场保护与测控单元与中央操作单元通讯出现故障时，现场保护与测控单元可以独立运行工作。根据要求，设备保护与现场测控单元要求如下表所示：序号保护与测控单元名称监控内容所选仪表数量备注1馈线保护继电器35kv进线1条、35kv出线1条、6kv进线1条p1273套法国alst产品2主变压器保护继电器35kv/6kv主变压器p6321套法国alst产品3高压主机