太浦河泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

1 監(jiān)控系統(tǒng)配置的基本原則

太浦河泵站采用開放式分層分布結(jié)構(gòu)的全計(jì)算機(jī)監(jiān)控方式，取消或簡化常規(guī)控制手段。系統(tǒng)的配置和設(shè)備選型符合計(jì)算機(jī)技術(shù) 發(fā)展 迅速的特點(diǎn)，充分利用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，并結(jié)合泵站自動(dòng)化程度要求高的特點(diǎn)，使泵站運(yùn)行管理智能化，并能方便地完成與其他管理信息計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的連接。系統(tǒng)軟硬件均采用模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，具有高度的可靠性、安全性、實(shí)時(shí)性、實(shí)用性、靈活性和便于擴(kuò)充。監(jiān)控系統(tǒng)保證與泵站同步投運(yùn)。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)利用世行貸款，國際招標(biāo)，由 中國 水利電力物資有限公司中標(biāo)，由上海東屋電器有限公司生產(chǎn)制造。

2 泵站運(yùn)行控制方式

泵站設(shè)有三個(gè)等級(jí)的運(yùn)行控制方式：

泵站主控級(jí)控制：操作人員在中控室下命令，通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全部過程自動(dòng)執(zhí)行方式或采用分步按順序組執(zhí)行的方式，即每一步或每一順序組完成后需經(jīng)操作人員確認(rèn)，方可進(jìn)行下一步或下一順序組的操作。

現(xiàn)地控制：在泵組調(diào)試期或主控級(jí)故障時(shí)，操作人員可通過現(xiàn)地控制單元的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)控制。

調(diào)度級(jí)控制：吳江供電局通過調(diào)度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，經(jīng)光纖通道與泵站監(jiān)控系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控。遙控對(duì)象僅為35kv進(jìn)線斷路器。泵站預(yù)留接口以便將來與上海市水務(wù)局通信。

在操作員工作站設(shè)有“吳江供電局”、“水務(wù)局”和“中控室”軟選擇開關(guān)，供運(yùn)行人員確定控制方式，缺省選擇為中控室控制。在泵組各現(xiàn)地控制單元，設(shè)有“就地/遠(yuǎn)方” 軟選擇開關(guān)，缺省選擇為就地控制。緊急停機(jī)等的操作不受控制權(quán)設(shè)定的制約。

3系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和配置

3.1 網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)

本系統(tǒng)采用開放式全分布結(jié)構(gòu)，分主控級(jí)和現(xiàn)地控制單元級(jí)。網(wǎng)絡(luò)采用100mb/s快速交換式以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，采用tcp/ip協(xié)議。主干網(wǎng)采用4臺(tái)rs2系列499nos07100施耐德 工業(yè) 交換機(jī)，每臺(tái)交換機(jī)有5個(gè)端口。根據(jù)設(shè)備的布置情況，其中2臺(tái)交換機(jī)設(shè)置在計(jì)算機(jī)室，主控級(jí)的各計(jì)算機(jī)和變電站lcu通過rj45端口電纜與其聯(lián)接；2臺(tái)交換機(jī)設(shè)置在現(xiàn)地，1~6號(hào)泵組lcu和公用設(shè)備lcu通過plc以太網(wǎng)模塊、rj45端口電纜直接與其聯(lián)接。

選擇一個(gè)合理的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)提高網(wǎng)絡(luò)通訊的可靠性和實(shí)時(shí)性非常重要。經(jīng)過比選，系統(tǒng)采用以工業(yè)交換機(jī)為基礎(chǔ)的光纖以太環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）采用對(duì)等網(wǎng)工作方式，網(wǎng)上各節(jié)點(diǎn)設(shè)備（如plc站、主控計(jì)算機(jī)）以對(duì)等（平等）方式交換信息，某一節(jié)點(diǎn)設(shè)備出故障不會(huì) 影響 其他設(shè)備和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常工作。而如果采用以服務(wù)器為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的主從網(wǎng)工作方式，則網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)設(shè)備均通過服務(wù)器數(shù)據(jù)庫交換信息，服務(wù)器的工作負(fù)荷相對(duì)較重，其運(yùn)行的可靠性和數(shù)據(jù)處理速度直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和通訊速率，一旦服務(wù)器發(fā)生故障將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。因此采用對(duì)等網(wǎng)的工作方式，系統(tǒng)的可靠性明顯提高。

（2）采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備均掛接在一根首尾相接的環(huán)形線上。它具有故障冗余功能，當(dāng)環(huán)上某一點(diǎn)出現(xiàn)斷線時(shí)，環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)500ms內(nèi)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為總線結(jié)構(gòu)運(yùn)行，斷點(diǎn)兩邊的節(jié)點(diǎn)設(shè)備仍可通過總線進(jìn)行通訊，可確保系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)運(yùn)行。而如果采用總線結(jié)構(gòu)，所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備均掛接在一根總線上。當(dāng)總線上某一點(diǎn)出現(xiàn)斷線故障時(shí)，斷點(diǎn)兩邊的節(jié)點(diǎn)設(shè)備之間就無法進(jìn)行通訊，從而影響系統(tǒng)的正常工作。

（3）采用工業(yè)級(jí)快速光纖交換機(jī)進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性。工業(yè)交換機(jī)在設(shè)計(jì)、制造上具有一些不同于商業(yè)交換機(jī)的特點(diǎn)：

工業(yè)交換機(jī)通常設(shè)計(jì)成4~5個(gè)端口，而不是商業(yè)交換機(jī)那樣的多端口（12、24或更多端口），很好地適應(yīng)了工業(yè) 應(yīng)用 中分布式網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。同時(shí)端口少也意味著工業(yè)交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸管理的速度更快、可靠性更高，能更好地滿足工控場合的實(shí)時(shí)性要求。

工業(yè)交換機(jī)產(chǎn)品中所有關(guān)鍵芯片、集成電路等元器件均按軍用或工業(yè)用較高標(biāo)準(zhǔn)篩選，具有極高的熱穩(wěn)定性和電氣穩(wěn)定性，從而為整個(gè)產(chǎn)品的長期穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)

工業(yè)交換機(jī)在產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)上，包括印板布線、接地、屏蔽及結(jié)構(gòu)方面，均充分考慮了工控場合的惡劣工作環(huán)境和條件，采取了更為嚴(yán)格的防靜電、防電磁干擾、防震動(dòng)等措施，具有很高的抗干擾能力和電磁兼容性，平均無故障時(shí)間不小于17萬小時(shí)。

工業(yè)交換機(jī)被設(shè)計(jì)成具有10mbps/100mbps自適應(yīng)特性和具有連接成光纖環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的功能，特別適用于那些具有較多plc站和計(jì)算機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的場合。

下面是采用工業(yè)交換機(jī)的plc系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的部分技術(shù)指標(biāo)：

網(wǎng)絡(luò)傳輸速率100mbps

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型，星型，光纖環(huán)網(wǎng)

網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)光纖，雙絞線

網(wǎng)絡(luò)傳輸距離光纖：3100米，雙絞線：100米

網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議以太網(wǎng)tcp/ip

下表概括列出工業(yè)交換機(jī)與商業(yè)交換機(jī)的主要區(qū)別：

以上參數(shù)分別摘自施耐德公司工業(yè)交換機(jī)和3com商業(yè)交換機(jī)產(chǎn)品技術(shù)資料。

2.2 主控級(jí)

主控級(jí)包括：

2臺(tái)主計(jì)算機(jī)兼操作員工作站：雙機(jī)冗余熱備,可任選其中1臺(tái)作為主控計(jì)算機(jī)運(yùn)行,完成監(jiān)視和控制,另1臺(tái)作熱備用。機(jī)型為hp visualize x4000工作站，彩色液晶顯示器為18.1”tft。

1臺(tái)廠長總工監(jiān)視終端：只用于對(duì)泵站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視。機(jī)型為工控機(jī)+彩色液晶顯示器。

2臺(tái)通信服務(wù)器：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的對(duì)外通訊。機(jī)型為工控機(jī)+彩色液晶顯示器，其中1臺(tái)供吳江供電局專用，1臺(tái)供水務(wù)局用。

1臺(tái)打印計(jì)算機(jī)和3臺(tái)打印機(jī)

ups電源系統(tǒng)：采用梅蘭日蘭comet s31系列， 容量15kva，后備時(shí)間1h，供全站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和輔助設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)使用。輸入：380v±15%，輸出：220±1%。共設(shè)5面柜，其中1面主機(jī)柜、3面電池柜、1面配電柜，系統(tǒng)采用雙回路供電，一主一備

3.2 主控級(jí)

主控級(jí)包括：

2臺(tái)主計(jì)算機(jī)兼操作員工作站：雙機(jī)冗余熱備,可任選其中1臺(tái)作為主控計(jì)算機(jī)運(yùn)行,完成監(jiān)視和控制,另1臺(tái)作熱備用。機(jī)型為hp visualize x4000工作站，彩色液晶顯示器為18.1”tft。

1臺(tái)廠長總工監(jiān)視終端：只用于對(duì)泵站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視。機(jī)型為工控機(jī)和彩色液晶顯示器。

2臺(tái)通信服務(wù)器：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的對(duì)外通訊。機(jī)型為工控機(jī)和彩色液晶顯示器。1臺(tái)供吳江供電局專用，1臺(tái)供水務(wù)局用。

1臺(tái)打印計(jì)算機(jī)和3臺(tái)a3打印機(jī)

ups電源系統(tǒng)：采用梅蘭日蘭comet s31系列， 容量15kva，后備時(shí)間1h，供全站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和輔助設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)使用。輸入：380v±15%，輸出：220±1%。共設(shè)5面柜，其中1面主機(jī)柜、3面電池柜、1面配電柜，系統(tǒng)采用雙回路供電，一主一備，設(shè)置30回出線。

投影機(jī)：型號(hào)barco slmr6，屏幕sas 150”nwa背投。

可刻寫光盤設(shè)備和語音報(bào)警系統(tǒng)

3.3 現(xiàn)地控制單元

現(xiàn)地控制單元級(jí)包括1~6號(hào)泵組現(xiàn)地控制單元（1~6lcu）、公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元（7lcu）、變電站現(xiàn)地控制單元（8lcu）。每個(gè)現(xiàn)地控制單元均以modicon-quantum系列plc為控制核心，采用10.4”彩色觸摸屏作為人機(jī)界面。plc為模塊化結(jié)構(gòu)，具有以太網(wǎng)模塊，可直接連接100mbps以太網(wǎng)，具有雙電源熱冗余，可靠性高。

泵組現(xiàn)地控制單元（1~6lcu）

1~6lcu各1面柜，布置在機(jī)旁，用于泵組的數(shù)據(jù)采集、處理和開停機(jī)控制。泵組lcu通過232/485轉(zhuǎn)換接口采用modbus通訊協(xié)議完成與泵組6kv開關(guān)柜的微機(jī)保護(hù)單元、測(cè)量單元的通訊。稀油站plc控制裝置通過modbus plus網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與泵組lcu通訊。水泵、電機(jī)及齒輪箱的各種自動(dòng)化元件如壓力變送器、溫度傳感器、電磁閥、示流信號(hào)器等經(jīng)現(xiàn)地端子箱轉(zhuǎn)接后引入lcu的i/o模塊。

設(shè)置獨(dú)立于plc，硬布線的緊急停機(jī)按鈕、手動(dòng)開機(jī)按鈕、開/關(guān)電磁閥按鈕作為備用，以便在緊急情況和調(diào)試期手動(dòng)開機(jī)時(shí)使用。

公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元（7lcu）

7lcu共1面柜，布置在現(xiàn)地5lcu旁，用于全站公用設(shè)備的監(jiān)控。

公用設(shè)備lcu通過modbus plus網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與技術(shù)供水泵plc、滲漏排水泵plc、消防供水泵plc、清污機(jī)集中控制plc、液壓油泵站plc以及亭子港閘橋plc的通訊。各系統(tǒng)只將少量的信號(hào)以硬接點(diǎn)方式送至公用設(shè)備lcu，其它監(jiān)控信號(hào)均通過通訊方式實(shí)現(xiàn)。少量的信號(hào)包括plc裝置本身故障和電源故障，這樣即使網(wǎng)絡(luò)通訊故障，上位機(jī)和lcu也能采集到該信號(hào)，確?？煽啃?。

變電站現(xiàn)地控制單元（8lcu）

8lcu共1面柜，布置在變電站繼保室，用于變電站設(shè)備的監(jiān)控。

變電站lcu通過modbus 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與sepam繼保單元、pm500測(cè)量單元、多功能電度表、micrologic5.0p低壓400v智能測(cè)控單元、220v直流電源裝置的通訊。主變、站變、35kv和6kv母線pt等設(shè)備的部分信號(hào)通過硬布線接入變電站lcu的i/o模塊，以滿足供電部門的要求和事件順序記錄（soe）分辨率的需要，便于故障的 分析 和處理。

4　系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件配置如下：操作系統(tǒng)軟件window 2000； 工業(yè) 監(jiān)控軟件：intouch7.11；數(shù)據(jù)庫軟件：insql；系統(tǒng)編程軟件：concept。

系統(tǒng)采用intouch7.11組態(tài)軟件，并由上海東屋電器有限公司在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)了一套完整的 應(yīng)用 系統(tǒng)，從而為泵站提供了實(shí)時(shí)可靠、直觀生動(dòng)的監(jiān)控平臺(tái)。intouch7.11是當(dāng)今世界上最成熟、使用最普遍的主流工業(yè)監(jiān)控軟件之一，它具有以下主要技術(shù)特點(diǎn)：

開放易用的開發(fā)環(huán)境

intouch采用通信技術(shù)的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，并與微軟的未來技術(shù)相結(jié)合，為應(yīng)用開發(fā)人員提供了一個(gè)更加開放和易用的開發(fā)環(huán)境。intouch支持所有最新的工具，包括activex、opc、wonderware的suitelink以及標(biāo)準(zhǔn)的dde。

良好的兼容性和設(shè)備集成能力

intouch提供多達(dá)數(shù)百種的32位i/o sever,使之可以非常方便地與世界上幾乎所有plc產(chǎn)品（如ab、西門子、modicon、sguared、三菱、歐姆龍、ge……等）和絕大多數(shù)dcs系統(tǒng)及智能儀表實(shí)現(xiàn) 網(wǎng)絡(luò) 連接和數(shù)據(jù)通訊。

強(qiáng)大的組態(tài)功能

intouch提供方便易用的圖形處理和動(dòng)態(tài)顯示工具以及豐富的圖形庫。

強(qiáng)大的i/o處理能力。

intouch可以處理最多達(dá)60000個(gè)標(biāo)志的i/o信息，對(duì)這些信息實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和控制，從而滿足各種大型自控系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)的需要。

2)系統(tǒng)采用施耐德modicon plc作為基本控制單元，采用基于windows界面的調(diào)試編程軟件concept，可提供5種編程手段，既可用梯形圖又可用高級(jí)語言編寫應(yīng)用程序，，并且提供大量功能塊，使編程更加靈活方便。

5系統(tǒng)主要功能

5.1主控級(jí)功能

主控級(jí)設(shè)備在中控室和 計(jì)算 機(jī)室。主要功能如下：

數(shù)據(jù)采集：接收各現(xiàn)地控制單元發(fā)送的操作和事件數(shù)據(jù)，存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，用于畫面更新、控制調(diào)節(jié)、趨勢(shì) 分析 、記錄打印、操作指導(dǎo)及事故記錄和分析。數(shù)據(jù)采集可以周期性進(jìn)行，在所有時(shí)間內(nèi)，可由操作員或應(yīng)用程序發(fā)命令采集任何一個(gè)現(xiàn)地控制單元的過程輸入信息。

數(shù)據(jù)處理：進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼，校驗(yàn)傳輸誤差及數(shù)據(jù)傳輸差錯(cuò)的控制。生成各種數(shù)據(jù)庫，供顯示、刷新、打印、檢索等使用。對(duì)重要監(jiān)視量如溫度進(jìn)行趨勢(shì)分析，泵組流量、上下游水位、閘門開度等進(jìn)行運(yùn)行曲線顯示。

監(jiān)視：對(duì)泵站主要運(yùn)行參數(shù)、事故、故障、狀變以數(shù)字、文字、圖形、表格、曲線、色彩變化、信號(hào)閃爍及不同頻率的語音報(bào)警等形式進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。能對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視，監(jiān)視過程中的主要操作參數(shù)變化及狀變，并在lcd上顯示。當(dāng)發(fā)生過程阻滯時(shí)，給出阻滯原因及事故處理指導(dǎo)性畫面供運(yùn)行人員確認(rèn)，將泵組等設(shè)備轉(zhuǎn)移到安全運(yùn)行狀況或停機(jī)。

控制：運(yùn)行人員通過鍵盤、鼠標(biāo)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制?？刂频闹饕?內(nèi)容 包括泵站控制方式的選擇、泵組的開/停、 經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行功能的投/切、開關(guān)的分/合、有載分接開關(guān)的升/降、閘門的啟/閉、公用設(shè)備的操作、各種整定值和限值的設(shè)定等。

經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：根據(jù)操作員或上級(jí)主管部門給定的抽水總流量，自動(dòng)計(jì)算出當(dāng)前水頭下泵站的最優(yōu)泵組組合。最優(yōu)化目標(biāo)是在滿足給定總流量的條件下電動(dòng)機(jī)用電量最低，避免頻繁啟停和頻繁調(diào)整的操作，按泵站進(jìn)出水池的最佳流態(tài)選擇運(yùn)行水泵。

記錄和打印：所有監(jiān)控對(duì)象的操作、報(bào)警事件及實(shí)時(shí)參數(shù)報(bào)表都可記錄下來，并送存貯設(shè)備作為 歷史 數(shù)據(jù)。除在lcd顯示外，還能在打印機(jī)實(shí)現(xiàn)定時(shí)或召喚打印。

運(yùn)行管理：積累泵站運(yùn)行數(shù)據(jù)，為提高泵站運(yùn)行維護(hù)水平提供依據(jù)。包括：根據(jù)運(yùn)行工況計(jì)算全站消耗總功率、用電量總和、抽水量、每臺(tái)泵抽水效率；累計(jì)泵組開、停次數(shù)、累計(jì)開機(jī)運(yùn)行時(shí)數(shù)、停機(jī)時(shí)數(shù)、檢修退出時(shí)數(shù)；累計(jì)變壓器、斷路器等主設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、動(dòng)作次數(shù)，檢修次數(shù)和時(shí)間；累計(jì)油泵、供排水泵等間歇運(yùn)行的輔助設(shè)備動(dòng)作次數(shù)，檢修次數(shù)和檢修時(shí)間；統(tǒng)計(jì)各類主設(shè)備和輔助設(shè)備所發(fā)生的事故和故障次數(shù)及正常切除次數(shù)；運(yùn)行操作指導(dǎo)和事故處理指導(dǎo), 根據(jù)主設(shè)備狀態(tài)和控制要求, 顯示運(yùn)行操作和調(diào)整的指導(dǎo)性畫面, 供運(yùn)行人員確認(rèn)執(zhí)行; 在泵站主設(shè)備出現(xiàn)異常和事故時(shí), 提出對(duì)策和事故處理的指導(dǎo)性意見供運(yùn)行人員確認(rèn)執(zhí)行或僅供 參考 等等。

系統(tǒng)診斷：可對(duì)系統(tǒng)的硬件設(shè)備進(jìn)行在線和離線診斷，故障點(diǎn)的診斷到模板級(jí)?？蓪?duì)軟件進(jìn)行在線診斷，診斷出故障軟件功能塊并發(fā)報(bào)警信號(hào)。

軟件開發(fā)：泵站軟件編輯人員可以在線或離線地進(jìn)行應(yīng)用軟件，顯示畫面，報(bào)表庫等的編輯，調(diào)試，裝入、卸除和修改。在線進(jìn)行上述工作的同時(shí)能保證計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)功能的正常實(shí)施。

5.2現(xiàn)地控制單元功能

各現(xiàn)地控制單元lcu不因主控級(jí)發(fā)生故障而 影響 lcu各自的監(jiān)控功能，即可接入網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)指定的功能。當(dāng)與系統(tǒng)脫離時(shí)又可獨(dú)立工作，實(shí)現(xiàn)lcu的現(xiàn)地監(jiān)控功能。主要功能如下：

數(shù)據(jù)采集與處理：完成對(duì)監(jiān)控對(duì)象各種模擬量、開關(guān)量和脈沖量的采集；將采集的電氣量進(jìn)行工程值變換和預(yù)處理，上送主控級(jí)并在現(xiàn)地上顯示；將采集的電氣量、溫度量、泵組振動(dòng)及擺度等非電量進(jìn)行越限比較，及時(shí)將越限情況及數(shù)據(jù)送往主控級(jí)，并在現(xiàn)地顯示和報(bào)警；將采集的過程控制狀態(tài)量，電氣保護(hù)報(bào)警量、機(jī)械保護(hù)報(bào)警量隨時(shí)上送主控級(jí)，并在現(xiàn)地上顯示和報(bào)警；事故和故障情況下能自動(dòng)采集事故或故障發(fā)生時(shí)刻的有關(guān)數(shù)據(jù)，并按其發(fā)生的順序記錄事故或故障的性質(zhì)，發(fā)生的時(shí)間等等。

顯示監(jiān)視：可顯示泵站電氣量、非電量及被控設(shè)備的狀態(tài)，能對(duì)泵組起動(dòng)前條件以及各種運(yùn)行的情況進(jìn)行顯示監(jiān)視?，F(xiàn)地控制單元還留有與便攜式計(jì)算機(jī)相連的插接口，通過連接，可在便攜式計(jì)算機(jī)上顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，單元控制器狀態(tài)等。

控制調(diào)節(jié)：既可接受主控級(jí)指令，又可在現(xiàn)地進(jìn)行操作，當(dāng)現(xiàn)地控制單元上的遠(yuǎn)方/現(xiàn)地軟開關(guān)處于“遠(yuǎn)方”位置時(shí)只接受主控級(jí)指令；當(dāng)開關(guān)處于“現(xiàn)地”位置時(shí)，只可在現(xiàn)地操作，閉鎖主控級(jí)控制指令，但不影響上送信息。

通訊控制：能完成與主控級(jí)和現(xiàn)場設(shè)備的通訊。

自診斷功能：可對(duì)系統(tǒng)的硬件設(shè)備和軟件進(jìn)行自診斷，故障點(diǎn)的診斷到模板級(jí)。當(dāng)診斷出模塊的故障時(shí)，自動(dòng)閉鎖控制出口，并將故障信息上送到主控級(jí)，同時(shí)在現(xiàn)地控制單元上有顯示、報(bào)警。

6　系統(tǒng)性能指標(biāo)

6.1主控級(jí)的響應(yīng)能力

1) 數(shù)據(jù)采集響應(yīng)時(shí)間

非電量、電量等模擬量和全部數(shù)字量每1秒鐘一次采集存儲(chǔ)到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫或等效實(shí)時(shí)存儲(chǔ)區(qū)中。

2) 人機(jī)通信響應(yīng)時(shí)間

在正常的cpu負(fù)載率和通信負(fù)荷率情況下，從開始調(diào)用畫面到完整畫面出現(xiàn)的時(shí)間小于1s。

在已顯示畫面上動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)刷新時(shí)間為2-5s可調(diào)。

操作命令發(fā)出到單元控制器接收命令并回答響應(yīng)的時(shí)間小于2s。

報(bào)警或事故發(fā)生到lcd屏幕顯示的時(shí)間小于2s。

3) 主控制級(jí)控制響應(yīng)時(shí)間時(shí)間不超過2s。。

4) 主控級(jí)對(duì)調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和控制的響應(yīng)時(shí)間，能滿足調(diào)度系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約的要求。

6.2 單元控制級(jí)的響應(yīng)能力

1) 數(shù)據(jù)采集時(shí)間

數(shù)字量輸入點(diǎn)(di、bcdi)采樣周期小于0.5s。

電量，采樣周期小于0.5s。

非電量，采樣周期小于1s。

事件順序點(diǎn)(soe)分辨率小于5ms。

3)控制響應(yīng)時(shí)間

控制命令回答響應(yīng)時(shí)間小于1s。

接受控制命令到執(zhí)行控制的響應(yīng)時(shí)間小于1s。

6.3 系統(tǒng)的可靠性:系統(tǒng)的平均故障間隔時(shí)間mtbf大于10000h，現(xiàn)地控制單元mtbf大于16000h。

6.4系統(tǒng)的可利用率:整個(gè)系統(tǒng)的年可利用率不低于99.95％。

7　系統(tǒng)特點(diǎn)

采用以工業(yè)交換機(jī)為基礎(chǔ)的光纖以太冗余環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高可靠性和實(shí)時(shí)性。

主控級(jí)采用100mbps快速以太網(wǎng)構(gòu)成系統(tǒng)的主通道，plc具有雙電源冗余，可直接連接100mbps以太網(wǎng)，這是 目前 國際上先進(jìn)的技術(shù)方案，比以前流行的plc通過工控機(jī)連接以太網(wǎng)的方式，不僅提高了系統(tǒng)的可靠性，還使系統(tǒng)能更快速地進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的處理，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

大量采用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。盡量采用同一廠家、同一系列的數(shù)字化的主、輔機(jī)控制和保護(hù)裝置，例如：全站主、輔機(jī)plc統(tǒng)一采用modicon-quantum或momentum系列，保護(hù)選用merlin gerin-sepam系列，測(cè)量單元選用merlin gerin-pm500和micrologic5.0p，這樣避免了各種不同型號(hào)、不同系列的plc和測(cè)保單元使用各種不同的規(guī)約，不需增加規(guī)約轉(zhuǎn)換的硬件和軟件接口，從而提高了通訊的可靠性和實(shí)時(shí)性，為網(wǎng)絡(luò)通訊的順利實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

由于泵站地處多雷地區(qū)，系統(tǒng)采取多項(xiàng)措施以提高監(jiān)控系統(tǒng)防雷擊、抗干擾的能力，例如：電源防雷，ups的ac380v電源進(jìn)線、室外清污機(jī)plc的ac220v電源兩側(cè)均設(shè)置電源防雷器；網(wǎng)絡(luò)防雷，1~7lcu與下層設(shè)備之間的modbus plus通訊網(wǎng)絡(luò)配置網(wǎng)絡(luò)信號(hào)防雷器；光電隔離和電氣隔離，plc的輸入模塊采用光電隔離技術(shù)，輸出信號(hào)通過光電隔離輸出模塊經(jīng)中間繼電器電氣隔離后再到現(xiàn)場設(shè)備；監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置獨(dú)立接地網(wǎng)并與站內(nèi)接地網(wǎng)一點(diǎn)可靠連接；現(xiàn)場裸露設(shè)備外殼加屏蔽罩并可靠接地；信號(hào)、通訊、控制電纜屏蔽層和設(shè)備、機(jī)柜外殼均可靠接地。

自動(dòng)化執(zhí)行元件是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，正確選用和合理配置十分重要。泵站采用高精度、高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)、維護(hù)量少、性能優(yōu)異的自動(dòng)化元件，例如采用倍加福nj2-12gm-n、wem-fsu轉(zhuǎn)速傳感器和變送器；采用妙聲力的超聲波液位計(jì)；采用德國e+h的壓力變送器和壓力開關(guān)；選用倍加福的高精度、大量程絕對(duì)型多圈旋轉(zhuǎn)編碼器等等；這樣使監(jiān)控系統(tǒng)各項(xiàng)功能的正確實(shí)施有了強(qiáng)有力的保證。

8　結(jié)束語

計(jì)算機(jī)監(jiān)控是一個(gè)系統(tǒng)工程，它需要系統(tǒng)中各個(gè)部分如硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、自動(dòng)化執(zhí)行元件等有機(jī)組合，綜合考慮，它要充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、冗余技術(shù)、抗干擾技術(shù)等等。太浦河泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過一段時(shí)間的試運(yùn)行，運(yùn)行情況良好，性能穩(wěn)定，很好地滿足泵站的運(yùn)行要求，為今后類似泵站的設(shè)計(jì)提供很好借鑒。

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