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智慧水利

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泵站自動化監控系統

發布時間:2017-05-18點擊量:4225
泵站自動化監控系統

應用領域:水利,泵站

    泵站自動化監控系統,是集物聯網技術、傳感技術、自動化控制技術、無線通信技術、網絡技術為一體的自動化網絡式監控管理系統。

   泵站自動化監控系統是一個完整的分布式、實時過程控制系統,正常運行方式下系統可由泵站主控計算機控制,也可由遠方管理處調度中心進行統一調度、操作與控制。站級計算機控制系統作為一個泵站內自控節點,通過通信線路與調度網絡結合在一起,完成對本站各設備運行狀態、電力參數、水位參數、報警信息等工況、數據信息的監測及歷史運行記錄數據查看、報表打印、分析等功能。


智慧水利-東谷軟件泵站控制圖


泵站自動化監控系統特點:

(1)自動化程度高

   系統按“少人值守” “少人值班”的控制要求實現泵站及調度中心的計算機遠程控制。

(2)性能完備,技術成熟

   系統采用高可靠性、高性能、技術成熟的工業級產品部件,滿足泵站工業環境的設備運行條件。

(3)集成度高

   實現泵站計算機監控系統與微機繼電保護系統、直流電源系統、電動閥門系統、變壓器系統、溫度巡檢系統、電磁流量系統、水位測量系統及其他現地控制單元之間的數據通信。

(4)先進性好

   系統配置和設備選型符合計算機發展迅速的特點,充分利用計算機領域的先進技術,系統達到當前的國內先進水平。

(5)開放性好,結構完善

   系統為全分布、全開放系統,既便于功能和硬件的擴充,又能充分保護應用資源和投資,分布式數據庫及軟件模塊化、結構化設計,使系統能適應功能的增加和規模的擴充,并能自診斷。


系統結構設計:

     泵站自動化監控系統是一個完整的分布式、實時過程控制系統,正常運行方式下系統可由泵站主控計算機控制,也可由遠方管理處調度中心進行統一調度、操作與控制。站級計算機控制系統作為一個泵站內自控節點,通過通信線路與調度網絡結合在一起,完成對本站各設備運行狀態、電力參數、水位參數、報警信息等工況、數據信息的監測及歷史運行記錄數據查看、報表打印、分析等功能。


泵站自動化系統結構如下圖所示:

系統結構圖


       各泵站建設有公有LCU柜及機組LCU柜,與前端測控裝置進行通訊,通訊的形式有開關量信號、模擬量信號等,同時PLC系統通過網絡模塊與上位系統進行數據交換。各串口通信智能設備通過通訊服務器進行串口與TCP/IP網絡的協議轉換,進入PLC系統。


典型的泵站自控系統建設內容及結構拓撲圖如下:

       站內高壓設備及線路、廠變、主變等微機保護裝置接入。

        站內電量計量裝置接入。

        直流屏信息采集。

        主變刀閘狀態監測。

        同步電機勵磁裝置采集

        電磁流量計信息采集。

        進水閥門位置監測。

        出水管道壓力測量建設。

        泵前池水位、集水井水位、地下水監測井水位等監測建設。

        機組溫度監視建設。

        電動機冷卻風機自控系統建設。

        現地控制單元LCU建設。

        組態監控軟件系統建設。

網絡拓撲結構圖

智慧水利-東谷軟件系統拓撲圖

 
        泵站由站級計算機及數字通信網絡系統,與分布式的電氣、水測儀表等智能終端設備組成,最終形成:遙信、遙測、遙控、遙視為一體的綜合自動化泵站,同時設計過程滿足在線設備的自動/手動,遠動/就地操作功能。


泵站自控系統信號處理種類和方式:

1)模擬量的采集與處理

    對電量和非電量進行周期采集,越限報警等,最后經格式化處理后形成實量數據并存入實時數據庫。泵站主要模擬量有泵組進出水壓力等。

2)溫度的采集與處理

    對溫度進行周期采集,越限報警等,最后經格式化處理后形成實量數據并存入實時數據庫。泵站主要溫度量是機組中水泵、電動機軸瓦溫度、電動機鐵芯溫度或繞組溫度、軸承溫度、環境溫度等。

3)SOE開關量的采集與處理

    對事故信號、重要的故障型號等,應能以中斷方式迅速響應這些信號并作出一系列的必要的反應與自動操作、中斷開關量信號輸入為無源接點輸入,中斷方式接受。   泵站主要SOE開關量是:機組緊急停機按鈕等事故信號,事故閥的開、閉狀態,斷路器的分、合狀態,保護動作等信號。

4)狀態開關量的采集與處理

    對各類故障信號、輔助設備運行狀態信號、手動/自動方式選擇的位置信號燈非中斷開關量信號,采用定期掃查方式。對信號的處理包括光電隔離、接點防抖動處理、硬件及軟件濾波、基準時間補償、數據有效合理性判斷、啟動相關量功能(如動事故順序記錄、發出事故報警音響、畫面自動推出及自動停機等)最后經格式化處理后存入實時數據庫。泵站狀態量信息主要是機組運行、停機、檢修狀態,各閘閥的開、閉狀態、刀閘的分合狀態,泵站輔機設備的共組狀態;變壓器、饋路的投運、退出狀態,保護信號裝置的正常與動作狀態等。

5)脈沖量的累計與處理

    脈沖量的采集處理包括接點防抖動處理、數據有效性合理性判斷、標度交換、檢錯糾錯處理,經格式化處理后存入實時數據庫,也可直接通過串口通訊采集。

6)抽水量、流量及效率計算

    根據水泵楊程與流量的過程曲線和實測楊程(水位差)進行計算,系統需提供在線流量、單機與抽水量、效率等,經格式化處理后形成實時數據存入實時數據庫。

7)開關量輸出

    指各種操作指令,輸出這些信號前應進行校驗,經判斷無誤后方可送至執行機構。為保證信號電氣獨立性及準確性,輸出信號應防抖動并通過使用中間斷路器實現物理隔離。

8)信號量值及狀態設定

    由于設備原因而造成的信號出錯以及在必要時要進行人工設定值分析處理的信號量,計算機監控系統應允許運行值班人員和系統操作人員對其進行人工設定,并在處理時把它們與正常采集的信號等同對待,計算機監控系統可以區分它們并給出相應標志。


泵站自動化功能:

智慧水利-東谷軟件泵站系統整體圖


1、自動化系統功能:

1)運行實時監視

    計算機監控系統可以使運行人員通過屏幕對住設備的運行狀態進行實時監視。所有要監視的內容包括當前設備的運行及停運情況,并對各運行參數進行實時顯示。

2)參數越限報警記錄

    計算機監控系統將對某上結參數以及計算機數據進行監控,對這些參數量值可預先設定其限制范圍,但他們越限及復位時要作相應處理。這些處理包括越限報警、越復限時的自動顯示、記錄和打??;對于重要參數及數據還應進行越限后至復限的數據存儲及召喚顯示;啟動相關量分析=功能,做故障原因提示,對于一些重要參數要有趨超報警。

3)故障狀態顯示記錄

    計算機監控系統定時掃描檢查各故障狀態信號,一旦發生狀態變化將在屏幕上及時顯示出來,同時記錄故障及其發生時間,并用語音報警。系統對故障狀態信號的查詢周期不超過2秒。

4)事故追憶及相關量記錄

    在發生事故時,由個現場控制單元采集繼電保護、自動裝置及各設備的狀態量傳送到控制中心,完成事件順序排序序列、顯示、打印和存檔。每個事件的記錄和打印點名稱,狀態描述和時標,記錄的分辨率不大于5ms。應能記錄事故發生前10秒和后20秒時間內重要實時參數的變換情況。追憶量包括線電流、電壓,機組電流、電壓,軸瓦溫度、供水壓力等。事故追憶由自動控制系統完成,計算機將這些追憶數據保存與磁盤中佐歷史數據,運行人員可以召喚、顯示或打印這些數據。

5)控制與調節

    對站內泵組、主變、廠變、輔機、供電系統等設備監視與控制??刂婆c調節對象主要為變壓器、主機、輔機、高低壓電氣設備等。

    現地模式:LCU把手切換至現地位置,系統即進入現地控制模式,通過現地控制單元(LCU)內的控制按鈕或觸摸屏控制水泵的啟停和流量控制,緊急停機不受“現地/遠方”把手限制。

    遠方模式:LCU把手切換至遠方位置,系統即進入遠方控制模式,此模式為正常運行模式,通關站級,實現泵組及其它設備的遠方啟停和流量控制。

6)泵組控制流程

(1)開機流程

    檢查確認泵后閥關閉——檢查確認前池水位滿足水泵運行條件——啟動水泵機組——開啟泵后閘閥。

(2)關機流程

    關閉泵后閘閥——關閉水泵機組。

系統能根據泵站前池水位高低,通過自動切換(開啟或關閉閘閥、啟動或停止)水泵機組的個數來實現出水流量的調節。


2、人機畫面功能:

    畫面顯示是計算機監控系統的主要功能,畫面調用將允許自動及召喚方式實現。畫面種類包括動態顯示圖、單線圖、立體圖、曲線、各種語句、表格等。要求畫面顯示清晰穩定,畫面結構合理,刷新速度快且操作簡單。

◆單線系統種類

   主要包括電器主接線圖、低壓系統圖、直流系統圖、抽水系統圖等。在這類畫面上能實時動態顯示出運行設備的實時狀態及某些主要參數的實時值,同時可通過窗口顯示其他當前信息。

◆立體畫面

   在畫面上能實時顯示電流、電壓、功率、功率因數、流量、效率、溫度、水位、楊程等參數,形象直觀;能點動彈出各機組、站變、輔機等設備的控制畫面。

◆表格類

   包括參數與參數給定值、特性表、定值變更統計表、各類報警信息統計表,操作統計表、各類運行報表、運行日志、水文特征值等。

4)語音提示功能

   當計算機自動化系統檢測到系統右有事故或故障時,應能通過語音報警裝置,準確、清晰地向有關人員發出語音報警。

主要人機畫面

◆    各類菜單顯示;
◆    泵站電氣主接線圖及站用電系統接線圖;
◆    泵站及其油、水等主要輔助設備狀態模擬圖;
◆    泵站各工況運行狀態轉換順序流程圖;
◆    泵組運行控制畫面;
◆    各類棒圖、餅圖;
◆    個運行報表;
◆    報警顯示;
◆    監控系統設備運行狀態圖;
◆    維護管理報表;
◆    報警一覽表;
◆    事件一覽表;
◆    實時信息(設備狀態、運行數據、信息的有效性)總覽表;
◆    實時鏈接狀態表;


成功案例:

         鹽環定水利項目圖

 

關鍵詞:智慧水利,泵站自動化監控,泵站遠程控制系統,泵站信息化,泵站自動化,水利物聯網

 

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