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測控技术
抗电工程技本2010年第39卷第10期
金陡泵站自动化监控系统
黄华星
(大良金陡系站,广东佛山528300)
摘要:介绍了由计算机监控系统、微机保护系统、图像监视系统、供电系统以及对时系统等共同组成的金陡泵站自动化工程,并
进一步介绍了PHC、组态软件、微机保护装置、图像监控设备等关键技术。该监控系统可实现对现场水位的视频实时监控,并通口
过计算机及时控制防洪闸及排水泵的开关。
关键词:自动化监视系统;PILC;组态软件;微机保护系统;图像监视系统
中图分类号:TP27
文献标识码;B文章编号:1009-9492(2010)10-0022-02
1引言
网络交换机,一台网络打印机,一对光端机,一套CPS时
佛山市顺德区大良金陡泵站工程位于顺德第一联围南
钟系统及语音报警系统。操作员工作站由两台计算机组
线中部、金陡涌与顺德支流的汇口处,属麻江一桂畔海排
成,它们既是系统服务器,又是操作员工作站,对整个工
灌区。本工程兴建的主要目的是,提高区内的电排能力,
程计算机监控系统和数据库进行管理,具有在线或离线计
减少洪涝灾害。泵站采用2台1700ZXB10-3.5型斜式(斜
算、各种图表、曲线的生成,以及事故、故障信号分析处
300轴流泵机组,配套电动机为斜式高压同步电动机理等功能。运行值守人员通过图形化画面,进行整个工程
为600kw,泵站总装机容量运行监视、控制和数据库报表管理。它们的工作方式互为
1200w。根据顺德水利信息化建设规划要求,本泵站工程热备用,即两台主机系统同时工作。当主用机发生故障
为大良镇水利(站)群监控工程项目的主体工程之
时,备用机的数据库具有对故障系统相同的内容且继续对
采用微机保护和微机监控系统。微机保护和微机监控系统
过程作数据登录,并且对以前登录的数据具有完全的访问
立足于高起点、高标准,按照“无人值班、少人值守”的
权限,一旦主用机恢复正常,就可以自动地进行数据同
原则和要求进行设计,综合利用自动化控制、微机保护、步,切换过程无扰动。网交换机通过光端机与大良水利
图像监视和计算机网络、通信技术,建立先进的自动化监
(站)群监控中心联网,接口速度100Mbis,接口协
视和控制系统,以提高本工程的安全性、可靠性,充分发
议为 TCP/IP。网络和传输设备保证泵站工程的所有数据及
挥工程效益,促进工程管理的现代化。
控制信号和图像实现实时的高速传输,满足大良水利闸群
2系统简介
监控中心对泵站工程进行监视和控制的要求。
金陡泵站自动化监控系统主要包括:计算机监控系
现地监控层包括三套LCU控制柜,其中一套机组ILCU
控制柜,两套公用LCU控制柜。LCU控制柜与集中监控层
统、微机保护系统、图像监视系统,以及其他系统如供电
系统、对时系统等共同组成。
(控制台)的网络连接采用超五类屏蔽双绞线以太网连接。
其中计算机监控系统是泵站工程自动化监控的重要组
系统传输协议为TCP/IP,开放性好,可根据需要随时扩
成部分,完成泵站工程主要设备的运行信息采集和重要流
展。以太网的传输速度为10/100M自适应,并行采集数
据,保证数据的实时性和可靠性。LCU柜的DC24V电源
程的控制。其采用分层分布式的开放式结构,分为集中监
由柜内的24V开关电源供电,柜内用24V开关电源,需要
控层和现地监控层。
集中监控层位于泵站控制室,采用100BiL快速以
主用一备用,实现电源系统的冗余,提高系统的可靠
性,而且PLC模块供电与CPU供电分开,减少相互之间
太网络技术,TCP/IP网络协议,组成开放的计算机网络系
统。其主要监控设备包括操作员工作站(计算机),一台
的干扰。机组LCU控制柜对同步电动机及水泵、励磁装
收稿日期:2010-04-22
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れ电工程技水2010年第39卷第10期
测控技术
置、防洪阐启闭机、清污机、冷却润滑水(供水)系统等层和现地层交换采用TCP/P方式,现地层设备(闸门、
的数据采集和控制。公用LCU控制柜对10kV进线、母
水位、启闭机等)采用总线型通信,设备较多,所以本工
联、站用变、低压进线、排水系统、供水泵等的数据采集程采用一种通用型协议。同时,通信网络如连接通信设备
和控制。它们都由PLC数据采集控制单元组成。PLC与微
较多时,当通信速度减慢而导致监控刷新速度慢,这就使
机保护装置及励磁装置等均采用 Modbus-RTU通讯协议。运行人员得到的设备信息相对滞后,影响监控效果,在允
微机保护系统是自动化监控的核心部分,保护设备的
许的范围内,PLC能提供更多的总线通信口。在安全稳定
可靠直接关系着系统的可靠性,对泵站工程重要设备运行。性方面,PLC作为整个系统中的监控者,不仅要对其他被
的安全性起着至关重要的作用。微机保护系统的微机保护
监控设备进行监控,对其自身的运行状态也要检测,避免
装置及相关中间继电器安装在被保护设备的高压开关柜
PLC失效而造成事故扩大。在设备事故或故障发生时,要
上,分别对2回10lkV进线、1回10kV母联、1台站用变、
求PLC具有快速处理能力,在尽可能短的时间内解除故
2台高压同步电动机进行测量和保护。电量值(电压、电障,并根据故障性质做综合处理。本工程选用的是
流等)、机组的温度量(P100)通过保护装置以RS485或
SCHNEIDER公司的 PREMIUM系列的PLC。主要因为
RS232端口采用标准的 Modbus RTU通讯协议采集到 LCU SCHNEIDER公司推出的模块级处理中断功能较突出;
中。微机保护中事故和故障报警状态的采集通过硬接点接
PREMIUM系列的任一款PLC中至少可以提供7个串口,
人LCU中PLC的中断快速模块中,在发生危险时,不只
以便数据通讯更及时;其采用的 MODBUS协议为完全开放
是微机保护系统动作或发信号,PLC根据运行情况也做出式协议,对于二次开发十分有利,同时支持 MODBUS
相应的处理。
TCP/P的组态软件及第三方软件也众多,便于在上级调度
图像监控系统作为计算机监控系统的辅助手段,为操
中心进一步使用综合性网管软件来进行整合。
作员掌握设备运行操作提供了更加直观的工具。金陡泵站4组态软件
图像监视系统是由2台互为备用的显示屏、1台矩阵控制
人机操作界面是由组态软件构造的,所以其必须操作
系统、1台硬盘录像机、1台控制码转换器、1台控制键盘
方便且稳定安全,本工程采用iⅨ软件进行组态。iIX支
以及10个监控摄像机组成。操作人员可以通过显示屏和
持多种图形格式,其追加的图形库内容丰富,能方便组建
控制键盘操作监控摄像机进行全方位实时监控,也可以通
操作员熟悉的操作界面;iFIX提供多种数据类型以及现成
过主计算机调取硬盘录像机中的视频进行分析。闻(站)
的功能块,界面功能能快速方便地实现;iFX是基于结点
群监控中心也可以通过光端机组成的网络进行远程监控。
的,寻找节点名不必人工设定,是第一个完全基于 Client
金陡泵站自动化监控系统的结构如图1所示
erver的HMI软件,具有C/S架构软件的所有功能,可以
3 PLC
监视远程节点的所有数据点而