自动化监控系统改造方案

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壤处，是通榆河枢纽的重点工程之一，包括四座配套水工建造物该站可供滨海、响水地区及沿海垦区生活用水及农业生产用水大套二站选用半调立式轴流泵，单机流量配套10m3/s,立式同步机电台，设计扬程辅机系统包括一台压力滤油机，主机通风710kW

63.7m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、主变一台，、站变两台配套建造包括四孔回转式35/

6.3kV6300kVA35/

0.4kV315kVA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位于亚热带北缘，具有典型的海洋气候特征，年均降水1000mm摆布，多集中在月，月份台风，风暴雨频发年平均气温极端最高气温6~97〜1014℃,极端最低气温一夏季多偏南风，天热而且潮湿，冬季多偏北风，天晴而寒冷

39.6C,17C,电磁环境现场米范围内有变电所、架空线，应确保监控系统在此环5035kV35kV境下安全运行，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、监控系统的实施标准设计原则1系统设计遵循可靠性第

一、其次为先进性的原则，且保证系统的可维护性、操作的方便性和未来的可扩展能力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、控制与调节、数据通讯，要求开辟出一套性能优异、高可靠性的合用于大套二站的计算机监控系统软件，实现大套二站台主机、辅机及配套涵闸的自动控制，满足少人值守，6并且有在枢纽管理处接收远传数据，实现远程监控的要求系统的可靠性2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；1n开关量输出模块为继电器输出类型，触点容量不小于2A；能力可支持个点，程序扫描周期不大于可直接支持nCUP

40961.0ms/K,以太网络；TCP/IP通讯模块具备可编程的能力，便于支持现场智能仪表，不同规约的通讯编程，模n块支持通讯；RS485MoDBUS

七、系统技术指标系统指标1操作站画面刷新速度〈Oslash;2s事件状态量采集以及开关操作反馈时间〈Oslash;1s摹拟量采集周期〈Oslash;1s控制命令的执行时间〈Oslash;1s系统操作站计算机无故障运行时间不小于Oslash;15000h系统现场控制站无故障运行时间不小于Oslash;45000h系统接地电阻〈欧姆Oslash;1系统可靠性2为保证系统的高可靠性，除了选用高可靠性的硬件设备外，还采用下列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Oslash;下或者系统故障时，它又可独立运行个别的现场监控单元故障，不会对系统或者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Oslash;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Oslash;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Oslash;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Oslash;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控系统与网络之间设置软件防火墙，对外部指令进行鉴别和过滤确保Oslash;系统安全

八、系统的结构及配置根据要求，整个系统分为微机监控系统和视频系统两大部份微机监控系统由三部份组成中央操作单元、网络管理单元和现场保护与测控单元视频系统由四部份组成前端设备、传输设备、控制设备及显示设备整个工程系统采用分布式结构自动化监控系统结构

8.1微机监控系统主要由下列部份组成站监控工作站，二套（互为热备份）1服务器，一套1WEB主要设备保护单元，十套；1泵站主机的测量、控制和保护管理由两台组成变电所的测量、控制和保护1PLC管理及辅机设备、水位数据等测控系统由一台完成PLC灌溉闸、送水闸、排涝闸、清污机的测量和控制分别由一台微型实现1PLC传感器，若干1以太网交换机一台将现场的台、监控操作站和服务器连接起来系17PLC Web统结构见“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、管理这样的结构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，且实现了局部自治各现场测控设备又通过通信网络连接起来，形成相互协作的整体，便于集中监视、操作管理和进行必要的统计系统还方便地与水情网络或者连接，向上级管理部份提供泵站地实时运行数据、运行统计数据和管理信息Internet监控操作站监控操作站是整个系统的中枢系统监控操作站接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，采集处理现场控制单元发送的所有数据和信息，并进行分析、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，配备两台纯平监视器为21”了保证系统的正常运行，两台监控操作站互为热备用，当主操作站浮现故障时，备用操作站将自动接管主操作站的所有工作，实现主操作站所有功能操作系统为并配有数据库软件上位机WINDOWSNTAVINDOWS2QOO SQLServer

8.0平台软件为美国柏元网控公司的平台软件WEBACCESS软件是基于流览器的客户端既可监视又可控制，通过使用标准的浏览器，WebAccess用户可以通过它对工业现场/工厂创造/过程控制及楼宇中的自动化设备进行监视和控制.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浏览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浏览器中完成.这也是网际组态软件具有的独一无二的特点.WebAccess的技术优势WebAccess先进的网络实时技术1由于网际组态软件是目前国际软件市场中惟一一家基于网络技术和设计WebAccess的自动化监控软件网际组态软件具有传输算法更强、网络实时性更高、网WebAccess络控制更安全的特点，在的上可以实现现场实时数据秒内刷新，画512K INTERNET2面切换秒内刷新，是同类软件中远程实时性最强的5网络管理层无限扩展即客户端免费无限2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WebAccess无限扩展，并且软件部份没有任何费用及授权的限制工程可以根据未来网络的需要随时增加网络管理层的监控数量，为工程的未来的增值需求提供广阔空间易操作的绘图模式3采用类似于绘图的使用方法，而且可以直接导入生WebAccess AutoCADAutoCAD成的图档，导入的图档可以进行二次修改为工程维护人员在对工程跌监控界面DXF进行二次修改时提供强有力的工具，节省工作时间，提高工作效率中央控制单元还包含网络打印机，处理日常报表打印工作HP整个泵站监控均可以通过鼠标或者键盘操作来实现，通过可以对全站的设备进CRT行实时监控操作站软件界面友好，全汉化，在线操作指南可匡助用户操作网络管理单元网络管理单元的主要配置如下、数据库/服务器一台，选用nWeb DELLPW2800,X

2.8G*2,1M/1G,36G*2,1000M,寸，直角平面显示器，为双双硬盘21PHILIPS CPU,交换机台，选用的是口以太网交换机n1CiscoWS-C1924-EN24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、高压机电、低压电动机以及低压辅机部份的现场有关数据采集，并对所采数据进行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浮现故障时，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馈线保护继电器进线条、出线条、进线条35kV135kV16kV1P127套3法国产品ALSTOM2主变压器保护继电器主变压器35kV/6kVP632套1法国产品ALSTOM3高压主机保护继电器泵主机台6P241套6法国产品ALSTOM4主机设备测控PLC设置套分别负责机组和机组的测量、控制和保护管理2PLC,1—3#4—6#PLC90-30套2美国产品GE公共设备测控PLC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PLC90-30套1美国产品GE5灌溉闸、送水闸、排涝闸、清污机单元灌溉闸、送水闸、排涝闸、清污机的测量和控制模块MicroPLC套4美国产品GE馈线保护继电器、主变压器保护选用法国产品，其具备通讯能力，ALSTOM RS485具备自检功能；系统中，它们通过口与连接RS4851#PLC高压电动机保护继电器选用法国产品，具备通讯能力由于这些ALSTOM RS485设备将与一些低压辅机设备进行联锁控制，所以，系统将他们通过口与#、RS48523#PLC连接现场主机设备测控和公共设备测控选用的是美国通用公司生产的系PLC PLC90-30列系列模块具备自检功能，可自动诊断系统故障或者模块故障，并报PLC,90-30PLC警输出在本项目配置中选用了该系列自带的模PLC TCP/IP CPU块，实现与网络管理单元相连；同时配置了该系列中的专用通讯模块，该模块支RS485持规约MODBUSRTU灌溉闸、送水闸、排涝闸、清污机的测量和控制选用的是美国通用公司生产的PLC体积小，价格低，通过网络可以直接连接到监控操作站上去MicroPLC,屏柜选用德国威图公司生产的标准控制屏柜，柜内元器件均选用中外合资RITTAL的知名厂家的产品现场传感器部份

7.L4根据要求，系统将配置下列传感器泵站上下游水位和闸上下水位监测只，选用中美合资的麦克水位传感器；14集水井水位监测只,选用中美合资的麦克水位传感器；11供水母管压力监测个，选用中美合资的麦克压力传感器；12供水泵滤水器压差变送器只，选用中美合资的麦克压力传感器；12每台机组冷却水示流信号器只，选用鲍尔自控公司引进美国组件创造的一种水16流信号发讯装置；闸门开度仪个，选用带钢丝绳自收紧器的广泛使用的闸门开度仪；14WDC-31励磁电压、励磁电流、站变出线电量测量选用维博的电量变送器1WB视频系统

7.2本项目视频监视系统是由前端的台固定式摄像机、台可控摄像机和、台集矩1021阵、画面分割器、视频服务器的视频服务器将视频系统连入以太网络中，可TCP/IP以远程对视频图象进行监视系统所选用网络方案为目前国际通用网络以太网，数据通讯可2TCP/IP罪；系统底层通讯为国际成熟的总线通讯规约，数据通讯可靠；3MODBUS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，4符合未来自动化技术发展的要求系统的扩展性3硬件扩展灵便；1系统数据均在服务器中管理，系统与上一层的联网变得很容易；2

四、大套二站主要监控设备的配置原则继电保护系统采用微机综合保护装置选用法国公司产品Alstom MiCOMP

127、P241P632o根据《继电保护和安全自动装置技术规程》，本综合自动化系统方案将对大套二站下列主要电气自动化设备进行保护、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，使得监控更直观高压电气部份1进线回路回，实现对其的各种保护，测量电流、电压、功率、频率，检测l35kV1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；主变压器台，实现对其的各种保护，测量高压侧电流、电压、功率、235kV/6kV1主变温度，检测主变上侧开关动作情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；出线至废黄河地涵回路回，实现对其的各种保护，测量电流、电压、功率、335kV1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；高压开关室进线回路回，实现对其的各种保护，测量电流、电压、功率、46kV1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；高压机电台，实现对其的各种保护，测量电流、电压、功率、温度，检测56kV6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机电的分合闸；记录管理动作事件；）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、6弹簧未储能状态的监测；低压电气部份2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D380V关状态，通过控制室计算机可直接控制回路开关的分合闸；）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2开关的分合闸；、供水泵和排水泵以及冷却风机、清污机桥等的运行监控；1#2#闸门部份2）泵站出口闸门扇，通过监控系统控制闸门开启、关闭，利用原先门高开度仪112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；）出水闸门扇、灌溉闸扇、排涝涵洞扇，对应增加套自收缆闸位计对现有221144扇闸门进行监测，并能够进行闸门升降控制传感器部份3）泵站上、下游水位、闸上水位监测共计个；14）排水廊道水位监测个21）供水母管压力监测个、供水母管滤水器压差个、每台机组地示流信号器共3226只视频系统4在控制室、进水池清污机桥、主厂房、出水池等处共设台摄像头，其中两路云台12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；励磁测量部份5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行直接监视和调节；方案二是在台励磁柜内对应装入台变送器将励磁电压、电流送入微机,从而实现66励磁的微机监测功能

五、大套二站自动化监控系统功能保护装置的功能1馈线微机保护装置1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、、、、、故障录波具备足、、、W Var VA Wh VarhAX3VX3HZ够的开关量输入，具备通讯和通讯能力RS485TCP/IP变压器微机保护装置2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、、Ax3Vx

3、、、、、周波录波、变压器油温，可有载调压,具备足够的Hz W VarVAWh Varh.128开关量输入，具备通讯能力RS485电动机保护装置3具备三相过负荷保护、速断保护、过低电压保护、温度保护等20-100V测量包括、、、、、、

①及点温度具备、、WVarWhVarhV HzCos10RTDAX3VX3通讯能力RS485主机测控单元功能2与中央站操作站和服务器通讯，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，实施机组自动开、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，实施自动开停、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U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行工作辅助控制单元3变电所的测量、控制和微机保护装置的管理1泵站供水泵、排水泵等辅机设备的运行监视和控制2泵站水文数据、排水廊道水位的采集3控制室监控站的功能4联网功能1与上一级处机关局域网进行联网，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数据采集与处理功能2系统可巡测泵站各种实时数据与状态信号，进行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摹拟量电气摹拟量，非电气摹拟量及温度量1开关量状态信号，事故信号；1其他量压力量，闸位，保护事件等1参数越复限报警、记录、统计3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行统计，并记录下来设备运行时间统计4目的是作为其使用情况和寿命以及运行安全性可靠性判别的依据参数在线修改，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行在线修改控制与调节功能5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者键盘，根据泵站当前的运行情况和控制命令，对泵站的运行进行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摹拟键和操作流程图，操作员要点击所需控键后，计算机自动实礴作流程，并能在漏呈图上观察每一步的执行情况和流程受阻情况的部份及原因，进行开环运行指导、闭环自动控制操作和调度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、打印等各种功能设备运行统计记录及生产管理6计算机监控系统将能对各设备的运行情况进行统计记录，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行变位及变位时间的统计，必要时产生报警此外，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n间性区段的设置可通过调度或者由运行值班人员通过人机对话方式实现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n运行时数自动加以统计和记录，其内容有机组开、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，n泵组检修退出时数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行统计和记录，其中包括手动方式开、n停机、断路器的手动合、跳闸等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n故障的内容和次数进行统计，作为资料保存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n数越复限情况进行统计，并把它们记录下来运行日志及报表打印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n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印、随机召唤打印等形式画面显示7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者进行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者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、n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曲线图类通过数据库调用，系统提供机电负荷曲线以及各类运行图，机组启动n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；n油压力及主变温度等极度限值与实际值、设定值对照等有关运行指标的显/JSO报警画面类系统具有摹拟量的越限报警、复限提示以及有关参数的趋势报警，n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表格类包括参数及参数给定值、特性表、定值变更统计表，各类报警信息统计n表、操作统计表、各类运行报表、运行日志、操作票等运行指导类系统内安装“匡助”栏，给出详尽的运行指导，包括开、停机操作n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，也可以单独显示语音报警功能8当需要对重要操作进行提示，以及泵站发生事故或者故障时，本功能可以用准确、清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，并能提供用户最近条命令和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500500声对事故和故障采用不同频率的音响在浮现故障情况时,语言报警装置自动发出语言报警，并在任何画面上均可显示出故障或者事故的位置故障分预告和事故，并能手动或者延时自动复归人机联系9操作人员通过、键盘、鼠标以及打印机实现对全站运行的监视、控制、调节、CRT在线修改定值、画面调度、报表显示和打印等功能系统自检和自动重启动10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、及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I/O CPU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过I/O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具有双机热备，故障自动切换功能11该系统上位机为双机冗余设计，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，进行跟踪判别一旦值班主机浮现异常，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控制与调节12控制与调节对象主、辅机、高低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行监控，完成下列内容自动完成开、停机组n机组联合运行的投/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、自动操作各闸n n门的控制调节各种整定值和限值的设定n各种信息处理n视频系统的功能5视频画面可、分割显示；n49权限设定，操作有口令保护；n网络图象传输功能；n

六、系统硬件技术要求监控计算机1n工业级控制计算机；IPC-610P；以上;nCPU:P4/

2.4GnRAM:256M;不小于以上；nHD:80G显示器:大屏，分辨率为平面直角；多媒体配置；n PHILIPS21”1280*1024,n软件环境网卡、n WIN2000/NT

4.0nPC3coM10/100M声卡现地控制站21高压保护装置具备常规的电流、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；具备n n2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、电度等力;RS485通讯能力，支持MODBUS规约，波特率最高速率应到达19200bps；n具备不少于点的开关量输入点和个开关量的输出点；具备故障录波能86n供电电源为交/直流两用;n的自动监测功能;n具备RS485通讯能力，支持MODBUS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；具备故障录波能力；供电电源为n n交/直流两用；主机保护继电器3具备常规的电流、电压保护功能；具备电流、电压、n n功率、功率因数、电度等的自动监测功能；具备通讯能力，支n RS485持MODBUS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；具备个的温度输入接口，可实n10RTD现机电的温度保护跳闸；供电电源为交/直流两用；n现场辅助控制单元——摹拟量输入模块的分辨4PLC n精度为位半；牛输入，支持两线制现场仪表;1220mA。