计算机监控系统在上桥抽水泵站中的应用

路国强 路玉锋

计算机监控系统在上桥抽水泵站中的应用

路国强 路玉锋

上桥抽水泵站是茨淮新河上的重要工程，装有6台水泵机组，配套电动机为1600kW同步电动机。担负着200多万亩农田灌溉及茨河、跃进沟等排涝及航运供水任务。该泵站于1973年动工兴建，1978年建成，2001年完成计算机自动化监控改造，并在应用中进行升级以满足泵站汛期日益繁重的灌排任务，确保机组安全运行。

二、监控系统的结构

目前采用的监控系统为分层分布全开放式系统结构，由按功能分布的主控层及按对象分布的现地单元层组成（见图1）。主控层设备包括主控工作站1、主控工作站2、工程师站、厂长终端、UPS电源、网络正向隔离装置、WBE服务器及网络设备等构成，并能与保护系统、直流系统、励磁系统相互通讯完成数据交换、显示、报警等功能；现地控制单元包括7套LCU，2台机组LCU合用一个现地柜，开关站和公用设备合用一个公用现地柜。主控层和现地控制单元通过2台交换机相连组成双冗余100Mbps星型以太网，交换机通过屏蔽双绞线与主控层各工作站相连，通过多模光纤与各现地控制单元相连，系统以手动优先、下层优先的方式设置必要的硬件和软件闭锁，使运行人员能方便的在各控制层之间、计算机与现地控制设备之间可选定对设备的控制权，对无控制权的控制设备进行闭锁。

三、系统功能

1.主控层功能

（1）数据采集与处理

科技是第一生产力这个论断，同样适用于高校的食品卫生安全管理。饮食总公司分别对食堂进行了“明厨亮灶”和“视频门禁”两个专项建设。其中，学校通过两期的“明厨亮灶”建设，共投入121万元，在12个楼面食堂共安装286个红外摄像头，实现了对2万多平方米的食堂所有加工区域进行全方位、全时段的实时监控，而且所有视频汇集到总公司中心监控室。而通过“视频门禁”建设，总公司对学校所有食堂的后厨出入通道实现全面刷卡管理。通过这种升级管理手段的办法，师生们对食堂生产加工安全方面的疑虑减少了，总公司对食堂食品安全生产内控的能力增强了。

主控层从LCU实时采集反映全泵站主要设备运行状态和参数的各种数据（见图2）。如模拟量（如机组定子、推力瓦、导轴瓦温度、叶片角度、油水气压力等）、交流量、脉冲量、通信量、循环扫描开关量和中断开关量等，并对全站主要设备进行集中监控管理，主要包括设备的调节控制、工况转换及参数设置等操作、防误操作输出闭锁、报警记录及历史查询、事件顺序记录、事故追忆、温度趋势报警与分析、事故语音报警、画面软拷贝、运行统计报表生成、系统数据库管理等功能。

（2）水泵机组投运过程中全计算机自动控制

水泵机组启动、停止，主变与站变开、关，辅助设备及油气水系统工作等，均实现了计算机全自动控制（见图3）。

（3）水泵机组运行过程中可闭环调节和控制

可根据水位、流量，实施水泵叶片运行角度优化调节及机组无功调节。

（4）简洁、直观的可视化顺控流程

图1 上桥抽水站系统结构图

按流程图方式对控制进行组态、显示与操作；支持流程执行后回放功能，流程调度支持单步、断点连续等执行方式；支持在线修改、调试和离线仿真。

图2 上桥抽水站运行监视图

图3 上桥抽水站1#机组开停机流程监视

（5）画面显示

可显示各种电气接线图，油气水系统图。开关状态、各种水泵机组运行参数如：电压、电流、有功、无功、功率因数、流量、叶片角度、真空度及辅助设备相关电气参数等。

（6）远程监控

随着互联网技术的日新月益，实时监控系统的远程控制功能在互联网上得以实现，通过远程计算机安装可通过互联网→正向隔离装置（网隔）→登录服务器完成远程监控功能。

2.现地控制单元层功能

LCU作为监控系统的底层控制设备，主要是完成各类数据的采集与预处理，并定是时、随机或响应主控级的召换，向主控级发送采集的数据和各类报警信息，同时接受主控级出现故障或退出运行时，LCU仍能正常运行和就地实现对设备的基本监控功能，如数据采集、处理和设备运行监视；设备调节控制、工况转换及参数设置等操作；事件顺序记录；硬件自诊断功能，并进行在线诊断报警。

四、系统配置

1.主控层配置

（1）操作员主控工作站

各站从LCU实时采集反应全站主要设备运行参数的各类数据，更新数据并广播发送至上位机所有站点，运行AGC/AVC后台程序，同时作为人机接口，供运行人员对全站主要设备进行集中监控。

（2）数据服务器站

利用相关服务器站使用redhat5.5 Linux操作系统用于上位机GPS对时，各图表曲线的生成、事件追忆、温度趋势报警、分析及数据存储等功能。

（3）工程师站（兼厂内通信站）

工程师站1台使用Windows7操作系统，用于进行设备维护调试以及培训仿真等功能；并兼厂内通信站功能完成对保护系统、励磁系统、直流系统的实时信息的采集。反映设备实时状态的遥信、遥测数据。

（4）网络设备

使用交换机2台，每台交换机分别通过超5类屏蔽双绞线与上位机各站的网卡相连，通过多模光纤与LCU以太网模块相连，构成双冗余100Mbps星型以太网。

（5）UPS电源冗余方面，该泵站主控层设备采用集中供电，两套交流不间断电源构成双电源并列供电，2套作为后备电源，LCU其他专用监控装置采用交直流双供电插箱FDPM，其专用一路直流电源及一路交流不间断电源分散供电，即使全站交流全部停电的情况下，监控系统也可由蓄电池的直流电源继续工作一段时间，为泵站监控系统的稳定工作提供了可靠的电源保证。

2.现地控制单元配置

微机监控装置现地控制单元层LCU均采用智能可编程控制器，公用LCU屏还配置了智能液晶触摸屏，交流采样装置、功率、电压、电流变送器、型智能仪表等设备。

五、结语

上桥抽水站使用计算机监控系统以后，泵站控制运行技术达到国内先进水平，在泵站行列处于领先地位。主要体现在控制、监视、保护计算机化，励磁微机化，系统网络化。实现中央集控、远方操控监视、辅助系统自动化，保证防汛抗旱及时开机运行，提高泵站运行效率；实现对泵站油、气、水的实时监控，保障机组安全可靠运行；实现事故追忆、故障自动查询、运行指导、报表自动打印，提高泵站运行管理水平。该技术可为水利及相关行业的技术进步发挥巨大作用

（作者单位：安徽省蚌埠闸工程管理处 233050 安徽省茨淮新河工程管理局 233010）

（专栏编辑：张 婷）