浅谈微机监控系统在大东口泵站的应用

江　伟

（益阳市大东口电排管理站　益阳市　413200）



浅谈微机监控系统在大东口泵站的应用

江伟

（益阳市大东口电排管理站益阳市413200）

【摘要】文章介绍了大东口泵站微机监控系统的结构、组成及特点，分析了自动化控制系统在使用过程中的问题，并就微机监控系统的应用和管理提出建议。

【关键词】泵站微机监控自动化管理

益阳市大东口泵站座落在益阳市大通湖区金盆镇五门闸堤段，2004年建成投入使用，泵站总装机容量为10 000 kW，是湖南省规模较大的排涝泵站。该泵站采用了最新的计算机自动化监控技术，基本实现了无人值班、少人值守。

1　微机监控系统的组成

大东口泵站的微机监控系统采用分布式结构设计，结构紧凑，功能强大，模块化程度高。监控系统采用Windows2000操作平台、以太网通讯网络、TCP/IP网络通讯协议，集成了COM/DCOM、ActiveX、VBA等最先进的现代软件技术，支持OPC、ODBC、DDE/NetDDE标准，系统的先进性、开放性和可靠性充分体现了21世纪计算机监控系统的发展趋势。

该泵站的微机监控系统分为三层：

（1）中央控制层。中央控制层是整个监控系统的核心，其站控级由2台主控机和工作站构成，配有投影仪、打印机等辅助设备，并由一个单总线以太网形式联成一个计算机网络系统。

（2）现地控制单元层LCU。微机监控系统的现地控制层在分布式控制系统中，主要是指针对某一特定的控制对象而设置的远方终端设备（RTU），又称现地控制单元（LCU），他们分别通过各自的网络硬件设备（网卡），在相应软件支持下，与站控级一起连成一个计算机局域网。它主要负责完成现场设备各种数据的采集、处理及事件的记录，信息传输，设备控制、保护等工作。该站有7台机组现地测控屏，其中4台分别对4台机组实施监控，1台现地测控屏对两台主变压器进行监控，1台对母线进行监控，1台公用测控屏对泵站的公用系统，如油、气、水系统等进行监测和控制。

（3）网络及网络接口。该泵站监控系统的网络通信分为两类——以太网通信和串行数据通信。监控系统内部的上位机与各台LCU之间可通过网线用以太网形式通信，以实现各种实时数据和控制命令的传输。

2　微机监控系统的功能

（1）监测功能。系统能实现对水泵机组、变电站、机组辅助设备的各种电量、非电量运行数据进行检测和采集，并且根据采集参数的给定限值进行监视、报警、记录等。

采集的数据主要包括：①电气运行参数采集和监视：如电动机的三相电压、电流、有功、无功、频率，主变压器的三相电压、电流和母线的电压、电流等；②非电量的采集和监视：如电动机的各种温度量、油位、水压，水泵的叶片角度、转速等；③开关量的采集和监视：如断路器的位置、刀闸的位置、保护动作信号、闸门的开关状态等；④脉冲量的采集和累计：如电动机和主变的有功、无功脉冲电度信号等；⑤上限值报警：主要有故障报警、事故报警等。

（2）控制功能。微机监控系统能够根据泵站的运行状态，按照主管运行人员的安排和控制规律进行自动控制，设备的控制方式包括手动控制和自动控制，二者可以互相切换。

监控系统的主要控制功能如下：①主机组的开机、停机；②变电站主变的投入、退出运行；③断路器及隔离开关的合跳闸；④机组辅助设备如油压装置、供水泵、排水泵、排风扇等的控制；⑤水泵叶片角度的调节，励磁设备的调节与控制。

（3）保护功能。微机监控系统可实现对4台机组主电机、2台主变压器、母线及站内辅助设备的保护，确保设备的运行安全，其主要保护功能有：

①主电动机保护：包括差动保护、过负荷保护、负序过流保护、低电压保护和失磁失步保护等；②主变保护：包括差动速断保护、差动保护、过负荷保护、零序过压保护、过流二段、过流三段保护、重瓦斯保护和温度过高保护等；③母线保护：包括母线过流保护、低电压保护、过电压保护、单相接地保护等；④水泵机组保护：包括推力瓦、导轴瓦温度过高保护，供水、供气、供油系统出现异常后的控制保护等。

3　微机监控系统的特点

该泵站采用自动化程度比较高的微机监控系统，在检测功能上能实时检测记录机组启动、运行或故障时的动态参数，当机组运行中出现异常事故后能自动诊断，其记录的实时数据，给运行人员分析、判断故障产生的原因提供了重要的参考信息；在控制功能上能够自动判断机组的启停条件，自动检测机组启停的准备程序，满足机组的开停机条件时实现自动控制；在保护功能上实现了机组出现事故时自动跳闸，避免故障影响的范围和造成的损失进一步扩大。该泵站的微机监控系统和传统的监测、控制方式相比较，具有以下优点：

（1）提高了泵站运行的管理水平、减少了运行值班人员，节约了生产成本。

（2）减轻了泵站工作人员的劳动强度。

（3）减少了易损易耗品的更换，降低了运行成本。

（4）保障了机组的安全可靠运行，提高了泵站的运行效率。

（5）实现了泵站调度科学化、网络化和智能化。

（6）保证了防汛工作的顺利进行。

4　微机监控系统在泵站应用中存在的问题

（1）自动化系统内部存在一些缺陷，比如上位机和保护、监控设备之间的通信协议不匹配，造成系统之间无法通讯。

（2）自动化系统程序在设计上的不完善，造成了系统本身的抗干扰能力不强。

（3）微机监控系统厂家技术人员对水泵机组的技术特性经济运行及管理等方面了解较少，与泵站运行人员沟通不够，设计的程序不能较好满足现场设备的监测、控制要求。

（4）泵站运行人员对自动化系统的了解不够深入，操作过程中易出现失误，比如下发了操作命令后操作不执行等。

（5）控制现场中大量的模拟信号经过变送器后，通过电缆输入监控微机，传输电缆之间相互干扰，导致采集的参数和控制的精度不高。

5　微机监控系统在应用和管理上的建议

（1）在运行实践中，要不断完善自动化微机监控系统，不断更新监控计算机，不断升级自动化监控程序，以适应现代科技发展对泵站设备的要求。

（2）加强对泵站运行人员的技术培训，让他们深入了解自动化系统的原理，熟练掌握各种操作知识，提升处理各种运行故障的能力。

（3）不断改造与微机监控系统不相匹配的设备，使自动化系统之间的通讯正常高速，满足自动化监测控制的要求。

（4）在操作系统中设置多层安全程序，当运行人员出现错误操作时能够自动闭锁，防止误操作。

（5）监控系统尽量采用开放性硬、软件和工控设备，便于将来为满足某种监控要求而要扩展系统的功能。

（6）泵站管理单位应采取有效的技术手段和管理措施防止计算机病毒对系统的侵害，任何设备、新软件接入系统前必须进行病毒检测；禁止在系统中进行与监控无关的操作。

参考文献

［1］匡正.大型泵站自动化控制系统组成及管理［J］.自动化应用，2014，（1）：36-38，72.

作者简介：江伟（1980-），男，湖南益阳人，工程师，从事泵站运行及机电工程管理方面的工作。

收稿日期：（2015-12-28）