新安提黄二期泵站计算机监控系统设计

□贾晓红（洛阳水利勘测设计院）

一、工程概况

新安提黄二期泵站水源为小浪底水库，提水位置为黄河干流一级支流畛河右岸拳掌沟附近，设计灌溉面积6167hm2。二期泵站为梯级泵站，由“0”级和一级及二级三级泵站接力组成。二期“0”级泵站装机容量2×3×220kW，一级泵站装机容量3×1250kW+1×710kW，二级泵站装机容量 3×1250kW+1×500kW。

根据泵站接入电力系统方式及泵站的具体情况，二期“0”级、一级、二级泵站电源均引自拳掌沟35kV变电站的10kV母线。新安提黄二期泵站向新安县城及产业密集区工业供水，大大缓解县城严重缺水状况，提高居民生活水平，促进新安县工业经济发展。

二、监控系统结构

本工程采用计算机监控系统，实现泵站的控制、测量、信号、信息管理等。各泵站按“无人值班”（少人值守）方案进行设计，既可实现站内监控，又可以实现调度中心、分中心远程监控，用以实现泵站的自动化运行控制。泵站监控系统具有数据采集、数据处理、调节与控制等基本功能，采用模块化的可编程序逻辑控制器（PLC）作为核心单元，设置1台工控计算机作为监控界面。

控制系统主要由上位机和PLC构成，以LCD和鼠标作为主要监控手段，通过控制可利用远程和现地两种方式实现对泵组等设备的控制和泵组温度、电量等重要数据的采集。

在系统最底层分布各仪器仪表自动化前端监控设备（现地控制单元），可以通过PLC与系统控制中心设备进行网络通信，监控系统通过它来实现对现场设备的监视与控制。现地测控单元直接完成生产过程的实时数据采集及预处理，并有操作终端，具备就地进行状态监视、调整、控制，以及与监控主机通信联络等功能。

PLC对整个泵站中的设备进行数据采集和控制，并通过上位计算机的人机接口对系统设备发出控制命令，同时系统中各设备的运行状态信息在上位机LCD上直观，动态地显示出来。上位机和PLC之间通过数据通讯接口进行通讯。PLC通过各I/O站对现场设备进行控制，通过现场总线或以太网与现地机组LCU柜、公用LCU柜及直流系统等装置通信。

PLC配置有MODBUS通信模块和以太网通信模块，与上位监控主机机可采用串口通信方式或以太网通信方式。

三、监控系统功能

（一）数据采集和处理

从自动化元器件获得泵站各主辅设备的实时数据；处理包括关系运算、逻辑运算、算术及函数运算；测点数值及状态的人工设定。

（二）安全监视及事件报警

全厂运行实时监视；参数越复限报警记录；事故顺序记录；故障及状态显示记录；事故追忆；趋势记录分析；语音报警和电话报警等。

（三）泵站运行指导

显示操作过程中每一步骤及执行情况，或提示在工况转换过程受阻的部位及原因。监控系统能自动显示系统发生工作异常的节点。

（四）控制操作

监控系统支持远方控制方式，现地自动、手动控制方式；控制方式优先顺序从下至上，现地控制单元有高的优先权，可在现地控制单元上进行控制方式切换。

（五）人机接口

采用多窗口方式提供操作人员与监控系统的接口，包括系统窗口、图形显示、控制窗口、时钟、报警、控制（任务窗口等。

（六）自诊断

监控系统具备在线自诊断功能，能诊断出系统中的故障，并能定位故障部位。

（七）软件开发和维护

泵站维护人员可在备用操作员工作站进行软件开发与系统维护，包括画面的生成与修改、定值更改、数据库变更、报表生成、顺控流程修改等一系列工作。

（八）数据库功能

数据库包括实时数据库、暂存数据库、画面及报表格式数据库、历史数据库、计算数据库、预置数据库、汉字库、图形符号库等。

（九）远程诊断和维护功能

系统具有远程诊断和维护功能，可在远方通过网络对泵站计算机监控系统的各个节点进行在线诊断和远程维护、修改。

四、继电保护监控系统

泵站低压电气设备，可利用断路器本身的配件保护其主要设备。本期工程中其它主要机电设备(包括电动机、主变、10kV线路、厂用变等)的继电保护拟采用微机型继电保护装置。根据相关设计规范，泵站继电保护配置如下：

35kV主变：纵联差动保护、复合电压启动的过电流保护及轻、重瓦斯保护、温度升高保护；

10kV线路：电流速断保护及过电流保护；

10kV电动机：电动机起动超时保护、纵联差动保护、复合电压起动的过电流保护、过电压保护、过热保护、过负荷保护；

10kV电容器：过电流保护、过电压保护、低电压保护、不平衡电流、电压保护、桥差电流保护、差电压保护；

站用变压器：利用熔断器保护。

各设备的继电保护装置布置在中控室内。

五、结论

新安提黄二期泵站计算机监控系统满足“无人值班”（少人值守）要求。计算机监控系统和继电保护监控系统比较先进、灵活、可靠，自适应能力特别强，提高了泵站自动化程度，确保泵站安全生产，改善运行条件，减少泵站运行管理人员，更好地发挥泵站的效益。