尔王庄暗渠泵站监控系统改造及应用

李全生，李战涛，郑艳丽

（天津市引滦工程尔王庄管理处，天津 宝坻301802）

尔王庄暗渠泵站监控系统改造及应用

李全生，李战涛，郑艳丽

（天津市引滦工程尔王庄管理处，天津 宝坻301802）

随着水利现代化的飞速发展，对泵站监控系统建设提出了更新的要求。原有的机械继电保护监控系统已不能满足现代化管理的要求，文中介绍了引滦工程尔王庄暗渠泵站监控系统信息化改造及应用。

自动控制；尔王庄泵站；监控

1 概述

尔王庄暗渠泵站是引滦入津工程三大泵站中的一座主力泵站。该站安装了10台1400ZLQ6－7型立式全调节轴流泵，单机设计流量5．8m/s，设计扬程7m。为了确保安全运行，提高输水效率以及自动化控制水平，该站进行了监控系统的全面改造。

2 系统结构

泵站主控室操作台上的常规控制改为在LCU柜触摸屏、监控计算机上操作。原系统中在控制柜中的控制功能改为由在新配置的10台LCU柜内的PLC实现。本次系统改造主要针对主机及辅机的自动控制系统进行改造。系统采用LCU，实现全站机组和公用系统的计算机监控和生产过程管理，形成一个完整的开放型的以太网分层分布的泵站实时闭环过程控制系统。原有监控系统为采用中控台报警光子牌、警铃等对主机进行监控报警，主、辅机开机方式采用手动开关操作。现有监控系统终端为主控室计算机，实现主机故障、事故报警，监控计算机实现主辅机的开停机操作。

2．1 网络结构

以暗渠泵站工业以太网交换机为网络核心，构成监控计算机与LCU的主体控制网络，公用LCU通过网关连接综保形成设备总线网络，由其直接连接的工业以太网交换机构成工业以太网络。这样就形成了设备总线层、控制网络层、上位通讯层构成的3层网络结构。

2．2 控制分层

系统3级控制功能分为就地操作，触摸屏操作，监控计算机操作。3级控制功能中的就地功能依靠被控设备的远程/就地切换开关实现。系统结构如图1。

图1 暗渠泵站连接示意图

3 系统监控方案

本系统在主控室共配置2台服务器、2台监控计算机，其中服务器运行Windows 2003 Server操作系统，监控计算机运行Windows XP Professional操作系统。站控系统采用了GE公司的iFIX产品，数据通讯软件与iFIX配套，还有根据不同设备具体要求编写的通讯软件，PLC编程软件采用了Schneider公司的Unity Pro。

操作员工作站、语音报警工作站和通讯工作站均采用Windows操作系统，网络协议位TCP/IP。监控系统的全部计算机都直接接入网络交换机，LCU通过光纤采用光缆联入以太网，使系统获得高速通讯能力和资源共享。

系统采用分布式开放以太网系统结构，由上位信息层、站级监控层及现地控制层构成。工业以太网通过100MB快速光纤实现网络互联。

为了满足系统“无人职守”对系统可靠性的要求，整个系统的重要设备采用冗余技术，如主控／操作员工作站热备技术、数据库冗余技术等。

4 系统功能

暗渠泵站的监控对象包括大泵机组设备、公用系统、励磁系统、综保系统、辅机系统，有如下主要功能：

4．1 监控计算机实现

4．1．1 数据采集和处理

通过监控计算机对LCU数据进行采集（LCU数据采集于全站主要设备的运行状态和运行参数）。监控计算机将LCU数据做必要的预处理后，存于实时数据库，供计算机系统实现画面显示，制表打印及完成各种计算、控制等功能时使用。

4．1．2 事件报警

报警画面顺序显示设备名称、内容及时间。事故报警时，发出语音报警信息，并自动关闭事故机组。对相关模拟量作追忆记录。

4．1．3 实时控制与调节

根据运行方式选择，可由系统操作人员通过系统发出生产过程的控制及调节命令，监视操作的全部流程，如机组开停机、叶角调节等自动操作。

4．1．4 安全运行监视

操作人员通过监控计算机的显示器界面，监视泵站的生产过程和运行情况，各点参数及其变化趋势和设备状态，在运行状态发生变更时操作人员能及时进行分析和处理。

4．1．5 模拟光字牌

在监控计算机以画面形式模拟光字牌。当发生紧急停机事件时，系统工作站的辅屏会自动显示光字牌，供泵站运行人员分析停机原因。

4．2 触摸屏实现

触摸屏作为人机操作界面，其对应的监视、控制功能与监控计算机基本相同，但画面显示更便于操作。

5 计算机监控画面

单独泵组画面如图2所示，可以实时显示每台机组主要的关键数据：励磁电压、励磁电流、定子电压、电机功率、功率因数及13点温度显示。

在泵组画面上还可以进行控制操作，点击开机、关机按钮系统会自动按照流程完成开机、关机指令。在条件满足的情况下会亮起红灯，在条件没有满足的情况下会亮起绿灯。此外在单独机组画面上有一个试验按钮，点击试验按钮就可以有选择地开启或关闭开机流程中的任意选项。在条件满足的情况下会亮起红灯，反之亮起绿灯。在处理紧急情况时，每台机组画面上有1个紧急停止按钮，点击此按钮可在紧急情况下停止本台机组的控制流程。图3为机组列表画面，此画面可实时显示所有机组以及辅机设备的状态，方便了运行人员对机组的监视。

图2 单独泵组画面

图3 机组列表画面

6 结语

原监控系统为比较落后的机械继电保护系统，对主辅机运行情况不能实现自动监控记录。例如，原有监控系统对主机温度的记录采用人工记录温度巡检仪上各个测温点的温度，而现有监控系统采用监控计算机自动生成机组温度报表；原有的开机方式为人工方式，手动打开风机、励磁、冷却水等辅机设备后打开主机开关进行开机。现有操作方式为操作人员只需在监控计算机上下达开机指令，辅机设备自动启动，主机自动开机。这样既提高了值班人员的工作效率，降低了运行员工的劳动强度，避免了误操作，又提高了机组运行的可靠性和稳定性。该系统实现了泵站现代化管理，是泵站运行管理的技术核心，从根本上改变泵站的值班维护方式，实现了泵站少人职守，为安全输水提供了可靠保障。

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The improvement of supervisory control system at Erwangzhuang pump station

LI Quan－sheng， LI Zhan－tao，ZHENG Yan－li
（Luan River to Tianjin Project Management Office Erwangzhuang，Baodi301802，China）

With the rapid development of modern water， original supervisory control system is not satisfying．The article introduces the improvement of supervisory control system at Erwangzhuang pump station．

autocontrol； Erwangzhuang pump station； supervisory control

TV698．1

A

1672-9900（2010）05-0064-02

2010-08-13

李全生（1981-），男（汉族），天津宝坻人，工程师，主要从事大型输水泵站机电工程维护工作，（Tel）13821585665。