远程调度集中控制系统在扬水泵站的应用

张丽

摘 要：陕甘宁盐环定续建自动化改造工程经过两个标段的施工，目前工程改造已全部结束，并投入运行。工程经过改造后，具备了远程调度集中控制功能，并在调度中心实现了远程调度集中控制操作，为扬水泵站实现“少人值守、无人值守”奠定了基础。此次远程调度集中控制系统的成功应用在宁夏大中型扬水泵站尚属首例。

关键词：集中控制；通信光纤；远程调度

中图分类号：TV675 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）33-0138-02

1 工程简介

陕甘宁盐环定扬黄工程是为解决革命老区陕西定边、甘肃环县和宁夏盐池、同心县部分地区人畜饮水困难，改善生态环境，在条件较好的地区结合发展农业灌溉，改变该地区贫困落后面貌而兴建的一项扬水工程。该工程包括三省（区）共用和各省区专用两部分。工程设计流量为11m3/s，其中分配给宁夏7m3/s，甘肃、陕西各2m3/s，总扬程651m，泵站12座，机组101台（套），总装机容量6.59万kW，干渠总长123公里。

2 现场分散控制现状（以盐环定渠首为例）

2.1 渠首泵站自控系统组成

（1）站内高压设备及线路、厂变等微机保护装置。（2）站内电量计量装置。（3）电磁流量测量系统。每机组管道上各安装一套电磁流量计。（4）出水管道压力测量。每机组管道出水管道上安装一套压力测量装置。（5）泵前池水位及拦污栅监测。前池水位安装1台液位计，在六个进水流道处，安装6台液位计。（6）集水井排污泵测控。在集水井安装1台液位计。（7）水塔水位测量装置。在水塔位置安装1台液位计。（8）供水泵软起动器装置。安装1套软启动器。（9）视频监控系统。（10）现地控制单元LCU设备。（11）后台机系统。

2.2 渠首泵站网络拓扑及系统结构

渠首泵站由站级计算机及数字通信网络系统，与分布式的电气、水测仪表，视频等智能终端设备组成。结合上级水调中心的自动化过程监控条件，渠首泵站最终形成：遥信、遥测、遥控、遥视“四遥”水平，达到无人值班运行方式的基本条件；同时设计过程满足在线设备的自动/手动，远动/就地操作功能。渠首泵站建设二面LCU控制屏，分别为机组LCU，及公用LCU。系统从网络结构分为站级层及现地控制层。

站级层：系统主要以上层网络的监控主机为核心，负责各类数据的采集、分析、处理、命令的发布、数据库的建立及管理、并提供用户各类人机界面、数据报表。采用工业控制计算机，以WINDOWS为操作系统平台，主要完成下列功能：（1）通过管理机完成对各单元装置的实时数据采集，并对其完成处理和管理。（2）完成变电站运行情况的检测、事故记录、历史数据保存、画面显示、报表打印功能。（3）提供全部的监视、操作界面。（4）实现对泵站的管理功能。（5）远端监控，在调度中心中控室内通过组态软件与后台系统的网络连接提取监控数据。

2.3 渠首泵站机组LCU屏和公用LCU屏

渠首泵站所有参与机组控制的测控设备均接入机组LCU内，所有不参与机组控制的测量设备均接入共用LCU内。管理单元如表1。

2.4 渠首后台机监控系统

后台微机监控系统是基于Microsoft Windows NT/98/2000/XP的集成化保护监控系统，以数据通信的方式与电机微机保护装置、电源微机保护装置、温度巡检仪，电磁流量计等设备相连接，集数据采集、数据存储、通信转发等关键任务于一体，支持遥测、遥信、遥控、遥调、事件记录、保护定值整定、保护功能投退、设备参数配置、实时分析、故障分析、告警管理等各种功能，为远程监控、远程诊断、远程系统维护提供了可靠的手段。

2.5 视频监控系统

渠首泵站视频监控系统可以实现从远端实时直观的监控渠首泵站设备、监控渠首泵站的现场情况，实现了对泵站及配套变电站的有关人员出入情况、现场作业情况、变压器、开关站各设备的运行情况、主控室等重要现场等进行远程图像监控、安全防护、告警监测，能够实时、直接地了解和掌握泵站的现场情况，并及时对发生的情况作出反应，为“少人值守、无人值守”提供了有效的远程设备监视和远程环境安全防范监视。

2.6 管理处至渠首泵站光缆线路路由（见图1）

2.7 调度级控制

在盐环定扬水管理处设置共用工程自动化监控系统的调度控制中心，设置1套计算机控制系统，主要包括自动化服务器、自动化交换机、自动化防火墙、PCM复接设备、计算机工作站、视频监控系统、模拟屏、打印机、及相应的软件等。（见图2）

3 遠程调度集中控制存在的问题及解决办法

（1）渠首泵站厂变低压侧和冬用变的投运无法通过监控系统远程控制，要实现远程控制需要增加PLC模块，将厂变和冬用变纳入远程控制系统。（2）渠首泵站机组冷却水的使用仍旧是手动球阀，在开停机过程中无法通过远程监控系统进行控制，要实现远程控制需要安装电动控制阀，增加PLC模块，将电动控制阀纳入到远程控制系统。（3）渠首泵站现有两台排污泵只有现地控制功能，没有远程控制功能。要实现远程监控就需要对现有的排污泵PLC控制系统进行更换，以便实现远程监控功能。（4）渠首泵站现有的进水闸板的开启需专人在闸房控制箱上进行操作，无法实现泵站值班室和调度室的远程监测和控制，要实现远程监测和控制功能，需要将进水闸板的控制系统纳入到远程控制系统中。（5）渠首泵站现有的进水口没有捞草设备，要实现“少人值班、无人值守”及以保证前池水位的正常，就需要增加前池捞草设备，防止东干渠柴草淤积堵塞进水口。（6）渠首泵站高压室、低压室、电容室和前池拦污栅处增加监控探头，保证机变电设备的全面监控。（7）渠首泵站现有的通信路由为单回路通信光缆，在现有通信光缆线路出现故障时，无法保障远程调度控制的可靠操作。为提高远程控制的可靠性，需要改变现有单网运行状态，在现有基础上增加专用网络，同时增加网络交换机和通讯服务器，形成双网双回路，避免由于网络问题而无法远程监控，提高了通信安全性和可靠性。（8）现有调度值班人员没有机变电设备进网作业证和操作权限，也没有机变电设备操作实际工作经验。要实现远程调度操作，需要修订完善相应的机电设备运行管理规程及调度规程，加强调度人员的培训工作，考取相应的资格证书，持证上岗。endprint

4 现有情况下实现远程集中控制采取的措施

技术上实现远程控制采取的措施：（1）因为厂变低压侧无法实现远程控制，所以在进行机组等远程控制前，需要现场进行厂变低压侧的投运检查，保证厂变低压侧处于正常投运状态。同时将所有机旁屏及风机控制柜的电源进行投入，保证辅助设备和监控设备在机组开启时的正常运行。（2）高压室所有开关小车摇至“工作”位置，所有保护压板处于投入位置，高压柜内的装置电源等开关处于合闸位置，“远方/就地”切换开关在“远方”位置。（3）电容室“自动/手动”转换开关在“自动”位置，并保证自动监控装置正常运行。（4）控制室内公用LCU屏和机组LCU屏上所有切换开关处于“远方”位置或“自动”位置，包括触控屏上的模拟转换开关。（5）机组冷却水的投入。将机组冷却水的总阀和进出水阀全部打开，保证冷却水能正常循环。（6）排污泵控制箱上的转换开关要处于“远控”状态，保证排污泵能够依靠浮子自动运行。（7）进水闸板要打开至全开位置，同时派专人进行现场监护，不定期对拦污栅积草进行清理，保证前池水位正常。（8）调度级与站控级权限切换，将操作权限切换至调度级。（9）调度值班人员依照机电设备运行操作规程填写相应的操作票（重新修訂机电设备运行管理规程及调度规程）。（10）调度值班人员依照操作票进行远程操作（重新修订机电设备运行管理规程及调度规程）。（11）调度值班人员远程监测设备运行情况。（12）渠首泵站检查设备运行情况。

5 远程调度控制应急处理步骤

（1）当出现机电设备故障或通信网络故障时，要及时进行调度级与站控级权限切换，必要时泵站直接将机电设备切换到就地进行操作，待故障消除后在进行远程调度控制。（2）当出现机电设备故障时泵站应及时进行现场初步检查，同时通知检修人员及时进行消缺处理。（3）当出现通信网络故障时，通知检修人员及时进行消缺处理，尽快恢复通信。（4）当出现供电线路系统失电故障时，立即启动管理处现有的调度应急预案。（5）当出现渠道水工建筑物险情时，立即启动管理处现有的调度应急预案。

6 结束语

远程调度集中控制系统应用在盐环定扬水盐环定扬水泵站，可实现就地自动化运行控制及远方调度中心遥控、遥信、遥测、遥视“四遥”功能。所有调控命令都由上级调度中心发出，实现各泵站主要机电设备远方控制、整个系统的运行特征和水力条件遥测、各泵站的运行情况远程视频监控、泵站之间及各泵站与调度中心之间的通信遥测，达到泵站中控室值守人员只进行监视和巡查，在特殊情况下才进行必要的操作的水准，最终实现“少人值守、无人值班”的目标。

参考文献：

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