浅谈景丰联围泵站工程的信息化建设

李建强

肇庆市景丰联围管理局 广东 肇庆 526000

正文：

1 泵站信息化建设目标

随着近年来经济社会的飞速发展，城市涝区内的工农业生产的不断发展壮大，产业结构不断调整，城市建设的规模不断扩大，对工程管理的信息化要求也越来越高，信息化的提高一方面可以提高泵站的管理工作效率，另一方面也能对泵站进行实时状态的监控和掌握运行情况。对于景丰联围11座泵站枢纽工程，实现状态监测与信息化、自动化建设，进行优化调度和高效经济运行、降低机组事故率，研究部署整个景丰联围加固工程建设后的信息化系统建设、监控、调度的体系，并逐年完善、投入运行。

泵站信息化建设主要表现在三个方面：一是选用技术的先进，系统采用了先进的GIS技术、GPRS无线传输技术和成熟的数据库技术等；二是系统的构架先进，系统以B/S和C/S相结合的体系架构建设，从而扩大系统应用的覆盖面和提高系统的可维护性；三是系统维护方式先进，方便实用，系统通过分级授权，以水库管理所、电排站等实现在线维护，确保数据的时效性和准确性，保证了系统有较长的生命周期。

2 泵站自动化监控系统

景丰联围加固工程包含更新改造8座泵站，在工程建设中同时实施了8座泵站各自的计算机监控系统建设。泵站自动控制及保护系统采用计算机监控系统及微机型保护装置，对全站主要电气设备，公用设备等进行集中监视和保护控制，并实现其自动化。包括了：微机监控系统、微机保护系统、视频图像系统、直流电源系统综合自动化（信号的采集、传输及处理部分）。景丰联围堤坝安全监测工程，主要由监测仪器（传感器）、监测数据自动采集系统（包括分布式网络、现场测控单元及中央控制设备）、雨、水情监测系统等组成。通过采集工程中的闸、站主机组、高低电气和辅机等设备实时运行状态信息，进行科学的分析和诊断，及时发现并消除工程设备运行隐患和故障，同时利用信息化系统，实现泵站枢纽工程远程管理，提高泵站运行可靠性。通过实时采集电量、温度、压力、水位、流量等数据，综合分析工程内各站及其他配套工程数据，建设科学的运行模型，优化运行工况，实现调度优化。

3 西区泵站自动化建设案例

西区泵站是城区西部唯一的一级排涝泵站，坐落在景丰联围景福围堤段桩号4+000处，担负着城区13.5平方公里范围内的排涝任务，是重要的防洪工程。该泵站等别为Ⅲ等，规模中型，设计排涝标准按10年一遇24小时暴雨一天排干，设计排水流量为38m3/s，工程总装机容量为6500kW。

西区泵站的自动控制设计根据国家部颁有关设计技术规程要求，做到安全可靠、技术先进和经济合理，工程采用计算机自动化监控系统，按照“无人值班、少人值守”原则，综合利用自动化控制、微机保护、图像监视和计算机网络、通信技术，建立先进的自动化监视和控制系统，实现在本工程的中控室监控，远期通过通讯网络实现与水利局信息监控中心的遥测、遥控、遥讯、遥调目的，提高整个工程的安全性和可靠性，充分发挥工程的经济效益和社会效益，促进工程管理的科学化、现代化。

1）监控对象

微机监控对象有站用变压器、10kV进线、10kV 断路器、0.4kV断路器、防洪闸门、直流系统等，见下表1。

表1 主要监控对象

2）系统要求

计算机监控系统采用星型单以太网络、分层分布开放式结构，由主控层和现地控制层组成。主控层与现地LCU层采用以太网通讯；现地LCU层与对象单元采用RS485总线通讯，通讯介质采用双绞线电缆。

3）泵站主控层

主控层设有两套操作员工作站、一套工程师兼通讯管理站、10/100M快速以太网交换机、语音报警装置、GPS及打印机、显示器、键盘等设备。操作员工作站负责整个泵站计算机监控系统的管理，数据库管理，在线及离线计算功能，各种图表、曲线的生成，事故和故障信号的分析处理。工作站采用双机冗余配置热备份工作方式，自动完成双机无扰动切换，保证系统的稳定运行。在主控层操作员集中监视泵站所有设备的实时运行情况，并根据现场的条件（水位、流量、雨量等）和调度要求，然后通过计算机网络自动顺序向泵组本地控制单元发布控制命令，指示和监测各泵组的执行和运行情况，保证泵站优化运行。

4）现地控制单元(LCU)

现地控制层根据系统功能分布的特性与要求，每台机设置一套现地控制单元（LCU），全站设5套机组LCU和1套公用LCU。机组LCU完成机组、机组辅机系统的实时数据采集、调整、控制、保护、状态监视及与上位机的通信联络。机组现地控制单元配置液晶显示屏作为人机接口，屏面配置机组的电流表、电压表、功率表、机组断路器的操作开关、停机按钮等。

公用LCU主要负责对10kV进线、10kV母线联络、站用电系统及辅助设备的电量、非电量、开关量数据的采集与控制管理，对内外河水情的监测，及与保护上位机的通信联络。外江闸门和节制闸设闸门控制箱，内装PLC并与公用LCU通讯。辅机系统采用常规继电器控制回路，仅将报警和远程控制信号接到公用LCU，通过公用PLC与管理层相连。

现地控制单元要求能保证当它与上位机断开联系时仍能实现对机组进行必要的监控功能，当它与上位机恢复联系后又能自动的服从上位机的控制和管理。设备的远方控制与现地控制二者之间既可通过上位机自动切换，也可在现地手动切换。以手动优先、下层优先的方式或者其它用户指定的方式，使运行操作人员能方便地在各控制层之间选定对设备的控制权，对无控制权的控制设备进行闭锁。

4 泵站互联网系统

景丰联围泵站工程的布置情况，沿线共有11座排涝泵站、60 km的堤围，对电排站的监控系统采用光缆与景丰联围防洪调度中心连接，并对堤坝安全监测系统进行集中、统一管理。由于各泵站计算机监控系统中使用的本地电脑老化，经常出现故障，造成数据储存传输异常。而且数据传输光缆经常被施工挖断损坏造成通讯中断导致数据传输丢失。为此，本人建议增设一套OPC服务器，用于泵站数据统一采集直接采集PLC数据，每个泵站增加两套CIMCITY/IFIX/INTOUCH，避免电脑损坏等故障造成数据传输丢失，大大增加数据传输稳定性。数据传输方面，采用租用电信光纤的方式进行通信传输，基本很少出现故障。为对管理平台进行升级，使相关管理单位可通过外网网址登陆方式看到发布信息，开发微信管理平台APP，方便技术人员、三防管理人员可以在移动端登陆办公；增设OPC服务器，用于泵站数据统一采集。

5 结语

数据库技术、WEBGIS技术、JAVA或.NET技术、BIM技术、GPRS无线传输技术、水量、水位等的量测技术等，基本为成熟技术，性能稳定，具有较好的适应性，为景丰联围防汛调度中心信息化建设提供了良好的技术环境。同时，借助网络及信息技术，建立业务应用系统，实现泵站枢纽工程综合运行数据的统计分析和报表的自动生成，达到办公自动化、管理规范化，提高枢纽运行和管理效率。