泵站自动化控制系统研究.doc

泵站自动化控制系统研究 　　【摘要】泵站自动化系统控制主要包括现场设备的控制，现场环境的监视，辅助设备的检测和站区范围内的通讯网络几大部分。本文主要讲述泵站自动化控制系统组成、自控控制要求、泵站系统功能相关研究。 　　【关键词】控制；泵站；自动化 　　1、泵站自动化系统的构成 　　泵站自动化控制系统由计算机监控系统，微机保护系统，视频图像和网络通讯系统组成，主要实现对水泵机组、水闸、供配电系统、进出水池、直流系统、仪表系统、液压系统和其泵站运行重要部位和关键对象、参数进行有效的监测、监视、监控并做到重要数据、图像、指令的传送和接收。 　　自动化控制主要包括现场设备的控制，现场环境的监视，辅助设备的检测和站区范围内的通讯网络几大部分。水闸和水泵的启闭，机电保护和各类设备状态检测是现场控制的关键。动作、状态和环境联动是现场监控的最高要求。 　　2、泵站自动化控制的要求 　　2.1控制的原则 　　控制系统中主要设备的控制为三级：就地、自动、遥控。“就地”为最基本的控制级；即手动操作就地控制箱上的启、停按钮，该级为最基本级。“自动级”为设备根据现场控制箱内小PLC进行一定程序的自动操作和设备之间的联锁，该级为半自动；“遥控级”为设备远程控制级，分“远程手动”和“远程自动”两种状态，当开关处于“远程手动”时分控制站PLC和中控室可“点动”下属设备，当开关处于“远程自动”状态时。分控制站PLC根据工艺条件进行一定程序的自动操作和设备间的联锁。 　　2.2子系统控制内容和要求 　　控制系统共设一个控制中心和四个控制子系统，控制中心和子系统之间通过以太网进行通讯，实现对控制对象的监视和控制。 　　控制室设在管理楼，上位机安装在控制室内，共设两台监控服务器，一台通讯服务器，一台视频服务器。两台控制服务器互为备用，当其中一台服务器发生故障不会造成数据丢失和数据中断。通讯服务器负责数据库的存储和上一级监控系统的通讯，实现远方集中控制。 　　四个控制子站分别为：泵组子系统LCU1、公用子系统LCU2、节制闸子系统LCU3、闸门液压子系统LCU4 　　LCU1子系统主要控制多台水泵。平均两台水泵配置一台PLC柜安装在泵房内机旁。当主机泵事故跳闸时，应联动同时关主机泵进水闸门。 　　LCU2子系统配置一台PLC柜，监控对象包括lOKV高压开关柜、0.4KV低压开关柜、变压器、温控器、直流柜、检修排水泵，渗漏排水泵，清污机、皮带输送机和其他PLC故障信号等。 　　LCU3子系统配置一台PLC柜，安装在节制闸启闭机平台上，实现闸门开度、水位、限位开关等设备状态的采集和处理，接受控制室现场命令进行闸门的开关控制，和对控制设备进行故障检测。 　　LCU4子系统配置一台PLC柜，安装在油泵房内，主要负责多面工作闸门的液压系统的信号采集和故障报警，当主泵事故跳闸或紧急停机时，应联动同时关主泵进水闸门。 　　3、泵站系统功能 　　泵站自动化控制系统应具备如下功能：数据采集和处理、运行监视和报警、控制和调节、数据通讯等。 　　3.1数据采集和处理 　　将现场四个子系统下属设备的各种运行参数和设备运行状态通过I/O通道或现场采集到LCU，经过必要的数据处理后形成各类实时数据。这里主要强调采集的数据和处理要求包括如下类型： 　　A.模拟量的采集和处理： 　　对内外河水位、水泵、闸门开启高度、变配电的高、低压电器系统等参数越限报警进行周期采集，最后经格式化处理后形成实时数据并存入实时数据库。 　　B.开关的采集和处理 　　对事故信号，开关量信号等，计算机自动控制系统应能迅速响应这些信号并作出一系列的反应和自动操作。开关量信号输入应无源接点输入。对各类故障信号，辅助设备运行状态信号，手动自动方式选择的信号等非中断开关量的信号，计算机控制系统对这些信号的采集方式定期扫查。对信号的处理包括光电隔离，接点防抖动处理，硬件和软件滤波基准时间补偿，数据有效性和合理性的判断，启动相关量功能（如启动事故顺序记录、或事故报警音响，画面自动推出和自动停机等），最后经格式化处理后存人实时数据库。 　　C.脉冲量的累积和处理 　　脉冲量的采集处理包括接点当抖动处理，数据有效性合理判断、标度变换、检错纠错处理，经格式化处理后存人实时数据库，也能直接通过串行通讯采集。 　　D.开关量输出 　　指各种操作指令，计算机在输出这些信息前应进行效验，经判断无误后方可送至执行机构。为保证信号电器独立性和准确性，输出信号应防抖动并光电阻隔。 　　E信号量值和壮态设定 　　因为设备原因而造成的信号出错和在必要进行人工设定值分析处理信号量时，计算机自动控制系统应允许运行值班人员和系统操作人员对其进行人工设定，并在处理时把它们和正常采集的信号同等对待，计