浅谈红寺堡泵站自动化系统的组成及故障排除.doc

浅谈红寺堡泵站自动化系统的组成及故障排除 红寺堡扬水管理处 摘要：介绍了由计算机监控系统、微机保护系统、图像监视系统，供电系统等共同组成的红寺堡扬水泵站自动化工程，并对自动化系统常见的一些故障排除方法作了介绍。 关键词：自动化监视系统、通信系统、plc、视频监视系统 引言： 红寺堡扬水工程建设扬水泵站14座，总装机容量11.66万千瓦，总扬程299.05米，设计流量25立方米，灌溉面积55万亩，为30万人口，10万牲畜提供人畜饮水。2008年实行自动化改造，采用微机保护和微机监控系统。微机保护和微机监控系统立足于高起点、高标准进行设计，综合利用自动化控制、图像监视、微机保护和计算机网络、通信技术、建立了先进的自动化监视和控制系统。不仅保证泵站可靠地运行，而且能够使工作效率得到明显提高，劳动强度大大减轻，降低泵站的运行成本，全面提高泵站的运行。 1 系统简介 系统采用分层、分布结构体系，即由现场设备层和远程操作管理层组成，设备层的继电保护装置、测控仪表及PLC系统组成多个通讯总线接到多串口服务器，在这里进行协议转换。主干采用10/100M以太网通讯结构，利用增加后台的通讯距离和速度。其中PLC负责采集机组保护信号、主要电气状态、液控阀门的主要电气状态、风机的主要电气状态，串口服务器利用RS-485通讯方式采用modbus-RTU通讯协议实现对PMC、SEL、温度巡检仪、直流屏、励磁系统等各类仪表的数据采集。 集中监控层位于泵站控制室内，采用100Mbit/s快速以太网技术，TCP/IP网络协议，组成开放的计算机网络系统。其重要监控设备包括上位机（计算机），一台以太网交换机，一对光端机及语音报警系统。上位机实时显示所有被控设备电气参数、运行状态、参数设定、设备启停、操作运行记录、以及在线或离线计算、各种图表、曲线的生成，事故、故障信号分析处理等功能。运行值班人员通过图形化画面，进行整个泵站运行监视、控制和数据库报表管理。站级控制系统与调度中心通过SDH光纤网络实现数据交换。同时，使用一条独立的视频、语音SDH网络，实现实时视频和语音传输，满足管理处监控中心对泵站工程进行监视和控制的要求。 2 泵站控制运行方式 泵站自动化系统按照3级控制设计，分别是调度级、站控级和现场级。 调度级控制方式 调度中心计算机监控系统对泵站进行远方监控、数据采集。在安全条件许可的条件下，调度中心计算机监控系统可直接控制泵站机组，前提是泵站必须将将操作权限上交给调度中心。 站控级控制方式 站控级计算机对泵站进行实时监控、数据采集处理、设备控制。一般情况下，站控级计算机控制机组的启动和停止，启动和停止过程必须符合“五防”要求。（“五防”即1：防止带接地线合刀闸：2：防止误分、合刀闸；3防止误入带电间隔；4防止带负荷拉、合刀闸；5防止带电挂接地线。） 现场级控制方式 当站控级计算机出现故障或网络通信中断时，在现场控制单元上操作，通过LCU控制机组、励磁、风机、出水阀门等设备。该方式重要用于调试、实验以及紧急情况下。 PLC PLC作为整个系统的核心、所有信息都是在PLC集中后送给上位机的，所有上位机的操作命令都是PLC来最终实现的。所以对通信、安全稳定性有着很高的要求。在通讯方面，由于远程操作管理层和现场设备层交换采用TCP/IP方式，现场设备层（阀门、水位、励磁等）采用总线型通信，设备较多，所以本工程采用一种通用型协议。同时，通信网络如连接通信设备较多时，当通信速度减慢而导致监控刷新速度较慢，这就使运行值班人员得到的设备信息相对滞后，影响监控效果，在允许的范围内，PLC能提供更多的总线通信口。在安全稳定性方面，PLC不仅对其他要监控的设备进行监控，而且对其自身的运行状态也要检测，避免PLC失效而造成事故扩大。在设备故障或事故发生时，要求PLC具有快速处理能力，在尽可能短的时间内解除故障，并根据故障性质作综合处理。 组态软件 人机操作界面是由组态软件构造的，所以其操作必须方便且稳定安全，本工程采用紫金桥软件进行组态。紫金桥支持多种图形格式，其追加的图形库内容丰富，能方便组建操作员熟悉的操作界面；紫金桥组态软件为用户提供智能设备驱动接口，可进行数据存贮管理，提供了数据的历史存贮检索、异常数据报警、分布式数据传输等一系列数据管理功能，同时提供流程显示、逻辑控制、异常分析判断、报表等功能。　用户可以不必进入开发环境，在运行环境下就可以对数据库进行增加新点，修改、删除已有的点；添加、更改设备连接项、网络连接项、内部连接项；添加、删除历史数据项。　通过脚本可以在画面中添加新的图元、替换图元、替换图元中引用的变量，因此可以根据实际情况因地制宜的生成画面，特别适合于画面需要动态改变的应用。紫金桥自由报表的单元格可以设置多种输入方式，单元格可以任意合并，可以在运行时