摘 要：根据泵站所处的地位、作用以及工艺流程的要求，介绍了综合自动化系统的设计要求、思路以及系统结构、功能、设备配置及软件特点。通过综合运用计算机、网络通讯等高科技技术，为水利现代化、信息化、自动化建设进行了一定的探索与尝试，达到了“管养分离、无人值班、少人值守”的管理新体制要求。 关键词：泵站；计算机；综合自动化；泵站设计 1工程概况 嘉兴市城市防洪工程按防洪100年一遇、排涝20年一遇标准设计，运用筑堤、建闸、设站等措施以及与已建小包围联合运用、控制内河水位的方法，达到抵御洪水、排除涝水、削减区内洪峰水位，确保城市地面在设计降雨强度下不受淹的目的。防洪堤沿城市规划区周边结合河、路布设，封闭线总长41.4ｋｍ。沿线建水闸50座，总净宽441ｍ，在市区下游方位，按内河输水能力，分散布置穆湖溪、三店塘、平湖塘、海盐塘4座排涝泵站（与闸合建），配17台套2ｍ立轴开敞式水泵、6kV３８０ｋW同步电机，总设计排涝能力为204ｍ３／ｓ、6460ｋW。每个泵站设主变1台、站变2台（表1），除人工加油、维护检修用气外，泵站另设技术供水系统及泵房渗漏排水系统。 2建设目的与要求 按照实现水利现代化、信息化的目标，提高水利工程建设与管理的科技含量及科技贡献率，与全市防汛信息系统相衔接，做到资源、信息共享，优势互补，城市防洪工程的泵站（闸）群个体实现“无人值班，少人值守”。 泵站综合自动化系统由计算机
监控系统、微机保护系统、多媒体工业电视系统以及网络通讯系统组成，主要实现对水泵机组、配电系统、水闸、进出水池、断流装置、直流系统、消防系统、技术供水系统、油系统及其它泵站运行重要部位与关键对象、参数进行有效监视、监测，并做到必要数据、图像、指令的上传和接收。 3泵站综合自动化系统 3.1系统流程与功能要求 （1）密切监视内外河水位，按照城市防洪工程调度指令，在所有水闸关闭后，根据降雨历时、降雨强度、内河汇流等情况，确定开机数量。 （2）在供电系统、直流系统、技术供水系统、励磁系统、电机油位正常及上下游安全的情况下，逐台全电压异步起动电机，到亚同步速时投励，牵入同步运行，起动过程中提起出口快速闸门。 （3）运行过程中严密监视、监测变压器、电机、直流系统、励磁系统、技术供水系统、内外河水位等关键部位的运行状况及重要电量、非电量参数，在实时保存运行参数的基础上，将部分必要数据、图像上传管理中心。 （4）按照正常、报警、跳闸三级设定机组的保护要求，躲过电机起动过程，防止误操作。 （5）根据流程实现正常停机及事故紧急停机。 3.2设备配置 各泵站的综合自动化系统主要由下列设备组成：①主控站计算机监控设备；②现地控制单元（ＬＣＵ）；③上下游水位计及通航水闸、快速闸门开度仪；④微机保护装置（含电机保护、主变保护、线路保护）；⑤多媒体工业电视系统。 3.3系统结构 采用开放式分层分布方式，使其具备互换性、扩展性和可移植性。在系统结构上，分泵站主控制级和现地控制单元。 （1）主控制级。泵站主控制层由设在控制室的主计算机、人机接口设备、以太网网络设备、ＧＰＳ及ＵＰＳ
电源等设备组成，与现地控制单元（ＰＬＣ）构成局域网。负责完成泵站机组、快速闸门、供配电系统、公用设备和通航水闸等全站设备的监控及控制。 （2）现地控制单元。泵站的现地控制单元由ＰＬＣ彩色触摸屏、多功能智能仪表、网络设备及附件构成。每个现地控制单元能够通过输入／输出接口与生产过程设备相联，对所管辖生产设备进行完善的监控，通过以太网通讯接口及相关设备与主控层计算机交换信息。同时，它也具有相对的独立性，能够脱离主控层，由采色触摸屏直接完成生产过程实时数据的采集和处理，各种设备状态的监视、调整和控制等功能。通过现场总线ＭＯＤＢＵＳ网，现地控制单元还可与对应的微机保护单元、多功能智能仪表、励磁、直流设备通讯。 微机保护单元主要采用美国ＧＥ电动机保护369、主变保护745、线路及站变保护ＭＴＦ，这些设备不仅具有丰富的保护功能，而且还具有独特的测量、记录和录波功能。 （3）系统软件。以32位Microsoft ＮＴ／２０００为操作系统，采用ＧＥ ＣＩＭＰＬＩＣＩＴＹ组态软件进行系统设计，软件贴近工程应用对象，并提供给使用者在集成环境下简便快速的生成工具，用于构建控制系统和完成系统现场调试和维护。 ＰＬＣ的编程语言采用在ｗｉｎｄｏｗｓ窗口下的图形语言，编程方便简洁，能实时跟踪和调试程序。 （4）多媒体工业电视系统。泵站图像监控系统主要由前端设备（摄像机等）及
控制设备（多媒体计算机、视频控制器）组成。 3.4基本功能 （1）数据采集与处理功能。对模拟量输入、开关量输入、温度量、保护事件、电气量进行数据采集和处理。具体功能包括：①具有硬件和软件滤波功能；②数据有效性、合理性判别；③连续量的越复限和离散状态检查；④报警及事件的登录；⑤事故时，有语音报警、多媒体工业电视联动、自动录像。 （2）运行过程的自动保护功能。运行过程中的自动保护功能包括：①电动机机组的启、停操作；②快速闸门的启闭及开度监视；③主变和站变合、分、切换的操作；④全站油、水系统的运行和记录；⑤紧急情况下可手动按紧急按钮停泵。 （3）统计、报表与查询功能。具体功能包括：①显示实时参数表，含全站各机组的电气参数及压力、温度、流量等动态数值；②累计全站日、月、年的有功、无功电度，机组开停次数、运行时间、总排水量；③累计断路器的分、合次数及Ｉ２ｔ值；④利用Ｅｘｃｅｌ电子表格方式组织和显示；⑤支持日、月、年的运行日志，并可通过年月日的选择，检索历史报表；⑥支持各种保护事件、趋势记录的查询。 （4）人机界面。上位机的显示画面是整个泵站监控系统的重要组成部分，它通过各种动态的图形来表示整个泵站各种设备的实时状态，给人以生动、直观的操作效果。泵站计算机监控的主要画面包括：电气主接线图，枢纽布置图，泵站剖面图，站用电接线图，油、水系统图，开停机流程，监控系统配置、调试窗口、通信状态等画面。在各画面上除了动态显示各对象状态外，还显示对应的功率、流量、水位、温度等实时参数，对于每个操作对象都有对应的弹出操作面板，有口令和确定方能进行操作，防止误操作。 （5）工程管理。以实测数据为基础，按照泵站、水闸等水工建筑物管理规程要求，自动计算并列出年度运行统计数据，并适时归档。 （6）通讯。各泵站，水闸与工程管理中心，通过工业以太网交换机和光缆构成环网通道，实现遥信、遥测、遥控、遥调、遥视等“五遥”功能。 （7）远程维护。通过在各泵站中设置专人管理的调制解调器，经拨号上网方式，可使系统软件专家在自己办公室的工作机上，远程诊断系统故障，快速解决问题。 （8）多媒体视频联动。通过多媒体系统的控制机与监控系统的主机在网上交换信息，实现在被控对象操作或泵站发生事故时，自动切换摄像镜头到相关对象或启动硬盘录像的联动功能，使运行人员在中控室内，通过多媒体工业电视系统及时直观地观察现场设备的运行情况，以及事后故障的分析处理。 4结论 （1）泵站是嘉兴市城市防洪工程泵闸水工建筑群的分中心，其综合自动化系统的应用为整个城市防洪工程信息管理系统的建设奠定了可靠的基础，也为全市防汛信息系统的建设进行了有益的探索。 （2）计算机技术、网络技术、通讯技术、数字技术、多媒体图像等高科技技术以及自动控制理论在城市防洪工程建设中的综合性应用，提高了嘉兴市水利建设与工程管理的水平，为嘉兴市水利建设现代化、信息化事业奠定了一个良好的基础，也为同类工程建设提供了有益的经验，其中部分实用而经济的新技术在农田水利基本建设、圩区建设中有一定的推广价值。 （3）嘉兴市城市防洪工程自5月底建成投运以来，按照“管养分离”体制的要求，“无人值班、少人值守”的目标基本实现，并取得了较明显的经济效益。
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