天津大张庄泵站监控系统
2005-10-28

摘要：天津宜兴埠大张庄泵站的计算机监控系统采用分层分布总线结构，现地控制单元层的可编程控制器直接上100M光纤以太网。厂站层采用冗余配置的操作员工作站进行泵站监控。
关键词：泵站自动化；监测；控制；以太网


宜兴埠大张庄泵站位于天津市永定新河北岸，是引滦入津工程输水终点提升泵站。泵站安装5台液压全调叶片轴流泵，其同步电动机单机容量为900kW，泵站采用站变合一的布置方式，采用35kV双回路供电，站内设2台3150kV、35/6kV主变压器。为了提高泵站的综合自动化水平，2000年底，中国水利水电科学研究院自动化所与天津引滦工程宜兴埠管理处开始共同开发大张庄泵站实时监控系统，系统于2001年5月投运，经历了一个汛期的运行考验，从总的情况来看，其性能稳定，运行可靠，效果良好，实现了泵站的自动化运行和生产管理。

1 系统结构
大张庄泵站采用计算机监控系统H9000S。系统由厂站监控层（上位机）和现地控制单元层LCU构成。上位机与LCU之间通过100M快速光纤以太网实现网络互联，形成局域网。
1.1厂站层
厂站层是整个监控系统的核心。主要由两台操作员工作站、一台模拟屏通信兼语音报警工作站、一台通信工作站构成，并配有一台激光打印机、一台宽行打印机。其中两台主机兼操作员工作站采用COMPAQAP200工作站构成双机系统，互为热备用，采用主备工作方式，可以实现故障时的自动无扰动切换或手动切换；一套电话语音报警和模拟屏驱动装置，支持电话查询及启动BP机传呼系统；同时实现数据送至模拟屏显示及与管理信息系统MIS的通信；通信工作站实现与35kV保护系统、6kV保护系统、励磁系统及直流系统的通信，通过串行口进行上述设备的实时数据采集和设备操作的控制。
1.2现地控制单元层LCU
现地控制单元层共有6台LCU，由五台泵的机组LCU和一台公用单元LCU构成。每台LCU配置一套施耐德公司的PremiumTSX系列的可编程控制器，通过各功能模块与生产过程接口，而可编程控制器的CPU模块和TSXETY410网卡实现了从厂站层接收命令及向上位机发送数据的100Mb/s快速通信。各台LCU装置的盘柜设计了指示灯、操作按钮等，既可以实现从厂站层控制，也可以实现在现地层控制，两种控制方式相互闭锁，控制可靠。
1.3网络及网络接口
该泵站监控系统的网络通信分为两类－－以太网通信和串行数据通信。
监控系统内部的上位机与各台LCU之间采用100M光纤以太网通信方式，以实现各种实时数据和控制命令的快速传输。
由于泵站的励磁、保护、模拟屏等其他装置或设备的通信能力受装置本身硬件配置的限制，无法采用统一的总线方式联接起来，因此与这些设备的通信采用串行数据通信方式，由通信工作站和语音报警工作站承担此功能，采集的信息经预处理，经以太网送各台上位机供画面显示和打印。

2 系统功能
2.1现地控制单元的功能特点
•泵站的各台LCU是以施耐德公司的PremiumTSX系列的可编程控制器为核心的实时数据采集、处理和控制装置。它通过TSXETY41010/100M自适应网卡与网络直接相联，和上位机通信。本系统设有采用通常LCU装置的可编程控制器信息先经串行口送工控机，然后由工控机上网与上位机通信的方法，从而提高了LCU与上位机之间的通信速度。
•机组LCU实现了开泵、停泵和紧急停泵自动流程控制及叶角＋8o～－8o自动调节；而且可以进行机组断路器操作和其它重要设备的一般操作。
•公用LCU不但实现了辅机开/停自动顺序控制，而且可以对高压气机、低压气机等设备的开/关进行控制操作；同时根据风、水、油的压力自动调节相应设备的启/停，以保证风、水、油压力在设备运行时自动维持正常。
2.2厂站层的功能特点
安全监控功能：通过网络通信，实现泵站的运行参数的实时采集和自动控制。运行人员通过监视21"双屏彩色显示器，从各种画面和数表上掌握全站的实时运行信息，实现对各运行参数的全面安全监测和人机对话，功能包括：
•运行参数的显示和定时刷新。
•语音报警、电话自动报警及查询。
•泵站计算机监控系统实现了机组的自动开停机控制和叶角调节及对泵站设备的开、停或投入/退出控制。
•泵站运行管理的内容主要有：泵站主要设备的操作记录，状态的变位记录，以及事故、故障统计等记录；以时、班、日、月形成运行日志；事故画面拷贝记录和事故追忆。
人机联系功能：泵站值班人员通过中控室工作站的CRT、鼠标、汉字打印机等设备实现人机联系，对泵站生产过程进行安全监控、在线诊断、调试、参数修改、技术开发以及技术培训。包括采用最新开放式图形硬件软件技术的图形显示，以及系统画面显示的自动和召唤两种调用方式。
此外，系统还有自诊断与自恢复；冗余部件