[教学]泵站盘算机监控系统设计要点20091112.ppt
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1、水利工程泵站计算机监控系统 设计要点 2009.11.18 苦 疆 谐 悸 吨 罗 奇 氦 炮 吩 舆 训 箍 夯 加 揉 乾 肇 综 碑 辐 岳 午 鸥 舷 斋 免 配 耀 韵 栅 臂 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 上海勘测设计研究院近年来设计 泵站介绍 近年来,我院先后在上海和江苏等地区 承接了二十多个泵站工程设计项目,包括 上海太浦河泵站(6台泵,每台流量为 50m3/s,设计总流量为300m3/s,配套电 机1600kW)、上海清草沙水库引水泵站(
2、6台立式同步电动机,每台额定功率为 3150kW、设计总流量为200m3/s)和南水 北调东线工程泗阳泵站( 6台电压等级为 10kV的3150kW同步电动机,总流量为 198m3/s),江苏连云港市临洪东泵站(装 机12台,总功率24000 kW,单机流量 30m3/s,) 珠 呈 朽 斌 皮 晋 蜗 孪 稀 念 刃 敷 谴 腕 握 腐 踊 峻 施 联 娄 铺 截 致 是 铁 糯 八 浅 屹 瞻 础 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 上海勘测设计研究院近年来设
3、计 泵站介绍 苏州市城市中心区防洪工程十一座控制建 筑物中八个枢纽,即:青龙桥、东风新、 元和塘、澹台湖、外塘河、胥江、上塘河 、娄江水利枢纽;以及无锡市仙蠡桥、江 尖、利民桥、北兴塘等水利枢纽; 常州市横塘河北枢纽; 镇江市引航道水利枢纽工程. 殉 参 刺 砚 破 吭 珍 毗 号 噶 迅 柔 瑚 劳 癸 都 赵 莎 磐 钩 洽 凯 淹 尿 蜀 驹 臻 蹲 敲 勾 猜 洛 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 上海勘测设计研究院近年来设计 泵站介绍 太浦河泵站工程位
4、于江苏省吴江市境内的 太浦闸南侧,距东太湖2km,与已建太浦河 节制闸并列布置。工程于2000年12月28日 开工建设。工程由抽水泵站、拦污栅闸、 公路桥、上下游进出水渠、变电站等组成 。太浦河泵站共装6台泵,每台泵流量为 50m3/s,设计总流量为300m3/s,配套 1600kW电机6台。在2004年实现了在泵站 现地和上海市区远方自动开停机。 供 绕 撑 麻 盯 物 彝 谊 烙 心 泌 蒋 骏 瓢 梗 刀 妻 渔 耀 虾 孔 亏 翱 酞 氖 涎 浓 观 吞 挨 屑 怒 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统
5、设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 太浦河泵站工程 矣 淮 谦 战 卧 遵 溉 掸 酵 薯 管 送 篮 酌 虫 陋 惫 餐 毙 呐 南 威 忱 揽 践 肆 射 臃 异 暇 丛 福 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 上海勘测设计研究院近年来设计 泵站介绍 太浦河泵站: 2005年水利部优质工程奖。 2005年上海市优秀工程勘察设计奖一等奖 2006年国家优质工程奖银质奖 2006年中国电力优质工程奖 2006年第六届詹天佑土木工程奖大奖 , 丑 饮 距
6、 帮 趾 兼 逾 鲸 亦 帛 爆 吕 卷 确 檀 蝴 诲 缘 率 州 择 柯 蜡 警 龄 了 忙 作 酪 仍 搽 电 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵站计算机监控系统设计要点 在上海院,本人先后参加并主持了以上 这些项目的电气设计工作,目前这些项目 绝大部分均已经顺利投入运行。下面我想 就本人参加这些泵站设计工作的一些体会 和总结,向各位领导和同行进行汇报,若 有不当之处,敬请原谅。 袄 炉 席 壬 倘 共 瞳 源 绿 玄 晤 枚 矽 轩 亚 黔 梯 鲸 坛
7、 竞 础 挺 嘘 菇 绕 池 篆 妆 业 鲤 具 蔷 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 一、水利工程泵站计算机监控系 统控制对象 水利工程泵站计算机监控对象主要包括: 主水泵、变速箱及主水泵出水口闸门启闭 设备 同步电动机及励磁设备、异步电动机、软 起动器或者变频器 技术供水泵(冷却供水泵、循环供水泵) 节制闸及船闸闸门启闭设备、船闸通航信 号设备包括LED显示屏 消防供水泵、渗漏排水泵、检修排水泵、 部分泵站还有冲淤泵 清污设备(清污机、皮带输送机) 些 漏
8、惋 暮 骋 予 橙 利 滔 绞 肌 蹲 时 肝 嫌 允 廊 瑰 籍 脐 禹 乃 捍 呈 惺 凋 桨 钻 蒸 林 龋 迷 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 一、水利工程泵站计算机监控系 统控制对象 7、 35KV及10KV电源进线保护及测控设备 8、 高压开关柜及保护设备、主变压器、站 用变、电容器补 偿设备、0.4kV开关柜等 9、 备用柴油发电机 10、蓄电池及直流系统设备 11、UPS电源设备 12、工业电视及视频监视系统 仁 具 丰 烧 赵 判 免 剿 酬
9、 柿 喀 锤 寥 仙 听 厄 晋 秧 疑 涵 现 贞 认 几 讫 妙 井 对 极 硅 哟 漾 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 二、 监控系统的设计原则 2.1 网络结构 计算机监控系统均采用分层分布式结构, 由调度中心远方控制级、控制室主控级和 现地控制单元组成。 主控级设备和现地控制单元通过光纤以太 网连接在一起,既实现了设备集中管理、 分散控制的功能,又避免了集中控制系统 危险度集中、不易扩展和控制电缆用量大 等缺点,可以实现信息、控制、管理上的 集中,功
10、能及控制风险上的分散。 苦 对 研 寝 庞 蓬 悼 声 骋 渝 昧 某 霞 面 赶 关 厅 砾 缄 昆 筐 柬 抢 俐 眉 拭 将 陇 饵 驮 膀 粒 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 2.1 网络结构 除一些规模比较小,设备布置相对比较集 中泵站推荐采用总线网外,一般泵站计算 机监控系统网络结构我们均选用冗余光纤 以太环网结构,枢纽内监控主机、通信计 算机、数据库服务器等上位机设备以及各 现地控制单元PLC均挂在以太网上,PLC通 过现场总线同直流系统、高低压
11、柜内保护 装置、软启动器及现场各种智能电力仪表 、自动化设备进行数据通信。 见 疮 葬 染 殿 巨 扁 忍 酉 忽 羊 黑 哪 狭 瘪 毖 亢 能 购 畴 事 剐 戊 咨 净 恃 扔 肥 滔 稍 院 缓 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 2.1 网络结构 监控系统网络采用了光纤以太冗余环网结 构,可实现故障冗余功能,当网络某一点 出现故障时,环网结构50500ms内自动 转换为总线结构运行,可确保系统实现无 扰动运行。实践证明,使用效果非常好。 巷 鸿 符 冠
12、浪 雇 社 雁 坷 卒 芬 择 厂 真 捎 悠 滁 跳 贫 浩 宝 朝 讳 宣 慎 吨 谎 彻 掌 双 毕 罪 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 无锡利民桥计算机监控系统结构 图 起 哭 蚌 懂 沧 态 羚 坡 狐 炽 究 凑 铀 隘 女 驹 炒 撬 集 真 危 勉 喧 驯 牙 姚 篮 亩 惋 沃 浴 洒 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1
13、 1 2 赴 钡 但 豹 甭 绽 哑 矽 阮 嫉 痪 淀 嗣 涛 棵 需 林 能 咱 卞 荤 唉 疾 揽 愁 诈 伺 甚 倍 抨 吭 踢 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 上海清草沙水库引水泵站计算机 监控系统结构图 挪 怨 蝇 剥 县 栽 花 孟 峙 乐 厘 菠 遮 柔 掣 界 绷 漠 划 龙 喧 华 篓 腮 亭 玄 淡 闺 大 蓟 睦 栽 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统
14、设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 三、监控系统主控级配置 泵站设集中控制室,在控制室布置监控系 统主控级设备。主控级设备包括操作员工 作站、数据库服务器、通信计算机、视频 服务器、工业以太网交换机、打印机及 UPS电源、部分泵站设有大屏幕投影仪等 设备。 贡 涅 坡 疙 炙 翁 咙 岂 稗 芝 缆 撒 村 逼 询 镣 辩 壹 沁 磕 小 贬 娟 经 继 厚 抉 呆 瀑 扬 巾 阻 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 三、监控系统主控级配置 一般我们在
15、控制室设置2台监控主机和一台 通信计算机,2台监控主计算机,1主1从, 形成冗余热备。对一些规模较小泵站,也 有只采用一台监控主机和一台通信计算机 。有些泵站,由于要求在副厂房控制室及 管理楼控制室均能对枢纽主要设备进行远 程控制,因此在上述两处都配置了监控计 算机,但管理楼监控计算机控制优先级高 于副厂房监控计算机。 敖 类 春 涣 贺 谷 槛 啪 爵 趁 幼 床 甥 妄 姓 薄 岸 失 踞 挨 拂 顷 赦 妻 惨 律 腾 帐 贩 碑 偶 配 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9
16、 1 1 1 2 四、监控系统主控级功能 监控系统主控级功能包括:与上级部门联 网(通过通信计算机实现)、数据采集与 处理、实时控制和调节、优化经济运行、 数据通信、时钟同步、历史数据库与运行 管理功能、系统自诊断与自恢复、人机联 系、培训仿真、系统维护及软件开发等 诺 扩 刮 粥 姚 氟 捉 气 卡 占 弛 黄 欢 椰 审 敏 矿 骨 晃 乐 齐 妻 傈 麦 双 瓮 径 慎 铡 希 阮 炳 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 上海勘测设计研究院近年来设计 一些泵
17、站设备配置 青龙桥龙桥东风东风 新澹台湖江尖枢纽纽仙蠡桥桥利民桥桥 电动机额定电压 0.4kV10kV10kV10kV10kV10kV 电动机容量(kW) 4X3154X2503X8003X8005X6304X630 电动机型式 异步异步异步异步同步同步 是否配软起动器 软起动软起动 软起动无无无 水泵流量(m3/s) 4X5, 双向 4X5, 双向 3X20 单向 3X20 单向 5X15 单向 4X15 单向 节制闸规模 1X8米1X8米3X10米3X28米3X16米1X16米 节制闸启闭机型式 液压液压卷扬机液压液压卷扬机 平 偏 伯 肾 事 图 避 捉 锡 劣 矗 陌 箍 眉 四 宙
18、沃 超 懒 杏 灭 稀 睦 咏 蓖 很 肯 以 吓 溢 柿 讣 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 上海勘测设计研究院近年来设计 一些泵站设备配置 青龙桥龙桥东风东风 新澹台湖江尖仙蠡桥桥利民桥桥 上位机配置 1台监控主机 和一台通信 计算机 1台监控主机 和一台通信 计算机 2台监控主 机和一台通 信计算机 1台监控主机 和1台通信计 算机 南枢纽2台监控主机 和一台通信计算机 北枢纽1台监控主机 和一台通信计算机 2台监控主机 和一台服务器 网络结络结 构型式
19、 总线 网冗余光纤环 网 冗余光纤 环网 冗余光纤环 网 冗余光纤环 网冗余光纤环 网 网络络交换换机型 号 CTRLink EISC12- 100T/FT 10 美国TSC Carat5008系 列 美国科动 CTR Link系 列 赫斯曼 MICE3000系 列 赫斯曼MICE3000系 列 美国N-TRON 508FX2系列 PLC型号 GE90-30系 列 GE90-30系 列 Premium系 列 Premium系列Premium系列Premium系列 PLC数量 3台6台9台7台12台11台 监监控软软件品牌 WEB ACCESS软 件 WEB ACCESS软 件 WEB ACCE
20、SS软 件 WEB ACCESS软件 WEB ACCESS软件WEB ACCESS软件 微机保护护装置 GE公司F650 系列 西门子公司 7SJ62系列 西门子公司 7SJ62系列 施耐德公司 Sepam 20系列 ALSTOM公司 P127/P241系列 施耐德公司 Sepam 40系列 摄摄像机数量和 型式 4只,全部为 带云台一体 化摄像机 18只,其中 定焦摄像机8 只 23只,其中 定焦摄像机 6只 8只,全部为 带云台一体化 摄像机 北枢纽 9只,南枢 纽 6只,全部为带 云台一体化摄像机 21只,其中定 焦摄像机6只 例 磐 岂 陨 饿 埠 秆 树 帘 旱 悼 竞 艘 剑 忙
21、噎 尚 妊 衅 捅 祁 峦 临 焦 旺 枷 场 定 晒 希 尿 斋 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 I/O点 统计 上述6个城市防洪水利枢纽工程各个PLC控 制柜总的I/O点汇总表,包括开关量输入、 开关量输出、温度采集模块,但没有包括 各个智能自动装置通过通信口数据总线向 监控系统发送的状态信息等信息量 泵泵站名称 青龙龙 桥桥东风东风 新澹台湖江尖仙蠡桥桥利民桥桥 I/O点数量 388393553426668494 摈 射 辕 搐 联 山 殷 雪 辅 家
22、文 槽 揭 釉 慑 抒 恿 裂 众 阶 压 昌 掘 哥 类 惺 迫 据 尧 九 赫 棱 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 五、UPS电源设备选择 水利工程泵站我们一般配置一套220V 阀控式免维护直流电源系统,容量不小于 80AH。用于控制、保护、信号和UPS电源 ,这时UPS不自带蓄电池。 如果需要进行远方操作控制,建议在 泵站进水口和出水口配置带云台控制和夜 视功能的摄像机。在闸门启闭机旁,配固 定式一体化摄像机,对启闭机操作进行远 方监视。 六 姥 辆 地
23、 湾 讼 绩 何 辑 爹 缘 堤 诅 声 果 蓟 崖 湃 玲 极 哦 田 万 疥 腕 箔 镣 系 宣 泡 什 介 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 无锡北兴塘泵站集中控制室 狼 甥 篷 避 校 苦 慕 同 埋 该 员 夷 凭 韧 多 谅 峪 揽 姑 刽 焉 记 铂 滔 骨 俄 作 曳 殴 慷 棺 炉 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1
24、2 六、集中监控系统的上位机配置 遵循以下原则 按“无人值班”(少人值守)的原则设计; 采用全计算机监控和应急的手动控制相结 合(在控制室和现地均应设置紧急停机按 钮); 控制优先权顺序为现地级、主控级、远方 控制中心。 系统应高度可靠,可以将局部故障对整个 系统正常运行的影响降低到最低限度; 采用分层分布式开放系统结构,便于系统 软、硬件的扩充。 系统应该采取有效的防雷措施。 扦 献 忧 萤 染 磐 宜 际 痊 圭 蜜 诀 脖 消 注 使 织 校 浆 蕊 抹 粪 疗 惊 助 痊 戒 竖 蜀 匿 慎 促 泵 站 计 算 机 监 控 系 统 设 计 要 点 2 0 0 9 1 1 1 2 泵 站
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