1、i泵站監(jiān)控系統(tǒng)1 1 系統(tǒng)功能泵站監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是監(jiān)測(cè)、監(jiān)視、控制、存儲(chǔ)等。1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)供電、溫度、水泵、管道壓力、機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)、前池 水位、管道流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。2監(jiān)視視頻監(jiān)視系統(tǒng)為獨(dú)立系統(tǒng)，通過(guò)軟件技術(shù)在現(xiàn)地監(jiān)控系統(tǒng)軟件界面實(shí) 現(xiàn)對(duì)前池、泵房、控制室和值班室的圖像監(jiān)視。3控制可以控制泵站機(jī)組啟停，閘閥開(kāi)閉，泵站輔助設(shè)備如排水泵、抽真空 系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)等的控制；直流系統(tǒng)、調(diào)頻設(shè)備的調(diào)節(jié)與控制；冷卻風(fēng)機(jī)的白 動(dòng)啟停等。水泵機(jī)組的控制有三種控制模式：現(xiàn)地手動(dòng)、現(xiàn)地白動(dòng)和遠(yuǎn)程白動(dòng)控 制。4存儲(chǔ)現(xiàn)地泵站系統(tǒng)在本地存儲(chǔ)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。2 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)泵站監(jiān)控系統(tǒng)可以采用 RTURTU 或 PLCPL

2、C 為核心構(gòu)建各現(xiàn)地監(jiān)控單元。鑒于 本系統(tǒng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目多、控制可靠性要求高、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大等特點(diǎn)，本報(bào)告 擬采用 PLCPLC 作為現(xiàn)地核心部件。由于現(xiàn)地泵站前池水位、出水流量、管道壓力等采集點(diǎn)和泵房、控制2室、監(jiān)控室相距較近，因此采用集中監(jiān)測(cè)控制的原則現(xiàn)地泵站系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)是：采集設(shè)備通過(guò)各白電纜線連接PLC,PLC,由PLCPLC 接入現(xiàn)地局域網(wǎng)，組成泵站現(xiàn)地監(jiān)控系統(tǒng)。接入 PLCPLC I/OI/O 模塊的監(jiān)測(cè)設(shè)備和信號(hào)有水位計(jì)、 管道壓力計(jì)、流量計(jì)、 電量、機(jī)械振動(dòng)、竄動(dòng)、溫度傳感器及水泵機(jī)組和控制電路的各類(lèi)狀態(tài)信 息。現(xiàn)地泵站交換機(jī)、PLCPLC 主控制器、I/OI/O 模塊、電源模塊等

3、均安裝在控 制柜內(nèi)，觸摸屏安裝在控制柜面板上，工控機(jī)和控制柜安裝在現(xiàn)地監(jiān)控室。 工控機(jī)和 PLCPLC 主控制器通過(guò)交換機(jī)接入以太網(wǎng)。前池水位、管道壓力、管 道流量、溫度、電量、等公共信息和水泵機(jī)組的機(jī)械振動(dòng)、竄動(dòng)、各類(lèi)狀 態(tài)信息接入 I/OI/O 模塊。現(xiàn)地泵站工控機(jī)的監(jiān)控軟件屬于遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)容。3 3 泵站控制模式1現(xiàn)地手動(dòng)：指通過(guò)現(xiàn)地控制柜的控制按鈕控制水泵的啟停和流量控制，現(xiàn)地手動(dòng)必須先將控制屏上的“白動(dòng)/手動(dòng)”開(kāi)關(guān)至于“手動(dòng)”位置。手動(dòng)控制電量信息非電量信息 溫度信息現(xiàn)地泵站系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖8-98-9 所示圖8-9現(xiàn)地泵站系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)觸摸屏控制回路狀態(tài)信息保護(hù)信息輔助設(shè)備水泵

4、機(jī)組3方式是在脫離 PLCPLC 情況下的控制模式，僅在 PLCPLC 故障或檢修情況 下使用。2現(xiàn)地白動(dòng)控制： 指現(xiàn)地控制屏上的“白動(dòng)/手動(dòng)”開(kāi)關(guān)至于“白動(dòng)” 位置時(shí)，通過(guò)現(xiàn)地監(jiān)控室的監(jiān)控機(jī)或觸摸屏對(duì)水泵的啟停和流量控制。3遠(yuǎn)程白動(dòng)控制：指控制中心對(duì)水泵的控制。現(xiàn)地白動(dòng)控制和遠(yuǎn)程白動(dòng)控制為在 PLCPLC 支持下的控制方式，屬常規(guī)控 制模式。4 4 現(xiàn)地測(cè)控單元1水泵機(jī)組控制電路方案1 1）主回路各泵站每個(gè)水泵機(jī)組的主回路相對(duì)獨(dú)立，通過(guò)控制一組啟動(dòng)設(shè)備一一 電動(dòng)開(kāi)關(guān)或交流接觸器使水泵的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或停止。根據(jù)泵前池的水位高 低，通過(guò)白動(dòng)切換（啟動(dòng)或停止）水泵機(jī)組的個(gè)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)出水流量的粗調(diào) 節(jié)。

5、每個(gè)泵站設(shè)一組水泵機(jī)組用來(lái)實(shí)現(xiàn)出水流量的微量調(diào)節(jié)，該機(jī)組采用 模擬量控制電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)出水流量的細(xì)微控制。電氣回路設(shè)過(guò)負(fù) 荷保護(hù)、反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)、零序電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、逆功率保護(hù)等。 泵前池水位、管道壓力、流量、調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、竄動(dòng)等各種電量 和非電量信息通過(guò)電纜傳送到 PLCPLC 主控單元。主回路電流和電壓量的采集， 通過(guò)電流變送器和電壓變送器把采集到的電流和電壓轉(zhuǎn)換成4 420mA20mA 的模擬量送至 PLC,PLC,可實(shí)現(xiàn)水泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)電流、電壓的遠(yuǎn)方監(jiān)視?，F(xiàn)地監(jiān)視 采用觸摸屏，主回路控制設(shè)備均安裝在水泵機(jī)組控制柜內(nèi)。2 2）控制回路控制回路是以 PLCPLC 為核

6、心構(gòu)成的回路，I/OI/O 單元的開(kāi)關(guān)量輸入輸出模 塊、模擬量輸入輸出模塊及相關(guān)外圍設(shè)備電路布置于泵站監(jiān)控室。在泵站監(jiān)控室應(yīng)配備穩(wěn)壓電源和在線式 UPSUPS 電源，UPSUPS 電源由泵站交 流電源供4電，輸出端向工控機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)、PLCPLC 和其它重要負(fù)荷供電。由于 PLCPLC 的 I/OI/O 模塊及其它控制設(shè)備安裝在監(jiān)控室內(nèi)，氣候及環(huán)境條 件較差，故應(yīng)在 PLCPLC 控制柜內(nèi)設(shè)置溫度傳感器，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件白動(dòng)啟動(dòng) 加熱和通風(fēng)、散熱設(shè)備，以免柜內(nèi)電氣設(shè)備影響性能和造成損壞。為確保泵站現(xiàn)地控制的可靠性，作為 PLCPLC 事故情況下的應(yīng)急備用，每 臺(tái)水泵機(jī)組設(shè)置一套繼電器硬接線邏

7、輯的常規(guī)控制回路，以保證當(dāng)PLCPLC 事故退出時(shí)能夠可靠控制水泵機(jī)組的運(yùn)行。2監(jiān)測(cè)信息監(jiān)測(cè)的主要信息如下：1 1）電量信息：泵站的總電流、電壓、機(jī)組運(yùn)行電流以及電源頻率、轉(zhuǎn) 速、功率、功率因數(shù)、電量等。2 2）非電量信息：泵站進(jìn)水源前池水位；泵站總流量。另外，水泵出水 壓力、振動(dòng)、竄動(dòng)等。3 3）溫度信息：機(jī)組中水泵、電動(dòng)機(jī)軸瓦溫度、電動(dòng)機(jī)鐵芯溫度或繞組 溫度、軸承溫度、環(huán)境溫度等。4 4）狀態(tài)量信息：機(jī)組運(yùn)行、停機(jī)、檢修狀態(tài)，各閘閥的開(kāi)、閉狀態(tài)， 刀閘的分合狀態(tài)，泵站輔機(jī)設(shè)備的工作狀態(tài)；主變壓器、饋路的投運(yùn)、退 出狀態(tài)，保護(hù)信號(hào)裝置的正常與動(dòng)作狀態(tài)等。3安全防護(hù)保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)對(duì)象有：泵站用

8、變壓器、每臺(tái)機(jī)組的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī) 所接的母線分段時(shí)設(shè)置母線聯(lián)絡(luò)線保護(hù)。本章只包含保護(hù)信息的采集、上傳和繼電保護(hù)動(dòng)作，機(jī)電保護(hù)設(shè)施在 相應(yīng)章節(jié)5中給出。5 5 水位監(jiān)測(cè)泵站的水泵開(kāi)啟臺(tái)數(shù)，調(diào)頻水泵機(jī)組的輸水大小，取決于水泵進(jìn)水源水位高低。因此水泵進(jìn)水源水池的水位是系統(tǒng)的重要監(jiān)測(cè)對(duì)象。水泵前池距監(jiān)控機(jī)房較近，水位傳感器通過(guò)電纜接入 PLCPLC 主控制器， 實(shí)現(xiàn)水位數(shù)據(jù)的上傳，同時(shí) PLCPLC 主控制器控制觸摸屏，實(shí)現(xiàn)前池水位數(shù)據(jù) 的顯示。6 6 流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)準(zhǔn)確的流量監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)用水量的計(jì)量和水泵輸水的白動(dòng)控制。 流量監(jiān)測(cè)方案有兩種。方案一：對(duì)泵站的每個(gè)水泵出水口安裝管道流量計(jì)，進(jìn)行精確測(cè)量

9、。方案二：對(duì)各個(gè)水泵的出水總管道安裝管道流量計(jì)，測(cè)量泵站的輸水JHL 本著經(jīng)濟(jì)適用的原則，本系統(tǒng)擬用第二種方案。水泵的出水總管道距監(jiān)控機(jī)房較近，管道流量計(jì)通過(guò)電纜接入PLCPLC 主控制器，實(shí)現(xiàn)管道流量數(shù)據(jù)的上傳，同時(shí) PLCPLC 主控制器控制觸摸屏，實(shí)現(xiàn) 泵站出水流量的顯示。7 7 主要設(shè)備選型和技術(shù)要求1PLCPLC1 1） PLCPLC 應(yīng)選用具有成熟技術(shù)的國(guó)內(nèi)知名品牌的中高端PLC;PLC;2 2）PLCPLC 本機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)容量大于等于 2Mb2Mb , ,并可根據(jù)實(shí)際需要配置相應(yīng)的 外部擴(kuò)展存儲(chǔ)卡，配置輸入/ /輸出（I/OI/O）容量和內(nèi)存容量時(shí)，需保留 30%30%的 裕量（每個(gè)

10、泵站6各類(lèi) I/OI/O 容量應(yīng)有 30%30%的裕量）；3 3）PLCPLC 應(yīng)具有模塊化結(jié)構(gòu)，所有模塊應(yīng)是成熟應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化模件（包 括 CPUCPU、通訊模塊及各類(lèi) I/OI/O 模塊等） ， 可帶電插拔。 模塊的平均無(wú)故障間 隔時(shí)間 （MTBFMTBF）110 0萬(wàn)小時(shí)，所有模板均通過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)的安全認(rèn)證，包 括：ULUL、CSACSA、CECE 等；4 4）PLCPLC 的外部供電電源為單相交流 220V220V 士 15%,15%, 50Hz50Hz 士 2%2%電源；5 5）通訊協(xié)議符合工業(yè)以太網(wǎng) GBGB 系列標(biāo)準(zhǔn)；6 6）PLCPLC 具有高可靠性，能在無(wú)空調(diào)、無(wú)凈化設(shè)備、無(wú)專(zhuān)門(mén)

11、屏蔽措施的 泵房正常工作；7 7）PLCPLC 的 I/OI/O 模塊應(yīng)有光電隔離和濾波措施，有 LEDLED 指示狀態(tài)。8 8） PLCPLC 各模塊應(yīng)為同一品牌，I/OI/O 站必須采用和 CPUCPU 對(duì)應(yīng)的同等級(jí)、 同系列的模塊；9 9）PLPLC C 配置以太網(wǎng)接口， 通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)與遠(yuǎn)程監(jiān)控站通信， 內(nèi)置 WebWeb ServeServer r功能，接口類(lèi)型支持雙絞線 RJ45RJ45 及光纖接口。2水位計(jì)水位測(cè)量采用的傳感器主要有浮子式、超聲波式、雷達(dá)式、電子水尺 和壓力投入式幾種。通過(guò)對(duì) 5 5 種水位測(cè)量傳感器比較，其中電子水尺較其它的類(lèi)型具有一下優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)先進(jìn)，可靠性高

12、；測(cè)量精度高，無(wú)機(jī)械傳動(dòng)部分，壽命長(zhǎng)；RS-485RS-485 輸出，抗干擾強(qiáng)；可直接安裝在水泵進(jìn)水源前池壁上， 維護(hù)簡(jiǎn)單。結(jié)合本工程的實(shí)際情況，在本系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中建議采用電子水尺。3管道流量計(jì)現(xiàn)應(yīng)用較多的管道流量?jī)x表有差壓式流量計(jì)、浮子流量計(jì)、容積式流 量計(jì)、渦7輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)、渦街流量計(jì)及超聲波流量計(jì)等幾大類(lèi)。通過(guò)對(duì)以上列舉的 7 7 種流量計(jì)的比較，超聲波管道流量計(jì)比其它類(lèi)型 的流量計(jì)具有安裝簡(jiǎn)單、無(wú)壓力損失、流量范圍大、性?xún)r(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)，且 測(cè)量精度和抗干擾能力滿足系統(tǒng)要求等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合本工程的實(shí)際情況，在 本系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中建議采用超聲波管道流量計(jì)。4柜體為控制溫度，所有裝有電氣控制

13、和開(kāi)關(guān)設(shè)備的盤(pán)、柜內(nèi)應(yīng)裝有電加熱 和通風(fēng)、散熱裝置。加熱器的放置應(yīng)確?？諝庋h(huán)流暢，加熱器額定電壓 應(yīng)為單相交流 220V,220V,并帶有溫度控制的溫控開(kāi)關(guān)，并在過(guò)熱狀態(tài)時(shí)不會(huì)損 壞設(shè)備，溫度控制應(yīng)具有白動(dòng)和手動(dòng)控制二種方式。8 8 監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)配置方案由于不同泵站水泵機(jī)組的個(gè)數(shù)不同，其設(shè)備配置也不盡相同，以下為 現(xiàn)地泵站設(shè)備配置方案。泵站現(xiàn)地監(jiān)控設(shè)備配置見(jiàn)表 8-38-3。1 1）穩(wěn)壓器一臺(tái)；2 2）不間斷電源 UPSUPS 一臺(tái)；3 3）配置工控機(jī)一臺(tái)；4 4）水泵機(jī)組功率大于 100kw100kw 的泵站，每臺(tái)水泵機(jī)組配置 1 1 套 PLCPLC，公 共設(shè)備和信息輸入共用 1 1 套

14、 PLC;PLC;水泵機(jī)組功率小于 100kw100kw 的泵站，每 2 2 臺(tái)水泵機(jī)組配置1 1 套PLC,PLC,公共設(shè)備和信息輸入共用 1 1 套PLC;PLC;如果功率 小于 100k100kw w 水泵機(jī)組不足 2 2 臺(tái)，公共設(shè)備和信息輸入與該機(jī)組共用 1 1 套 PLCPLC PLCPLC 包含電源模塊、CPUCPU、以太網(wǎng)模塊、I/OI/O 通信模塊和其它擴(kuò)展模塊。5 5） 水泵機(jī)組的每套 PLCPLC 配置 1 1 套控制柜；控制柜安裝 PLCPLC、控制回 路、溫度8傳感器、聲光報(bào)警裝置等控制、保護(hù)和觸摸屏等器件。6 6）每個(gè)泵站配置一個(gè)水位計(jì)；7 7）泵站的每個(gè)輸水管道配置一個(gè)管道壓力計(jì)；8 8）泵站的每個(gè)輸水管道配置一個(gè)管道流量計(jì)；9 9）變頻調(diào)速的水泵機(jī)組配置一個(gè)轉(zhuǎn)速計(jì)；1010）安裝材料及輔材：穿線鋼管；安裝輔材；纜線等。電機(jī)主回路中白動(dòng)開(kāi)關(guān)、接觸器、斷路器、熱繼電器、互感器、電流 / 電壓表等在水泵機(jī)組基礎(chǔ)建設(shè)中配置，不包含在本章節(jié)中。9中泉灌區(qū)泵站現(xiàn)地監(jiān)控設(shè)備配置表8-3序3_名單一