0 引言

泵站設(shè)計(jì)排澇流量15.8m/s，安裝4臺(tái)1200ZLB-100立式軸流泵，配4臺(tái)YX-L560-12/355kW立式異步電機(jī)，總裝機(jī)容量1420kW（4*355kW）。泵站樞紐工程由站前攔污檢修閘、進(jìn)水前池、泵室、匯水箱、控制閘、穿堤箱涵、閘門、消力池以及主廠房、副廠房、管理房等組成。為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，提高泵站的自動(dòng)化水平和經(jīng)濟(jì)效益，減少運(yùn)行和管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障泵站設(shè)備安全、可靠、高效運(yùn)行，泵站在副廠房設(shè)信息化系統(tǒng)，信息化系統(tǒng)包括：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)視系統(tǒng)。

1 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

1.1 結(jié)構(gòu)及配置

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用開(kāi)放式分層分布系統(tǒng)，由控制中心和現(xiàn)地控制單元以及前端測(cè)量表計(jì)裝置等組成。

1.1.1 控制中心

控制中心設(shè)在副廠房控制室內(nèi)，主要設(shè)備包括操作員工作站、打印機(jī)、UPS電源及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等?？刂浦行某瓿蓪?duì)被控對(duì)象的監(jiān)視控制外，留有與辦公自動(dòng)化聯(lián)機(jī)接口，是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的控制核心。

1.1.2 現(xiàn)地控制單元

現(xiàn)地控制單元設(shè)2臺(tái)現(xiàn)地單元控制柜（LCU屏）、2臺(tái)繼電保護(hù)屏分別對(duì)電機(jī)、進(jìn)線、輔機(jī)等設(shè)備進(jìn)行測(cè)量和控制。現(xiàn)地控制單元對(duì)所管轄設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行完善的監(jiān)控，通過(guò)PLC輸入輸出接口與生產(chǎn)過(guò)程相連；通過(guò)通訊接口及相關(guān)設(shè)備與控制中心交換信息。各現(xiàn)地控制單元對(duì)控制中心具有相對(duì)獨(dú)立性，直接完成生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和預(yù)處理、完成對(duì)各設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視、調(diào)整和控制等功能?，F(xiàn)地控制單元設(shè)有自動(dòng)、手動(dòng)切換裝置，在上位機(jī)出現(xiàn)故障或脫離站監(jiān)控工作站時(shí)，可以通過(guò)手動(dòng)操作保證機(jī)組的正常運(yùn)行和程序控制的各種運(yùn)行操作。

1.1.3 測(cè)量表計(jì)裝置

采用以計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全站設(shè)備集中監(jiān)控，測(cè)量表計(jì)選用智能數(shù)字式表計(jì)。各類傳感器（水位、溫度等）分別對(duì)水位、溫度等非電量進(jìn)行測(cè)量，輸出模擬電流信號(hào)經(jīng)A/D模塊將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)字信號(hào)送至控制中心主機(jī)。

1.2 主要實(shí)現(xiàn)功能

1.2.1 聯(lián)網(wǎng)功能

與上級(jí)骨干網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收帶密碼的調(diào)度、控制命令，通過(guò)調(diào)用密碼向上級(jí)發(fā)送本站實(shí)時(shí)運(yùn)行信息。在線傳輸各種數(shù)據(jù)。

1.2.2 數(shù)據(jù)采集與處理功能

系統(tǒng)巡測(cè)泵站、配電設(shè)備、傳感器、儀表等各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與狀態(tài)信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理并建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.2.3 統(tǒng)計(jì)與計(jì)算功能

系統(tǒng)根據(jù)所測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)和計(jì)算分析；對(duì)各類事故及故障的內(nèi)容和次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并記錄；對(duì)參數(shù)越限情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并記錄；所有統(tǒng)計(jì)和分析計(jì)算數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，作為資料保存。

1.2.4 參數(shù)在線修改

系統(tǒng)可在線對(duì)運(yùn)行狀態(tài)判別條件、預(yù)置參數(shù)和計(jì)算公式進(jìn)行在線修改。

1.2.5 控制與調(diào)節(jié)功能

系統(tǒng)設(shè)人工操作，自動(dòng)操作控制和優(yōu)化調(diào)度自動(dòng)運(yùn)行方式選擇功能。

1.2.6 設(shè)備運(yùn)行統(tǒng)計(jì)記錄及生產(chǎn)管理

系統(tǒng)對(duì)各設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄，信息自動(dòng)提示給運(yùn)行人員。對(duì)于各設(shè)備及各主要輔助設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行變位及變位時(shí)間的統(tǒng)計(jì)，必要時(shí)產(chǎn)生報(bào)警。系統(tǒng)還將對(duì)參數(shù)越限及定值變更等情況作出統(tǒng)計(jì)記錄，并自動(dòng)生成各類報(bào)表、日志，進(jìn)行打印操作。

1.2.7 屏幕顯示

顯示系統(tǒng)全景效果圖、平面布置圖、剖面圖，各類運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線，各類信息統(tǒng)計(jì)表、操作記錄、各類運(yùn)行報(bào)表等。

1.2.8 人機(jī)聯(lián)系

運(yùn)行人員通過(guò)屏幕、鍵盤、鼠標(biāo)等實(shí)現(xiàn)對(duì)各閘門運(yùn)行的監(jiān)視、控制、調(diào)節(jié)、在線修改定值、畫面調(diào)度、報(bào)表顯示和打印等功能。利用交互式人機(jī)接口軟件可以通過(guò)人機(jī)對(duì)話方式實(shí)現(xiàn)各種監(jiān)視的控制功能，使用應(yīng)簡(jiǎn)單、方便、靈活。

1.2.9 系統(tǒng)自檢、自動(dòng)重啟動(dòng)、系統(tǒng)診斷和仿真培訓(xùn)

系統(tǒng)具有自檢功能，軟件任務(wù)超時(shí)處理及過(guò)程通道故障檢測(cè)。

1.3 軟件系統(tǒng)

1.3.1 軟件環(huán)境

工作環(huán)境：

服務(wù)器：英特爾至強(qiáng)銀牌4208 2.1G,8C/16T,9.6GT/s,11M高速緩存，Turbo,HT（85W）DDR4-2400；Windows Server 2016標(biāo)準(zhǔn)版32GB內(nèi)存8塊4TB 7200轉(zhuǎn)企業(yè)級(jí)熱插拔SAS硬盤；2G緩存的Raid卡配置Raid5或6或10等；電源1+1冗余750W；網(wǎng)卡控制器2個(gè)1 GE LOM。

數(shù)據(jù)庫(kù)：Access2012

下位機(jī)編程軟件：PME Machine Edition9.7

上位機(jī)編程軟件:金海迪爾泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)V1.0

1.3.2 應(yīng)用軟件

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件主要由主界面、機(jī)組控制、設(shè)備控制、系統(tǒng)圖、報(bào)表、報(bào)警信息、操作記錄、系統(tǒng)管理、幫助等模塊組成。

①主界面。

主界面包括進(jìn)入各模塊的菜單，以及各機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、電氣參數(shù)，通訊狀態(tài)，水位參數(shù)等。

②機(jī)組控制。

主要是機(jī)組開(kāi)機(jī)流程和實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)顯示，通過(guò)此界面，可選擇要開(kāi)啟的機(jī)組，可以對(duì)相應(yīng)機(jī)組進(jìn)行控制。

通過(guò)機(jī)組開(kāi)機(jī)流程開(kāi)啟機(jī)組時(shí)，首先確保所有設(shè)備滿足可以遠(yuǎn)程合分閘、開(kāi)關(guān)停的條件，且開(kāi)機(jī)水位滿足要求，然后根據(jù)流程圖依次完成10kV斷路器、母聯(lián)斷路器等斷路器合閘，之后依次將閘門開(kāi)啟到全開(kāi)位置，滿足所有開(kāi)機(jī)準(zhǔn)備工作后開(kāi)機(jī)，完成開(kāi)機(jī)操作。

關(guān)閉、急停直接操作。

③單機(jī)控制。

主要是控制單個(gè)設(shè)備的啟停以及合分閘操作，功能同于現(xiàn)地控制柜操作，但必須處于遠(yuǎn)方控制才能進(jìn)行上位機(jī)操作?？杀O(jiān)控的設(shè)備有10kV進(jìn)線柜斷路器、母線聯(lián)絡(luò)柜斷路器、機(jī)組斷路器、防洪閘、檢修閘、控制閘、風(fēng)機(jī)、供水泵、排水泵等設(shè)備控制。系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)判斷要開(kāi)啟設(shè)備所需要的條件，當(dāng)設(shè)備不滿足條件時(shí)會(huì)提示是哪一個(gè)設(shè)備不滿足條件并報(bào)警且無(wú)法進(jìn)行操作，操作人員需要檢查該設(shè)備，使其滿足運(yùn)行條件后，才能進(jìn)行相應(yīng)的操作。

④趨勢(shì)曲線。

實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)（水位、流量、電流、功率等）隨時(shí)間變化用曲線形式形象表示出來(lái)，便于直觀了解當(dāng)前機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)?？梢酝瑫r(shí)查看某一項(xiàng)或者某幾項(xiàng)的運(yùn)行參數(shù)的曲線情況，放大、縮小或者隱藏對(duì)應(yīng)的曲線；也可以設(shè)置時(shí)間段，查詢?cè)摃r(shí)間段內(nèi)某一項(xiàng)或者某幾項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)的曲線情況。

⑤系統(tǒng)圖。

提供的系統(tǒng)圖有電氣一次圖、站變電路圖和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。電氣一次圖主要是泵站電氣主接線圖，顯示當(dāng)前站內(nèi)設(shè)備電氣合分閘狀態(tài)及相互之間的關(guān)系。選擇主接線圖相應(yīng)斷路器的合分閘位置，可打開(kāi)該設(shè)備的控制界面，查看設(shè)備相關(guān)的信號(hào)并進(jìn)行控制。站變電路圖主要是各類斷路器接線圖，顯示斷路器設(shè)備電氣合分閘狀態(tài)及相互之間的關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D是模擬實(shí)物圖，顯示當(dāng)前站內(nèi)的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)及相互之間的關(guān)系。

⑥操作記錄。

系統(tǒng)自動(dòng)記錄泵站機(jī)組開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)等所有操作過(guò)程，生成操作記錄。可將操作記錄導(dǎo)出到D盤操作記錄文件夾中，可查看、打印全部操作記錄，也可根據(jù)需要設(shè)置查詢條件查詢?cè)摋l件下的全部操作記錄。

⑦報(bào)警信息。

顯示實(shí)時(shí)報(bào)警和歷史報(bào)警兩種情況。

實(shí)時(shí)報(bào)警是系統(tǒng)自動(dòng)巡檢診斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，并顯示出報(bào)警類型以及確認(rèn)狀態(tài)，提醒操作員注意，操作人員應(yīng)及時(shí)予以確認(rèn)并處理。

歷史報(bào)警是記錄系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的所有報(bào)警信息，可查看、查詢、導(dǎo)出、打印全部或部分或設(shè)置條件下的報(bào)警信息。

⑧報(bào)表。

機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，閘門（檢修閘、控制閘、防洪閘）的開(kāi)啟高度、閘前水位，電機(jī)運(yùn)行電流、電壓、功率、溫度等自動(dòng)記錄，生成和“數(shù)據(jù)報(bào)表”、“電氣量報(bào)表”、“溫度報(bào)表”等各類報(bào)表，可隨時(shí)查詢、導(dǎo)出、打印所需要的報(bào)表。

⑨系統(tǒng)管理。

系統(tǒng)管理主要是為泵站管理者人員服務(wù)的，有權(quán)限管理人員才能進(jìn)行系統(tǒng)管理，通過(guò)系統(tǒng)管理修改密碼、注銷、增刪用戶，設(shè)置滿足開(kāi)機(jī)條件的最低水位值，以及機(jī)組累計(jì)運(yùn)行時(shí)間清零。

2 視頻監(jiān)視系統(tǒng)

2.1 結(jié)構(gòu)及配置

視頻監(jiān)視系統(tǒng)由前端設(shè)備、傳輸設(shè)備、顯示設(shè)備、控制設(shè)備四部分，分別在泵站的進(jìn)水渠水面、前池、啟閉機(jī)房、閘門出水測(cè)水面、大門、管理房等處各安裝1臺(tái)室外網(wǎng)絡(luò)型高清高速一體化球形攝像機(jī)；在主廠房電機(jī)層、副廠房高低壓配電室、啟閉機(jī)房等處安裝1臺(tái)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)型高清高速一體化球形攝像機(jī)；在副廠房中央控制室、10kV終端桿處、攔污柵、控制閘、檢修閘、閘門、上下游水位儀各安裝1臺(tái)室內(nèi)（或室外）網(wǎng)絡(luò)型定焦彩色攝像機(jī)。視頻監(jiān)視系統(tǒng)圖如圖1。

圖1 視頻監(jiān)視系統(tǒng)圖

2.2 主要功能

正確清晰地提供監(jiān)視范圍內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行狀況、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等圖像信息，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)范圍內(nèi)的全方位連續(xù)監(jiān)視。

在被監(jiān)視設(shè)備操作的同時(shí)，鏡頭自動(dòng)轉(zhuǎn)向該設(shè)備顯示其畫面，同時(shí)提示運(yùn)行人員是否需要錄像。

在生產(chǎn)設(shè)備故障或事故的情況下，及時(shí)、自動(dòng)地將攝像鏡頭對(duì)準(zhǔn)故障或事故現(xiàn)場(chǎng)，在控制室內(nèi)給出畫面顯示，并報(bào)警，同時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)情況錄像保存，以備事后分析。

和泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)通訊，依據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)有關(guān)信息，完成操作順序的自動(dòng)隨動(dòng)、事故／故障報(bào)警及圖像信息錄像等任務(wù)。

在控制臺(tái)能夠?qū)ΡO(jiān)視范圍內(nèi)的攝像位置進(jìn)行選點(diǎn)、固定或循環(huán)顯示，操作顯示的優(yōu)先次序?yàn)椋菏鹿省⒐收?、?bào)警、主控操作。

圖像處理計(jì)算機(jī)設(shè)置運(yùn)行畫面警戒功能?？蓪?duì)異常現(xiàn)象進(jìn)行識(shí)別報(bào)警，當(dāng)判別有異常發(fā)生時(shí)，計(jì)算機(jī)立即報(bào)警，同時(shí)向中控室傳送圖像并自動(dòng)存盤錄像，標(biāo)定時(shí)間。

3 成效

高鐵新區(qū)排澇泵站擔(dān)負(fù)著潛山高鐵新區(qū)排水防澇重要任務(wù)，泵站信息化系統(tǒng)的建設(shè)增強(qiáng)了水情、工情的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制能力，完善了防汛預(yù)警預(yù)報(bào)和應(yīng)急保障體系；解決了以前泵站設(shè)計(jì)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，軟硬件系統(tǒng)擴(kuò)展困難、功能不完善，缺乏系統(tǒng)概念、通訊不能互聯(lián)導(dǎo)致信息不能互通數(shù)據(jù)無(wú)法傳遞；泵站專業(yè)技術(shù)人員不足，計(jì)算機(jī)水平低導(dǎo)致設(shè)備帶病運(yùn)行無(wú)力解決，信息化系統(tǒng)的建成起到減員增效和提高運(yùn)行管理水平的目的，總結(jié)成效主要有以下幾點(diǎn)：

3.1 自動(dòng)化系統(tǒng)程度高

系統(tǒng)按“少人值守，少人值班”的原則實(shí)現(xiàn)泵站及調(diào)度遠(yuǎn)程控制。

3.2 技術(shù)成熟，性能完備

系統(tǒng)采用高可靠性、高性能、技術(shù)成熟的工業(yè)級(jí)設(shè)備，滿足泵站工業(yè)環(huán)境運(yùn)行條件。

3.3 集成度高

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)、溫度檢測(cè)系統(tǒng)、電磁流量系統(tǒng)、水位測(cè)量系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)及現(xiàn)地控制單元之間的數(shù)據(jù)通信，形成遙信、遙測(cè)、遙控、遙視為一體的綜合自動(dòng)化泵站。

3.4 先進(jìn)性好

系統(tǒng)配置和設(shè)備選型符合計(jì)算機(jī)發(fā)展迅速的特點(diǎn)，充分利用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，系統(tǒng)達(dá)到當(dāng)前國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

3.5 開(kāi)放性好，結(jié)構(gòu)完善

系統(tǒng)為全分布、全開(kāi)放系統(tǒng)，便于功能和硬件的擴(kuò)充，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)及軟件模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)能適應(yīng)功能的增加和擴(kuò)充。

4 結(jié)束語(yǔ)

高鐵新區(qū)排澇泵站信息化建設(shè)，目前完成的只是泵站本身計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)的建設(shè)，今后運(yùn)行管理單位還要進(jìn)一步完善信息管理系統(tǒng)建設(shè)，并于全市水情、雨情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，防汛指揮調(diào)度系統(tǒng)相聯(lián)網(wǎng)，做到遠(yuǎn)程可視、可控、可調(diào)度。為此，運(yùn)行管理單位需要成立專門的信息化管理機(jī)構(gòu)，配備具有一定計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)水平的技術(shù)人員，承擔(dān)系信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和建設(shè)，負(fù)責(zé)信息系統(tǒng)維護(hù)和運(yùn)行管理工作。