淺談自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用——以仙蠡橋水利樞紐工程為例

馬 琳

(無錫市城市防洪工程管理處，江蘇 無錫 214023)

一 仙蠡橋水利樞紐工程概況

仙蠡橋水利樞紐作為無錫市城市防洪防洪排澇八大骨干樞紐工程之一，與其他樞紐的不同之處是仙蠡橋樞紐分布于京杭大運(yùn)河與梁溪河的交匯處，整個(gè)樞紐包括北樞紐和南樞紐，以及連接南、北樞紐的穿運(yùn)地涵組成。工程于2004年5月開工建設(shè)，2005年9月基本建成，具有防洪、排澇、航運(yùn)及調(diào)水改善城市水環(huán)境等綜合功能。

二 仙蠡橋水利樞紐自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成

仙蠡橋水利樞紐南、北樞紐分別設(shè)置計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，兩中控室相距1km。自動(dòng)化系統(tǒng)大致可分為自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)、保護(hù)和信號(hào)系統(tǒng)，視頻監(jiān)測系統(tǒng)。其中，自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)是其他系統(tǒng)的基礎(chǔ)和依據(jù)，也是實(shí)現(xiàn)泵站自動(dòng)化的最終目標(biāo)。

1.監(jiān)測系統(tǒng)

自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)由水位自動(dòng)采集部分，信息傳輸部分，上級(jí)中心站信息接收中心系統(tǒng)集成，數(shù)據(jù)處理及業(yè)務(wù)應(yīng)用，維護(hù)保障系統(tǒng)等部分組成，在江蘇省無錫市水利防汛抗旱指揮部設(shè)立水位監(jiān)測系統(tǒng)中心，同時(shí)在下設(shè)水位監(jiān)測中心設(shè)立水位監(jiān)測分中心，分設(shè)水位監(jiān)測站的數(shù)據(jù)通過GPRS/GSM通信方式傳輸?shù)较鄳?yīng)的監(jiān)測分中心，監(jiān)測分中心通過接收設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)接收后存儲(chǔ)到本地的數(shù)據(jù)庫，并提供相應(yīng)數(shù)據(jù)的查詢檢索功能;通過指揮部的防汛專網(wǎng)將接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到監(jiān)測中心，監(jiān)測中心通過網(wǎng)絡(luò)以及接收軟件接收后存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫，并提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)查詢檢索功能，達(dá)到水位信息的采集自動(dòng)化、傳輸網(wǎng)絡(luò)化、處理標(biāo)準(zhǔn)化、分析科學(xué)化、管理規(guī)范化。仙蠡橋的自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)亦是如此，從上往下達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康摹?/p>

2.自動(dòng)控制、保護(hù)和信號(hào)系統(tǒng)

仙蠡橋水利樞紐在平時(shí)泵站開機(jī)中，根據(jù)運(yùn)行需求，監(jiān)測系統(tǒng)要控制和檢測的對(duì)象是很多的，所以被監(jiān)測物的參數(shù)也是多種多樣的。在機(jī)組正常運(yùn)行的情況下，我們每隔一段時(shí)間就對(duì)水泵的流量、揚(yáng)程、進(jìn)出水池的水位、機(jī)組的轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行巡查，進(jìn)而了解水泵當(dāng)前的運(yùn)行情況。同時(shí)通過對(duì)其它部件，如摩擦表面的工作溫度、液壓的油溫、壓力以及低壓柜溫度等一系列情況來判斷出各參數(shù)是否在正常范圍之內(nèi)，若發(fā)生異常則發(fā)出報(bào)警信號(hào)，如遇特殊情況還會(huì)自動(dòng)做出停機(jī)指示。

隨著泵站自動(dòng)化的日益普及，計(jì)算機(jī)軟件員根據(jù)泵站實(shí)際運(yùn)行情況開發(fā)出適用于泵站自動(dòng)控制的軟件，如泵站機(jī)組的故障診斷，泵站自動(dòng)化開關(guān)機(jī)的最優(yōu)化運(yùn)行和泵站運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)等。這些程序控制不但便于操作，而且對(duì)泵站運(yùn)行的安全性和提高工作效率也起到了明顯的作用。

3.視頻監(jiān)測系統(tǒng)

視頻監(jiān)測系統(tǒng)具有穩(wěn)定性、先進(jìn)性、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和人性化的特點(diǎn)，根據(jù)泵站自身需求選用分控監(jiān)視、回放、設(shè)置和遠(yuǎn)程監(jiān)控等多種功能，從而提高泵站設(shè)備和人員財(cái)產(chǎn)安全。

三 仙蠡橋水利樞紐自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

仙蠡橋水利樞紐整個(gè)工程的監(jiān)控系統(tǒng)都是由南京科工電氣有限公司使用WebAccess4.5制作完成的。其中北樞紐泵站的上位機(jī)為Nematron工控機(jī)，使用了Windows 2000 server操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用MS SQL Server 2000。2臺(tái)上位機(jī)，一主一備，形成冗余熱備。另配備了打印機(jī)、投影儀和紅外線探頭設(shè)備。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選用光纖以太環(huán)網(wǎng)，樞紐級(jí)設(shè)備以及LCU均掛在以太網(wǎng)上，網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)選用光纖。

上位機(jī)啟動(dòng)后自動(dòng)進(jìn)入仙蠡橋水利樞紐北樞紐效果圖畫面，運(yùn)行管理人員輸入正確的用戶名和密碼就可進(jìn)入主控界面進(jìn)行操作，否則只可瀏覽不可操作，這大大增強(qiáng)了操作地安全性。主控界面由兩大塊組成，左邊是主菜單，右邊是主界面。主菜單包括系統(tǒng)圖、剖面圖、電氣圖、主機(jī)溫度棒圖、信息統(tǒng)計(jì)、控制畫面、用戶登錄、圖表、運(yùn)行指導(dǎo)。其每個(gè)菜單下又有多個(gè)子菜單，按需求可依次點(diǎn)擊進(jìn)入查看。主界面則便于運(yùn)行管理人員對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，便于第一時(shí)間地了解各設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)。整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)支持網(wǎng)絡(luò)瀏覽與控制功能，但從網(wǎng)絡(luò)安全性考慮，一般不采用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制，只供瀏覽，除非現(xiàn)場給予了權(quán)限。為了確保安全，系統(tǒng)控制方式分成調(diào)度級(jí)、中控室級(jí)和現(xiàn)地級(jí)三個(gè)等級(jí)，優(yōu)先級(jí)由低到高分配后決定。

仙蠡橋水利樞紐正式投運(yùn)至今，在防汛排澇和改善城區(qū)河道調(diào)水的作用也日益明顯。采用WebAccess作為水利工程監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，通過這幾年的穩(wěn)定運(yùn)行，具有以下幾個(gè)優(yōu)缺點(diǎn):

1.具有較高的穩(wěn)定性。仙蠡橋水利樞紐按自動(dòng)開機(jī)流程開機(jī)，一次開機(jī)成功率高。

2.具有較好的安全性。由于整個(gè)操作需根據(jù)最上層管理員的授權(quán)，下層的操作員也具有不同的權(quán)限，使無關(guān)人員不可直接操作，從而避免了無關(guān)人員的誤操作。

3.具有網(wǎng)絡(luò)功能擴(kuò)展功能。WebAccess具有免費(fèi)的無限客戶端。只要網(wǎng)絡(luò)用戶下載并安裝客戶端插件，用相應(yīng)的權(quán)限登錄系統(tǒng)，即可進(jìn)行對(duì)應(yīng)的操作。在今年的自動(dòng)化改造中就增加了手機(jī)上網(wǎng)查看視頻的功能，以便于員工通過隨時(shí)隨地了解監(jiān)控泵站的運(yùn)行工況，輕松實(shí)現(xiàn)管控一體化。

四 總結(jié)

雖然仙蠡橋水利樞紐的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)大大降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效地避免了誤操作，提高了工作效率，延長了設(shè)備的使用周期，是當(dāng)前泵站運(yùn)行管理現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢，是實(shí)現(xiàn)水利工程現(xiàn)場“無人值班，少人值守”管理模式的必要工具，但職工在開機(jī)運(yùn)行中的巡視仍然是必要的，通過聽、聞、觸我們可以鑒別出自動(dòng)化系統(tǒng)不能反映出來的情況。還有就是機(jī)組的日常維護(hù)保養(yǎng)也很重要，只有在各個(gè)部件完好的情況下才能發(fā)揮出自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢，否則都只是空談罷了。

[1]《百色水利樞紐綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜述》.《水電站機(jī)電技術(shù)》.2002年第一期

[2]趙志強(qiáng).《淺談電氣自動(dòng)化在水利樞紐工程中的應(yīng)用》.《城市建設(shè)理論研究》.2012年第30期