技术标准和要求 - 1.doc

1、技术标准和要求一、规范、标准所提供的设备符合下述标准的要求（但不限于此，以最新版本为准）GB4208-93 外壳防护等级（IP 代码）GB/T14285-93 继电保护和安全自动装置技术规程GB50062-92 电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB/T50265-97 泵站设计规范SD704-86 泵站技术规范SDJ9-87 电测量仪表装置设计规程DL/T5065-1996 水利发电厂微机监控系统设计规定DL/T578-95 水电厂微机监控系统基本技术条件DL/T5132-2001 水力发电厂二次接线设计规范IEC60255-21-1 振动试验标 准IEC60255-21-11 冲击和碰撞

2、 试验标准IEC60255-4-5 冲击耐 压试验标准IEC61000-4-1 高频干 扰试验标准IEC61000-4-2 静电放 电干扰试验标准IEC60000-4-3 辐射电 磁场干扰试验标准GB7450-87 电子设备雷击保护导则GB8566-88 计算机软件开发规范SL265-2001 水闸设计规范GB/7260-87 不间断电源设备GBJ115-87 视频监视系统工程设计规范GBJ232-92 电气装置安装工程施工及验收规范YD/T870-906 用户终端设备耐过电压和过电流能力要求和试验方法GB7450-87 电子设备雷击保护导则GB4943-95 信息技术设备包括电气设备的安全G

3、B50198-94 民用闭路监视电视系统工程技术规范二、工程概述澡港水利枢纽船闸位于常州市新区澡港河入江口 V 级航道上， 闸首采用门底输水方式，设升卧平板钢闸门控制， 闸室尺寸 12（16）1902.5 米。常州澡港水利枢纽船闸自动化改造工程分为微机监控系统改造工程和视频监视系统改造工程。微机监控系统监控对象为通航船闸（16）一座，整个微机监控系统由上位机监控，并留有接口便于与控制中心相连。微机 监控系 统结构详见附图 1。视频监视系统主要设备由视频主机、视频显示设备、前端设备（包括：摄像机、镜头、防 护罩、云台、解码器等）、电源辅助设备等组成。视频监视系统结构详见附图 2。- 2 -三、计

4、算机监控系统1.总体要求目前常州澡港水利枢纽船闸已有部分自动化监控系统，但总体系统并不完善、自动 化水平处于落后状 态， 针对这种局面，将原有的自动化系统进行改造。本着安全可靠、技术先进、经济、实用的原则进行配置，建立一套微机监控系统，满足“无人值 班” （少人值守）的要求。在船闸控制室可实现遥视、遥信、遥测、遥控和遥调的功能并留有与上级部门连接接口，通讯方式及通讯规约满足控制计算机系统的要求。系统高度可靠，不但其自身的局部故障不会影响现场设备的正常运行，而且系统的 MTBF、MTTR 及各项可用性指标均达到部 颁水电站计算机监控设备技术要求的规定。系统配置和设备选型适应计算机发展迅速的特点，

5、充分利用计算机领域的先进技术，系统达到当前国内外先进水平。采用全分布开放式系统，便于功能和硬件的扩充。 软件模块化、 结构化设计，使系统更能适应功能的增加和规模的扩充。系统实时性好，抗干扰能力强。系统设有统一的时钟系统以进行对时和时钟校正。人机接口功能强，操作方便，全汉化界面，具有 语音 报警功能。保证微机监控系统安全可靠地与船闸同步投入运行。2.系统主要性能要求所提供的设备完全能满足实时性、可靠性、可维性、 实用性、安全性、可 扩性、可变性等性能要求。响应时间(1) 数据采集周期模拟量、电气量1s非电量 10s，可调(对于事故 趋势，系 统提供数据的时间段为事故前 1 秒至事故后 75 秒)

6、状态量和报警测点：1s事件顺序记录点分辨率：2ms(2) 控制响应时间接收控制命令到执行控制的响应时间1s控制中心控制命令的响应时间能满足调度要求(3)人机接口响应时间调画面响应时间指操作员发出调画面命令到画面上全部静、动态数据都显示出来的时间，对于不同画面其响应时间分列如下：重要画面和报警画面1s90%常规画面2s其他画面3s数据库刷新到画面上 实时 数据刷新时间2s操作员发执 行命令到应 答显示的响应时间2s- 3 -从出现报警信号到在画面上显示并发音响报警的响 应时间2s(4)系统时钟精度系统的时钟精度为1ms可靠性所供设备在设计，制造，装配上都是高质量，高可靠的，系统中单个元件故障将不

7、会导致系统崩溃。(1)计算机 MTBF（平均无故障间隔时间） 40000h(2)现地控制单 元 MTBF 50000h(3)外围设备及人机接口 设备 MTBF 17200h(4)通道平均故障时间 24h/y(5)电源系统平均故障 时间 4h/y(6)设备平均故障排除 时间 1h可维护性可维护性指标为平均维修时间(MTTR)。按标准规定的高端要求 为 0.5 小时，这是指扣除管理和备品备件运送时间外的维修时间。实用性在系统正式投入运行后的两年保证期内，该系统的可用率不低于 99.95%，即系统的停机时间每年不多于 4.5 小时。系统安全(1)操作安全性采取如下措施保证系统设备操作的安全性。 系统

8、每项功能和操作的路径监视。具有防误操作和自 动、手动报警功能。一旦设备功能失灵，系统将自动报警，并记录下来，一直保留至操作员发现为止。对于不同级别 的操作具有 闭锁措施，此 时仅允许当前控制级进行操作。人机接口设备 需一定的操作 员控制权限及口令。(2)通讯安全性信息的任何错误将不致导致系统出现严重事故：如外部设备的误操作，系统主要功能故障，或者系统运行出错。任何 错误或功能失效都给出报警信号。系统定期地通 过正常使用或通 过调试信息来证实 通道工作正常远方通讯信息 错码的控制符合通 讯协议，通道的误码率小于 10-3。(3)软件和硬件的安全性用来保证软件和硬件安全的措施如下：电流故障保护和自

9、动重启动。能设置和重新设置初始状态。能实现自检，并具有故障检测、清除、切换、以及 报警等功能。具软件故障自诊断，故障消除和报警功能。系统中任何位置的单个元件的任何故障都不会导致生产设备的误操作。软件和硬件的相应标签(即地址)是统一的。应用磁盘的时间将尽可能短。在系统的性能设计中考虑了重负荷和紧急临界状况。(4)冗余能力- 4 -系统设计具有合理的软件和硬件结构，足够的冗余能力、存贮容量和接口，方便地扩充能力，因此系统 的扩充和设备的增加将不会影响原系统的工作性能及响应时间。提供的设备能满足如下的要求。I/O 测点具有占使用设备 15%以上的备用容量。 枢纽正常运行时随机选择的 30 分钟时段内

10、计算机 CPU 的平均负荷率小于 30%，在枢纽紧急情况时 10 秒钟内的 CPU 平均 负荷率小于 50%。 外存具有 60%以上的备用容量。 预留接口用于现地控制装置，外围设备及系统通讯的扩充。 通道具有足够的余量，仅 75%的通道被占用。3.具体要求整个系统采用符合开放系统国际标准的开放式环境下全分布微机监控系统。3.1 网络结构微机监控系统网络结构选用以太网结构，船闸监控计算机设备以及现地控制单元 PLC 均挂在以太网上，PLC 通过现场总线同各个电气柜内及现场各种智能电力仪表、自动化设备进 行数据通信。 （网络结构详见 附图 1）3.2 控制台（1）在船闸控制室设置一套控制台。船闸控

11、制台采用聚安酯材料，满足防火要求，外型美观，控制台 总尺寸为30001200800mm，两台 监控计算机、一台 视频主机、打印机等放在控制台台面和台内。本着节约成本充分利用现有资源， 现场连接至控制台，控制柜和其他 现场设备电缆尽量考虑使用原电缆。3.3 监控主机船闸控制室安装两台监控主机。监控主机的功能包括对船闸监控系统的管理，还供运行值班人员使用，具有图形显示、数据 报表打印、船闸运行监视和控制功能、发操作控制命令、作定值切换、设定与变更工作方式以及 语音报警等功能。船闸所有的操作控制都可以通过鼠标器及键盘而实现；通过显示器可以对整个船闸的设备运行作实时监视，并取得所需的各种信息，并易于开

12、发人员进行应用程序的开发和修改。3.4UPS 电源UPS 电源是在线式不停电电源装置，能实时在线为微机监控系统所有设备提供可靠优质不间断交流 220V 电源，它安排成在主电源不符合规定要求时，避免设备的破坏或扰动。3.5 可编程序控制器(PLC)PLC 选用国际 知名品牌施耐德公司的 PLC，其在水利行 业有广泛的应用。PLC 主要完成数据的采集及数据预处理功能，同 时也具有控制操作和监视功能。船闸配置一套 PLC（施耐德 Premium 系列）。系统 PLC 负责 船闸所有设备的开关和状态采集、 监测和控制， 设计能保证当 PLC 与主机系 统脱离后，能够实现对公用设备、船 闸进行监视和控制

13、的功能，而当其与主机恢复联系后又能自动地服从上位机系统的控制和管理。- 5 -（1）船闸 PLC 控制柜船闸选用一套施耐德 Premium 系列的 PLC，负责船闸的顺控启停操作和状态监视等。控制柜内包括 PLC（包括 CPU、电源模块、开关量 输 入模块、开关量输出模块等）、低压断路器、稳压电源、中间继电器、 现地/ 远方切换开关、启动/停止开关及指示灯、允许操作指示等。船闸 PLC 监测项 目有 2 类：MODBUSRS485 数字量信号：主要有 电流、电压、有功功率、无功功率、闸门开度、水位等数据；开关量信号：主要有进线 断路器状态、闸门状态、故障信号等开关量信号。船闸 PLC 控制柜

14、盘面设置手动按钮，通 过按钮对船闸进行手动控制。控制柜内还设有通过继电器硬接线组成的紧急停机回路。现地控制柜配温湿度控制器及加热器，以防凝露。船闸电气控制设计具体要求:船闸 PLC 控制柜能显示闸门的开启高度，具有 电动机故障显示等，并可与计算机监控实现通信。启闭机设有行程限制等电气保护。船闸 PLC 控制柜能接收闸门全开、全关、卷扬机启停及故障等信号。船闸 PLC 控制柜接收闸门开度的信号。船闸 PLC 控制柜能控制船闸交通信号灯。船闸 PLC 控制柜能手动/自动控制。3.6 动力柜动力柜安装在控制室三楼，与现场 PLC 柜并列安装，尺寸为标准柜尺寸，柜内主要安装 1 只断路器，2 只电动操

15、作机构， 4 只接触器，4 只热继电器及其他相关设备。3.7 现场控制箱现场控制箱安装于船闸上下闸首，控制箱上有控制键盘，相关工作状态的指示，闸位水位显示，满足当 PLC 处于故障状态时，现场 控制箱仍能控制的要求，保证船闸的正常运行。4.系统总体功能数据采集与处理将现场设备的各种运行参数和设备运行状态通过 I/O 通道或现场总线采集到 LCU，经过必要的数据 处理后形成各类实时数据。开关量信号包括各类状态信号、故障信号、位置信号和运行方式选择信号等，微机监控系统各 LCU 以扫查方式采集各开入点。对通过 DI 直接采集的开关量的处理包括滤波、防抖动处 理，所采集的信息 进行有效性、合理性判断

16、，最后经格式化处理后形成实时数据并存入实时数据库。数据计算对现场实时数据按照不同的要求和用途进行计算，生成的计算数据也作为实时数据处理，进行越限报 警、启 动相关处理程序等操作。运行安全监视- 6 -通过主计算机以及 LCU 的人机联系界面使有关人员对船闸各主要设备及辅助设备的运行状态和运行参数进行监视，特定的一些量(如水位)等还需进行趋势分析。当这些监测点参数超 过设定的限值后需自动报警、显示、 记录和打印该点的名称、越限时间和越限 值，并 记录越限后的最大 值和相应时间。当越限的 实时值恢复正常时进行提示并显示、记录和打印该点的名称、越限时间。越限 值和复限值可预设和在线整定。当船闸内部设

17、备的运行状态改变以及发生一般性的故障时，微机监控系统以扫查的方式自动响应并记录信号名称和变位时间。对于长期不复归的故障信号以及因设备检修等原因出现的故障信号，微机监控系统能进行判断并给出明显标志。闸门及单台设备的控制操作当闸门启、闭指令确认并下发后，微机 监控系统能自动弹出相应闸门启、 闭操作过程监视画面。画面上反映操作全过程中所有重要步骤的实时状态、执行时间及执行情况，当操作受阻 时及时提示受阻部位及受阻原因。闸门启、 闭操作允许开环单步运行和闭环自动运行。微机监控系统能自动识别在不同方式下的启、闭操作要求并作出不同的响应。操作指导(1)闸门启、闭受阻提示；(2)事故、故障原因提示微机监控系

18、统除要对船闸内各种事故和故障情况进行显示和记录外，还须进行相关性分析，找出并提示事故故障产生的原因和相应的解决办法。运行管理能对全船闸设备的运行情况进行统计记录并及时提供给有关工作人员，必要时产生故障报警。统计记录 的内容至少包括以下方面：(1)运行记录记录的内容包括当班、当日、当月、当年以及任意时间段内的闸门开度、闸门开启时间、闸门开启次数。(2 定值变 更统计记录自动对系统内所有的定值变更情况做统计记录以备随时查询。(3)事故故障统计记录自动对当班、当日、当月、当年的各类事故故障的内容和次数进行统计和记录。(4)参数越复限 统计记录自动对当班、当日、当月、当年的参数越复限情况进行统计和记录

19、。(5)设备运行变 位记录自动对有要求的设备的辅助接点变位情况做统计记录以了解其动作情况。(6) 主要设备 和装置退出运行统计记录作为设备和装置使用情况和寿命以及运行安全可靠性判断的依据。系统通信微机监控系统除了与系统内部的 PLC 等设备进行数据通信外，还能实现与远方控制中心、视频监视系 统间的数据通信。人机联系- 7 -为微机监控系统提供丰富多样的人机联系手段，允许运行操作人员通过显示器、鼠标器、键盘及打印机以各种方式实现对船闸设备运行的监视、控制、 调节、画面 调用、数据打印的要求，并易于开 发人员进 行应用程序的开发和修改。（）画面显示画面显示是船闸微机监控系统的重要功能。画面是实时动

20、态的并采用多窗口技术以提供更多的信息。画面调用具有程序自动调用和键盘菜单召唤调用形式。画面种类包括单线图类 、棒形 图类、曲线类、表格 类、信息类、运行指导类等。单线图类画面：包括电气主接线图、船闸用电系统接线图等。在这类画面上能显示出运行设备的实时状态及运行参数。棒形图类画面：包括启闭机有功无功功率、效率、运行参数的限值和实时值对比以及部分运行指标的显示等。曲线图类画面：包括各类运行图曲线等。表格类画面：包括各种运行报表、操作记录统计表、事故故障报警统计表、定值变更统计表、I/O 点定义表等。信息类画面：包括状态变位信息、事故故障报警信息、参数越复限信息等。信息类画面是自动的，具有最高的优先

21、级并显示在屏幕的最上层。运行指导类画面：包括启停闸门操作过程监视、模拟操作画面等。运行指导类画面是自动调用的。（）制表打印打印包括定时打印和召唤打印方式几种方式。打印的内容包括各类操作信息、事故故障信息、设备运行信息、各 类运行日志、各类表格等。（）输入工具微机监控系统允许运行操作人员通过键盘、鼠标器以及其它形式输入设备进行参数设置和运行方式调整。语音报警语音报警功能是将微机监控系统采集到和处理过的各类实时运行信息、报警信息以及操作信息和综合信息等内容以语言的形式表达出来以提醒有关人员注意。应用程序的开发及运行值班人员的培训在系统中提供仿真程序，利用系统配置的主计算机或通信计算机使运行值班人员

22、可以对系统进行模拟操作。系统自检和自动重启动自检包括硬件设备自检、软件任务超时处理和过程通道故障检测。自动重启动则包括工作机备用机自动切换、软件超时自动重启动、通道故障时的故障点自动查找自动报警及自动切换等。5.系统测点表序号 名 称开关量输入开关量输出模拟量通讯数字量信号类型 备注1 船闸上闸首闸门现地信号 1 开关量 2开关量 船闸上闸首闸门远方信号 1 开关量 - 8 -3 船闸上闸首闸门上升信号 1 开关量 4 船闸上闸首闸门下降信号 1 开关量 5 船闸上闸首闸门故障信号 1 开关量 6 船闸上闸首闸门上限信号 1 开关量 7 船闸上闸首闸门搁门信号 1 开关量 8 船闸上闸首闸门下

23、限信号 1 开关量 9 船闸上闸首断路器合闸信号 1 开关量 10 船闸上闸首闸门上升控制 1 开关量 11 船闸上闸首闸门下降控制 1 开关量 12 船闸上闸首闸门停止控制 1 开关量 13 船闸上闸首断路器合闸控制 1 开关量 14部分船闸上闸首断路器分闸控制 1 开关量 15 船闸交通红灯控制 2 开关量 16 船闸交通绿灯控制 2 开关量 17 船闸交通绿灯停 2 开关量 18交通灯船闸交通红绿灯状态 4 开关量 19 上游水位 1 通讯量 20 闸室水位 1 通讯量 21 闸门开度 1 通讯量 22仪表通讯量 船闸用电量 1 通讯量 23 船闸下闸首闸门现地信号 1 开关量 24 船

24、闸下闸首闸门远方信号 1 开关量 25 船闸下闸首闸门上升信号 1 开关量 26 船闸下闸首闸门下降信号 1 开关量 27 船闸下闸首闸门故障信号 1 开关量 28 船闸下闸首闸门上限信号 1 开关量 29 船闸下闸首闸门搁门信号 1 开关量 30 船闸下闸首闸门下限信号 1 开关量 31 船闸下闸首断路器合闸信号 1 开关量 32 船闸下闸首闸门上升控制 1 开关量 33 船闸下闸首闸门下降控制 1 开关量 34 船闸下闸首闸门停止控制 1 开关量 35 船闸下闸首断路器合闸控制 1 开关量 36开关量部分船闸下闸首断路器分闸控制 1 开关量 37 船闸交通红灯控制 2 开关量 38 船闸交

25、通绿灯控制 2 开关量 39 船闸交通绿灯停 2 开关量 40交通灯船闸交通红绿灯状态 4 开关量 41 船闸下游侧水位 1 通讯量 42仪表通讯量 闸门开度 1 通讯量 合计 26 22 0 6 - 9 -四、视频监视系统本项目视频监视系统是由前端的摄像机、22 寸液晶彩色监视器、46 寸液晶电视、嵌入式数字硬盘录像机等设备组成。嵌入式数字硬盘录像机可通过监视器现场显示也可通过以太网将现场的图像传送到视频控制主机上，在中控室集中显示。1.总体要求枢纽按“无人 值班” （少人值 守）进行总体设计，本着安全可靠、技术先进、经济、实用的原则，视频监视系统按全数字式进行配置。视频可与船闸微机监控系统

26、之间进行通讯，通讯方式及通讯规约满足船闸微机监控系统的要求。系统实时性好，抗干扰能力强。人机接口功能强，操作方便，全汉化界面。系统主要硬件设备采用进口设备。保证视频监视系统安全可靠地与船闸同步投入运行。系统结构见视频系统拓朴图；各站点分布见下表：序号 安装位置 安装类型 数量 备注1 上游 室外全方位摄像头 1 利用原有设备2 下游 室外全方位摄像头 1 利用原有设备3 上游闸门 室内彩色定点摄像头 1 利用原有设备4 下游闸门 室内彩色定点摄像头 1 利用原有设备5 上游搁门器 室内彩色定点摄像头 1 新安装6 下游搁门器 室内彩色定点摄像头 1 新安装2.系统主要性能要求提供一套完整的多媒

27、体安全防范管理系统和数码硬盘录像系统。(1) 多画面显示：多画面分割显示现场视频图像并实时记录。1路/4 路/8 路/16路实时视频分割显示，每路显示帧率达25帧/秒。(2) 文字叠加：可以在每一路视频上叠加时间等信息，便于查询取证。(3) 图像切换：单画面/多画面切换显示现场视频，切换时间由用户灵活选择5秒，10秒，15秒。(4) 视频移动侦测：每路图像均可设置视频移动侦测报警功能，在每路视频图像范围内可任意设置视频移动侦测区域及侦测灵敏度。视频移动侦测发生报警时自动联动报警录像。(5) 通过232/485通信接口进行多路云台镜头控制。(6) 单路设置：系统提供单路设置功能，系统管理人员可以

28、对任何一路视频信号单独设置图像质量，帧率和视频效果包括：明亮度，对比度，灰度， 饱和度等信息，以保证录像的清晰度与所看到的画面的清晰度一致。(7) 图像抓拍：可捕捉单帧图像保存或打印。- 10 -(8) 磁盘管理：每个硬盘分区存储满时会自动换区存储，当所有磁盘存满时会自动清理最早一天的录像资料，并继续录像，始 终保存规定时间段内的录像资料，做到无人值守。(9) 图像回放：任意一路实时回放，可扩至满屏或局部放大，回放时录像可同时进行。(10)快慢回放：可以快进/快退或变速率、单帧播放。(11)远程图像传输：支持多种网络传输方式。(12)云台/镜头/预置位控制功能,具有本地及遥距控制全方位云台/镜

29、头/ 预置位功。(13)多种供图象储存的硬盘配置方式。(14)MPEG压缩。(15)可根据日期、时间和报警等进行搜索。(16)利用外部存储设备进行备份管理。(17)根据日期、时间和摄像机号回放。3.系统总体功能系统安全功能系统支持灵活多级操作权限、操作等级，可 设置操作员权限， 设备控制权限；(1) 可设置监视器能够显示的摄像机图像。(2) 系统支持多级操作权限等级，支持多种操作者权限。(3) 可设置操作者能够访问的监视器。(4) 可设置操作者能够控制的摄像机。(5) 可设置操作者能够调用的摄像机图像。用户操作界面主控采用多媒体图形界面，要求界面美观、操作方便。3系统管理功能对重要的系统操作有记录功能。视频丢失检测功能。能够进行在线编程等。4图像字符时间叠加可编程标识。5系统软件(1)具有多个操作员密码，多个操作等级；(2)不同操作模式（布防/撤防）；(3)自动操作模式 /输出控制；(4)优先权、设备控制使用划分；(5)能控制摄像机、录像机、多画面处理器等设备；(6)控制电源开关，显示电源开关状态；