1、泵站自动化控制系统中微机监控系统的应用【摘要】：泵站自动化控制系统包括现场设备的管控、辅助设备的测定、现场环境的监视以及站区范围内通讯网络等各个部分。在自动化控制系统中应用微机监控系统，不但可以避免不必要的设备故障，还为枢纽运行管理、调整决策提供便利。本文主要介绍了微机监控系统的组成、特点以及在泵站自动化控制系统中的功能。 【关键词】：泵站；自动化控制系统；微机监控系统；功能 中图分类号：TV675 文献标识码： A 在建设泵站时，采用自动化系统，不但能提升设备的运行效率、使用时间，还能有效降低劳动强度，提升管理水平。随着计算机技术、网络技术以及自动化技术的迅速发展为建立一套高效、实用性较强的
2、监测、管控系统提供了技术支持。而微机监控系统作为自动化控制系统中的组成部分，它让自动化控制系统变得更加完善、可靠，并且还能够避免以往常常出现的设备事故，大大提升了设备的完好率。 1.微机监控系统的组成 泵站自动化控制系统中微机监控系统主要包括主辅机自动控制、励磁装置以及主机自动调节、微机保护等各个部分，用的是分散和集中相结合的监控方式。其中励磁控制用的中国核工业电机运行开发公司生产出的数字化微机磁装置，人机界面系统主要用的是液晶汉字显示，参数设定用的是菜单操作，全部强电输入信号在输入 CPU 系统之前都通过隔离进一步转化形成弱电信号。当输入及输出的信号通过光隅隔离之后，CPU 的模拟信号会通过
3、隔离放大再输出1。 其次，美国通用电气公司生产出来的微机型管理继电器综合了保护、控制、通信以及故障检测、功率测量为一体。当设定参数时既能够通过表面设置的键盘直接输入，同时也可以上位机下载。在泵站自动化控制系统中微机型管理继电器就是采用该公司生产的，其中主机用的是 SR469微机型管理继电器，主要作用是保护、控制、检测大中容量电机；站变用的是 SR750 微机型馈线管理继电器，主要保护线路与小型变压器。在监控系统中，上位机用的是 EC2000，并且还配置有 SQL Server 数据库软件，具有一定的网络 Web 浏览功能2。在和外局域网联网后可以进行实时发送监测数据，让广域网上面的全部用户浏览
4、，其中涉及到的重要监测数据要写入中心数据库。 最后，主辅机自动控制与主机自动调节两个部分通过监控单元实现，系统选用的是两套容量大、可靠性高，并且带有电插拔功能的设备，每个控制单元的 PLC 都是以工业级、太网专用模块将太网和主控计算机进行直接连接，以此确保数据高速可靠地传输。主控计算机用 PLC 采集监测到的数据，像：压力量、电量及水位等，谈后由 PLC 发送指令，控制主辅机、变配电设备。 2.微机监控系统的特点 微机监控系统综合了保护、检测、管控、通信等各项功能，能够充分保护电源独立，并且还不会受到通信系统、运动方面的影响，可完全独立地进行工作。其中的励磁硬件设备运用模块化设计，体积较小且非
5、常便于维护、维修。关于参数的设置既可以按照现场数据键入，也可在上位机中下载。除了闸门 PLC 之外，其它各个部分与上位机之间使用的是一样的通信协议，这就保证了通信的可靠性，尤其是保护了直接和 PLC通信，让整个系统变得更有层次感，更加符合分布式的构造要求3。各个系统之间可以联网运行，也可以单独运行，彼此之间的影响很小，可以灵活当地选用，这就提高了整个系统的安全系数。同时，该系统可以按照上下游水位、叶片角度变化等，自动分析计算出不同机组的抽水流量，累计抽水量，录入历史数据库。 3. 微机监控系统在泵站自动化控制系统中的功能 其一，监测功能，其主要体现在上位机对现场各种设备运行参数与运行状态的监测
6、上。站变、主电机电流、主电机上下导瓦、主变等的温度都被送进保护单元，通过 PLC 与上位机通信。并且水压力、油压力及气压力通过现场压力变送器进行变换之后，再由 PLC 与上位机交换信息。励磁装置的运行状态监测出来的数据，由 RS-485 通信线由 PLC 与上位机通信，其中励磁综合控制器上面的液晶显示屏能够直接显示出对应机组的运行情况。而叶片角度、上下游水位、闸门开高、贮能罐油位分别是叶片角度编码器、超声波水位计与闸门测控仪、红外线液位探头进行现场采集的，采集到的信号通过 PLC 转换变成数字量之后传送到上位机。泵站所设备得到的回讯信号由反向检测出的电压判断，而厂房设备开停情况、二次回路运行状
7、态、保护设备报警信号都是由 PLC 传送到上位机的，并经其监测4。 其二，微机励磁功能，上位机通过设定闭环来调节恒功率因素的运行、恒无功功率的运行，一旦上位机发生故障，励磁综合控制器就会在现场通过键盘来调节主要的运行参数。上位机能够实时记录晶闸管励磁装置中的运行参数，如果电机发生励磁保护性跳闸，装置运行不正常或者失控情况时，不单单在上位机中出现信号，在现场的液晶显示屏总也会出现相关信号。 其三，控制、管理功能。微机监控系统主要通过上位机直接对 7373电动刀闸、737 断路器以及 1#、2#站变断路器侧储能、分合实施控制，而现场的监控单元主要下达主机断路其分合控制的命令。叶片角度大小按照运行情
8、况，及时调节。空压机与供排水泵的开或者停主要由上位机按照设定参数，通过监控单位自动调节。其次，因微机监控系统在上位机上面设置了故障报警、系统运行各个参数设置等很多个菜单画面，所以，运行管理人员能够通过点击鼠标获得上位机中菜单来了解主机温度参数、技术参数以及辅机系统中的水位、水压力、油位等5。而通过故障报警画面可以了解各种设备故障情况，主辅机运行状态。用鼠标、键盘还可以及时调整磁系统中的运行方式、运行参数、调整叶片角度等等。为了进一步加强管理，微机监控系统还设置了多层防护程序，尤其是在关闭断路器之前，需要完成合闸之前的各种准备工作，否则，上位机就会自动闭锁，不能顺利进入下一步操作。 其四，保护功
9、能。微机监控系统保护装置可以适时判断设备故障，记录故障发生的时间、类型，进一步反映出故障的各种数据、波形等。系统上位机通过 PLC 轮流查询每套保护装置，当出现保护动作时，把保护跳闸事件、跳闸报告、自检报告等会一并上传到上位机系统中。而主机保护 SR469 装置能够实现过流保护、低频率保护、横差保护、纵差保护、失步保护、过负荷保护等等。并且除了电量方面保护之外，主机上下导瓦、推力瓦的温度与励磁系统参数状态保护功能等。主机的温度保护一般有两种方式：把温度电阻 Pt100 接入 SR469，通过逻辑分析判断；借助压力式温度计把开关量接入 PLC，用在主机跳闸方面。 其次，主变 SR745 具有零序
10、差保护、比例式差动保护、过激磁保护、过流保护、低电压保护、零序电压保护、自适应波制动保护等。只要设定相应参数，主变可以灵活地选用上述保护，除了电量保护之外，还有主变温度保护、主变本体重瓦斯保护等，而站变的 SR750 有一定的过流、速断保护功能。 总之，微机监控系统在泵站自动化控制系统中，管理人员只需要用鼠标、键盘就可检查、管控现场设备的运行情况，这样不但可以减少运行值班人员数量，还可减轻劳动强度。当系统联网以后，还能够实现数据共享，非常便于查询，进而就为枢纽运行管理、调整决策提供了便利。【参考文献】 1吴同性.基于 PLC 及以太环网平台的井下中央泵房自动化系统设计J.煤炭技术， 2010(05)：85-86. 2潘卫锋，李尚红PLC 在泵站液压启闭机控制系统中的应用J.电世界，2004，45(1)：8 3梦祥忠，王玉彬，张秀娟变电站微机监控与保护技术M.北京：中国电力出版社，2003：13-29 4阚永庚，雍成林微机综合自动化系统在大型泵站的应用J.中国农村水利水电，2001(3)：40-42 5陈明榜,司马莉萍.基于组态软件的 PLC 泵站监控系统J.工业控制计算机，2007(02)：45-46.
