泵站计算机监控系统设计实现论文

泵站计算机监控系统的设计与实现[摘要]本文结合我国泵站的现有状况，制定出一套泵站监控系统的设计方案，该系统包括计算机监控系统、微机保护系统和图像监视系统三个子系统，并分别对其子系统进行详细阐述，以期实现“无人值班、少人值守”的设计目标。

[关键词]泵站计算机监控设计
【中图分类号】s276.5
泵站自动化系统立足于高起点、高标准，完全参考“无人值班、少人值守”的要求进行规划设计，其特点是整个供配电系统和所有的辅助设备都是按计算机监控的要求来设计的，保护系统取消常规的继电保护、还引入了图像监视系统，综合利用可编程控制器、微机保护、图像监视和计算机网络通信等先进技术，建立先进的自动化监视和控制系统，以提高工程的安全性、可靠性，充分发挥工程效益，促进工程管理的科学化、现代化。

泵站自动化系统包括计算机监控系统、微机保护系统和图像监视系统三部分，三个部分是可以各自独立运行，相互不受影响。

1 计算机监控系统
1.1 系统组建
泵站监控系统采用工业自动化流行采用的分布式控制系统的结构，又称为集散式控制系统。

其主要特点为层次化，体现集中管理，分散控制的原则，具有任务分散、风险分散、实时性高、可靠性高的特点。

监控内容包括泵站的高低压配电系统、泵站主机组、供水
系统、排水系统、供油系统和泵站闸门等。

监控层分两层，即集中监控层和现地控制层。

集中层位于泵站中控室，采用100mbps快速以太网技术，与现地控制组成开放的计算机网络系统。

集中监控层主要设备包括2台工作站（主机），2台服务器，1
台网络交换机，另外还设有1台网络激光打印机、1套ups电源和语音报警设备。

每台主机均采用dell 高档型微机，配置4g内存，1tb硬盘同时工作。

当主用机发生故障时，备用机的数据库具有对故障系统相同的内容其继续高速图形加速卡，21”1280×1024crt 等。

两台工作站、两台服务器，互为冗余备份结构。

一旦主用机恢复正常，就可以自动地进行数据同步，切换过程无扰动。

网络交换机采用美国著名网络公司3com公司sw3300 24 快速以太网交换机、网络交换速度高达100mbps，保证数据、图形和语音信息的高速传输。

网络交换机预留有足够的接口与排管处、市水务局等远程系统的网络通讯接口，接口速度高达100m，tcp/ip作为通讯接口协议。

选用hp cp1025彩色激光打印机作为网络打印机，可以进行高速打印。

ups采用10kva山特实时在线式不间断电源，电池配置，满足标准配置备用工作时间约10min。

现地控制层包括4套lcu（local control unit），lcu监控现地各分散的设备，其中3套机组lcu，两台机组共用一套；全站的公用设备设置1套共用lcu。

现地控制层机组lcu的数据采集和控制采用ge90-30plc。

90-30plc是美国ge fanuc公司中高档型的plc，模块化结构，通信和扩充性能良好。

cpu选用90-30系列plc中最
高档的cpu364，该cpu具有240k内存，并且内置10mbps以太网接口，支持以太网的广播方式通信，并且内置10mbps以太网接口，支持以太网的广播方式通信，大大提高网络数据交换效率。

1.2 系统的软件配置
操作系统采用 microsoft 2003 server 操作系统。

windows 2003 server 中文版是近几年较为通用的实时多任务操作系统，它是一个功能强大，多用途的网络操作系统。

它的易用性，灵活性，可靠性以及扩展的internet/intranet 和通信服务能够最大程度地满
足多用户大需求，用户界面简单易操作，开发环境成熟。

随着时代的发展，支持该操作系统的第三方应用软件会越来越多。

ifix软件是一种高效能的工业自动化组态软件，适用于采集现场数据，实现监控过程可视化的功能，并且在网络中快速传递信息资源，降低劳动成本，提高生产效率。

ifix将监测、控制、管理等功能组合起来，构成一个功能完善的系统，无论是对微型监控模块，还是大型监控网络组态系统，ifix 都能够适用，使用户能够得到满意的使用效果。

1.3 数据库技术
改工程计算机监控系统采用mircrosoft sql 数据库管理系统，用于数据库管理。

sql-server 数据库是近几年发展起来的数据库系统，该数据库性能也较高，处理数据的性能也较强。

特别是随着sql-server 7.0的推出，该数据库系统的功能进一步增强，可以作为企业级的数据库系统。

由于其制造商就是美国微软公司，所以这
种数据库可以很好的与windows 2003 以及基于 windows 上的应用软件配合使用，充分发挥 windows 2003 操作系统和 sql server 数据库的功能。

而且与其他大型数据库软件如oracle，sysbase相比，性能价格比较高。

2 微机保护系统
微机保护系统能够保证系统的安全性、可靠性，我们通常选用的原则是经济实用、技术先进、后期维护方便。

所以我们选用的微机保护装置采用ge公司的继电器sr369，该系统具有保护、控制、监视和测量、就地和远距离用户接口，具有可靠性强、灵敏度高、反应迅速等特点。

主机的保护系统包括：差动保护、零序电流保护、三相过负荷保护、热过载反时限过流保护、失磁、低电压保护和失步保护。

泵站电压和电流保护如：电流速断保护、过电流保护、三段式电流保护、方向过电流保护以及低电压保护，以及故障零时序电流保护。

泵站变压器保护：变压器瓦斯保护、变压器电流速断保护、变压器纵联差动保护，变压器过电流保护，变压器过负荷保护，变压器单相接地保护。

泵站电动机及电容器保护：电动机电流速断保护、电动机纵差保护、电动机单相接地保护、电动机过负荷保护、电动机低电压保护、同步电动机失步保护。

其他保护。

包括：机组过速、推力轴瓦、导轴瓦、定子线圈温度过高保护。

3 图像监视系统
图像监视系统由于有户外工作的设备，对设备系统的安全性和
可靠性要求较高，具体要求包括以下几个方面内容：泵站采用摄像机能够最大范围观察泵站及周围环境，通过控制云台、镜头的变焦彩色摄像机牙口定焦彩色摄像机能够观察细微变化；所有室外摄像机可以适合晚间工总，在低照度的情况下，同样可以获得比较清晰地图像画面；对所有主控设备采用集中管理，监控点的供电可以采用分地点控制，使用矩阵切换主机系统；采用摇杆键盘控制控制所有设备，取代以往按键操作方式，充分体现系统操作上的方便性；录像系统要求能够手动或启动录制主要画面的图像，已备查询。

主要设备有：sony彩色低照度（0.6lux）摄像机，对监控对象进行实时监视，日本jvc全天后录像机，全部现场录像，支持单个现场的回放；美国ad公司32路矩阵主机和控制键盘，预留扩充；2台21英寸进口彩色监视器等。

监视设备均采用模块化设计的器件，各部分的功能都集成在主控台内，操作方便，维修保养容易。

3.1 监视系统的特点
监视系统具备有以下几种特点：（1）站内设备运行的环境比较恶劣，为保证其的正常运行。

我们需要选择通用性高，稳定性好，并且性价比合适的设备；（2）摄像设备应该具备较为稳定的工作性能，以备在条件复杂的工况下，对站内的画面实时进行监视；（3）使用的监视设备必须具备较强的防水性能；（4）监视设备还应具有防雷措施。

3.2 监视系统的功能实现
监视系统能够实现的功能：对于站内现场设备工况全方位在线
及时监察；实现平时图像分屏显示转换功能；满足工况影像存储和固定现场追忆功能；能够在极端情况下（如：灯光昏暗、疾风暴雨等），仍然能够正常工作，对现场设备运行情况进行监察。