东江水源工程-二期-计算机监控系统的设计

东江水源工程(二期)计算机监控系统的设计与实现朱汉德(深圳市东江水源工程管理处，广东深圳518036)摘要:深圳市东江水源工程是大型跨流域调水工程，工程设有东江泵站、永湖泵站、西枝江泵站、獭湖泵站、沙湾泵站和调度中心等，各泵站分布在总长一百多公里的供水沿线，为了在各泵站对本泵站的运行情况进行自动化监控，并在调度中心对工程全线主要泵站的运行情况进行统一监控和调度，建立了一套计算机监控系统。东江水源工程分两期建设，与之对应计算机监控系统亦分两期建设，对二期计算机监控系统的系统结构设计和数据传输平台进行了简单介绍，之后根据监控系统的层级划分，采用自顶向下法，对监控系统的调度中心监控层、泵站中控层和现地监控层的构成和实现功能进行了介绍。关键词:泵站;计算机;监控系统;东江水源工程中图分类号:P209文献标识码:B文章编号:1001-9235(2014)03-0131-03收稿日期:2014-03-17作者简介:朱汉德，男，福建龙岩人，主要从事自动化、工业通信技术研究工作。1一期计算机监控系统概述深圳市东江水源工程是大型跨流域调水工程，工程设有东江泵站、永湖泵站、西枝江泵站、獭湖泵站和沙湾泵站等，并设立了一个供水调度中心，泵站内安装有专用变电站、水泵、电机、开关设备、保护设备和其他辅助设备等，并建有供水调度计算机监控系统，通过监控系统对沿线各泵站的运行状况进行实时监控。沙湾泵站的计算机监控系统独立运行，未接入工程全线的供水调度计算机监控系统，故在文中不对该泵站监控系统进行叙述。与工程的建设进度相对应，供水调度计算机监控系统分两期建设。一期工程供水调度计算机监控系统是一个开放、分层分布式的计算机监控系统，系统按层级划分可分为3层:调度中心监控层、泵站中控层和现地监控层;按站点划分，系统包含调度中心监控系统、东江泵站监控系统、永湖泵站监控系统、西枝江泵站监控系统和獭湖泵站监控系统。一期工程供水调度计算机监控系统以155MATM传输网络作为调度中心与泵站监控系统之间的数据传输平台，调度中心监控层通过该传输平台与泵站监控系统连接，实现对各泵站的数据采集和控制调度。而设于泵站内部的泵站中控层和现地监控层则通过1Mbps的ModbusPlus网络互连，实现数据交换。2二期计算机监控系统建设的必要性东江水源工程(二期)在东江泵站和永湖泵站各新增了泵组(5台)、110kV变电站、开关、继电保护、直流系统等设备，因此必须新建与之配套的计算机监控系统对这些新增设备进行监控。二期工程建成后，监控对象大幅增加，为了使现场工作人员可对一、二期设备进行全面、集中的监控，需要将这两泵站一期计算机监控系统进行改造，将改造后的一期计算机监控系统和新增计算机监控系统进行整合形成二期计算机监控系统。由于东江泵站和永湖泵站设备的新增，以及东江泵站和永湖泵站计算机监控系统的改造和新建，调度中心计算机监控系统同样需进行改造。连接各泵站的155MATM通信传输网络是泵站和调度中心计算机监控系统数据交互的平台，除了计算机监控系统，该通信平台还承载了工业电视监控系统和语音通信系统。由于二期工程建成后计算机监控系统、工业电视监控系统和语音通信系统的传输数据将大幅上升，原有的传输网络虽然还可满足各泵站数据、语音和图像的基本传输要求，但传输图像的路数和质量以及语音通信的容量受很大限制。且考虑到一期工程暂未接入调度中心的一些泵站监控系统未来接入时将占用部分带宽，以及针对东江水源工程各泵站距离远、分布散的特点，各泵站有建设远程视频会议系统的需要，有必要对传输网络进行改造。3二期计算机监控系统设计［1］3．1结构设计考虑到东江水源工程的地域分布特点和组织管理模式，二期监控系统仍采用分层分布式结构，见图1。系统包括3层:调度中心监控层、泵站中控层和现地监控层。在水源工程总部设立调度中心监控层，在东江泵站、永湖泵站、西枝江泵站和獭湖泵站设立泵站中控层和现地监控层。这种分层分布系统有如下优点:各节点功能、资源相对独立，网络上的各部分设备中任一部分不工作或故障，不影响系统其他部分131doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2014.03.0402014年第3期·PEAＲLＲIVEＲ人民珠江的运行，同时也便于分期投运，并且为今后扩充提供了较大的方便。图1二期监控系统结构由于监控系统3个层级均可对泵站设备进行监控，为了协调各层级的操作，确保系统安全运行，监控系统对控制操作设定了如下优先级:现地监控层优先级最高，泵站中控层次之，调度中心监控层最低。当控制权限在现地监控层时，调度中心监控层和泵站中控层只可监视，不可控制;当控制权限在泵站中控层时，调度中心监控层只可监视，不可控制。但事故紧急停机命令具有最高优先权，不因监控系统优先权的设定而闭锁。3．2传输网络二期监控系统改用基于10G光纤以太网