衢州市本级排涝泵站群远程调度控制系统综述

理论与方法1782016年6期衢州市本级排涝泵站群远程调度控制系统综述唐宏斌衢州市水利水电勘测设计有限公司，浙江衢州324002摘要：衢州市本级排涝泵站群是按“无人值班（少人值守）”的运行目标进行设计，介绍了基于PLC控制和VPN传输的分层分布式计算机控制技术在泵站群中的应用，分析了泵站群远程调度系统的结构、设备配置、功能、特点。关键词：泵站群；PLC；VPN；远程调度控制系统中图分类号：TU992.25文献标识码：A文章编号：1671-5780（2016）06-0178-031工程概况衢州市本级衢江治理工程的任务是以防洪为主、结合排涝及改善生态环境等综合利用，配套建设排涝泵站群以排除各排涝分区的内涝。衢州市本级排涝泵站群由3座排涝泵站组成，分别为位于城北的北门排涝泵站（装机规模：3×185kW）、位于城西的上下埠头排涝泵站（装机规模：3×110kW）、位于城东的乌溪桥排涝泵站（装机规模：4×315kW），均采用的是潜水轴流泵。为实现对泵站群的统一调度管理，减少泵站运行管理人员，提高泵站综合管理效益，衢州市本级排涝泵站群配置了远程调度控制系统。2系统设计思想衢州市本级排涝泵站群远程调度控制系统按“无人值班（少人值守）”的原则进行总体设计。系统以自动化控制为主，简易常规控制为辅，充分注意自动化控制系统与各常规控制设备的协调配合，整个系统与泵站设备同步投入。简易常规控制可在主控站与现地控制单元通信中断（或主控站故障）时作操作备用，现地控制单元具备运行人员进行常规控制的值班条件。系统主控站设在北门排涝泵站的管理房调度中心。由调度中心统一对3个泵站进行调度管理，真正实现“无人值班（少人值守）”的运行目标。3系统结构、配置3.1结构衢州市本级排涝泵站群采用杭州定川信息技术有限公司定制开发的远程调度控制系统。整个远程调度控制系统采用分层分布开放式结构，分为主控层和现地控制层两层。远程调度控制系统结构见图1。分层分布开放式结构，可保证系统选用不同计算机时的可互操作性、并在设备更新时的可移植性。开放式环境包括应用开发环境、用户接口环境和系统互连环境，并符合国际开放系统组织推荐的开放环境规范。主控层和现地控制层设备都挂接在工业以太网上，通讯协议为TCP/IP，通讯速率为10M/100M。由于采用了工业以太网，不但达到高速目的，还利于今后功能的扩展。主控层设在北门排涝泵站管理房调度中心，主要由2套操作员工作站、1套工程师工作站、1台中心以太网交换机、1台网络打印机、1套UPS电源等组成；现地控制层设在各泵站的控制室，主要由3套现地控制LCU柜组成。现地控制层实现各分散信号量及被控设备同主控层的联络。主控层和现地控制层通过分层分布开放式网络构成一套完整的分层分布式控制系统。各泵站现地控制单元均设有中央控制器，可在主控层设备或通信网络发生故障时，保证系统的正常独立运行。整个系统既相互联结，又相互独立，构成了一个有机联系的整体。3.2配置（1）主控层设备配置主控层主要设备有2套操作员工作站、1套工程师工作站，均选用西门子IPC3000工控机，CPU为Core2-2.8G，内存为4GB；不间断电源选用思特克的2×5kV·A在线式双并联冗余UPS；中心以太网交换机选用威力20口RGS工业级交换机。2套操作员工作站同时供运行值班人员使用，具有图形显示、运行监视和控制、定值修改、设定与变更工作方式等图1远程调度控制系统结构示意中国科技期刊数据库科研2016年6期179功能。3座泵站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3座站的生产、设备运行作实时监视，并取得所需的各种信息。正常时1套操作员工作站为主站，另1套操作员工作站为备站，2套工作站热备用。当主站发生故障时，系统自动将备站切换为主站，以保证系统的实时性和可靠性。在工程师工作站上可直接调出各泵站监控系统各幅画面进行查阅，并能对整个监控系统功能进行维护、修改及添加。（2）现地控制层设备配置在北门排涝泵站、上下埠头排涝泵站、乌溪桥排涝泵站的站内各设置1套现地控制LCU柜。现地控制LCU柜内装有1套美国GEPACSystem3i型PLC、1套威伦10液晶触摸屏、1套通信管理机、1套交流采样装置、1套容量为1kV·A的不间断电源，1套KWS-3450-1W1S型温湿度控制器等。现地控制单元主要完成各泵站数据的采集及数据预处理功能，同时也具有控制和监视功能。现地控制单元内配有智能控制计算机PLC，并配有人机界面接口设备，能实现必要的监视和控制操作功能，这些功能包括泵组的开机、停机操作；闸门启闭机的上升、下降操作；设备运行状态及参数的监视，以及显示排涝闭合区内外侧的水位和各泵站的运行工况。PLC有智能接口转换设备，配有工业以太网接口，可以将站点的各种信息汇集处理并通过VPN向调度中心上传；同时，它