泵站自动监控系统的探讨

摘要：随着社会经济的快速发展，各种智能化控制技术也不断成熟。泵站远程控制是否良好，直接影响到生产效率及经济发展。本文就泵站的远程监控制的系统性能及方案进行探讨。

关键词：泵站自动化；远程监控

Abstract: with the rapid development of social economy, all kinds of intelligent control technology is also continues to mature. Pump station remote control are good, directly affects the production efficiency and economic development. This paper remote monitoring system of pump system performance and solutions are discussed.

Keywords: pump station automation; Remote monitoring

中图分类号：TV675文献标识码： A 文章编号：

概述

全自动化泵站除了控制机组的启动和停机之外，对于进出水管道的工作压力、电动机温升、轴承与填料函的温度、泵站的引入母线与自动控制母线上的电压等，都以作用在事故继电器上的特殊继电器( 传感器、变送器) 进行监视。一旦工作状况超越规定值，事故继电器动作，使工作机停机，在有备用机组场合，可使备用机组自动投入。发生事故的机组，只有在消除了故障的原因之后才能再次启动。全自动化泵站中照例也可以运用半自动化控制、远距离控制和手动控制。

远程监控中心利用组态软件进行数据采集和控制，将整个工艺流程，设备的运行状态、压力、流量、变频器运行频率等，在显示屏上实时形象化地反应泵站工艺流程的模拟动态。

一、系统性能

该自动控制系统由光纤通讯线将数据信号连接到远程集控中心，通过计算机显示屏上的流程动画屏幕，进行设备、工艺流程的监视和控制操作，保证操作人员、非技术人员及现场维护人员的管理，省去对工艺设备运行情况的现场巡视，并可对反馈现场运行状态的报告进行快速处理和分析。

监控系统处理故障和报警，诊断反常现象，辅助维护和备份启动呼叫，实时监控。可在显示屏上对远程现场设备进行控制。

本自动控制系统采用的是泓格通讯转换模块。泓格模块具有模块化、高密度化、高性能等特点，其处理速度更快，内存空间更大，扩展更方便，具有高速计数、脉冲输出、网络通讯、实时时钟控制。模块接线端子采用可拔插设计，便于更换和检修。而且，每个模块的安装均支持堆叠和导轨安装，便于安装。如果是不想安装在同一个柜子里，也可以安装到设备旁边。

监控软件由国内亚控公司上位机软件组态王来实现。该软件包设计有报表系统和图库系统、采集和显示历史数据、多媒体的支持、强有力的先进的安全管理系统（权限和安全区）；动态改变图形外观的动画片精灵，图形系统增加了无限色和过渡色，通讯系统中具有在线连接，故障诊断、远程拨号等功能。

二、系统控制方案图

系统控制图如图 1、图 2 所示。远程控制能否良好运行，数据传输的可靠性、及时性尤显重要，在数据传输上常规分为无线与有线两种。无线传输主要为 GPRS 无线传输方案：该方案利用移动无线通信网络，但建设投资成本最高，运行维护成本高，抗电磁干扰能力最弱，对自动化设备易产生电磁干扰，单点易受雷击。有线传输数据的形式常规有：①传统RS232/485总线。该方案建设投资成本较低，但通信可靠性不高、抗电磁干扰能力不强，因管理形式为无人值守，泵站数据需传输到集控中心，随着通信距离的延长或通信速率的提高，其不良影响会越来越严重，主要原因是信号在各支路末端反射后与原信号叠加，会造成信号质量下降。此外雷击损率较高，在遭受雷击时易损坏自动化设备。②光纤通信方案。光缆具有通信容量大、传输距离远、可以适应许多复杂的工业现场环境，不受电磁辐射与雷击等任何电气干扰的影响，抗电磁干扰、信号串扰小、传输质量佳等优点。故根据本工程性质，采用光缆结合光端机的方式完成数据的传输。

图1 自控系统网络结构拓扑图

图2系统简图

三、计算机监控管理功能

（1） 监控显示功能

监控显示功能包括：①动态监视设备运行状况、图形动态显示、监视运行状态、工艺流程状态；②开关量动态控制显示；③模拟量参数的数字显示和动态图；④控制方式显示；⑤报警显示；⑥系统时钟显示；⑦操作提示显示。

（2）监控画面

①流程图。充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式的图形画面来模拟实际的工业现场和相对应的工控设备实时状态。流程图上的图形可实时显示相应工控设备的生产过程的动态数值（电网电压、电流、机组轴承温度、出厂水水压、流量、频率等），量数据记录入系统数据库（标准数据库）。监控画面动态刷新周期少于 1 s，切换时间少于 1 s，满足生产设备自控要求。

②报警显示。系统过程自动检测或运转设备出现越限故障时，流程图上相应的图例红光闪动，并同步发出报警提示集控中心。报警信号可以通过键盘解除，闪动的红光继续保持，直至该故障消除后闪动才停止。报警对象、内容、时间列表记录并按要求记录和打印。除流程图上有报警显示外，还设有报警统计一览表，以便全面了解设备运行工况和报警的查询。报警信号记录入系统数据库（标准数据库）。

③趋势图。实时动态趋势曲线和历史曲线可显示在同一趋势图中，并可在运行画面中根据需要随时增加趋势曲线，系统可自动设置数值比例，方便操作员观察比较。操作员可以自主地选择历史趋势的起点，并能够展开纵轴，即建立缩放功能。曲线可显示成柱状图或线图。

具有在线打印功能，操作员可选择任意的历史趋势进行打印操作。

④设定值。中央控制室主机可以在电脑上直接设定所需的工艺值，并使水泵在设定值范围内运行。用现场控制箱按钮手动启动和停止前，将设备控制柜处于“手动操作”发出手动信号，这时自动信号将停止，模块将被屏蔽。数据处理和存储可作生产调度、预报参考究之用。

⑤生产报表。报表可按需要设定日、月、季度或年形式，便于运营管理分析之用。班报表可以根据企业管理形式，灵活设定报表形成时间。生产报表量数据自动录入系统数据库（标准数据库），可供历史查询。

⑥图表和曲线。过程变化曲线、参数时序曲线、计量累计曲线、处理水量、各个时间段用水变化过程曲线、事故报警总表等，应分为日、月时段，并是衔接的，以月为单位存入磁盘。

（3） 安全功能

安全策略包括基于用户的安全系统和系统安性应用程序。基于用户的安全系统可保护重要的程序、操作显示画面和配方、数据库模块。系统安全性应用程序包括安全配置和登录两种程序，在安全配置程序中可以设置节点的安全性为允许/不允许，可创建用户和组的账号、分配用户使用程序和程序功能的权限，各用户或组可分配用户名和密码、分配安全区名等。在登录后，操作人员才能访问权限允许范围内的内容。

一旦操作员提供了正确的密码，他可以修改他的密码，而他的权限不能发生变化。