1.1、系統(tǒng)方案及結(jié)構(gòu)
泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)包括泵站自動化監(jiān)控系統(tǒng)、泵站視頻監(jiān)視系統(tǒng)二部份，計算機監(jiān)控系統(tǒng)由泵站控制室控制級和現(xiàn)地控制單元組成，泵站控制室設(shè)在泵房副廠房內(nèi)，控制室設(shè)備包括1臺操作員工作站、1臺網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機、1臺打印機、1臺UPS電源、1組操作臺及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，系統(tǒng)共設(shè)1套現(xiàn)地控制單元LCU、2套超聲波水位傳感器及顯示儀表、4臺高清高速球攝像機、2臺數(shù)字高清固定紅外攝像機及系統(tǒng)線纜等組成。
泵站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)主要實現(xiàn)遠程監(jiān)視配電開關(guān)柜合、分閘信號、泵站機組開停機信號、故障信號、斷路器位置信號，系統(tǒng)自動監(jiān)視故障信號在有危及系統(tǒng)安全運行的情況及時停止設(shè)備運行；遠程監(jiān)測上下游水位、流量信號及進線柜電流、電壓等。
4臺高清夜視高速球攝像機用于實時監(jiān)視內(nèi)外河、泵房及管理所區(qū)域范圍內(nèi)環(huán)境情況，2臺數(shù)字高清固定紅外攝像機實時監(jiān)視配電房及變電站區(qū)域范圍內(nèi)環(huán)境情況，攝像機將前端圖像信息采集后經(jīng)有線網(wǎng)絡(luò)上傳到硬盤錄像機上，值班人員通過監(jiān)控軟件可以實時瀏覽前端的視頻圖像。
現(xiàn)地控制屏內(nèi)設(shè)有可編程控制器PLC，PLC實時采集配電開關(guān)柜、泵站機組等變配電設(shè)備運行工況及水位、電氣、流量等數(shù)據(jù)經(jīng)有線網(wǎng)絡(luò)上傳到操作員工作站。
各泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)留有與管理處調(diào)度中心的監(jiān)控接口。
1.2、現(xiàn)地控制屏
本單元監(jiān)控范圍包括配電、水泵機組?，F(xiàn)地控制單元設(shè)備布置于機旁。
現(xiàn)地控制單元能實現(xiàn)的主要功能如下，但不限于此；
- 數(shù)據(jù)采集和處理；
- 安全運行監(jiān)視；
- 事件監(jiān)測和發(fā)送；
- 事故、故障音響
- 數(shù)據(jù)通訊；
(6) 系統(tǒng)診斷；
1.2.1數(shù)據(jù)采集及處理
(1)采集機組各電氣量和非電氣量，并做相應(yīng)處理，存入數(shù)據(jù)庫，根據(jù)需要上送泵站控制中心。
(2)收集配電設(shè)備，繼電保護裝置和自動裝置的狀態(tài)量，存入數(shù)據(jù)庫，根據(jù)需要上送泵站控制中心。
(3)采集各被監(jiān)控對象的各種電量和非電量，并做相應(yīng)處理，存入數(shù)據(jù)庫，根據(jù)需要上送泵站控制中心。
(4)接受主變有功電度和無功電度，分時積算求出泵站消耗的有功電度、無功電度，存入數(shù)據(jù)庫并上送泵站控制中心；
(5)收集被監(jiān)控對象各設(shè)備、繼電保護裝置和自動裝置的狀態(tài)量，存入數(shù)據(jù)庫，根據(jù)需要上送泵站控制中心。
1.2.2安全監(jiān)視運行
與泵站控制中心和機組繼電保護裝置等相結(jié)合，完成安全監(jiān)視任務(wù)，主要包括狀變監(jiān)視、越復(fù)限檢查、過程監(jiān)視和現(xiàn)地控制單元異常監(jiān)視。
現(xiàn)地控制單元上應(yīng)有人機接口和打印控制單元內(nèi)各種信息的手段?？捎杀銛y式計算機實現(xiàn)。
1.2.3事故監(jiān)測和發(fā)送
自動檢測本單元所屬的設(shè)備、繼電保護和自動裝置的動作情況，當(dāng)發(fā)生狀變時，將事件的性質(zhì)依次檢測、歸類存檔，并上送泵站控制中心。
1.2.4事故、故障音響
現(xiàn)地控制單元設(shè)有反映所監(jiān)控對象的事故、故障、越復(fù)限等狀態(tài)的不同頻率的音響報警裝置。
1.2.5數(shù)據(jù)通訊
- 完成與泵站控制中心的數(shù)據(jù)交換，實時上送泵站控制中心所需的過程信息。
- 現(xiàn)地控制單元接收泵站控制中心所用的同步時鐘信息以保持同泵站控制中心同步。
- 發(fā)送和接收觸摸屏的數(shù)據(jù)。
1.2.6系統(tǒng)診斷
- 現(xiàn)地控制單元硬件故障診斷：可在線或離線自檢設(shè)備的故障，故障診斷應(yīng) 能定位到模塊。
- 軟件故障診斷：應(yīng)用軟件運行時，若遇故障應(yīng)能自動給出故障性質(zhì)及部位，并提供相應(yīng)的軟件診斷工具。
(3)在線運行時，當(dāng)診斷出故障，能自動閉鎖控制出口或切換到備用系統(tǒng)，并將故障信息上送泵站控制中心以便顯示、打印和報警。
1.3、泵站自動化監(jiān)控系統(tǒng)功能
各泵站監(jiān)控系統(tǒng)上位機設(shè)備布置在各泵站的控制室，至少具有以下功能，但不限于此；
- 數(shù)據(jù)采集與處理；
- 安全運行監(jiān)視；
- 監(jiān)視、記錄、報告；
- 事故相關(guān)量記錄；
- 正常操作指導(dǎo)和事故處理操作指導(dǎo)；
- 數(shù)據(jù)通訊；
- 屏幕顯示；
- 泵站設(shè)備運行維護管理；
- 系統(tǒng)診斷；
- 軟件開發(fā)；
- 仿真培訓(xùn)；
(12) 其它；
1.4、泵站自動化系統(tǒng)性能
本工程計算機監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)高度可靠，不會因其本身的局部故障而影響現(xiàn)場設(shè)備的正常運行，而且系統(tǒng)的MTBF.MTTR及各項性能指標(biāo)應(yīng)滿足部頒《水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件》的規(guī)定，并與計算機技術(shù)當(dāng)前的發(fā)展水平相適應(yīng)。
1.4.1實時性
主控級及現(xiàn)地控制箱的響應(yīng)能力滿足數(shù)據(jù)采集、人機通信、控制功能和系統(tǒng)通信的時間要求。
(1) 數(shù)字量采集周期〈1S；
(2) 實時數(shù)據(jù)庫更新周期〈1-2S；
(3) 控制命令響應(yīng)時間：
- 控制命令回答響應(yīng)時間〈1S
- 接受執(zhí)行命令到執(zhí)行控制的響應(yīng)時間〈1S
(4)模擬量采集周期：
電量≤1S
非電量≤10S
(5) 主控級對現(xiàn)地系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和控制的響應(yīng)時間≤2S
(6) 人機通信響應(yīng)時間：
- 調(diào)用新畫面的響應(yīng)時間：從運行人員發(fā)生一個新的畫像調(diào)用指令開始到圖象完全顯示在監(jiān)視器上為止的監(jiān)視器響應(yīng)時間〈1S；報警或事件發(fā)生到監(jiān)視器屏幕顯示和發(fā)出的音響的時間〈2S；
- 調(diào)用新畫面的響應(yīng)時間：從運行人員發(fā)出到一個新的圖象命令開始到圖象完全顯示在監(jiān)視器上為止的監(jiān)視器響應(yīng)時間〈2S；
- 操作員命令發(fā)出到現(xiàn)地控制單元接收命令回答響應(yīng)的時間〈3S；
- 在已顯示面上動態(tài)數(shù)據(jù)更新周期≤2S
1.4.2可靠性
監(jiān)控系統(tǒng)及其設(shè)備能適應(yīng)本工程的工作環(huán)境，具有足夠的抗干擾性能，能長期可靠地穩(wěn)定運行。本系統(tǒng)設(shè)備的MTBF參數(shù)如下:
主控計算機(含硬盤)>8000h；
現(xiàn)地控制屏LCU>16000h；
為保證系統(tǒng)的高可靠性，除選用高可靠性的的硬件外，還采取下列措施：
(1) 現(xiàn)地監(jiān)控單元在正常工作狀態(tài)下處于系統(tǒng)的集中指揮下運行，但在緊急情況下或系統(tǒng)故障時又可獨立運行。個別現(xiàn)場監(jiān)控單元故障，不會對系統(tǒng)或其它單元構(gòu)成影響。
(2) 系統(tǒng)軟件、硬件設(shè)置監(jiān)控定時器功能。
(3) 監(jiān)控軟件選用先進并應(yīng)承成熟的監(jiān)控軟件包開發(fā)應(yīng)用軟件，確保系統(tǒng)軟件運行的高可靠性和安全性。
(4) 對控制指令的發(fā)布規(guī)定操作權(quán)限，命令傳送須經(jīng)過巡回認(rèn)證，數(shù)據(jù)采集要求經(jīng)過合理性判別和處理，以防誤操作。
(5) 系統(tǒng)采用有效的防雷技術(shù)，確保系統(tǒng)安全運行。因系統(tǒng)處于強電環(huán)境下運行，對系統(tǒng)的輸入信號均采取光隔技術(shù)，輸出信號采用光隔加中間繼電器隔離等保護措施，以及重要設(shè)備（如UPS），重要信號線路與電源等線路裝設(shè)各類浪涌保護器，以防工業(yè)干擾和雷電的影響，減少數(shù)據(jù)出錯和元件損壞。
1.4.3可維修性
所提供的計算機系統(tǒng)的硬件和軟件將便于維護、測試和檢修。
- 可維修MTTR為〈1h
- 設(shè)備具有自診斷和尋找故障程序，指出具有故障部位，在現(xiàn)場現(xiàn)換故障部件后即恢復(fù)正常。
- 設(shè)有便于試驗和隔離故障的斷開點
- 配備合適的專用安裝插卸工具。
- 預(yù)防性維修應(yīng)使磨損性故障盡量減少。
- 互換件與不可互換件有識別措施。
- 最大限度選擇通用器件，提高硬件的代換能力。
- 可通過便攜機進行編程修改和增加軟件。
- 系統(tǒng)具有下列保證操作安全性的措施：
1.4.4可用率
(1) 采用工業(yè)控制計算機系統(tǒng)，軟件設(shè)計實用、緊湊，以達到較高的系統(tǒng)可用率。
(2) 系統(tǒng)可用率是在整個系統(tǒng)交接前的試運行期間30天內(nèi)不低于99.9%，在設(shè)備驗收后的兩年保證期內(nèi)達到98.8%。
(3) 其它性能如系統(tǒng)安全性、可擴性、可變性能滿足《水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備基本技術(shù)規(guī)范》的要求。
1.4.5 CPU負(fù)載率
CPU負(fù)載率根據(jù)招標(biāo)文件定義，保證不低于以下標(biāo)準(zhǔn)：
(1) 主控級計算機的處理能力應(yīng)有充分的裕度，其負(fù)載率應(yīng)小于40%；
(2) 現(xiàn)地控制單元CPU的負(fù)載率應(yīng)小于60%。
1.4.6系統(tǒng)安全
(1) 對系統(tǒng)每一功能的操作提供檢查和校核，發(fā)現(xiàn)有誤時能報警、撤消。
(2) 當(dāng)操作有誤時，能自動或手動地被禁止并報警
(3) 對任何自動或手動操作可作存貯記錄或作提示指導(dǎo)。
(4) 在人機通信中設(shè)操作員控制權(quán)口令。
(5) 按控制層次實現(xiàn)閉鎖，其優(yōu)先權(quán)順序為：現(xiàn)地，控制中心。
(6) 系統(tǒng)具有定義控制臺不同的使用安全等級的功能，其級數(shù)不小于4級。
- 系統(tǒng)具有下列保證通信安全性措施：
(1) 系統(tǒng)設(shè)計能保證信息傳送中的錯誤不會導(dǎo)致系統(tǒng)關(guān)鍵性故障。
(2) 主控級與現(xiàn)地控制屏的通信包括控制信息時，對是否響應(yīng)作明確的提示。在2-5次重復(fù)通信失敗時發(fā)出報警。
(3) 通道設(shè)備上提供適當(dāng)?shù)臋z查手段，以證實通道正常。
- 系統(tǒng)具有下列保證硬件、軟件和固件安全的措施：
- 應(yīng)有電源故障保護和自動重新啟動。
- 能預(yù)置初始狀態(tài)和重新預(yù)置。
- 有自檢能力，檢出故障時能自動報警。
- 設(shè)備故障能自動切除或切換并能報警。
- 任何硬件和軟件的故障都不應(yīng)危及電力系統(tǒng)的完善和人身的安全。
- 系統(tǒng)中任何地方單個元件的故障不應(yīng)造成生產(chǎn)設(shè)備誤動。
1.4.7可擴性
1、為確定和實現(xiàn)系統(tǒng)的擴充，采取以下措施：
(1) PLC系統(tǒng)底板預(yù)留擴展槽位，在PLC增添部件時，需進行重新配置；
(2) 交換機預(yù)留40%以上的網(wǎng)絡(luò)接口，并可以向上或向下級連。
- 系統(tǒng)可擴充的范圍如下：
(1) PLC備用點不少于使用點設(shè)備的20%。
(2) 主控級計算機存貯器容量應(yīng)有40%以上裕度。
(3) 系統(tǒng)留有擴充現(xiàn)地控制裝置、外圍設(shè)備或系統(tǒng)通信的接口。
(4) 網(wǎng)絡(luò)通訊的通訊負(fù)載率小于50%
(5) 屏柜內(nèi)留有可擴充插槽的空間。
1.4.8可變性
1、輸入輸出點的可變性如下：
(1) 實時由運行人員確定輸入輸出點的說明。
(2) 可實時改變模擬點工程單位標(biāo)度。
(3) 可實時改變模擬點限值。
(4) 可實時改變模擬點限值死區(qū)。
(5) 可實時在分布式數(shù)據(jù)庫中為已有的現(xiàn)地控制屏增加初始未提供的變量。
(6) 可實時在分布式數(shù)據(jù)庫中為已有的現(xiàn)地控制單元和終端的通信接口地址、輸入輸出點設(shè)備地址等進行再分配并作相應(yīng)的軟件改變。
2、在軟件設(shè)計時將對影響系統(tǒng)安全或影響管理程序的可變性功能加以限制，授權(quán)相應(yīng)的操作人員完成。
