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大型水利泵站SCADA系统解决方案

一、系统概述

水利是我国国民经济的支柱产业,而泵站是水利工程的重要组成部分,它们在解决洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化当今三大水资源问题中起着不可替代的作用,承担着区域性的防洪、除涝、灌溉、调水和供水的重任,在我国国民经济可持续发展和全面服务于小康社会的建设中,占有非常重要的地位。泵站又是为水提供势能,解决无自流条件下的排灌、供水和水资源调配问题的水的唯一人工动力来源,是解决洪涝灾害、干旱缺水、工农业生产用水和城乡居民生活用水的重要工程措施,是“生态水利”、“环境水利”、“资源水利”、“现代水利”、“可持续发展水利”的具体体现。

构建泵站集控中心监控系统:

  • 通过SCADA软件实现对泵站庞大的现场数据高性能的数据采集与监视,并且通过SCADA软件实现对各个设备的高可靠性的操控。同时将SCADA系统采集到的信息上传至泵站上一级管理单位,为上层系统实现泵站集中管理和信息化调度提供便利;

  • 将全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统等大型复杂系统实时状态以模拟动画、视频影像、GIS信息高度集成的形式在SCADA画面上显示,形成数据模拟与视频影像、GIS系统无缝集成的监控方式。

  • 充分利用完整的历史数据库和报警事件数据库中数据,基于所存储的历史数据方便的进行分析统计、事故分析和追忆。实现大型泵站的信息化管理。

二、方案要点

  • SCADA监控系统对设备操控的实时性、高度正确性与可靠性以及对设备操控的安全性

  • 对现场设备大量数据的高速数据采集,实时数据处理与展示,保证数据的实时性、准确性与完整性

  • 动态模拟图形与视频信息、动态趋势、报表等展示方式的高度集成

  • 保证数据库稳定的前提下实现对大点数数据的高速历史存储

  • 历史数据存储应具有高效的存储压缩性能

  • 数据检索应具备快速的响应速度

  • 提供快捷的分析工具使操作人员可以方便地完成数据存储、查询、分析、统计计算

  • 应支持多客户端并发访问数据而不影响系统性能

三、系统架构

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系统可分为四个层次,第一层为现场控制层,主要包括现场硬件PLC、仪表等设备;第二层为SCADA监控层,包括中控室SCADA工程师站和操作员站;第三层为数据存储层,主要包括工业历史数据库服务器;第四层是数据应用层,主要包括调度分析平台、web发布服务器、大屏幕展示系统等。

四、系统功能

1、高性能的数据采集与高可靠性的设备操控为泵站的安全稳定运行提供保证

在大型水利泵站SCADA系统中,无论是对实时数据和报警信息采集的准确性还是远程操作的可靠性都有极高的要求,因为无论是实时数据中断还是操作命令不能准确下发,都有可能影响整个系统的工作,还有可能造成严重的事故,轻者导致设备的损坏,重者会导致人身安全事故。为保证系统采集控制的可靠性,采用SCADA操作员站双机热备、双网冗余配置。

在配置为双机冗余的SCADA操作员站,数据采集软件KingIOServer与监控软件KingSCADA互相独立运行,工业数据库和上层管理单位直接从KingIOServer获取数据,与监控系统不产生干扰。同时KingIOServer具有数据缓存功能,当与工业库或上层网络通讯异常时,KingIOServer会缓存历史数据,当通讯恢复后再将数据上发,保证数据的完整性。

2、系统提供生动逼真的画面、模拟动画,与视频影像和GIS系统相结合,设备操作简便、报警曲线查询灵活方便。

a)系统具有强大的图形开发工具,制作三维立体的展示效果,还原现场环境。

b)支持在线和离线地图,并可嵌入视频监控信息。

c)系统实时监测系统异常情况,自动记录报警和事件数据,通过声光报警和邮件报警进行提醒。配置为语音播报时,对报警内容、报警对象、当前实时状态等,采用标准普通话进行播报。

d)实时查看数据变化趋势,对数据叠加、对比展示。

3、基于工业数据库的数据分析与应用实现泵站自动化与信息化

系统实现对水利水情信息、全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统设备运转等信息进行记录存储。

通过报表模板或自由式报表自动生成各种值班报表、操作日志、日月年生产报表。

通过对工业数据库中大量历史数据的分析统计,结合以往经验与分析结果总结出泵站运营管理的优化调度方案,提供事故预警机制,防患于未然。为泵站更加可靠、经济运营提供保障。