中山市三角镇福隆泵站计算机自动化监控系统建设分析
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摘 要：计算机自动化监控系统在建设过程广泛应用信息化技术、自动控制技术、数据交换技术、通信技术等，提升了整个泵站的监测和控制能力，提高了系统控制的安全可靠性，并实现了工程管理的科学现代化，充分发挥了工程经济效益和社会效益。文章为国内外同类型的泵站项目计算机技术推广应用提供借鉴。
关键词：泵站监控；自动化系统；建设
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）06－0039－02
1 工程概况
福隆泵站位于中山市三角镇，所在河流为洪奇沥水道。长期以来，水利工程的建设一直滞后于当地国民经济的发展水平，当镇区内降雨遇外江洪（潮）水位顶托时，不能自排，致使内涝频繁发生。在系统重建时考虑到工程设施的效能，同时提高了工作效率、转变落后工作方式，采用计算机监控系统的控制方式。
监控系统主要实现目标是：接受调度指令，实现整个工程的自动监控。提高工程安全运行和管理水平，改善管理人员的工作条件。
2 计算机监控子系统
集中监控层位于本工程厂房中央控制室，采用100 Mbps快速以太网络技术，TCP/IP网络协议，组成开放的计算机网络系统。主要设备包括一套控制台，一台服务器，两台工作站组成热备系统，一台网络交换机，一台网络激光打印机用于打印各种报表曲线等历史记录，一套在线式UPS电源实现监控工作站、网络设备等的电源供应和一套语音报警系统，可以在中控室或主厂房对泵站故障和事故发语音告警信号。系统具有完整的调音和测试功能。运行人员还可对系统数据库进行设置，定
义发生哪些事故时，监控系统需要进行自动报警。
现地层有4台10 kV、1 100 kW水泵机组，每台机组设一套LCU，另设一套公用LCU，共5套现地LCU柜。现场控制单元通过工业以太网络实现各现地控制单元与集中控制层连接交换信息，实现现地设备的监视、控制及数据共享。部分没有通讯接口的设备则通过现地控制单元的I/O模块实现设备的控制和状态检测。
福隆泵站计算机监控系统应采用分层分布式结构，包括集中监控层和现地监控层两层，实现“遥信、遥测、遥控、遥调”功能。当监控系统退出运行时，可由人工观察现场，在具备开机条件下，通过操作开关柜上相应按钮来控制机组运行。
集中监控层由服务器和操作员工作站组成，是监控系统核心，负责整个泵站的集中监控，具有实时及历史数据库、能够通过光纤网络送达市三防指挥部或市水务局、能与全市水情测报中心进行通信。现地控制单元是一套完整的单元控制装置，可脱离主控级微机独立运行。LCU直接完成生产过程的实时数据采集及预处理，本单元设备状态监视、调整和控制，以及与集中控制层的通讯联络等功能。
现地监控单元与集中监控层（控制台）的网络连接应采用双绞线以太网连接，通过网络信道对泵站各种信息、视频图像
等具有查询、访问、远程浏览功能，根据授权许可实现主机的远方开停机操作；现地监控单元与水泵控制柜等电气及工艺设备采用硬接线的方式连接，实现数据监测、监控和监视功能。
在机组的LCU屏上各设置集中（远程）/现地监控层的控制权切换开关，只有切到“远程”时，集中监控和远程监控主机才能实施控制和调节命令。当切换开关切到“现地”时，只能通过现地LCU屏上的控制开关实施控制和调节命令。当机组LCU操作面板发生故障时，不影响集中监控和远程控制对机组LCU的控制。
3 泵站图像监视子系统
视频监控系统由前端设备、传输设备、控制设备、显示和记录设备四大部分组成。
3.1 前端设备
前端设备由安装在泵站及其周围的室内外一体化球形组成，负责图像和数据的采集及信号处理，本次采用知名品牌的高性能的一体化摄像机。
3.2 传输设备
传输设备根据传输距离和图像质量的要求可选用相应的线缆、接口设备，负责将视频和数据信号传输到中控室，同时数据和视频信号也可经过压缩处理通过多种传输方式传输到所需要的地点。
3.3 控制设备
集中控制设备选用以往工程中成功应用的多媒体监控中心系统，负责完成前端设备和图像切换的控制、全方位云台的控制、系统可分区控制和分组同步控制以及图像检索与处理等诸多功能。
3.4 显示和记录设备
显示和记录设备可根据不同的图像显示要求，选择不同的图像显示设备，有监视器、显示器、投影机等。可以有1/4/9/16多画面显示，以及控制和视频压缩网络传输功能，使图像同时在一台监视器上显示，进行自动录像，使重要的场景能够得到永久性的存贮；值班人员能够在监控中心通过显示器实时直观的看到来自前端监控点的任意1/4/9/16路或画面分割的图像。
系统的传输分布于各摄像点、报警点和监控中心之间，主要完成视频信号、控制信号的传送。系统传输采用结构化的标准布线方式，开放式的体系，灵活的模块化结构。
4 周界安防子系统
为了保证厂区的生产安全，防止非法入侵，系统采用红外对射报警系统。通过设置的多对红外报警探头全天候监视厂区四周围墙及大门的安全，一旦警情产生，报警触点信号上传控制中心报警处理中心；处理中心接收到报警信号后，联动预置的摄像机指定到报警场所，同时通知值班人员处理警情，杜绝事故发生。
红外报警探测器选择四光束室外型外线探测器。增益回路自动调节感应度控制，适应雨、雾、雪等恶劣气候。
周界报警系统通过对安装在围墙上的红外对射探测器24 h
监控围墙状态，对非正常进入人员立即给予报警。本系统在门卫安保控制室内设置一套报警控制主机及计算机，厂区围墙上设置室外主动红外对射探头，以总线形式进门卫房，门卫房警卫依据防区报警及时巡检，同时门卫房和中控室配置监控计算机终端管理厂区安全保护。
5 水情遥测主系统
遥测站监测河道实时水位、雨量和咸度数据，监测数据以无线超短波方式传送到三角水利所和周边镇区。整个系统的设计、使用功能指标符合《水文自动测报系统规范》要求，符合三角水利所对原有水文遥测系统并网技术要求，并具有系统进一步扩充能力。新建中心站软件具有接收原有东凤、南头、民众等周边站点和新建站点功能。同时新建站点具有发送到周边镇区的功能和要求。同时保证将测站信后有效发送至市三防中心站，并配合完成信号接入。
6 系统建设步骤
计算机监控系统建设初期是先制定切实可行的实施方案，确定各种资源，制订计划。计划有针对性，与建设目标和约束条件明确。项目流程规划清晰，设定4～5个可检查的里程碑，这样才有质量保证，对工作量有估计。
6.1 对监控系统进行业务调查和需求分析
这点在建设过程中非常重要。需求规格说明书是在业务调查的基础上完成的，最后必须经过用户确认，这作为系统验收的依据。
6.2 数据库建设
包括数据库编码设计和建设以及地理基础数据、专题数据的提取和处理。
6.3 系统开发
在用户需求分析的基础上，进行详细设计和代码设计，设计完成后进行开发编码和内部测试。
6.4 系统测试
根据用户的实际业务测试整个系统是否满足用户对系统的要求，依据主要是需求分析报告。要求在用户业务培训后和系统实施前进行。除了测试系统功能外，还需用大量数据测试系统性能和网络的承压能力。
6.5 用户培训
制定培训计划，向用户提供技术和业务培训，以确保系统的正常运行和维护。根据我们常规经验来看，运行人员越早介入安装调试，对监控系统的稳定运行越有利。
6.6 应用系统安装和试运行
经过系统测试和培训后，安装系统进入试运行期，在试运行期对用户提出的问题和疑问做出快速反应，提供相应的解决方案。
参考文献：
［1］吕振中.计算机控制技术与系统［M］.北京：中国电力出版社，2000.
Construction Analysis of Sanjiao Town, Zhongshan City,
Fulong Pumping Station Computer Automated Monitoring System
Bai Zhongfeng, Xu Jihua
Abstract: Computer automated monitoring system in the process of building extensive application of information technology, automatic control technology, data exchange technology, communications technology to enhance the entire pump station monitoring and control capabilities, improved security and reliability of the system control, and to achieve a modern scientific project management, give full play to the project of economic and social benefits. The article pumping station project of computer technology to promote the application of the same type at home and abroad for reference.
Key words: pump station monitoring; automation systems; construction