
[工程资料]佛山市中心组团新城区荷村水闸重建工程监控系统设计说明.doc
24页第一章 工程概况佛山市中心组团新城区荷村水闸重建工程,位于顺德区乐从镇东北部的东平水道南岸上原荷村水闸上游侧荷村水闸主要作用为引水,为充分发挥水闸引水、抢排功能,满足乐从镇东片区丰水期的引水需要,设有二孔宽4.2米的水闸,水闸为平板钢闸门,采用液压式启闭机枯水期引水改善内涌水环境,设有引水泵站,安装二台潜水轴流泵,潜水轴流泵型号为900QZ-135D根据配水需要,在一台潜水泵出水设有二台一数直径的电动蝶阀根据防洪要求在外江侧设有一孔宽8米的防洪闸,防洪闸为平板钢闸门,采用液压式启闭机在水闸旁设有水闸管理室,工程的配电设备安装在水闸管理室的配电控制室内本工程由顺德区乐从镇水利会管理,乐从镇已建成水利闸站群监控系统,故本工程需预留出与乐从镇水利闸站群监控中心进行监控的通信接口本设计说明仅为佛山市中心组团新城区荷村水闸重建工程监控系统的设计说明第二章 设计原则佛山市中心组团新城区荷村水闸重建工程监控系统的设计实际为现地监控站的设计,必须按满足已建乐从水利闸站群监控工程的要求进行设计佛山市中心组团新城区荷村水闸现地监控站(LCU)按照“无人值班、少人值守”的目标进行设计,水闸(泵站)监控采取常规就地监控与远程监控相结合的模式,以远程监控为主。
现地监控站监控系统综合利用成熟的工业控制技术、传感技术、数据传输技术以及计算机技术,建立先进的控制系统,提高工程的安全性、可靠性,充分发挥工程效益,促进工程管理的科学化、现代化佛山市中心组团新城区荷村水闸现地监控站监控系统在充分考虑安全性和可靠性的前提下,实现闸门和水泵运行信息的准确实时采集,使闸门启闭及水泵运行准确无误、以及配电设备和相关环境的实时监视、控制及管理第三章 设计标准佛山市中心组团新城区荷村水闸现地监控站监控系统设计采用中华人民共和国国家标准及水利、电力行业标准;在国内标准缺项或技术要求相对落后时,参照相应的国际标准或其它国家标准中的最高标准《水力发电厂计算机监控系统设计规定》(DL/T 5065-1996);《中华人民共和国计量法》《水闸设计规范》(SL265-2001);《水闸工程管理设计规范》(SL170-98);《泵站设计规范》(GB/T50265-97);《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》(GB50168-92);《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169-92);《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93);《电子设备雷击保护导则》(GB 1450);《计算机接地技术要求》(GB 2887);《工业企业通讯接地设计规范》(GBJ79-85)《工业企业通信设计规范》(GBJ42-81)《水位观测标准》(GBJ138-90);《网络技术标准》(IEEE 802.3); 《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92);《电气装置安装工程施工及验收规范》(GBJ232-82);《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198-94);《安全防范工程程序与要求》(GA/T75-94);《楼宇对讲电控防盗门通用技术条件》(GA/T72-94);《继电保护设备信息接口配套通讯规约标准》(IEC60870-5-103);《继电保护和安全自动装置技术规程》(GB14285-93);《变电所设计标准》(GB50059-92);《静态继电器及保护装置的电器干扰试验》(GB6162);《电力系统二次回路控制、保护屏柜基本尺寸系列》(GB7261-87);《继电器、继电保护装置振动(正弦)试验》(GB11287-89);《电子设备雷击导则》(GB6162-85);《通信工程电源系统防雷技术规定》YD5078-98;《通信局(部)接地设计暂行技术规定》YDJ26-89《微波站防雷与接地设规范》YD 2011-93;《建筑物防雷设计规范》GB 50057-94;《不间断电源设备》(GB7260);《计算机场地技术条件》(GB2887-89);《可编程仪表的数字接口》(ANSI/IEEE 488)《电子测量仪器质量检测规则》(GB/T6593-1996);《微机继电保护装置运行管理规程》(DL/T587-1996);《电力系统电度自动化设计技术规范》(DL5003-92);《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》(DL478-92 );《电力系统实时数据通信应用层协议》(DL476);《交流采样远动终端技术条件》(DL/T630-1997);《模拟屏驱动器通用技术条件》(DL/T631-1997);《操作系统标准》(GB 23128);《数据终端设备与使用串行二进制数据进行数据交换的数据通讯设备之间的接口》(EIA RS-232-C):《数据通信基本型控制规程》(GB 3453)《数据元的交换格式、信息交换、试运行、日期的时间表示法》(GB/T 7408-1994)国际电工委员会(IEC)标准《Protection of Struetures against 有专Lightning》IEC 61024;国际电工委员会(IEC)标准《Protection against Lightning electromagnetic impulse》(雷电电磁脉冲的防护)IEC 61312;国际电信联盟ITU-T SG5相关建议书:K. 11(过电压和过电流保护的原则),K. 25(远端小型机房的连接结构和接地),K. 40(电信中心对雷电电磁脉冲的防护)。
第四章 监控方案1、监控对象佛山市中心组团新城区荷村水闸监控站的监控对象主要包括:3台平板钢闸门液压式启闭机(采用集中式液压站进行控制)、二台潜水轴流泵,二台分水电动蝶阀,高低压配电设备、内外江和进水池水位,各闸门开度等2、监控内容DI:水泵电机、防洪闸(水闸)、高低压控制设备及辅助设备状态,包括机组开机,停机;闸门(阀门)开关;高低压控制断路器状态;辅助设备状态;声光报警、防盗报警、润滑水等AI:电量、水位DO:机组控制、配电设备控制、辅助设备控制,闸门(阀门)控制、声光报警,场地照明,语音等控制RTD:温度本系统工程I/O点见下表:泵站水闸I/O点表序号站 名主要设备信号描述DIDOAIAORTD1荷村水闸2台潜水泵机组,3台液压启闭机,2台配水电动蝶阀,高低压柜,水位及闸口开度等见备注15070164合计15070164备注:DI:开关输入量, AI:模拟输入量,DO:开关输出量,AO:模拟输出量,RTD:温度量测量3、监控方式本系统现地监控站(LCU)安装在水闸泵站配电控制室,所有检测仪表的信号(如:电量、水位计、温度等)送至现地监控站(LCU)的PLC控制和低压(仪表)等柜。
由PLC控制和低压(仪表)等柜对各水泵电机机组、闸门(阀门)及配电设备进行监控现地监控站(LCU)设置通信设备(光端机),PLC柜配有以太网接口,通过光缆直接和乐从镇水利闸站群监控中心交换机连接 控制方式:(1) 手动控制人工操作水闸泵站配电控制室的配电柜上的按钮或PLC控制柜的开停机按钮,控制配电柜和机组(水泵电机)及水闸(阀门)的运行2) 自动(远程)控制PLC的控制信号可以是按一定的程序或水位进行的自动操作, 也可以转发的来自乐从镇水利闸站群监控中心的远程控制命令第五章 系统配置现地控制站(LCU)的核心采用可编程控制器(PLC),PLC进行数据采集和设备的控制,PLC配置10M的以太网口,通过光端机经光缆和乐从镇水利闸站群监控中心的光端机连接,然后再经过多功能串口卡达到现地LCU和监控中心上位机的通讯机组智能电力仪表(或保护装置)通过以太网与PLC通讯,采用MODBUS通信协议整个系统的所有户外信号线及电源线设防雷模块现地监控站(LCU)的监控设备采用UPS集中供电,电源输入设防雷保护措施本工程现地监控站(LCU) 监控系统配置见“监控-02”《监控系统配置图》第六章 系统功能本工程现地监控站(LCU)采集现场各I/O信号,由光端机通过光缆送至乐从镇水利闸站群监控中心网络交换机。
通过现地PLC及配电柜的按钮可以独立完成对机组(水闸)的监控功能现地PLC与监控中心网络通信中断时,LCU能独立控制机组(水闸)其功能如下:1、通信功能通过以太网接口,实现现地控制单元(LCU)和远程监控中心的数据通信2、数据采集及处理通过LCU采集现场数据,并进行处理,存放在远程监控中心数据库中,供分析计算、控制、显示、打印、通信使用3、控制功能 系统计算程序计算出内外江水位,确定机组运行,显示在液晶显示屏上,以两种方法实现机组操作一是闭环操作根据水位自动完成电排站操作;一是开环操作运行人员根据屏幕上显示的水位等,确认无误后,通过人—机完成电排站机组的操作4、现地手动层控制权限最高,现地(LCU)控制层次之,集中(远程)控制层最低系统具有严格的闭锁措施,只有当高一级的控制权释放时,次一级控制层才具有控制权限控制操作以远程(预留)控制为主第七章 系统性能1、实时性调用新画面的响应时间不大于5秒;画面动态数据(150点以内)刷新时间不大于2秒;报警或事件反映到监视器屏幕的响应时间不大于2秒;数据采集周期中数字量输入为1秒、模拟量输入为2秒2、可靠性控制系统在水闸泵站可能出现的恶劣条件下,均能可靠地完成各种操作。
控制系统具有足够的过电压、远距离控制的能力,适应温度高,灰尘多的环境,能长期稳定地工作系统中所有设备的MTBF值大于30000h3、可利用率计算机监控系统的可利用率不小于99.9 %其中可利用率的定义如下:可利用率=使用时间/(使用时间+故障时间)4、负载率CPU负载率在40%以下5、可维护性1)设备具自诊断程序及寻找故障程序,指出主要故障所在部位在现场更换故障部件后即恢复工作2)当有故障时,系统能够方便地试验和隔离故障的断开点配备合适的专用安装拆卸工具3)用户可以根据需要方便地增减软件6、系统安全性系统具有高度的操作安全、通信安全、控制系统设备安全等性能保障,以保证被控对象的安全运行,系统的安全性能包括如下方面:1)控制系统对每一功能和操作提供检查和校核,禁止误操作并报警2)监控中心控制设置控制权口令,非授权人不能操作监控中心控制级与现地控制级之间设置操作权闭锁,两级不能同时操作现地控制权最高3)现地控制装置在脱离监控中心控制级时能独立,安全运行4)系统设计保证信息中的一个信息量错误不会导致系统关键性故障(如使外部设备误动作、造成系统主要功能的故障等),出错或失效时发出警告5)监控中心控制级与现地控制装置之间的通信包括有效控制信息时,能够对响应有效信息或没有响应有效信息作明确肯定的指示。
当通信失败时,系统能够重复通信并报警第八章 主要监控设备选型1.PLC 控制及低压(仪表)柜的配置如下:一套PLC;一台UPS(容量>1.0KVA);测量表计(电量,水位,温度表计)/光端机等, 柜体外。












