1 工程簡介

        陜甘寧鹽環(huán)定揚(yáng)黃工程是為解決革命老區(qū)陜西定邊、甘肅環(huán)縣和寧夏鹽池、同心縣部分地區(qū)人畜飲水困難，改善生態(tài)環(huán)境，在條件較好的地區(qū)結(jié)合發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉，改變?cè)摰貐^(qū)貧困落后面貌而興建的一項(xiàng)揚(yáng)水工程。該工程包括三省（區(qū)）共用和各省區(qū)專用兩部分。工程設(shè)計(jì)流量為 11m 3 /s，其中分配給寧夏 7m 3 /s，甘肅、陜西各 2m 3 /s，總揚(yáng)程 651m，泵站 12 座，機(jī)組101 臺(tái)（套），總裝機(jī)容量 6.59 萬 kW，干渠總長 123 公里。

 

2 現(xiàn)場(chǎng)分散控制現(xiàn)狀（以鹽環(huán)定渠首為例）

2.1 渠首泵站自控系統(tǒng)組成

        （1）站內(nèi)高壓設(shè)備及線路、廠變等微機(jī)保護(hù)裝置。

        （2）站內(nèi)電量計(jì)量裝置。

        （3）電磁流量測(cè)量系統(tǒng)。每機(jī)組管道上各安裝一套電磁流量計(jì)。

        （4）出水管道壓力測(cè)量。每機(jī)組管道出水管道上安裝一套壓力測(cè)量裝置。

        （5）泵前池水位及攔污柵監(jiān)測(cè)。前池水位安裝 1 臺(tái)液位計(jì)，在六個(gè)進(jìn)水流道處，安裝 6 臺(tái)液位計(jì)。

        （6）集水井排污泵測(cè)控。在集水井安裝 1 臺(tái)液位計(jì)。

        （7）水塔水位測(cè)量裝置。在水塔位置安裝 1 臺(tái)液位計(jì)。

        （8）供水泵軟起動(dòng)器裝置。安裝 1 套軟啟動(dòng)器。

        （9）視頻監(jiān)控系統(tǒng)。（10）現(xiàn)地控制單元 LCU 設(shè)備。

        （11）后臺(tái)機(jī)系統(tǒng)。

 

2.2 渠首泵站網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼跋到y(tǒng)結(jié)構(gòu)

        渠首泵站由站級(jí)計(jì)算機(jī)及數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，與分布式的電氣、水測(cè)儀表，視頻等智能終端設(shè)備組成。結(jié)合上級(jí)水調(diào)中心的自動(dòng)化過程監(jiān)控條件，渠首泵站最終形成：遙信、遙測(cè)、遙控、遙視“四遙”水平，達(dá)到無人值班運(yùn)行方式的基本條件；同時(shí)設(shè)計(jì)過程滿足在線設(shè)備的自動(dòng)/手動(dòng)，遠(yuǎn)動(dòng)/就地操作功能。渠首泵站建設(shè)二面 LCU 控制屏，分別為機(jī)組 LCU，及公用LCU。系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為站級(jí)層及現(xiàn)地控制層。站級(jí)層：系統(tǒng)主要以上層網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控主機(jī)為核心，負(fù)責(zé)各類數(shù)據(jù)的采集、分析、處理、命令的發(fā)布、數(shù)據(jù)庫的建立及管理、并提供用戶各類人機(jī)界面、數(shù)據(jù)報(bào)表。采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，以 WINDOWS 為操作系統(tǒng)平臺(tái)，主要完成下列功能：

        （1）通過管理機(jī)完成對(duì)各單元裝置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，并對(duì)其完成處理和管理。

        （2）完成變電站運(yùn)行情況的檢測(cè)、事故記錄、歷史數(shù)據(jù)保存、畫面顯示、報(bào)表打印功能。

        （3）提供全部的監(jiān)視、操作界面。

        （4）實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站的管理功能。

        （5）遠(yuǎn)端監(jiān)控，在調(diào)度中心中控室內(nèi)通過組態(tài)軟件與后臺(tái)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接提取監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

 

2.3 渠首泵站機(jī)組 LCU 屏和公用 LCU 屏

        渠首泵站所有參與機(jī)組控制的測(cè)控設(shè)備均接入機(jī)組 LCU內(nèi)，所有不參與機(jī)組控制的測(cè)量設(shè)備均接入共用 LCU 內(nèi)。管理單元如表 1。

 

2.4 渠首后臺(tái)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

        后臺(tái)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是基于 Microsoft Windows NT/98/2000/XP 的集成化保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)，以數(shù)據(jù)通信的方式與電機(jī)微機(jī)保護(hù)裝置、電源微機(jī)保護(hù)裝置、溫度巡檢儀，電磁流量計(jì)等設(shè)備相連接，集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、通信轉(zhuǎn)發(fā)等關(guān)鍵任務(wù)于一體，支持遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)、事件記錄、保護(hù)定值整定、保護(hù)功能投退、設(shè)備參數(shù)配置、實(shí)時(shí)分析、故障分析、告警管理等各種功能，為遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程系統(tǒng)維護(hù)提供了可靠的手段。

2.5 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

        渠首泵站視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)從遠(yuǎn)端實(shí)時(shí)直觀的監(jiān)控渠首泵站設(shè)備、監(jiān)控渠首泵站的現(xiàn)場(chǎng)情況，實(shí)現(xiàn)了對(duì)泵站及配套變電站的有關(guān)人員出入情況、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況、變壓器、開關(guān)站各設(shè)備的運(yùn)行情況、主控室等重要現(xiàn)場(chǎng)等進(jìn)行遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控、安全防護(hù)、告警監(jiān)測(cè)，能夠?qū)崟r(shí)、直接地了解和掌握泵站的現(xiàn)場(chǎng)情況，并及時(shí)對(duì)發(fā)生的情況作出反應(yīng)，為“少人值守、無人值守”提供了有效的遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)視和遠(yuǎn)程環(huán)境安全防范監(jiān)視。

 

2.6 管理處至渠首泵站光纜線路路由（見圖 1）

2.7 調(diào)度級(jí)控制

        在鹽環(huán)定揚(yáng)水管理處設(shè)置共用工程自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度控制中心，設(shè)置 1 套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，主要包括自動(dòng)化服務(wù)器、自動(dòng)化交換機(jī)、自動(dòng)化防火墻、PCM 復(fù)接設(shè)備、計(jì)算機(jī)工作站、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、模擬屏、打印機(jī)、及相應(yīng)的軟件等。（見圖2）

3 遠(yuǎn)程調(diào)度集中控制存在的問題及解決辦法

        （1） 渠首泵站廠變低壓側(cè)和冬用變的投運(yùn)無法通過監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制，要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制需要增加 PLC 模塊，將廠變和冬用變納入遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。

        （2）渠首泵站機(jī)組冷卻水的使用仍舊是手動(dòng)球閥，在開停機(jī)過程中無法通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行控制，要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制需要安裝電動(dòng)控制閥，增加 PLC 模塊，將電動(dòng)控制閥納入到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。

        （3）渠首泵站現(xiàn)有兩臺(tái)排污泵只有現(xiàn)地控制功能，沒有遠(yuǎn)程控制功能。要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控就需要對(duì)現(xiàn)有的排污泵 PLC 控制系統(tǒng)進(jìn)行更換，以便實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

        （4）渠首泵站現(xiàn)有的進(jìn)水閘板的開啟需專人在閘房控制箱上進(jìn)行操作，無法實(shí)現(xiàn)泵站值班室和調(diào)度室的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制，要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制功能，需要將進(jìn)水閘板的控制系統(tǒng)納入到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中。

        （5）渠首泵站現(xiàn)有的進(jìn)水口沒有撈草設(shè)備，要實(shí)現(xiàn)“少人值班、無人值守”及以保證前池水位的正常，就需要增加前池?fù)撇菰O(shè)備，防止東干渠柴草淤積堵塞進(jìn)水口。

        （6）渠首泵站高壓室、低壓室、電容室和前池?cái)r污柵處增加監(jiān)控探頭，保證機(jī)變電設(shè)備的全面監(jiān)控。

        （7）渠首泵站現(xiàn)有的通信路由為單回路通信光纜，在現(xiàn)有通信光纜線路出現(xiàn)故障時(shí)，無法保障遠(yuǎn)程調(diào)度控制的可靠操作。為提高遠(yuǎn)程控制的可靠性，需要改變現(xiàn)有單網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增加專用網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)增加網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和通訊服務(wù)器，形成雙網(wǎng)雙回路，避免由于網(wǎng)絡(luò)問題而無法遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高了通信安全性和可靠性。

        （8）現(xiàn)有調(diào)度值班人員沒有機(jī)變電設(shè)備進(jìn)網(wǎng)作業(yè)證和操作權(quán)限，也沒有機(jī)變電設(shè)備操作實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)度操作，需要修訂完善相應(yīng)的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理規(guī)程及調(diào)度規(guī)程，加強(qiáng)調(diào)度人員的培訓(xùn)工作，考取相應(yīng)的資格證書，持證上崗。

 

4 現(xiàn)有情況下實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制采取的措施

技術(shù)上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制采取的措施： 

        （1）因?yàn)閺S變低壓側(cè)無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，所以在進(jìn)行機(jī)組等遠(yuǎn)程控制前，需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行廠變低壓側(cè)的投運(yùn)檢查，保證廠變低壓側(cè)處于正常投運(yùn)狀態(tài)。同時(shí)將所有機(jī)旁屏及風(fēng)機(jī)控制柜的電源進(jìn)行投入，保證輔助設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備在機(jī)組開啟時(shí)的正常運(yùn)行。

        （2）高壓室所有開關(guān)小車搖至“工作”位置，所有保護(hù)壓板處于投入位置，高壓柜內(nèi)的裝置電源等開關(guān)處于合閘位置， “遠(yuǎn)方/就地”切換開關(guān)在“遠(yuǎn)方”位置。

        （3）電容室“自動(dòng)/手動(dòng)”轉(zhuǎn)換開關(guān)在“自動(dòng)”位置，并保證自動(dòng)監(jiān)控裝置正常運(yùn)行。

        （4）控制室內(nèi)公用 LCU 屏和機(jī)組 LCU 屏上所有切換開關(guān)處于“遠(yuǎn)方”位置或“自動(dòng)”位置，包括觸控屏上的模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)。

        （5）機(jī)組冷卻水的投入。將機(jī)組冷卻水的總閥和進(jìn)出水閥全部打開，保證冷卻水能正常循環(huán)。

        （6） 排污泵控制箱上的轉(zhuǎn)換開關(guān)要處于“遠(yuǎn)控”狀態(tài)，保證排污泵能夠依靠浮子自動(dòng)運(yùn)行。（7）進(jìn)水閘板要打開至全開位置，同時(shí)派專人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)，不定期對(duì)攔污柵積草進(jìn)行清理，保證前池水位正常。

        （8）調(diào)度級(jí)與站控級(jí)權(quán)限切換，將操作權(quán)限切換至調(diào)度級(jí)。

        （9） 調(diào)度值班人員依照機(jī)電設(shè)備運(yùn)行操作規(guī)程填寫相應(yīng)的操作票（重新修訂機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理規(guī)程及調(diào)度規(guī)程）。

        （10）調(diào)度值班人員依照操作票進(jìn)行遠(yuǎn)程操作（重新修訂機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理規(guī)程及調(diào)度規(guī)程）。 

        （11）調(diào)度值班人員遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況。（12）渠首泵站檢查設(shè)備運(yùn)行情況。

 

5 遠(yuǎn)程調(diào)度控制應(yīng)急處理步驟

        （1）當(dāng)出現(xiàn)機(jī)電設(shè)備故障或通信網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)度級(jí)與站控級(jí)權(quán)限切換，必要時(shí)泵站直接將機(jī)電設(shè)備切換到就地進(jìn)行操作，待故障消除后在進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度控制。（2） 當(dāng)出現(xiàn)機(jī)電設(shè)備故障時(shí)泵站應(yīng)及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)初步檢查，同時(shí)通知檢修人員及時(shí)進(jìn)行消缺處理。（3）當(dāng)出現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，通知檢修人員及時(shí)進(jìn)行消缺處理，盡快恢復(fù)通信。（4）當(dāng)出現(xiàn)供電線路系統(tǒng)失電故障時(shí)，立即啟動(dòng)管理處現(xiàn)有的調(diào)度應(yīng)急預(yù)案。（5）當(dāng)出現(xiàn)渠道水工建筑物險(xiǎn)情時(shí)，立即啟動(dòng)管理處現(xiàn)有的調(diào)度應(yīng)急預(yù)案。

 

6 結(jié)束語

        遠(yuǎn)程調(diào)度集中控制系統(tǒng)應(yīng)用在鹽環(huán)定揚(yáng)水鹽環(huán)定揚(yáng)水泵站，可實(shí)現(xiàn)就地自動(dòng)化運(yùn)行控制及遠(yuǎn)方調(diào)度中心遙控、遙信、遙測(cè)、遙視“四遙”功能。所有調(diào)控命令都由上級(jí)調(diào)度中心發(fā)出，實(shí)現(xiàn)各泵站主要機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)方控制、整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行特征和水力條件遙測(cè)、各泵站的運(yùn)行情況遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、泵站之間及各泵站與調(diào)度中心之間的通信遙測(cè)，達(dá)到泵站中控室值守人員只進(jìn)行監(jiān)視和巡查，在特殊情況下才進(jìn)行必要的操作的水準(zhǔn)，最終實(shí)現(xiàn)“少人值守、無人值班”的目標(biāo)。