1.1、系統(tǒng)方案及結(jié)構(gòu)

泵站計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(jī)、1臺打印機(jī),、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(jī)、2臺數(shù)字高清固定紅外攝像機(jī)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視配電開關(guān)柜合,、分閘信號、泵站機(jī)組開停機(jī)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(yùn)行的情況及時(shí)停止設(shè)備運(yùn)行,；遠(yuǎn)程監(jiān)測上下游水位,、流量信號及進(jìn)線柜電流、電壓等,。

4臺高清夜視高速球攝像機(jī)用于實(shí)時(shí)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(jī)實(shí)時(shí)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(jī)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(jī)上,，值班人員通過監(jiān)控軟件可以實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)采集配電開關(guān)柜,、泵站機(jī)組等變配電設(shè)備運(yùn)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(jì)算機(jī)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(jī)組?，F(xiàn)地控制單元設(shè)備布置于機(jī)旁。

現(xiàn)地控制單元能實(shí)現(xiàn)的主要功能如下,，但不限于此,；

(1) 數(shù)據(jù)采集和處理；

(2) 安全運(yùn)行監(jiān)視,；

(3) 事件監(jiān)測和發(fā)送,；

(4) 事故、故障音響

(5) 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(jī)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(hù)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(shí)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(hù)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(yùn)行

與泵站控制中心和機(jī)組繼電保護(hù)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(jī)接口和打印控制單元內(nèi)各種信息的手段,?？捎杀銛y式計(jì)算機(jī)實(shí)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(hù)和自動裝置的動作情況,，當(dāng)發(fā)生狀變時(shí)，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(bào)警裝置,。

1.2.5數(shù)據(jù)通訊

(1) 完成與泵站控制中心的數(shù)據(jù)交換,，實(shí)時(shí)上送泵站控制中心所需的過程信息。

(2) 現(xiàn)地控制單元接收泵站控制中心所用的同步時(shí)鐘信息以保持同泵站控制中心同步,。

(3) 發(fā)送和接收觸摸屏的數(shù)據(jù),。

1.2.6系統(tǒng)診斷

(1) 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,。

(2) 軟件故障診斷：應(yīng)用軟件運(yùn)行時(shí),，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(yùn)行時(shí),，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(bào)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(jī)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,；

(1) 數(shù)據(jù)采集與處理,；

(2) 安全運(yùn)行監(jiān)視；

(3) 監(jiān)視,、記錄,、報(bào)告；

(4) 事故相關(guān)量記錄；

(5) 正常操作指導(dǎo)和事故處理操作指導(dǎo),；

(6) 數(shù)據(jù)通訊,；

(7) 屏幕顯示；

(8) 泵站設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理,；

(9) 系統(tǒng)診斷,；

(10) 軟件開發(fā)；

(11) 仿真培訓(xùn),；

(12) 其它,；

1.4、泵站自動化系統(tǒng)性能

本工程計(jì)算機(jī)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(yùn)行,，而且系統(tǒng)的MTBF.MTTR及各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)滿足部頒《水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件》的規(guī)定，并與計(jì)算機(jī)技術(shù)當(dāng)前的發(fā)展水平相適應(yīng),。

1.4.1實(shí)時(shí)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(jī)通信、控制功能和系統(tǒng)通信的時(shí)間要求,。

(1) 數(shù)字量采集周期〈1S,；

(2) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫更新周期〈1-2S；

(3) 控制命令響應(yīng)時(shí)間：

? 控制命令回答響應(yīng)時(shí)間〈1S

? 接受執(zhí)行命令到執(zhí)行控制的響應(yīng)時(shí)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(shí)間≤2S

(6) 人機(jī)通信響應(yīng)時(shí)間：

? 調(diào)用新畫面的響應(yīng)時(shí)間：從運(yùn)行人員發(fā)生一個(gè)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(shí)間〈1S,；報(bào)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(shí)間〈2S,；

? 調(diào)用新畫面的響應(yīng)時(shí)間：從運(yùn)行人員發(fā)出到一個(gè)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(shí)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(shí)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(yùn)行,。本系統(tǒng)設(shè)備的MTBF參數(shù)如下:

主控計(jì)算機(jī)(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(yùn)行，但在緊急情況下或系統(tǒng)故障時(shí)又可獨(dú)立運(yùn)行,。個(gè)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(shí)器功能,。

(3) 監(jiān)控軟件選用先進(jìn)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(yùn)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(yùn)行。因系統(tǒng)處于強(qiáng)電環(huán)境下運(yùn)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(hù)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(hù)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件將便于維護(hù)、測試和檢修,。

（1） 可維修MTTR為〈1h

（2） 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,。

（3） 設(shè)有便于試驗(yàn)和隔離故障的斷開點(diǎn)

（4） 配備合適的專用安裝插卸工具,。

（5） 預(yù)防性維修應(yīng)使磨損性故障盡量減少。

（6） 互換件與不可互換件有識別措施,。

（7） **限度選擇通用器件,，提高硬件的代換能力。

（8） 可通過便攜機(jī)進(jìn)行編程修改和增加軟件,。

1.4.4可用率

(1) 采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng),，軟件設(shè)計(jì)實(shí)用、緊湊,，以達(dá)到較高的系統(tǒng)可用率,。

(2) 系統(tǒng)可用率是在整個(gè)系統(tǒng)交接前的試運(yùn)行期間30天內(nèi)不低于99.9%，在設(shè)備驗(yàn)收后的兩年保證期內(nèi)達(dá)到98.8%,。

(3) 其它性能如系統(tǒng)安全性,、可擴(kuò)性、可變性能滿足《水電廠計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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、 系統(tǒng)具有下列保證操作安全性的措施：

(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(shí)能報(bào)警,、撤消,。

(2) 當(dāng)操作有誤時(shí)，能自動或手動地被禁止并報(bào)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(jī)通信中設(shè)操作員控制權(quán)口令,。

(5) 按控制層次實(shí)現(xiàn)閉鎖，其優(yōu)先權(quán)順序?yàn)椋含F(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,。

2,、 系統(tǒng)具有下列保證通信安全性措施：

(1) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí),，對是否響應(yīng)作明確的提示,。在2-5次重復(fù)通信失敗時(shí)發(fā)出報(bào)警。

(3) 通道設(shè)備上提供適當(dāng)?shù)臋z查手段,，以證實(shí)通道正常,。

3、 系統(tǒng)具有下列保證硬件,、軟件和固件安全的措施：

（1） 應(yīng)有電源故障保護(hù)和自動重新啟動,。

（2） 能預(yù)置初始狀態(tài)和重新預(yù)置。

（3） 有自檢能力,，檢出故障時(shí)能自動報(bào)警,。

（4） 設(shè)備故障能自動切除或切換并能報(bào)警。

（5） 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,。

（6） 系統(tǒng)中任何地方單個(gè)元件的故障不應(yīng)造成生產(chǎn)設(shè)備誤動,。

1.4.7可擴(kuò)性

1、為確定和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)充,，采取以下措施：

(1)  PLC系統(tǒng)底板預(yù)留擴(kuò)展槽位,，在PLC增添部件時(shí)，需進(jìn)行重新配置,；

(2)  交換機(jī)預(yù)留40%以上的網(wǎng)絡(luò)接口,，并可以向上或向下級連。

2,、 系統(tǒng)可擴(kuò)充的范圍如下：

(1)  PLC備用點(diǎn)不少于使用點(diǎn)設(shè)備的20%,。

(2)  主控級計(jì)算機(jī)存貯器容量應(yīng)有40%以上裕度。

(3)  系統(tǒng)留有擴(kuò)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(kuò)充插槽的空間。

1.4.8可變性

1,、輸入輸出點(diǎn)的可變性如下：

(1) 實(shí)時(shí)由運(yùn)行人員確定輸入輸出點(diǎn)的說明,。

(2) 可實(shí)時(shí)改變模擬點(diǎn)工程單位標(biāo)度,。

(3) 可實(shí)時(shí)改變模擬點(diǎn)限值。

(4) 可實(shí)時(shí)改變模擬點(diǎn)限值死區(qū),。

(5) 可實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(diǎn)設(shè)備地址等進(jìn)行再分配并作相應(yīng)的軟件改變,。

2,、在軟件設(shè)計(jì)時(shí)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,。

1.5,、泵視頻監(jiān)視系統(tǒng)功能

1.5.1系統(tǒng)方案及結(jié)構(gòu)

泵站視頻監(jiān)視系統(tǒng)由前端攝像機(jī)部份、線纜傳輸部份及后臺控制系統(tǒng)三部份組成,，系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容包括: 舊縣泵站、龍?zhí)逗|泵站,、龍?zhí)逗鞅谜?、新集泵站、北店泵站,、北店新站及城南泵站?/span>

各泵站在變電站及管理房區(qū)域各安裝1臺高清夜視高速球攝像機(jī),，在泵站主廠房及配電室各安裝1臺數(shù)字高清固定紅外攝像機(jī)，采集視頻信息,，通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)線接入交換機(jī)上傳至本地網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)和管理處視頻服務(wù)器,。在控制室的顯示終端對現(xiàn)場圖像進(jìn)行監(jiān)視，控制現(xiàn)場攝像頭云臺的旋轉(zhuǎn),、鏡頭的三可變調(diào)節(jié),，使運(yùn)行人員在控制室能夠直觀地看到現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行情況。

泵站視頻監(jiān)視系統(tǒng)主要設(shè)備包括1臺網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī),、1臺UPS電源,、4臺高清夜視高速球攝像機(jī)、2臺數(shù)字高清固定紅外攝像機(jī)及系統(tǒng)線纜等組成,。

1.5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

考慮到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候采用國內(nèi)一線視頻監(jiān)控廠家的解決方案。產(chǎn)品質(zhì)量好,、系統(tǒng)穩(wěn)定性高,、服務(wù)響應(yīng)即時(shí)是選擇的標(biāo)準(zhǔn)。特別是視頻監(jiān)控前端攝像機(jī)產(chǎn)品,，因?yàn)槭褂铆h(huán)境惡劣,，更換維修麻煩，更要選擇質(zhì)量好,、故障率低,、運(yùn)行穩(wěn)定的產(chǎn)品,，以適應(yīng)復(fù)雜惡劣的應(yīng)用環(huán)境，減少售后維護(hù)的成本費(fèi)用,。

1.5.2系統(tǒng)功能

系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的主要功能如下,，但不限于此：

（1）正確清晰地提供監(jiān)視范圍內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行狀況、現(xiàn)場環(huán)境等圖像信息,，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)范圍內(nèi)的全方位連續(xù)監(jiān)視,。

（2）在控制臺能夠?qū)ΡO(jiān)視范圍內(nèi)的攝像位置進(jìn)行選點(diǎn)、固定或循環(huán)顯示,。

（3）系統(tǒng)可將所有遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)的畫面進(jìn)行信息編輯,。

（4）系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動翻屏。

（5）可遠(yuǎn)程控制攝像機(jī)和鏡頭變化,。

（6）系統(tǒng)具備循環(huán)錄像,，拍照功能。

（7）系統(tǒng)具有硬盤錄像功能,，對現(xiàn)場圖像進(jìn)行壓縮保存和再現(xiàn),，以滿足監(jiān)控和管理的需求。

（8）系統(tǒng)應(yīng)能與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊,，供調(diào)度和運(yùn)行人員直接觀察生產(chǎn)現(xiàn)場圖像,。

（9）系統(tǒng)具有與遠(yuǎn)程調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)功能，可將視頻信號遠(yuǎn)傳到上級調(diào)度中心,。

一,、 主要設(shè)備技術(shù)性能

泵站主要設(shè)備技術(shù)性能如下：

(1) 工業(yè)級以太網(wǎng)交換機(jī)

1)端口類型：10/100BaseT(X)

2)端口數(shù)量：24

3)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE 802.3、IEEE 802.3u

4)VLAN功能：無

5)網(wǎng)管功能：無

6)電壓：110~220VDC/110~240VAC,47~63Hz

7)其它功能：19寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架,IP30保護(hù),金屬外殼  

8)工作溫度：-30℃-75℃  

9)存儲溫度：-40℃-85℃

(2)打印機(jī) HP 1020

1)產(chǎn)品類型：黑白激光打印機(jī)

2)**打印幅面：A4

3)黑白打印速度：A4：達(dá)到14ppm,，Let

4)**分辨率：600x600dpi

5)耗材類型：鼓粉一體

6)硒鼓壽命：2000頁

7)首頁打印時(shí)間：小于10秒