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产品编号:
2411175216
产品名称:
SCADA远程井群控制系统
规  格:
产品备注:
 
产品说明
 
【产品名称】: SCADA远程井群控制系统
【 详细内容 】:

概述:

  本工程为无线数据采集及监控的SCADA系统,包括一个调度监控中心和水源地52个泵站RTU终端。调度监控中心对每个RTU终端的电流、电压、有功功率、泵的状态、泵的启停故障以及外来人闯入报警等信号进行远程自动监控,并以生动友好的人机界面展现给操作人员。在系统设计工程中,我们采用了现场手动控制、现场自动控制及无线远程控制三种控制方式,从而保证系统安全可靠运行。同时系统具有很强的扩张性。

 

系统结构及功能:

根据用户要求、现场条件并考虑到今后的扩展,本系统由两级设备构成SCADA系统。
调度监控中心由两台工控机和一台调度机组成,两台工控机互为冗余,并配置打印机等设备。调度监控中心的计算机运行于Windows 2000操作系统平台上,配置组态王工业控制组态软件、Office 2000办公软件。调度机接受远程RTU的信号,并通过工控机实现对井群泵站的工况参数进行显示、报警并发布控制命令,进行报表统计以及数据存储、打印等。
泵站RTU终端设在各水源井处。由电机启动柜、RTU部分以及各种传感器组成。通过现场EP105 RTU采集水源井的电压、电流、有功功率、液位、流量事故报警等信号,并通过内置电台与调度机进行数据交换,执行调度监控中心命令。
  
系统组成拓扑图:


系统的主要功能:
1、遥测功能可以遥测各水源井设备运行参数,如电流、电压、有功功率等。
2、遥信功能遥信各水源井设备的启停状态、故障状态、防盗报警的状态等,并通过画面、语音等方式显示其控制结果。
3、遥控功能调度监控中心可以通过监控计算机机和调度机通过无线电台以无线方式控制水源电泵的启停,并通过画面、语音等方式显示其控制后的状态。
4、图形画面功能国内最流行的组态王软件可以在工控机上以形象的状态图、棒图、控制参数的曲线图、趋势图等。给操作人员友好的人机画面。如图所示:


5、报表功能
可以调用标准的Windows软件如Excel等,对数据进行统计报表,并可以实时打印各种日志报表,日、月、年等历史统计报表。可以随时调用查看历史数据,做出数学模型,了解整个系统的工况
 


6、保护报警功能
  系统具有完善的保护功能,如可对各水源地电泵的过载、过流、欠压、过压、短路等电机故障进行保护报警,另可对外人侵入RTU终端等事故进行声光报警,并在工控机上以声音,图像进行显示告知操作人员,以做紧急处理,避免事故扩大。系统对报警进行记录,以备事故调查分析。

 

系统特点及关键问题的解决:
系统主要有以下特点:
1、安全、可靠、稳定安全可靠稳定是自动控制系统设计的首要原则。我们在设计中采用了双机热备、身份鉴别、授权级别等技术,增强了系统的安全性和可靠性,我们选用的监控机和调度机以及RTU等选用进口产品,均可以长时间运行,且平均无故障时间(MTBF)达到几万小时以上。在各个RTU终端均安装红外线防盗报警系统,如有人员侵入即使发出报警信号,调度监控中心发出声光报警,保证各终端不被破坏。整个系统的设计生产过程严格按照ISO9001质量认证体系进行集成。
2、技术先进性整个SCADA系统的设计代表了当前国际的潮流和发展方向,是目前国内外最流行的工控系统,且本系统在新疆地区的供水行业应用广泛,取得很好的效果。此次开发的SCADA系统先进性表现在以下方面: a、通过RTU无限传输方式,具有通讯能力强抗干扰强的特点,各个RTU可以相互中继,保证系统安全稳定运行。
b、供电范围大,可以是直流供电、交流供电、太阳能供电以及蓄电池供电等多种方式。
c、RUT支持多种通信协议,同时具有无线和有线通信功能。
d、系统应用软件先进,具有很强的组态功能。
3、经济性 在考虑系统先进性的同时,充分考虑系统的经济性,选用性价比高的元器件,使系统处在较高的技术水平上,系统投入运行后,可节省大量人力物力,在近期内显示其强大的功能,收回成本。
4、操作灵活简单操作人员在经过技术培训后,可轻松掌握系统操作(如下图),通过工控机和调度机对各RTU终端进行遥控,只要轻点鼠标,即可控制、调度水源井,还可以了解各水源井的工况、历史数据等。系统提供自动检测、自动故障诊断功能,为客户维护检修提供方便。


5、可扩展性
考虑到系统以后的扩展,在硬件软件的选取上均留有扩展的余地,可以增添RTU及其他功能。选用国内最流行的组态软件组态王,该软件组态灵活,具有可扩充性,既能满足目前系统的控制规模,也能在系统扩大规模后增加控制规模。该软件支持绝大部分智能器件,多种通信协议,根据客户需要添加新的硬件,增加新的功能。
设计过程中主要解决的问题:
1、系统抗干扰措施抗干扰问题是每个自动控制系统必须解决的问题,在本系统中我们采用了以下措施:
a、RTU模拟数据的采集用屏蔽双绞线传送,且一段接地。
b、选用的RTU无线电台具有相互中继的功能,增强抗干扰能力。
c、通讯电缆和动力电缆分开布线,通讯电缆要穿铁管。
d、各终端RTU采用定向天线,减少各电台的相互影响。
e、在软件上使用抗干扰技术,使用看门狗,保护子程序等技术。
f、通信协议中使用双方确认方式。
2、系统接地措施接地系统分为信号接地和防雷接地,前者要求接地电阻在1Ω以下,后者要求接地电阻在4Ω以下。
接地体埋设方式因土质不同而不同。对于较好的土质可将直径2.5公分以上的数根镀锌铁管垂直打和地下2.3米,用尽可能粗的实心导线将他们连接并引出地面作为地线。该引线在地面上的弯曲率半径要大于20公分,引线表面最好要进行防腐处理,简易的办法是浇灌沥青。对较差的地质可用破土埋设的方式。坑深2米,面积1平方米左右,底层放入镀锌铁板或铜板并用粗实心导线或带线引出地面,再分层填入工业用木炭数层再将土回填并夯实即可。
3、防雷措施水行业的很多设备是安置在户外。而电子设备在自动供水系统中已被广泛应用。这些高精密的电子设备富含大量的CMOS半导体集成模块,耐过电压电流能力极低,无法保证在特定的空间里遭受雷击时仍能安全运行。必须提供一套完整而易于操作的防雷设计和运行解决方案,从而达到使系统安全运行的效果。
  电子设备雷电过电压及电磁干扰防护,是保护控制线路、设备及人身安全的重要技术手段,是确保控制线路、设备运行必不可少的技术环节,是自动化建设及运行管理工作的重要组成部分。
  设计依据是IEC1312《雷电电磁脉冲的防护》、GB50057-94《建筑物防雷设计规范》、VDE0675《过电压保护器》、GA173-1998《计算机信息系统防雷保安器》及GB-50174-93《计算机房防雷设计规范》、GB2887-89《计算机场地技术条件》等。
  系统调度监控中心直击雷防护措施严格依据GB50057-94第二类建筑物设计标准,其避雷针、引下线地网系统应符合规定要求。
4、保证数据的实时性措施
我们采用超短波230MHZ无线RTU完成数据传输,具备有线方式无法比拟的远距离传输能力,但数据传输带宽和速率都是无法与有线方式相比的。如何避免大数据量采集在无线通道中的拥挤呢?传统的电台传输方式是采用轮巡方式,即中心调度机按顺序与下面小站分别通信,即下面小站以排队方式与中心调度机通信。这样虽然解决了信道拥挤问题,但却无法保证计算机数据采集的实时性。而ELPRO的EP105则采用按数据弯化和定时两种方式和主站通信。即只要第一个数据发生量变化大于等于设定值时,数据就发送更新或只要设定间隔时间一到就发送,否则计算机数据保持,也就是说它是自报式和访问式相结合,从而大大的减少无线网络的负担,避免数据拥挤丢失,而且能保证计算机数据采集的实时性,它是轮巡工作方式无法比拟的优势。
5、异地远程管理及监控措施
随着工业自动化和计算机网络的发展,如今的广大用户已不再满足只能在中心控制室才能监控生产状况,上级主管部门如何了解现场生产,相关领导出差,异地如何掌握生产情况。我公司与用户通过多次交流,认为本系统应具备远程管理及控制功能,因此我公司所设计的上位监控系统预留有INTERNET网络接口,上位软件本身也具备Web功能,从而使我们的监控已不在受地域的约束。无论在何地,只要让我们的计算机联入网络,输入授权密码,就可以通过IE流览器观看现场的生产情况,从而完成真正意义的遥控管理。

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