[發(fā)明專利]一站式無人值守泵站自動化控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810716276.8
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN108873842B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設計）人: 侯銀進;陸霞;陸志榮
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇創(chuàng)進泵閥制造有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 靖江市靖泰專利事務所(普通合伙) 32219
• 代理人: 陸平

1.一種一站式無人值守泵站自動化控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括現(xiàn)場控制層、SCADA監(jiān)控層、數(shù)據(jù)存儲層和數(shù)據(jù)應用層；

所述現(xiàn)場控制層能夠?qū)崿F(xiàn)泵站的遠程啟停、液位監(jiān)控、液位聯(lián)動控制、流量監(jiān)控、電量監(jiān)控、過載報警/保護、歷史數(shù)據(jù)查詢、視頻圖像監(jiān)控、儀表和閥的啟動、停止、運行和檢測的自動化監(jiān)測和控制；

所述SCADA監(jiān)控層能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)場控制層各個設備高可靠性的操控及數(shù)據(jù)的實時采集與處理、將采集到的信息通過微波無線網(wǎng)絡上傳至數(shù)據(jù)存儲層、分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)存儲層的歷史數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)存儲層接受SCADA監(jiān)控層發(fā)送的操作和事件數(shù)據(jù)，存入實時數(shù)據(jù)庫，用于畫面更新、控制調(diào)節(jié)、操作指導及事件記錄和分析；

所述數(shù)據(jù)應用層通過微波無線網(wǎng)絡調(diào)取數(shù)據(jù)存儲層的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)將全站泵組、電氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)、閥門控制系統(tǒng)及直流系統(tǒng)實時狀態(tài)以模擬動畫、視頻影像、GIS信息高度集成的形式在SCADA畫面上顯示，形成數(shù)據(jù)模擬與視頻影像、GIS系統(tǒng)無縫集成的監(jiān)控方式以及基于數(shù)據(jù)存儲層的數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計、事故分析和追憶；

所述現(xiàn)場控制層內(nèi)部通信網(wǎng)絡采用模擬量和開關量的信號進行通信；

所述現(xiàn)場控制層與SCADA監(jiān)控層之間通過微波無線網(wǎng)絡進行通訊，采用計算機網(wǎng)絡將工業(yè)現(xiàn)場各監(jiān)控系統(tǒng)進行匯接，實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)工作站部署到計算機網(wǎng)絡的任意節(jié)點上；

所述SCADA監(jiān)控層包括鹽田部中控室SCADA工程師站和操作員站、公司調(diào)度中心操作員站和公司管理層訪問終端；所述鹽田部中控室SCADA操作員站可以監(jiān)控所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及對所有設備進行啟停操作；所述鹽田部中控室SCADA工程師站可以根據(jù)中控系統(tǒng)顯示的不同的目標函數(shù)，依據(jù)泵站進、出口水位的變化，通過實時優(yōu)化計算，調(diào)節(jié)泵組流量，合理地確定開機臺數(shù)，并對各泵組進行優(yōu)化組合；所述SCADA監(jiān)控層能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)場控制層各個設備高可靠性的操控包括泵組的啟/停操作、變配電系統(tǒng)的自動控制、輔助設備的自動/聯(lián)動控制和用可視化流程控制圖來描述一個順序控制過程；

所述SCADA監(jiān)控層對現(xiàn)場控制層數(shù)據(jù)實時采集和處理包括對泵站電量、非電模入量、開入量和脈沖量的采集以及處理硬件和軟件濾波、判斷數(shù)據(jù)有效性和合理性、檢查越復限及狀態(tài)、報警登陸和發(fā)生事故時，啟動事故處理功能；所述事故處理功能包括在監(jiān)視過程中主要操作參數(shù)變換及狀態(tài)變換在LCD顯示，當發(fā)生過程阻滯時系統(tǒng)給出阻滯設備報警提示及故障處理指導性畫面供運行人員確認，以便中控操作員及時關閉故障設備；

具體地，數(shù)據(jù)采集與處理：完成對水泵機組流量、電流、電壓監(jiān)測、過載保護、液位控制及閥門進液操控單元、狀態(tài)監(jiān)控、前池液位電子水尺和后池液位電子水尺各現(xiàn)場控制單元的各種模擬量、開關量的采集；

將采集的電氣量進行工程值變換和預處理，上送遠程控制中心級并在本地屏上顯示；將采集的電氣量、溫度量等非電量進行越限比較，及時將越限情況送往遠程控制中心級并在本地顯示和報警；將采集的過程狀態(tài)量、電氣保護報警量、機械保護報警量隨時上送遠程控制中心級；

自動采集事故或故障發(fā)生時刻的有關數(shù)據(jù)，并按其發(fā)生的順序記錄事故和故障的性質(zhì)、發(fā)生的時間；將各現(xiàn)場控制單元發(fā)送的操作和事件數(shù)據(jù)，生成各種數(shù)據(jù)庫，用于畫面更新、控制調(diào)節(jié)、操作指導及事件記錄和分析；數(shù)據(jù)采集可以周期性進行，在所有時間內(nèi)，可由操作員或應用程序發(fā)令采集任何一個現(xiàn)場控制單元的過程輸入信息；

SCADA監(jiān)控層將采集到的前池液位電子水尺檢測到的水位信息進行越限比較，及時將越限情況送往遠程控制中心級并在本地顯示；當水位超過警戒線時，自動采集事故發(fā)生時刻的有關數(shù)據(jù)，并按其發(fā)生的順序記錄事故的性質(zhì)、發(fā)生的時間，通過微波無線網(wǎng)絡上傳至數(shù)據(jù)存儲層；

鹽田部中控室SCADA工程師站和操作員站顯示報警信號，操作員遠程開啟進液閥門，同時工程師遠程關閉4-6#機組，直到報警信號消失后，操作員遠程關閉進液閥門，工程師根據(jù)現(xiàn)場的實際水位狀況決定是否開啟4-6#機組；若鹽田部中控室SCADA工程師和操作員沒有及時處理該情況，公司調(diào)度中心操作員站遠程開啟進液閥門并關閉4-6#機組；SCADA監(jiān)控層將鹽田部中控室SCAD工程師與操作員和公司調(diào)度中心操作員的指令全部采集上傳至數(shù)據(jù)存儲層

所述現(xiàn)場控制層包括監(jiān)控系統(tǒng)；所述數(shù)據(jù)存儲層包括工業(yè)歷史數(shù)據(jù)庫服務器和視頻監(jiān)控存儲設備；所述數(shù)據(jù)應用層包括SCADA調(diào)度平臺、歷史數(shù)據(jù)分析平臺、實時數(shù)據(jù)查詢平臺、web發(fā)布平臺、視頻實時查看及回放和大屏幕顯示系統(tǒng)；

所述監(jiān)控系統(tǒng)包括每個泵站2臺或多臺水池水位監(jiān)測設備，每個泵站1臺的網(wǎng)絡高清球型攝像機，每個泵站的機組開關柜的自控控制回路，每個泵站1臺的微波無線網(wǎng)絡通訊設備和泵站配電間內(nèi)的1套PLC監(jiān)控模塊；所述PLC監(jiān)控模塊被接入各泵站機組運行的電壓、電流信號和狀態(tài)開關信號；所述泵站機組開關柜被接入PLC監(jiān)控模塊啟停控制信號；

所述公司調(diào)度中心操作員站只負責監(jiān)控各個泵站的生產(chǎn)數(shù)據(jù)；在出現(xiàn)報警且鹽田部中控室SCADA操作員站沒有及時處理情況下，可對無人泵站設備做緊急停車處理；

所述公司管理層訪問終端僅可瀏覽通過web發(fā)布系統(tǒng)發(fā)布的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，無操作權(quán)限；

現(xiàn)場控制層的控制方式是一種后備控制方式，擁有最高優(yōu)先權(quán)，操作人員可以根據(jù)工藝情況直接對設備進行啟停的操作。