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中牟新城水厂变配电监控系统介绍

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中牟新城水厂变配电监控系统介绍

发布日期:2019-06-25 作者: 点击:

  中牟新城水厂占地面积约77.4亩,设计日供水规模7.5万立方米,主要建设内容包括新建6000 立方米清水池2座,100.48 立方米配水井1座,絮凝沉淀池2座,反冲洗滤池1座,加氯、加药间350平方米,送水泵378平方米,排水池1座、排泥池1座、污泥浓缩池2座,污泥平衡池1座,污泥脱水间180 平方米,其他生产、生活辅助设施2980平方米,并配套相关的水处理设备;水厂采用南水北调水源为本原水,水处理采用深度处理工艺,出厂水水质可达到直饮水标准。

  中牟新城水厂变配电监控系统,采用许继高压综保和安科瑞电能表采集现场设备的各种电力参数,系统通讯网络为现场组网方式,然后通过现场总线集中到串口服务器,再由串口服务器将采集的数据上传至监控系统。而且监控系统通过OPC通讯和数据库共享,将数据共享到水厂调度中心及智慧水务平台,更好的实现大数据分析功能。

  厂内共设有一座高压变电所,三座低压配电所。本系统对各低压配电所的现场仪表进行二次组网,通过工业现场总线技术应用,将现场分散设备仪表有机的整合,实现设备的远程监控和数据的集中管理,提高了整个工厂变配电系统的运行和维护水平。

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  1、系统结构描述

  监控系统采用分布式网络结构,分为现场设备层、网络通讯层、站控管理层、工厂级应用层,如图1所示。

  图2 现场设备网络图

  1.3 站控管理层

  主要设备为高性能工业控制计算机、显示器、专用网络机柜等设备,监控系统安装在工控机上,集中采集显示现场设备运行情况,用户可清晰明了的查看掌握现场运行情况及各种生产数据,为生产运营提供强有力保障。

  2、系统主要功能

  站控管理系统采用杰控FameView组态软件,软件是基于Windows操作系统的高性能组态监控软件,单机支持2000通讯设备及50万监控变量,实际最大应用18万变量规模,提供设备通讯、运行数据库、画面、报警、历史数据等基本功能,还提供VBScript脚本、数据库连接、配方、报表、网络服务、串口服务、Web服务、远程连接、ADSL服务、短信服务等增强功能。

  系统采集现场各智能仪表的数据,在系统内进行解析处理,然后通过工艺流程图、数据一览表及曲线图等进行展示,以供值班人员查看,更好的把握现场设备的运行情况。

  2.1系统安全

  系统内可建立1-99个用户,并可以为每个用户分配不同的操作权限和登录密码,满足现场不同操作级别的操作需求。

  图1 系统网络拓扑图

  1.1 现场设备层主要设备:

  高压间仪表为许继微机保护测控装置PMF720Y和PMF720L,适用于3kV~10kV 电压等级小接地电流系统或小电阻接地系统中的厂用变、所用变、接地变的保护及测控,可以直接安装在高压开关柜上,也可以组屏安装。带有TCP和RS-485通讯端口,所支持协议为IEC103 TCP及IEC103串口协议;

  各低压配电柜仪表为安科瑞多功能网络电力仪表ACR120EL和 ACR10EL,ACR网络多功能电力仪表是针对电力系统、公用设施的电力监控需求而设计的一种智能表,它集成全部电力参数(如单相或三相电流、电压、公里、频率、功率因数)以及全面的电能计量。带有RS-485通讯端口,所支持的协议为MODBUS RTU协议,以满足通讯联网需求。1.2 网络通讯层

  高压间电力仪表比较集中,通过站控计算机串口连接五台许继微机保护装置,采用IEC103协议读取解析仪表内电流、电压等数据。

  对于分布于送水泵房低压间、反冲洗泵房低压间、脱水机房低压间的安科瑞电力仪表,由于现场仪表数量多,分布比较分散,故这三个车间放置三台MOXA串口服务器。

  串口服务器具有串口转以太网功能,能够将RS-232或RS-485串口转换成TCP/IP网络接口,实现RS-232或RS-485串口与TCP/IP网络接口的数据双向透明传输,使得串口设备具备TCP/IP网络接口功能,能够连接至网络进行数据通信。如下图所示现场设备网络。

  图3 建立用户

  图4 用户管理

  2.2数据采集与处理

  该系统对设备的通讯优先级采用动态扫描通讯级别,由系统根据设备地址及读取数据长度而自动调整扫描级别,保证数据的快速稳定性。对读取上来的数据,根据通讯协议,进行浮点数计算、高低字节交换、特定公式换算等多种处理方式,保证数据的准确性,并对所有有效数据进行数据存储。

  2.3实时数据及配电系统图

  展示界面根据变电所的实际情况建立,通过二次系统图及数据列表形式,将配电柜的系统网络图及实时数据形象地展示出来,使用户便捷直观的查看实时数据。

  图5 数据展示

  2.4历史趋势查询分析

  系统采集记录各仪表的电流、电压、电能等数据,用曲线图来显示出来,用户可自由设置存档间隔时间及保存天数。在曲线图界面中,可同时显示多条数据的历史曲线,用不同颜色加以区分,以便用户进行分类对比和综合对比。各数据曲线会根据数据量程对Y轴刻度进行划分,也可手动选择数据范围,更准确的观察数据波动等情况。

  图6 数据趋势曲线

  2.5历史数据查询

  系统将监测与采集的所有数据存档于关系型数据库中,数据存储安全稳定。利用系统内嵌入式查询控件,用户可自定义查询起始时间、查询间隔等,快速查询到指定时间段的各项数据,为生产运营提供参考依据。

  图7 历史数据查询

  2.6报警查询

  可自由设定变量的报警界限值,包含低低报、低报、高报、高高报。当检测数据达到报警值后,就会将当前时间及数据值记录,并在报警栏显示,也可选择弹出提醒窗口或者发出报警蜂鸣。新增报警、未确认报警以不同颜色加以区分,当数据值恢复正常时,报警自动取消。同时每个报警记录系统会自动进行存档,方便日后对历史报警记录查询。

  2.7生产日报表功能

  数据日报表可对当日的生产数据进行记录汇总。可生成日报表、月报表等格式,用户可自由选择报表的起始时间、查询间隔以及浏览、保存、打印等功能。报表表格灵活多变,可根据实际需要改变格式等内容。

  参考文献

  HG 20508《控制室设计规定》

  HG/T 20509《仪表供电设计规定》

  HG/T 20513《仪表系统接地设计规定》

  HGJ 516-87《自动控制安装图册》

  DL/T5003-2005 《电力系统调度自动化设计技术规程》

  GB/T15145-2001 《微机线路保护装置通用技术条件》

  GB50171-2006 《电气装置安装工作盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》

  GB 17859-1999《信息系统安全等级保护》及相关信息系统安全的国家标准和规范。

  2.8网络扩展功能

  对于数据共享扩展,本系统能向外提供标准通讯规约和协议(MODBUS 、OPC、以太网TCP/IP等)及多种通讯接口(串口、以太网),将采集到的数据与其他监控系统进行共享,也可通过数据库数据表共享来提供数据互通。

  对于硬件设备扩展,如配电系统扩建、改造等,本系统也有充足的备用通信端口(串口及以太网口),只需增加新的物理链接介质,然后新增数据显示界面及数据库字段即可实现系统扩展。

  结束语

  供配电系统的自动化和智能化已经是发展趋势,本系统在工业现场的实际运行中,系统运行安全、可靠、稳定,使值班人员更加方便直接地监控现场设备运行情况,免去了频繁到现场记录数据的繁琐工作,能够迅速而准确地获得变电站运行的实时信息,完整地掌握变电站的实时运行状态,降低了设备运行成本,提高了工厂自动化质量。


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关键词:变配电监控

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