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GE 智能平台在湖南省洞庭湖区大型排涝泵站项目的应用实例

GE 智能平台在湖南省洞庭湖区大型排涝泵站项目的应用实例

2009/7/1 9:17:00
 

项目名称
湖南省洞庭湖区大型排涝泵站更新改造项目,水处理行业。

应用背景
  湖南省地处长江中游南岸,亚热带季风气候区,雨量丰沛,降水多集中在4~7月,极易形成洪涝灾害。全省48%的耕地必须依赖排灌泵站才能保证旱涝保收,42%的农业人口依赖排灌泵站丰衣足食。
  洞庭湖区总面积15200平方公里,是人口稠密,工农业发达,是湖南经济最重要的地区;而洞庭湖区每逢汛期,外江外湖水高出垸内地面几米至十几米,大型排涝泵站是该湖区社会经济可持续发展的根本保障,对湖南省的社会经济和粮食生产具有关键意义。
  湖南省洞庭湖区现有大型排涝泵站普遍建于上世纪60年代,机电设备老化,各类建筑物失修,管理手段落后,自动化程度低,造成泵站整体技术状态差,管理落后,不能适应当前国民经济的发展需求。因此进行全面更新改造,对机电设备升级换代是保证湖区社会安定,促进社会经济发展的重大项目。此项目包括对23个大型泵站的改造,分为3期实施。

客户需求
  经过改造,实现大型泵站的计算机监控,机组性能和效率达到先进水平,自动化系统具有技术先进,安全可靠,经济合理,管理方便等特点,在保证设备运行可靠性,稳定性,安全性的同时,注重提高效率,降低维护成本。通过改造,使安全运行率达到98%以上,提高管理信息化水平,使工程受益区排涝标准由现有3~5年提高到6~7年,逐步达到10年标准。
  计算机监控及网络系统通过各种传感器,全方位采集机组和辅助设备,电气设备及周边设施,水工建筑物和环境数据和信息,监视和控制泵站内各种设备的运行和操作,实现泵站的主要设备和输配电线路的动态监视,测量,自动控制和保护,实现泵站机组优化运行,调度通信,实现泵站工程管理自动化。
  大型排涝泵站(或泵站群)优先采用有人值班(或巡检)方案,并在泵站监控系统预留与上级管理部门远程通讯接口。
  大型排涝泵站为每台机组设置一套LCU(现地控制单元),并在每个泵站设置一套公用设备LCU。
  机组LCU按机组对象单独设置,负责采集每台机组设备的运行数据及状态。对数据进行处理,并将处理的数据送到主控层,接受并处理主控层发来的各种命令,实现对所属设备的自动控制。机组LCU完成机组的顺控,自动投入机组冷却水,微机PLC装置、通风机,完成机组运行状态数据采集处理,实现机组运行状态的控制和调节及机组温度巡检等。
  公用设备LCU完成开关站内主变、站用变、线路的运行状态和数据采集处理,实现各侧断路器的分、合闸控制。对辅机设备、防洪门、检修门及泵站的各控制水位、流量、压力监测及直流220伏电源系统等的监视。
       同时为每套LCU控制屏设置一台现地工业触摸屏监控设备运行,在泵站中心控制室设置计算机监控,完成对站内生产,设备的实时监控以及历史生产数据存储,同时提供和上级管理部门远程通讯接口。

解决方案
  GE Fanuc提供了优秀自动化解决方案,采用PACsystem控制系统,QuickPanel View触摸屏,Proficy HMI/SCADA iFIX 软件等产品完美实现了用户需求。
  LCU采用PACsystem控制系统,现地监控使用QuickPanel View触摸屏,中心控制室的集中监控则使用Proficy HMI/SCADA iFIX 软件。附图为一个典型排涝泵站的自控系统结构图:


  作为泵站自动化核心控制原件,PACsystem 提供了集先进性,可靠性,开放性与兼容性于一体的优秀方案。 作为新一代控制器,PACsystem 采用了基于Intel 的处理器, C-PCI背板总线, VxWorks实时操作系统的工业化平台。
  本系统中的CPU模块采用P3 300M处理器,集成10M用户内存和10M闪存,提供了足够的运算能力和程序空间,并且支持所有程序和变量注释的完整下传和上传,用户可以将任何系统维护日志直接写入控制器,方便最终用户对系统的维护管理;采用符合标准IEEC61131的编程语言,提供了完善的故障诊断工具,支持不停机程序上下传,所有模块的带电热插拔,以及在线修改程序,在线调试,试用和恢复程序,以太网模块的临时IP地址设置,功能块导入导出等大量实用功能和辅助工具,为用户开发和维护提供最大程度的便利,中断功能配合大容量的内存可以实现关键监控点的SOE纪录,准确定位故障源,通用串口支持自定义编程,可以方便连接温度巡检仪等各种智能设备;以太网模块内置交换机,提供两个RJ45电气接口,一口连接触摸屏,一口连接中控室计算机。PACsystem已投入市场7年时间,正是工控产品生命周期的黄金时段,系统已经过充分的市场检验,同时在未来的十余年内无需担忧备品问题,开放的系统架构,更提供了充裕的扩展空间。
  现地监控采用的QuickPanel View触摸屏,是新一代产品,WindowsCE操作系统,12寸真彩TFT屏幕可以更方便美观的组态监控画面,通过工业以太网和PACsystem连接,数据响应更加高效,和PACsystem完全集成的统一开发环境,可以减少用户的学习成本,统一的变量库使得触摸屏开发无需二次定义变量,减少了工作量和错误可能。内置脚本功能允许用户针对特殊要求开发更复杂的应用。
  中控室监控采用Proficy HMI/SCADA iFIX 软件,iFIX软件作为GE Fanuc Proficy软件家族的一员,提供了对本地和远程系统的强大SCADA监控。除了提供优异的图形监视界面,还提供了尖端的报警管理系统,可以通过短信或者电子邮件提醒客户采取行动。VB内置脚本工具帮助用户轻松实现各种特殊定制要求,提供OPC,ODBC等各类接口,轻松连接各种数据库和第三方软件。独有的安全容器技术保证用户可以安全使用ActiveX控件,控件产生故障对导致iFIX系统本身崩溃。GE Fanuc更可以提供实时历史数据库,WEB信息发布平台等各种工业软件,并和iFIX可以无缝集成,为泵站群的集中上层监控预留了充分的扩展空间。

实施结果
  从2007年开始,改造泵站已开始陆续投入使用,实际证明,GE Fanuc智能平台产品工作稳定,开发维护方便,性能优异,保证了泵站的高效稳定运行,得到用户一致认可。


作者: 郑翔  通用电气发那科智能设备(上海)有限公司

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