泵站自动化技术协议

***泵站自动化技术协议

按照“先进实用，高效可靠、稳定开放”的原则和“少人值班,无人值守”的要求，结合当前泵站自动化监控系统的发展现状，采用较新的硬件、软件及网络技术，使其具备较好的先进性、可靠性、稳定性、实用性和较长的生命周期，采用符合国际开放系统标准的分层分布式结构，具有相互可操作性、可扩展性及可移植性，为系统技术更新、功能升级留有余地。

自动化监控系统建成后，将达到“少人值班,无人值守”，泵站主要运行参数的监测、水泵机组和辅助设备（供水、排水、真空泵、闸门、闸阀、捞草机等）的监控、主要电气设备的微机保护，整个系统能够实现分层分布式独立运行，并具有以下功能：

（1）泵站若干台机组根据管理局控制中心给定的抽水量，完成机组的开停机操作。

（2）自动监测前方来水量的变化，完成运行机组的自动提闸、压闸，以及增开和停运某台机组的操作。

（3）实时监测机组及供电设备的运行参数，以图形、报表的形式显示泵站的实时工况。

（4）实时监测诊断机电设备可能发生事故、故障，事前做出诊断与判断，实现语音报警和事故自动停机功能。

（5）具有完备的现地监控保护、集中站控功能，通过泵站网络实现控制室远程集中监视和遥控功能。 1计算机监控系统 1.1监控系统要求

为达到安全可靠、先进实用、经济合理的目的，选用分层分布式计算机监控系统结构，分为现地控制层（LCU）和控制层。控制层与现地控制层之间采用100Mbps工业以太网进行连接，实现集中站控和现地监控。

计算机监控系统必须满足以下技术指标：

◆ 系统无故障率（MTBF）

系统主计算机设备MTBF：≥20000h； 系统网络设备MTBF：≥30000h；

系统外围及人机接口设备MTBF：≥20000h； 现地控制单元设备MTBF：≥30000h。 ◆ 测量值指标

模拟量测量综合误差：＜0.5%； 电网频率测量误差：＜0.005HZ； 模拟量在数据库中的更新时间：≤1.0s； 开关量在数据库中的更新时间：≤0.01s。 ◆ 精度指标

闸门控制精度：±2cm； 流量计测量精度：±0.5％； 水位计测量分辨率：10mm； 其它模拟量采集精度：±1％。 ◆ 状态信号指标

控制操作正确率：100%； 遥控动作成功率：100%；

站内事件顺序（SOE）分辨率：≤2ms； 事故时遥信动作正确率：100%。 ◆ 系统实时响应指标 模拟量采集周期：≤1s； 开关量采集周期：≤1s；

控制命令发出到执行机构接收并执行该命令的响应时间：≤1s； 数据库相应所有PLC变化数据时间：≤1s； 动态画面数据刷新时间：≤1s；

操作人员命令发出到回答显示时间：≤1s；

遥信变化传送时间：≤1s； 遥测量越区传送时间：≤1s； 画面调用响应时间：≤1s；

1.2监控系统结构

自动化监控系统以进口欧美可编程序控制器（PLC）为系统核心，根据不同设备的控制特点，将需要监控的参数分别通过PLC系统I/O模块、微机保护装置、直流电源控制器等智能设备采集并转换为数字信号后，汇总至PLC系统；PLC系统再通过通信系统，将数据送至控制层监控工作站；监控工作站通过监控系统软件，实时对机电设备进行监控。自动化监控系统包括现地控制层（LCU）、站控制层和远程控制层三个层次。

（1）现地控制层：以可编程控制器PLC为核心，实现泵站主要机电设备的分散过程控制，它直接与运行现场的各种传感器、变送器、执行机构、电气开关按钮等相连接，完成过程控制，并能与集中站控级进行网络数据通信，接受监控工作站下传加载的参数和操作指令，以及将现场机电设备的运行信息整理后向监控工作站发送。

（2）控制层：主要设备为监控工作站，它把现场配置的监控装置的数据进行集中，经过系统软件组态，对泵站运行过程的参量、流程及运行状态等进行分析处理和动态显示，对初始条件、控制参数、报警阀值等进行设定、修改，并完成操作、记录、报警等功能。

（3）远程监控层：这不在本次工程范围内，但本次应考虑预留管理局控制中心实现远程监控功能的数据接口。 1.3 现场级监控软件及功能

现场级监控软件系统使用PLC的专用编程软件，实现对现地各个控制单元的控制，PLC控制程序主要包括：初始化程序、通信程序、信号采集程序、数据采集程序、过程控制、实时监测，包括开机程序、停机程序、提闸与压闸监控程序，以及从站的闸门调控程序。

泵站现场级控制系统PLC基本程序包括：

（1）初始化赋值程序；

（2）通信连接程序（以太网模块通信程序、从站网络通信程序）； （3）机组开停机、自动运行程序； （4）提闸、压闸、自动调控程序； （5）故障报警、事故停机程序； （6）真空形成监控程序； （7）技术供水系统控制程序； （8）排水系统控制程序等。 （9）通风系统控制程序等。 1.4 站控级监控软件及功能

站控级监控系统以Windows操作系统为平台，应用系统组态软件开发设计操作界面简洁、方便的画面，形象逼真的反映泵站的实时运行工况，操作人员通过对形象画面的操作，发送控制指令到现地控制级的PLC,完成泵站自动开机与停机、水泵运行动态监视，设备故障报警、设备事故自动停机、历史数据查询等任务，完成的功能如下：

图形显示功能：可进行泵站的运行流程显示，运行流程图由两部份组成，一是静态图，它不随工况流程变化的基本图，二是动态图，它随着闸门开度、水位变化、水泵开启运转、电路供电运行工况的变化而变化的图形，并定时刷新其变化部分。图形利用多种颜色予以组合，做到显示美观、变化醒目。

正常操作功能：正常运行过程中的流程监视和运行操作，主要由图形、功能按钮和控制参数构成。可实现水泵机组和辅助设备的开启或关闭操作。

参数修改功能：技术人员和操作人员在其权限内，可根据泵站的运行要求，对报警上下限、闸阀开度、开机水位、停机水位等运行参数在一定范围内进行修改，以改变泵站运行状况。

安全保护功能：通过设置多种口令及使用权限对系统采取保护措施，以防止误操作、盲目操作对泵站安全和系统运行带来的破坏。

故障报警功能：故障报警按时间顺序记录发生的报警和异常事件，并用

颜色变化、闪烁文字、声响来区分报警级别，以引起操作员注意，采取相应措施。

报表生成功能：通过记录泵站各机组操作及运行状况，泵站抽水量、耗电量，支斗渠的放水量以及各种故障、报警信息，自动生成生产报表。

1、实时监控

该部分主要完成对现场设备的实时监视与控制，主要有以下功能： （1）画面显示

监控系统随时采集机组及供电设备的各种参数，由监控主机以图形、数据的形式在显示终端上显示泵站系统的实时工况，使值班人员及时地了解全站生产运行状态。

（2）工况状态

通过数字、指标灯、图形等形式实时显示每个设备工况状态，并将相关工况状态显示在一起，便于生产操作、维护和管理。

（3）参数设置

可通过填数字、滚动条拖拽等形式对时间、控制参数、报警上下限、工艺参数调节回路输出等参数设置，以满足各种变化。

（4）设备控制

包括泵站供电系统控制、机组开机及停机控制、进出水闸门及阀门控制、真空系统控制、技术供水系统控制、排水系统控制、捞草机控制、通风系统控制。

2、实时报警 （1）报警显示

监控系统中有很多报警信息，如水位报警、温度报警、设备联网及断网报警等。对于这些报警信息实时的以不同颜色、闪烁、语音及报警窗口画面等信息形式进行报警。报警存在、恢复、确认用不同颜色表示。

（2）报警记录

报警记录信息包括报警名称、报警种类、报警值、报警时间、报警级别、

恢复时间等。报警确认后有记录。报警窗口可通过滚动条的拖拽显示所有报警信息，并按先后顺序排队。

（3）报警查询

报警发生后，可通过操作工作站查询发生的所有报警信息，以利于故障分析和处理。

（4）声音提示

在产生任何一个报警信号时，工作站产生一个报警声音以提醒操作人员。

（5）禁止报警

对于长期不正常事件（由监视人员确认后）可禁止报警和登录。 （6）级别设置

对于未确认级别的报警持续发出声光报警，直至值班人员确认，并依据报警信号重要性动态改变报警级别。

3、运行报表

对于采集的生产数据，如水位、温度、设备状态等，存入历史数据库，并形成生产运行报表。所有报表应便于查询，便于打印，存储期至少一年，以供生产查询。

4、历史数据的管理 （1）历史数据的存储和维护

对采集的实时数据都按时序依次存储，并及时写入后台历史数据库。 历史数据的采样周期可调。从历史数据能够计算最小值、最大值、平均值、标准值、偏差值、累计值和其它特殊的方程式。

数据库管理员能在工作站上输入和编辑历史数据。用这种方法可以输入外部产生或遗漏的信息。此外，可以根据最新被输入的或被编辑数据重新计算历史计算值。

数据由历史数据库管理员进行维护，同时管理员也具有对一些变量设定值，测量范围、数据性质进行修改的权利。

（2）历史数据的检索

该部分同时也纳入系统综合数据检索中，主要按要求进行分类检索时，对于变量应表明时标，属性，测量范围，实时值，并用颜色或符号表明数据性质。

5、事件处理 （1）事件登记

以下事件都要记入不可修改的“事件登记簿”，这些事件登记是按时间顺序排列的：

全部的报警； 调度命令；

标记操作（如检修状态、遥控禁止状态等）； 报警的禁止或允许； 写入数据； 修改设定值； 报警的确认和删除； 操作记录。 （2）事件检索

事件登记每天以记录形式存入数据库，操作人员在“事件检索”的视窗中按事件类别名称、对象名称、事件起始至截止的日期和时间及对象编号等多种组合条件进行检索。

6、数据综合查询

综合查询主要是从本系统功能模块中提取有关数据，完成查询功能，包括泵站机组信息、运行实时信息、报警信息等，实现系统内数据的真正共享。

操作人员可以按照系统提供的所有数据特征进行组合数据检索。 7、系统维护 （1）安全等级

安全等级划分为：管理员级、操作员级、监视员级三个操作级别，分别

设置操作密码，并存贮产生各种操作事件的记录，防止误操作。

（2）系统备份

对系统的数据与重要程序进行备份与恢复。 （3）系统维护

对系统进行校验、修改、完善等维护工作。 1.5计算机监控设备需求表 序号 1 1.1 名 称 计算机监控系统 现地控制单元 PLC CPU模件、网络通讯模件、电源模件、IO模件等 开关量输入：192点 开关量输出：128点 模拟量输入：48点 交直流双供电装置 通信服务器 OMRON继电器 机柜 温度巡检 Pt100温度巡检仪（16通道输入） 机柜 上位监控 操作员计算机 音箱 MOXA工业以太网交换机 光纤收发器、光纤尾线及终端盒 激光打印机 3KVA UPS GPS对时装置 计算机操作台（2工位，含座椅） 远程操作站 单位 数量 备注 套 1 施耐德Preminm、GE RX3i 或西门子S7-400系列PLC 所有模件必须是同一系列的产品 1.2 1.3 1.4 台 台 套 面 台 面 台 套 台 套 台 台 套 套 1 1 1 2 6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2260*800*600 2260*800*600 控制室 金属材质 生活区值班室 1.5 2 3 4 操作计算机 音箱 MOXA工业以太网交换机 光纤收发器、光纤尾线及终端盒 光纤电缆 DC 24V电源 计算机操作台（1工位，含座椅） 软件 系统软件 应用软件 PLC软件 电动球、蝶阀（含限位和开度指示） 两通电动球阀 两通电动球阀 对夹式两通电动碟阀 对夹式两通电动碟阀 测量仪表 超声波物位仪 压力变送器 真空管压力变送器 示流信号器 备品备件 PLC的各种IO模块 两通电动球阀 两通电动球阀 对夹式两通电动碟阀 对夹式两通电动碟阀 超声波物位仪 压力变送器 真空管压力变送器 示流信号器 台 套 台 套 米 个 套 套 台 台 台 台 台 台 台 个 块 台 台 台 台 台 台 台 台 1 1 1 1 400 1 1 1 8 6 8 2 16 9 8 6 各1 2 2 2 1 2 2 2 2 金属材质 BELIMO 1/2\1 \2\4\ 0～5M 0～2MPa -0.1～1MPa 热导式，DN15 1/2\1 \2\4\ 2微机保护设备

用于对高压设备进行控制、保护、监视和测量。微机保护测控单元按被保护设备分进线、电动机、PT、主变、高压电容器。 2.1技术要求

（1）保护装置数字化、成套化、模块化，可靠性高，可维护性强，方便生产调试与现场的运行维护。

（2）保护的各功能软件模块相对独立，可有机组合，结构统一。 （3）集测量、保护、控制、通信等多种功能于一体，可就地、远方、自动化三方操作，并互为闭锁。

（4）精确测量多路输入模拟量，计算有功、无功功率等。 （5）保护功能完善，并有事件顺序记录。

（6）友好的人机界面，全中文菜单，液晶显示各类数据， LED指示相关状态，键盘操作简单，方便直观。

（7）完备的自检和自诊断；

（8 ）中央微处理器：32位高速微处理器

（9 ）显示：液晶显示屏、触摸式按键、投退开关及LED状态指示。 （10）标准的通信接口，丰富的数据报告及命令应答，可与上位机系统一起构成泵站综合自动化系统，而单元保护功能相对独立，即使上位机或网络出现故障，保护装置仍能正常运行。

（11）保护、测控单元应留足够跳闸入口、出口和信号入口等常开、常闭无源备用接点。 2.2微机综合保护测控单元

2.2.1主变压器（3150KVA/35KV/10KV）保护测控 1.变压器主保护 差动保护：跳闸 2.变压器后备保护

复合电压过电流保护：跳闸

控制、保护回路断线：报警 过负荷保护：报警 3.变压器非电量保护 重瓦斯保护；跳闸 轻瓦斯保护：报警 温度保护：报警 压力释放:报警

4.控制功能：远方、就地、自动化控制，三方互为闭锁

5.测量功能：测量Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、Uab、P、Q、cos∮。 6.遥信功能：断路器状态；隔离开关状态。 2.2.2 10KV进线保护测控单元 1、保护功能： 二段式电流保护；跳闸 过负荷保护；报警 低电压保护；跳闸

2、控制功能：远方、就地、自动化控制，三方互为闭锁；

3、测量功能：测量Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、Uab、P、Q、cos∮。 4、遥信功能： 断路器状态，隔离开关状态。 2.2.3电动机（10KV）微机保护测控单元 1、保护功能 二段式电流保护 反时限过流保护；跳闸 失压保护；跳闸 过负荷保护；报警 零序电流保护：报警

2、控制功能：远方、就地、自动化控制，三方互为闭锁； 3、测量功能：测量Ia、Ib、Ic、Uab、Ucb、P、Q、cos∮。

4、遥信功能：断路器状态；隔离开关状态；接地刀闸状态。 2.2.4电容器微机保护测控单元 1、保护功能： 二段式电流保护 过压保护：跳闸 失压保护：跳闸 零序电压保护：报警

2、控制功能：远方、就地、自动化控制，三方互为闭锁； 3、测量功能：测量Ia、Ib、Ic、Uab、Ucb、Q。 4、遥信功能：断路器状态；接地刀闸状态。 2.2.5母线监测PT单元

保护及控制功能：监测母线线电压及相电压；母线绝缘监测及告警；母线PT断线监测及告警； 2.2.6通信管理单元

自动化系统通过通信网络与各微机保护测控单元有效链接。 2.3保护装置设备需求表 序号 1 2 名称 主机控制保护屏 电动机微机保护测控单元 转换开关 按钮、指示灯 综合保护屏 10KV进线保护测控单元 主变保护测控单元 主变后备保护测控单元 主变非电量保护测控单元 PT测控单元 电容器保护测控单元 单位 面 套 面 套 套 套 套 套 套 数量 1 6 1 1 1 1 1 1 1 备注 2260*800*600 2260*800*600 通信管理机 10KV进线多功能电力仪表 转换开关 按钮、指示灯 套 套 1 1 3屏柜要求 3.1 柜体

屏柜由钢架和光滑钢板构成，结构牢固，有适当的钢度，保证内元器件组装后不变形、其结构便于维修和更换内部的元器件，并有扩展设备的余地。

屏柜高2200mm，宽800mm，厚600mm，柜体颜色为RAL-7035。屏上操作开关、仪表、指示器距地面以上1.2～1.8m，所有屏、柜的门锁是统一型号，并带有限位装置。屏顶有吊环便于现场吊装。

屏柜为前后开门、封闭式，前门为单扇玻璃门，屏后为双扇门。并有通风孔及防止灰尘进入的措施，底部留有电缆入口，电缆安装完毕后可封底。

柜内设备的布置充分考虑到安装、调试、维护、更换要求，柜内主带电回路与接地部分隔离，柜内设有接地铜排，所有装置的外壳与接地铜排相连。屏内设置一套交流220V、20W的柜内照明灯具，利用门的开、关控制。 3.2 端子及配线

屏内端子采用优质可靠的产品，并有20%的备用端子。交流端子采用实验端子，端子之间有隔板分开，且任一端子排上的端子的接线不应多于两根。

柜内配线采用硬线(柜内信号线选用软线)，按单元分开设置。强电、弱电端子应分开布置，各连接点牢固、抗震动、保证设备运到现场后不出现接线脱落或断线现象。

柜内配线的线径、颜色符合有关的规定，互连标取两接点的部件代号或端子号（远端和本端均表示）。标示字符采用专用工具打印，长期保持清晰、且不退色。

4 设计联络会

为便于合同的执行、审查和确认自动化系统的设计方案及与相关厂家设备的接口协调工作，业主方组织设计单位及各供货厂家在施工工地召开设计联络会。供货厂家应提前做好各项技术准备工作，按时参加设计联络会。 5制造商应提供的文件

（1）设备的外形尺寸、安装结构和主要技术数据参数。

（2）合同签订后15天内，制造商向业主提供二套完整的技术文件，以满足工程施工图设计的需要。文件及图纸应准确、清晰、完整。

（3）屏柜布置图、原理图和接线图，背面端子接线图。

（4）编制和提交系统设备的设计、使用、维护文件、资料和说明书。 6 工程服务 6.1 工程服务范围

综合自动化系统集成设计、设备成套和制造、各种软件程序设计和开发编制、工厂调试实验、包装、运往目的地交货及现场技术服务。

参加业主所组织的协调工作并主动与有关承包商进行协调。

对现场安装和试运行进行技术指导和监督；对业主方人员进行系统运行、维护培训，对设备质量保证期内的维修服务等。

在业主协助下负责完成合同要求的全部试验和设备调试。 6.2 技术服务

（1） 保证期内的技术服务 从竣工验收之日算起质保期一年。

在正常条件下，综合自动化系统应正常稳定运行。当系统发生故障时，供货方接到业主的通知24小时内负责派人前来修复。

如因系统设备本身原因发生重复性故障时，从故障修复之日起，重新计算保证期。

（2 ）质保期后的技术服务

质保期后，供货方仍负责向业主提供优惠服务，并承诺以合理价格向业

主提供需要的备品备件和承担原理性故障而导致的改进。 6.3其它

供货方保证按照本协议所列的规定进行工作，承担上述文件规定的供货方的全部责任和义务。

业主在签订本协议之后，将按合同文件的规定，向施工方支付合同款项和承担上述文件规定的业主的全部责任和义务。

未经另一方同意，不得将本合同项下的任何权利和义务转让给第三方。 本协议未尽事宜，双方协商处理。双方签署的补充技术文件与本技术协议同等效力。

本协议经合同双方技术负责人（代表）签字，并分别盖单位公章后生效。 甲方： 代表：

年 月 日

乙方： 代表：

年 月 日

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