1.1、系統(tǒng)方案及結構

泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)包括泵站自動化監(jiān)控系統(tǒng)、泵站視頻監(jiān)視系統(tǒng)二部份，計算機監(jiān)控系統(tǒng)由泵站控制室控制級和現(xiàn)地控制單元組成，泵站控制室設在泵房副廠房內，控制室設備包括1臺操作員工作站、1臺網絡硬盤錄像機、1臺打印機、1臺UPS電源、1組操作臺及網絡設備等，系統(tǒng)共設1套現(xiàn)地控制單元LCU、2套超聲波水位傳感器及顯示儀表、4臺高清高速球攝像機、2臺數(shù)字高清固定紅外攝像機及系統(tǒng)線纜等組成。

泵站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的建設目標主要實現(xiàn)遠程監(jiān)視配電開關柜合、分閘信號、泵站機組開停機信號、故障信號、斷路器位置信號，系統(tǒng)自動監(jiān)視故障信號在有危及系統(tǒng)安全運行的情況及時停止設備運行；遠程監(jiān)測上下游水位、流量信號及進線柜電流、電壓等。

4臺高清夜視高速球攝像機用于實時監(jiān)視內外河、泵房及管理所區(qū)域范圍內環(huán)境情況，2臺數(shù)字高清固定紅外攝像機實時監(jiān)視配電房及變電站區(qū)域范圍內環(huán)境情況，攝像機將前端圖像信息采集后經有線網絡上傳到硬盤錄像機上，值班人員通過監(jiān)控軟件可以實時瀏覽前端的視頻圖像。

現(xiàn)地控制屏內設有可編程控制器PLC，PLC實時采集配電開關柜、泵站機組等變配電設備運行工況及水位、電氣、流量等數(shù)據經有線網絡上傳到操作員工作站。

各泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)預留有與管理處調度中心的監(jiān)控接口。

1.2、現(xiàn)地控制屏

本單元監(jiān)控范圍包括配電、水泵機組。現(xiàn)地控制單元設備布置于機旁。

現(xiàn)地控制單元能實現(xiàn)的主要功能如下，但不限于此；

(1) 數(shù)據采集和處理；

(2) 安全運行監(jiān)視；

(3) 事件監(jiān)測和發(fā)送；

(4) 事故、故障音響

(5) 數(shù)據通訊；

(6)  系統(tǒng)診斷；

1.2.1數(shù)據采集及處理

(1)采集機組各電氣量和非電氣量，并做相應處理，存入數(shù)據庫，根據需要上送泵站控制中心。

(2)收集配電設備，繼電保護裝置和自動裝置的狀態(tài)量，存入數(shù)據庫，根據需要上送泵站控制中心。

(3)采集各被監(jiān)控對象的各種電量和非電量，并做相應處理，存入數(shù)據庫，根據需要上送泵站控制中心。

(4)接受主變有功電度和無功電度，分時積算求出泵站消耗的有功電度、無功電度，存入數(shù)據庫并上送泵站控制中心；

(5)收集被監(jiān)控對象各設備、繼電保護裝置和自動裝置的狀態(tài)量，存入數(shù)據庫，根據需要上送泵站控制中心。

1.2.2安全監(jiān)視運行

與泵站控制中心和機組繼電保護裝置等相結合，完成安全監(jiān)視任務，主要包括狀變監(jiān)視、越復限檢查、過程監(jiān)視和現(xiàn)地控制單元異常監(jiān)視。

現(xiàn)地控制單元上應有人機接口和打印控制單元內各種信息的手段。可由便攜式計算機實現(xiàn)。

1.2.3事故監(jiān)測和發(fā)送

自動檢測本單元所屬的設備、繼電保護和自動裝置的動作情況，當發(fā)生狀變時，將事件的性質依次檢測、歸類存檔，并上送泵站控制中心。

1.2.4事故、故障音響

現(xiàn)地控制單元設有反映所監(jiān)控對象的事故、故障、越復限等狀態(tài)的不同頻率的音響報警裝置。

1.2.5數(shù)據通訊

(1) 完成與泵站控制中心的數(shù)據交換，實時上送泵站控制中心所需的過程信息。

(2) 現(xiàn)地控制單元接收泵站控制中心所用的同步時鐘信息以保持同泵站控制中心同步。

(3) 發(fā)送和接收觸摸屏的數(shù)據。

1.2.6系統(tǒng)診斷

(1) 現(xiàn)地控制單元硬件故障診斷：可在線或離線自檢設備的故障，故障診斷應 能定位到模塊。

(2) 軟件故障診斷：應用軟件運行時，若遇故障應能自動給出故障性質及部位，并提供相應的軟件診斷工具。

(3)在線運行時，當診斷出故障，能自動閉鎖控制出口或切換到備用系統(tǒng)，并將故障信息上送泵站控制中心以便顯示、打印和報警。

1.3、泵站自動化監(jiān)控系統(tǒng)功能

各泵站監(jiān)控系統(tǒng)上位機設備布置在各泵站的控制室，至少具有以下功能，但不限于此；

(1) 數(shù)據采集與處理；

(2) 安全運行監(jiān)視；

(3) 監(jiān)視、記錄、報告；

(4) 事故相關量記錄；

(5) 正常操作指導和事故處理操作指導；

(6) 數(shù)據通訊；

(7) 屏幕顯示；

(8) 泵站設備運行維護管理；

(9) 系統(tǒng)診斷；

(10) 軟件開發(fā)；

(11) 仿真培訓；

(12) 其它；

1.4、泵站自動化系統(tǒng)性能

本工程計算機監(jiān)控系統(tǒng)應高度可靠，不會因其本身的局部故障而影響現(xiàn)場設備的正常運行，而且系統(tǒng)的MTBF.MTTR及各項性能指標應滿足部頒《水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)基本技術條件》的規(guī)定，并與計算機技術當前的發(fā)展水平相適應。

1.4.1實時性

主控級及現(xiàn)地控制箱的響應能力滿足數(shù)據采集、人機通信、控制功能和系統(tǒng)通信的時間要求。

(1) 數(shù)字量采集周期〈1S；

(2) 實時數(shù)據庫更新周期〈1-2S；

(3) 控制命令響應時間：

? 控制命令回答響應時間〈1S

? 接受執(zhí)行命令到執(zhí)行控制的響應時間〈1S

(4)模擬量采集周期：

電量≤1S

非電量≤10S

(5) 主控級對現(xiàn)地系統(tǒng)數(shù)據采集和控制的響應時間≤2S

(6) 人機通信響應時間：

? 調用新畫面的響應時間：從運行人員發(fā)生一個新的畫像調用指令開始到圖象完全顯示在監(jiān)視器上為止的監(jiān)視器響應時間〈1S；報警或事件發(fā)生到監(jiān)視器屏幕顯示和發(fā)出的音響的時間〈2S；

? 調用新畫面的響應時間：從運行人員發(fā)出到一個新的圖象命令開始到圖象完全顯示在監(jiān)視器上為止的監(jiān)視器響應時間〈2S；

? 操作員命令發(fā)出到現(xiàn)地控制單元接收命令回答響應的時間〈3S；

? 在已顯示面上動態(tài)數(shù)據更新周期≤2S

1.4.2可靠性

監(jiān)控系統(tǒng)及其設備能適應本工程的工作環(huán)境，具有足夠的抗干擾性能，能長期可靠地穩(wěn)定運行。本系統(tǒng)設備的MTBF參數(shù)如下:

主控計算機(含硬盤)>8000h；

現(xiàn)地控制屏LCU>16000h；

為保證系統(tǒng)的高可靠性，除選用高可靠性的的硬件外，還采取下列措施：

(1) 現(xiàn)地監(jiān)控單元在正常工作狀態(tài)下處于系統(tǒng)的集中指揮下運行，但在緊急情況下或系統(tǒng)故障時又可獨立運行。個別現(xiàn)場監(jiān)控單元故障，不會對系統(tǒng)或其它單元構成影響。

(2) 系統(tǒng)軟件、硬件設置監(jiān)控定時器功能。

(3) 監(jiān)控軟件選用先進并應承成熟的監(jiān)控軟件包開發(fā)應用軟件，確保系統(tǒng)軟件運行的高可靠性和安全性。

(4) 對控制指令的發(fā)布規(guī)定操作權限，命令傳送須經過巡回認證，數(shù)據采集要求經過合理性判別和處理，以防誤操作。

(5) 系統(tǒng)采用有效的防雷技術，確保系統(tǒng)安全運行。因系統(tǒng)處于強電環(huán)境下運行，對系統(tǒng)的輸入信號均采取光隔技術，輸出信號采用光隔加中間繼電器隔離等保護措施，以及重要設備（如UPS），重要信號線路與電源等線路裝設各類浪涌保護器，以防工業(yè)干擾和雷電的影響，減少數(shù)據出錯和元件損壞。

1.4.3可維修性

所提供的計算機系統(tǒng)的硬件和軟件將便于維護、測試和檢修。

（1） 可維修MTTR為〈1h

（2） 設備具有自診斷和尋找故障程序，指出具有故障部位，在現(xiàn)場現(xiàn)換故障部件后即恢復正常。

（3） 設有便于試驗和隔離故障的斷開點

（4） 配備合適的專用安裝插卸工具。

（5） 預防性維修應使磨損性故障盡量減少。

（6） 互換件與不可互換件有識別措施。

（7） 最大限度選擇通用器件，提高硬件的代換能力。

（8） 可通過便攜機進行編程修改和增加軟件。

1.4.4可用率

(1) 采用工業(yè)控制計算機系統(tǒng)，軟件設計實用、緊湊，以達到較高的系統(tǒng)可用率。

(2) 系統(tǒng)可用率是在整個系統(tǒng)交接前的試運行期間30天內不低于99.9%，在設備驗收后的兩年保證期內達到98.8%。

(3) 其它性能如系統(tǒng)安全性、可擴性、可變性能滿足《水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)設備基本技術規(guī)范》的要求。

1.4.5 CPU負載率

CPU負載率根據招標文件定義，保證不低于以下標準：

(1) 主控級計算機的處理能力應有充分的裕度，其負載率應小于40%；

(2) 現(xiàn)地控制單元CPU的負載率應小于60%。

1.4.6系統(tǒng)安全

1、 系統(tǒng)具有下列保證操作安全性的措施：

(1) 對系統(tǒng)每一功能的操作提供檢查和校核，發(fā)現(xiàn)有誤時能報警、撤消。

(2) 當操作有誤時，能自動或手動地被禁止并報警

(3) 對任何自動或手動操作可作存貯記錄或作提示指導。

(4) 在人機通信中設操作員控制權口令。

(5) 按控制層次實現(xiàn)閉鎖，其優(yōu)先權順序為：現(xiàn)地，控制中心。

(6) 系統(tǒng)具有定義控制臺不同的使用安全等級的功能，其級數(shù)不小于4級。

2、 系統(tǒng)具有下列保證通信安全性措施：

(1) 系統(tǒng)設計能保證信息傳送中的錯誤不會導致系統(tǒng)關鍵性故障。

(2) 主控級與現(xiàn)地控制屏的通信包括控制信息時，對是否響應作明確的提示。在2-5次重復通信失敗時發(fā)出報警。

(3) 通道設備上提供適當?shù)臋z查手段，以證實通道正常。

3、 系統(tǒng)具有下列保證硬件、軟件和固件安全的措施：

（1） 應有電源故障保護和自動重新啟動。

（2） 能預置初始狀態(tài)和重新預置。

（3） 有自檢能力，檢出故障時能自動報警。

（4） 設備故障能自動切除或切換并能報警。

（5） 任何硬件和軟件的故障都不應危及電力系統(tǒng)的完善和人身的安全。

（6） 系統(tǒng)中任何地方單個元件的故障不應造成生產設備誤動。

1.4.7可擴性

1、為確定和實現(xiàn)系統(tǒng)的擴充，采取以下措施：

(1)  PLC系統(tǒng)底板預留擴展槽位，在PLC增添部件時，需進行重新配置；

(2)  交換機預留40%以上的網絡接口，并可以向上或向下級連。

2、 系統(tǒng)可擴充的范圍如下：

(1)  PLC備用點不少于使用點設備的20%。

(2)  主控級計算機存貯器容量應有40%以上裕度。

(3)  系統(tǒng)留有擴充現(xiàn)地控制裝置、外圍設備或系統(tǒng)通信的接口。

(4)  網絡通訊的通訊負載率小于50%

(5)  屏柜內留有可擴充插槽的空間。

1.4.8可變性

1、輸入輸出點的可變性如下：

(1) 實時由運行人員確定輸入輸出點的說明。

(2) 可實時改變模擬點工程單位標度。

(3) 可實時改變模擬點限值。

(4) 可實時改變模擬點限值死區(qū)。

(5) 可實時在分布式數(shù)據庫中為已有的現(xiàn)地控制屏增加初始未提供的變量。

(6) 可實時在分布式數(shù)據庫中為已有的現(xiàn)地控制單元和終端的通信接口地址、輸入輸出點設備地址等進行再分配并作相應的軟件改變。

2、在軟件設計時將對影響系統(tǒng)安全或影響管理程序的可變性功能加以限制，授權相應的操作人員完成。

1.5、泵視頻監(jiān)視系統(tǒng)功能

1.5.1系統(tǒng)方案及結構

泵站視頻監(jiān)視系統(tǒng)由前端攝像機部份、線纜傳輸部份及后臺控制系統(tǒng)三部份組成，系統(tǒng)建設內容包括: 舊縣泵站、龍?zhí)逗|泵站、龍?zhí)逗鞅谜尽⑿录谜尽⒈钡瓯谜尽⒈钡晷抡炯俺悄媳谜尽?/span>

各泵站在變電站及管理房區(qū)域各安裝1臺高清夜視高速球攝像機，在泵站主廠房及配電室各安裝1臺數(shù)字高清固定紅外攝像機，采集視頻信息，通過數(shù)字網絡線接入交換機上傳至本地網絡硬盤錄像機和管理處視頻服務器。在控制室的顯示終端對現(xiàn)場圖像進行監(jiān)視，控制現(xiàn)場攝像頭云臺的旋轉、鏡頭的三可變調節(jié)，使運行人員在控制室能夠直觀地看到現(xiàn)場設備運行情況。

泵站視頻監(jiān)視系統(tǒng)主要設備包括1臺網絡硬盤錄像機、1臺UPS電源、4臺高清夜視高速球攝像機、2臺數(shù)字高清固定紅外攝像機及系統(tǒng)線纜等組成。

1.5.2系統(tǒng)設計原則

考慮到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，在系統(tǒng)設計的時候采用國內一線視頻監(jiān)控廠家的解決方案。產品質量好、系統(tǒng)穩(wěn)定性高、服務響應即時是選擇的標準。特別是視頻監(jiān)控前端攝像機產品，因為使用環(huán)境惡劣，更換維修麻煩，更要選擇質量好、故障率低、運行穩(wěn)定的產品，以適應復雜惡劣的應用環(huán)境，減少售后維護的成本費用。

1.5.2系統(tǒng)功能

系統(tǒng)應能實現(xiàn)的主要功能如下，但不限于此：

（1）正確清晰地提供監(jiān)視范圍內的設備運行狀況、現(xiàn)場環(huán)境等圖像信息，實現(xiàn)系統(tǒng)范圍內的全方位連續(xù)監(jiān)視。

（2）在控制臺能夠對監(jiān)視范圍內的攝像位置進行選點、固定或循環(huán)顯示。

（3）系統(tǒng)可將所有遠程監(jiān)控點的畫面進行信息編輯。

（4）系統(tǒng)可實現(xiàn)自動翻屏。

（5）可遠程控制攝像機和鏡頭變化。

（6）系統(tǒng)具備循環(huán)錄像，拍照功能。

（7）系統(tǒng)具有硬盤錄像功能，對現(xiàn)場圖像進行壓縮保存和再現(xiàn)，以滿足監(jiān)控和管理的需求。

（8）系統(tǒng)應能與計算機監(jiān)控系統(tǒng)通訊，供調度和運行人員直接觀察生產現(xiàn)場圖像。

（9）系統(tǒng)具有與遠程調度系統(tǒng)聯(lián)網功能，可將視頻信號遠傳到上級調度中心。

一、 主要設備技術性能

泵站主要設備技術性能如下：

(1) 工業(yè)級以太網交換機

1)端口類型：10/100baseT(X)

2)端口數(shù)量：24

3)網絡標準：IEEE 802.3、IEEE 802.3u

4)VLAN功能：無

5)網管功能：無

6)電壓：110~220VDC/110~240VAC,47~63Hz

7)其它功能：19寸標準機架,IP30保護,金屬外殼  

8)工作溫度：-30℃-75℃  

9)存儲溫度：-40℃-85℃

(2)打印機 HP 1020

1)產品類型：黑白激光打印機

2)最大打印幅面：A4

3)黑白打印速度：A4：達到14ppm，Let

4)最高分辨率：600x600dpi

5)耗材類型：鼓粉一體

6)硒鼓壽命：2000頁

7)首頁打印時間：小于10秒

8)月打印負荷：達到5000頁

9)內存：2MB

10)接口類型：USB2.0

11)介質類型：普通紙，激光打印紙

12)介質尺寸：A4，B5，A5，A6，C5