亞控科技——大型水利泵站SCADA系統解決方案

一、市場需求

水利是我國國民經濟的支柱產業，而泵站是水利工程的重要組成部分，它們在解決洪澇災害、干旱缺水、水環境惡化當今三大水資源問題中起著不可替代的作用，承擔著區域性的防洪、除澇、灌溉、調水和供水的重任，在我國國民經濟可持續發展和全面服務于小康社會的建設中，占有非常重要的地位。泵站又是為水提供勢能，解決無自流條件下的排灌、供水和水資源調配問題的水的*人工動力來源，是解決洪澇災害、干旱缺水、工農業生產用水和城鄉居民生活用水的重要工程措施，是“生態水利”、“環境水利”、“資源水利”、“現代水利”、“可持續發展水利”的具體體現。

構建泵站集控中心監控系統的目的是：

通過SCADA軟件實現對泵站龐大的現場數據高性能的數據采集與監視，并且通過SCADA軟件實現對各個設備的高可靠性的操控。同時將SCADA系統采集到的信息上傳至泵站上一級管理單位，為上層系統實現泵站集中管理和信息化調度提供便利；

將全站泵組、電氣系統、公用油、水、氣系統、閘門控制系統、勵磁系統及直流系統等大型復雜系統實時狀態以模擬動畫、視頻影像、GIS信息高度集成的形式在SCADA畫面上顯示，形成數據模擬與視頻影像、GIS系統無縫集成的監控方式。

充分利用完整的歷史數據庫和報警事件數據庫中數據，基于所存儲的歷史數據方便的進行分析統計、事故分析和追憶。實現大型泵站的信息化管理。

解決目前大部分泵站自動化水平低，設備運行安全問題較突出，運行管理和技術分析受技術條件限制較大的問題，保證泵站更加安全、可靠、經濟地運行。

二、解決方案

1.  系統解決要點

-SCADA監控系統對設備操控的實時性、高度正確性與可靠性以及對設備操控的安全性

-對現場設備大量數據的高速數據采集，實時數據處理與展示，保證數據的實時性、準確性與完整性

-動態模擬圖形與視頻信息、動態趨勢、報表等展示方式的高度集成

-保證數據庫穩定的前提下實現對大點數數據的高速歷史存儲

-歷史數據存儲應具有的存儲壓縮性能

-數據檢索應具備快速的響應速度

-提供快捷的分析工具使操作人員可以方便地完成數據存儲、查詢、分析、統計計算

-應支持多客戶端并發訪問數據而不影響系統性能

2.  解決方案架構圖

圖1 解決方案架構圖

三、產品組合

該方案使用亞控科技軟件產品包括：

-KingSCADA3.0全開發版

-KingSCADA3.0運行版

-KingHistorian3.0

-KingPortal

-KingGraphic+KingCalculation+KingA&E+KingModel

四、方案分析

該方案可分為四個層次，*層為現場控制層，主要包括現場硬件PLC、儀表等設備；第二層為SCADA監控層，包括中控室SCADA工程師站和操作員站；第三層為數據存儲層，主要包括工業歷史數據庫服務器；第四層是數據應用層，主要包括調度分析平臺、web發布服務器、大屏幕展示系統等。

1．高性能的數據采集與高可靠性的設備操控為泵站的安全穩定運行提供保證

在大型水利泵站SCADA系統中，無論是對實時數據和報警信息采集的準確性還是遠程操作的可靠性都有*的要求，因為無論是實時數據中斷還是操作命令不能準確下發，都有可能影響整個系統的工作，還有可能造成嚴重的事故，輕者導致設備的損壞，重者會導致人身安全事故。為了保證系統采集控制的可靠性，該方案采用SCADA操作員站雙機熱備、雙網冗余配置。

圖2 冗余功能

方案中SCADA工作站中數據采集軟件KingIOServer3.0與監控軟件KingSCADA3.0互相獨立運行，工業數據庫和上層管理單位直接從KingIOServer3.0獲取數據，與監控系統不產生干擾。同時KingIOServer3.0具有數據緩存功能，當與工業庫或上層網絡通訊異常時，KingIOServer3.0會緩存歷史數據，當通訊恢復后再將數據上發，保證數據的完整性。

 圖3 緩存功能

2．畫面信息全集成功能實現在SCADA系統上就能對現場情況一目了然

目前泵站現場工作人員主要從事現場設備操控和維護，自動化水平參差不齊并且普遍不高，所以他們所需的是一套畫面生動逼真、模擬動畫與視頻影像和GIS系統相結合、對設備操作簡便、報表曲線查詢靈活方便、診斷和監視信息完善的SCADA系統。

方案中采用的KingSCADA3.0軟件，具有豐富的動畫效果，可以把現場環境以三維立體效果展現出來。

圖4 立體畫面效果圖

KingSCADA3.0軟件的畫面全集成功能能夠將圖形模擬動畫、視頻影像、GIS系統集成在同一畫面顯示。

圖5 畫面全集成

3．基于工業數據庫的數據分析與應用實現泵站自動化與信息化結合的先進管理模式

大型泵站的運營管理要求實現水利水情信息、全站泵組、電氣系統、公用油、水、氣系統、閘門控制系統、勵磁系統及直流系統設備運轉操作故障等信息進行存儲記錄，通過所存儲的歷史數據可以方便生成各種值班報表、操作報表、報警報表以及日月年報表。

圖6 抽水機啟動流程

圖7 抽水機操作記錄表

通過對工業數據庫中大量歷史數據的分析統計，結合以往經驗與分析結果總結出泵站運營管理的優化調度方案，提供事故預警機制，防患于未然。為泵站更加可靠、經濟運營提供保障。

圖8 預警功能

五、方案亮點

-“雙機雙網”保證系統安全可靠。

-柔性結構，靈活部署。

-分析調度，優化性能、降低成本。

六、成功案例

-中國臺灣新莊市中港泵站自動化監控系統

-臺北市玉成泵站SCADA監控系統

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