摘要：随着我国经济建设及计算机技术的快速发展，采用现代信息化技术提高对泵站设施的监视、监控已成为信息化的发展趋势。
1 引言
泵站计算机自动控制系统一般由计算机监控系统、计算机继电保护系统、计算机直流系统、计算机数据采集系统、计算机视频监控系统等构成。以实现对全站设备的数据采集和实时控制;通过通信服务器负责对监控系统以外的所有设备如水泵、变频器、流量计、变压器等站内自动化设备及整个枢纽中其他工程的自动化设备的数据采集与部分控制,并实时传送给泵站内监视站点;通过网络终端使调度及相关人员能及时了解到泵站设备运行工况;通过视频监控系统将现场图像实时传送至中控室,以直观视频图像信号及时了解现场环境、人员工作、设备运行情况、安全保卫等。
2泵站计算机监控系统的一般结构
2.1泵站控制层
泵站控制层是整个监控系统的核心。其站控级主要由主控机和工作站等数台计算机构成，-般配有一台打印机等辅助设备,并抽一个单总线以太网形式联成一个计算机网络系统。在这一级上,硬件的配置比较灵活,-般可根据需要增加或减少工作站的个数。使用总线形网络,增加或减少具有某些功能的工作站可在任意时间(系统组建或系统投运后)进行。在系统中,主控机主要用于完成计算机监控系统在这一级上的各种任务,如:安全监视、运行管理、系统自诊断与上、下层通讯等。而图形工作站则主要完成人机接口功能,如各种画面的显示,各种控制命令的发出等。此外,当系统硬件资源较为紧张时还可增设:培训工作站,用于人员的培训;工程师工作站,用于系统的设置和软件调试、开发;通信工作站实现与保护系统、数据采集系统及直流系统等的通信，通过串行口进行上述设备的实时数据采集和设备操作的控制:模拟屏工作站,模拟屏的控制等。
2.2现地控制单元层LCU
计算机监控系统的现地控制层在分布式控制系统中,主要是指针对某-特定的控制对象而设置的远方终端设备(RTU),又称现地控制单元(LCU)。它们分别通过各自的网络硬件设备(网卡),在相应的软件支持下，与站控级一起连成一个计算机局域网。它主要负责完成现场设备各种数据的采集、处理及事件的记录,信息传输,设备控制、保护等工作,并通过以太网通讯协议与站控级计算机相连,传送各运行设备的实时数据。-般主要有泵组现地控制单元、公用现地控制单元和开关站现地控制单元等组成。每台泵组现地控制单元分别对每台泵组实施监控;一台公用现地控制单元用于对泵站的公用系统,如冷却水、补水系统等进行监测和控制,而一台开关站的现地控制单元对开关站实现监控。
3 泵站系统功能
泵站自动化控制系统应具备如下功能:数据采集和处理、运行监视 和报警、控制和调节、数据通讯等。
3.1数据采集和处理
将现场六个子系统下属设备的各种运行参数和设备运行状态通过 I/O通道或现场采集到LCU，经过必要的数据处理后形成各类实时数 据。这里主要强调采集的数据和处理要求包括如下类型: 模拟量的采集和处理: 母管流量、水泵、闸门开度、变配电的高、低压电气系统等 参数越限报警进行周期采集，最后经格式化处理后形成实时数据并存 入实时数据库。开关量的采集和处理 ：主要是对事故信号、设备状态等开关量信号的采集，计算机自动控制系统应能迅速响应这些信号并按照相应内部逻辑作出一系列的反应和自动操作。开关量信号输入应无源接点输入。对各类故障信号，辅助设备运行状态信号，手动自动方式选择的信号等非中断开关量的信号，计算机控制系统对这些信号的采集方式定期扫查。
对信号的处理包括光电隔离，接点防抖动处理，硬件和软件滤波基准时间补偿，数据有效性和合理性的判断，启动相关量功能(如启动事故顺序记录、或事故报警音响，画面自动推出和自动停机等)，最后 经格式化处理后存人实时数据库。 脉冲量的累积和处理： 脉冲量的采集处理包括接点当抖动处理，数据有效性合理判断、标度变换、检错纠错处理，经格式化处理后存人实时数据库，也能直接通过串行通讯采集。 开关量输出 ：指各种操作指令，计算机在输出这些信息前应进行效验，经判断无误后方可送至执行机构。为保证信号电器独立性和准确性，输出信号应防抖动并光电阻隔。 信号量值和壮态设定：因为设备原因而造成的信号出错和在必要进行人工设定值分析处理信号量时，计算机自动控制系统应允许运行值班人员和系统操作人员 对其进行人工设定，并在处理时把它们和正常采集的信号同等对待，计算机自动控制系统能区分它们并给出相应标志。
3.2运行监视和事故报警
计算机自动控制系统能使运行人员通过屏幕对各主设备的运行状态进行实时监视。所有要进行监视的内容包括当前各设备的运行和停运情况，并对各运行参数进行实时显示。计算机自动控制系统对某些参数和计算数据进行监控，对这些参数量值可预先设定其限制范围，当它们越限和复限时要作相应的处理显示。 这些处理包括越限报警、越复限时的自动显示、记录和打印;对于重要参数和数据还应进行越限后至复限的数据存储和召唤显示;启动相关 量分析功能，作故障原因提示，对于一些重要参数要有趋势报警。在发生事故时，由各现场控制单元采集和设备的状态量并送控制室，完成事件顺序排序、排列、显示、打印和存档。每个事件的记录和打印点名称、状态描述和时标、记录的分辨率不大于2ms，应能记录事故 发生前10秒和后20秒时间内重要实时参数的变化情况。运行人员能召 唤、显示或打印这些数据。
3.3控制和调节
当控制方式切换到计算机控制为主的方式时，控制室值班人员通过主控站工控机人机接口对设备进行监控，主要有: 自动完成启、停水泵及相关阀门操作（也称顺序启动）；电气设备开关合/分操作；各种辅助设备的操作；各种整定值和限值的设定；各种信号处理；其他和管理单位商定的功能。当泵组启、停指令确认下发后，计算机监控系统能自动推出相应水泵的启、停操作过程监视画面。画面上反映操作全过程中所有重要 步骤的实时状态、执行时间和执行情况，当操作受阻时迅速提示受阻设备和受阻原因。泵组的启、停操作允许开环单步运行和闭环自动运行。计算机监控系统自动识别在不同方式下的启、停操作要求并作出响应。控制和调节对象主要为阀门、水泵电机频率和其他电气设备，当控制方式切换到计算机控制为主方式时，控制室值班人员通过工控机人机接口对设备进行监控，应能完成下列内容:按给定开度自动完成开、关阀门操作;阀门运行过程中遇到意外情况时在监控主机应有报警，现场应进行急停操作; 电气设备开关合/分操作;各种辅助设备的操作;各种整定值和限值的设定。
3.4其他必要功能
对采集的数据和检测事件进行在线计算，打印 输出各种运行日志和报表。 在线显示实时图形，使值班人员对运行过程进行 安全监视并通过控制室计算机键盘在线调整画面、显示数据和状态、控制操作等。 当各画面进行操作时应能语音提示，和发生事故和故障时，应能用准确、清晰的语言向有关人员发出报警。 包括主机自检和过程故障检测，通过检测包括对I/O过程通道在线自动检测.检测内容有通道数据有效性、 合理性判断，故障点自动查找和故障自动报警。 计算机和各设备之间的数据通信，其原则是速度快、数据处理能力强、安全可靠性高。使泵站设备达到快速敏捷、高效低耗运行。
4 总结
泵站计算机系统具有完善的泵站设备数据监测和设备控制功能,满足安全监视报警、控制调节及生产管理等多方面的要求，现场运行稳定可靠、经济节能，大大减轻了泵站运行人员的劳动强度,为用户的泵站监控自动化提供了理想的信息化解决方案。
参 考 文 献
[1] 方辉钦. 现代水电厂计算机监控技术与试验. 北京: 中国 电力出版社, 2004.
[2] 陈朝然, 徐青. 潮州供水枢纽拦河闸计算机监控及运行调度. 水电自动化与大坝监测, 2006, 30( 2) : 78- 80.