太浦河泵站計算機監控系統

1 監控系統配置的基本原則

太浦河泵站采用開放式分層分布結構的全計算機監控方式，取消或簡化常規控制手段。系統的配置和設備選型符合計算機技術 發展 迅速的特點，充分利用計算機領域的先進技術，并結合泵站自動化程度要求高的特點，使泵站運行管理智能化，并能方便地完成與其他管理信息計算機系統的連接。系統軟硬件均采用模塊化、結構化設計，具有高度的可靠性、安全性、實時性、實用性、靈活性和便于擴充。監控系統保證與泵站同步投運。

計算機監控系統利用世行貸款，國際招標，由 中國 水利電力物資有限公司中標，由上海東屋電器有限公司生產制造。

2 泵站運行控制方式

泵站設有三個等級的運行控制方式：

泵站主控級控制：操作人員在中控室下命令，通過計算機監控系統實現全部過程自動執行方式或采用分步按順序組執行的方式，即每一步或每一順序組完成后需經操作人員確認，方可進行下一步或下一順序組的操作。

現地控制：在泵組調試期或主控級故障時，操作人員可通過現地控制單元的人機界面實現控制。

調度級控制：吳江供電局通過調度計算機系統，經光纖通道與泵站監控系統通信，實現遙測、遙信、遙控。遙控對象僅為35kv進線斷路器。泵站預留接口以便將來與上海市水務局通信。

在操作員工作站設有“吳江供電局”、“水務局”和“中控室”軟選擇開關，供運行人員確定控制方式，缺省選擇為中控室控制。在泵組各現地控制單元，設有“就地/遠方” 軟選擇開關，缺省選擇為就地控制。緊急停機等的操作不受控制權設定的制約。

3系統的硬件結構和配置

3.1 網絡 系統

本系統采用開放式全分布結構，分主控級和現地控制單元級。網絡采用100mb/s快速交換式以太網光纖環網結構，采用tcp/ip協議。主干網采用4臺rs2系列499nos07100施耐德 工業 交換機，每臺交換機有5個端口。根據設備的布置情況，其中2臺交換機設置在計算機室，主控級的各計算機和變電站lcu通過rj45端口電纜與其聯接；2臺交換機設置在現地，1~6號泵組lcu和公用設備lcu通過plc以太網模塊、rj45端口電纜直接與其聯接。

選擇一個合理的網絡拓撲結構，對提高網絡通訊的可靠性和實時性非常重要。經過比選，系統采用以工業交換機為基礎的光纖以太環網結構，具有以下優點：

（1）采用對等網工作方式，網上各節點設備（如plc站、主控計算機）以對等（平等）方式交換信息，某一節點設備出故障不會 影響 其他設備和整個網絡的正常工作。而如果采用以服務器為網絡數據中心的主從網工作方式，則網絡上節點設備均通過服務器數據庫交換信息，服務器的工作負荷相對較重，其運行的可靠性和數據處理速度直接影響到整個系統的可靠性和通訊速率，一旦服務器發生故障將會導致整個網絡的癱瘓。因此采用對等網的工作方式，系統的可靠性明顯提高。

（2）采用環網結構，所有網絡節點設備均掛接在一根首尾相接的環形線上。它具有故障冗余功能，當環上某一點出現斷線時，環網結構500ms內自動轉換為總線結構運行，斷點兩邊的節點設備仍可通過總線進行通訊，可確保系統實現無擾動運行。而如果采用總線結構，所有網絡節點設備均掛接在一根總線上。當總線上某一點出現斷線故障時，斷點兩邊的節點設備之間就無法進行通訊，從而影響系統的正常工作。

（3）采用工業級快速光纖交換機進一步提高了系統的可靠性和實時性。工業交換機在設計、制造上具有一些不同于商業交換機的特點：

工業交換機通常設計成4~5個端口，而不是商業交換機那樣的多端口（12、24或更多端口），很好地適應了工業 應用 中分布式網絡的特點。同時端口少也意味著工業交換機在網絡聯接中進行數據傳輸管理的速度更快、可靠性更高，能更好地滿足工控場合的實時性要求。

工業交換機產品中所有關鍵芯片、集成電路等元器件均按軍用或工業用較高標準篩選，具有極高的熱穩定性和電氣穩定性，從而為整個產品的長期穩定運行奠定了基礎

工業交換機在產品工藝設計上，包括印板布線、接地、屏蔽及結構方面，均充分考慮了工控場合的惡劣工作環境和條件，采取了更為嚴格的防靜電、防電磁干擾、防震動等措施，具有很高的抗干擾能力和電磁兼容性，平均無故障時間不小于17萬小時。

工業交換機被設計成具有10mbps/100mbps自適應特性和具有連接成光纖環網結構的功能，特別適用于那些具有較多plc站和計算機作為網絡節點的場合。

下面是采用工業交換機的plc系統網絡的部分技術指標：

網絡傳輸速率100mbps

網絡拓撲結構總線型，星型，光纖環網

網絡傳輸介質光纖，雙絞線

網絡傳輸距離光纖：3100米，雙絞線：100米

網絡通訊協議以太網tcp/ip

下表概括列出工業交換機與商業交換機的主要區別：

以上參數分別摘自施耐德公司工業交換機和3com商業交換機產品技術資料。

2.2 主控級

主控級包括：

2臺主計算機兼操作員工作站：雙機冗余熱備,可任選其中1臺作為主控計算機運行,完成監視和控制,另1臺作熱備用。機型為hp visualize x4000工作站，彩色液晶顯示器為18.1”tft。

1臺廠長總工監視終端：只用于對泵站設備進行監視。機型為工控機+彩色液晶顯示器。

2臺通信服務器：負責系統的對外通訊。機型為工控機+彩色液晶顯示器，其中1臺供吳江供電局專用，1臺供水務局用。

1臺打印計算機和3臺打印機

ups電源系統：采用梅蘭日蘭comet s31系列， 容量15kva，后備時間1h，供全站計算機監控系統和輔助設備監控系統使用。輸入：380v±15%，輸出：220±1%。共設5面柜，其中1面主機柜、3面電池柜、1面配電柜，系統采用雙回路供電，一主一備

3.2 主控級

主控級包括：

2臺主計算機兼操作員工作站：雙機冗余熱備,可任選其中1臺作為主控計算機運行,完成監視和控制,另1臺作熱備用。機型為hp visualize x4000工作站，彩色液晶顯示器為18.1”tft。