排涝站改造工程计算机监控系统及图像监控系统.doc
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1、 XX排涝站改造工程计算机监控系统及图像监控系统目 录1工程概况11.1概况11.2主要工作内容12施工进度管理43主要设备选型及施工方法53.1计算机监控系统54.1.1 计算机监控系统结构54.1.2 系统硬件配置64.1.3调试过程113.1.1调试完毕测试步骤113.1.2现地集控控制功能试验113.1.3上位机操作功能试验123.2视频监视系统124.2.1 图像监控系统结构124.2.2图像监控系统硬件配置134.2.3调试过程164.2.4调试完毕测试步骤163.3系统测试结果164施工质量管理174.1质量保证与措施174.2质量控制及质检制度的落实174.2.1质量控制主要环
2、节与要求174.2.2质检制度的落实184.3施工及维护的质保措施185文明施工与安全生产195.1安全生产组织保证195.2安全技术措施195.3文明施工及环境保护措施206合同管理216.1设计变更216.2完成工作量216.3投资额管理217经验与建议211 工程概况1.1 概况XX排涝站共由十二座泵站组成,总装机功率4638kw,总设计排涝流量83.28m3/s,主要承担着XX县各个圩区的防洪排涝任务。此次一期改造工程列入以下三座:五闸排涝站、城西排涝站、洋口排涝站,所属圩区分别为湘溪、城西、洋口圩区,属东苕溪流域。其中五闸排涝站设计排涝流量为50m3/s,装机4630kw;城西排涝站
3、设计排涝流量为29m3/s,装机5330kw;洋口排涝闸站设计排涝流量为23.2m3/s,装机4330kw。本次工程更新改造的工程任务为:通过建设五闸排涝站、城西排涝站、洋口排涝站,提高各泵站的排涝能力,减少排涝灾害,为国家粮食安全、水安全、生态环境安全提供有力的支撑和保障。1.2 主要工作内容一、计算机监控系统设备、专用工器具及备品备件包括:(1)五闸排涝泵站 2套主计算机/操作员工作站(含控制台) 1套通信/工程师工作站 4套泵组LCU 1套公用LCU 1套网络设备、UPS等 仪表、传感器及其它 规定的备品备件(不计入总报价) 必须的专用工具 屏间(LCU屏内部)联接电缆、监控通讯电缆以及
4、连接件(2)城西排涝泵站 1套主计算机/操作员工作站(含控制台) 1套通信/工程师工作站 5套泵组LCU 1套公用LCU 1套网络设备、UPS等 仪表、传感器及其它 规定的备品备件(不计入总报价) 必须的专用工具 屏间(LCU屏内部)联接电缆、监控通讯电缆以及连接件(3)洋口排涝泵站 1套主计算机/操作员工作站(含控制台) 1套通信/工程师工作站 4套泵组LCU 1套公用LCU 1套网络设备、UPS等 仪表、传感器及其它 规定的备品备件(不计入总报价) 必须的专用工具 屏间(LCU)屏内部联接电缆、监控通讯电缆以及连接件二、图像监控系统设备、专用工器具及备品备件包括:为了对泵房、变电站等重要设
5、备及部位进行监视,随时了解设备的运行情况及各部位的安全状况,辅助计算机监控系统实现远方监控,设有图像监视系统。其主要由前端摄像机、硬盘录像机、视频监控工作站、图像显示单元等组成。(1)五闸排涝泵站 1套视频监控工作站; 1套硬盘录像机 1台显示器; 17只摄像机(2)城西排涝泵站 1套视频监控工作站; 1套硬盘录像机; 1台显示器; 12只摄像机(3)洋口排涝泵站 1套视频监控工作站; 1套硬盘录像机; 1台显示器; 13只摄像机2 施工进度管理项目部在接到本次工作任务后,随即开展各项准备工作。组织工作人员赴现场勘察,并与业主、设计、监理及土建施工单位等多方面进行沟通、交流;了解设计意图,编制
6、施工方案;明确各相关工作人员的工作职责。项目管理部2010年3月正式启动。项目管理部按照以下步骤进行项目实施:1)2010年3月10日人员进场后着手勘查现场。2)2010年3月15日根据设备采购计划分期、分批进行采购。3)2010年5月初施工人员开始进场施工,进行设备预埋工作。4)2011年6月-8月完成图纸设计和设备定制及厂内内测工作5) 2011年8月开始进行软件开发6) 2011年3-5月完成完成计算机监控及图像监视硬件现场安装、调试工作4)2011年6月完成软件安装和调试及系统联调,并参加整个工程的试运行工作。5)完工验收:2011年7月-至今,整理验收资料、向业主单位和监理单位提出申
7、请,要求对整个系统进行完工验收。6)培训和移交:2011年7月-至今,项目部准备为业主方有关专业技术人员进行系统培训的相关资料。3 主要设备选型及施工方法3.1 计算机监控系统4.1.1 计算机监控系统结构4.1.1.1 系统结构概述以下以五闸排涝站为例进行介绍。针对本泵站规模,计算机监控系统采用分层分布开放式系统,泵站按控制层次分成2层,由泵站主控制层、现地单元控制层以及连接两层控制层的网络通讯系统组成。保证系统中选用不同计算机时的互操作性,系统扩展和设备更新时的可移植性。开放式环境应包括应用开发环境、用户接口环境和系统互连环境,并符合国际开放系统组织推荐的开放环境规范。泵站计算机监控系统分
8、为泵站控制层和现地控制层,计算机网络采用以太网结构。整个系统在硬件上应确保简单、安全、可靠且便于扩充。泵站主控制层有两个冗余的主计算机兼操作员工作站、一台工程师站、打印机、GPS同步时钟、语音报警装置、不间断电源等设备组成。现地单元控制层按被控对象性质分为:4套泵组现地控制单元,套个公用设备现地控制单元。每个现地控制单元由PLC控制系统、仪表系统、交直流双共电源、水位计、彩色TFT液晶触摸屏等组成。网络通讯系统主要由网络通讯设备组成,泵站主控制层与现地控制层之间采用10/100M以太网进行通讯。现地PLC与上位机之间采用10/100M以太网通讯。整个系统在硬件上确保简单、安全、可靠且便于扩充。
9、4.1.1.2 系统控制方式根据XX排涝站计算机监控系统的工艺运行需求,控制方式主要由本地手动、自动、远程控制等三种方式,即本地硬手动控制、触摸屏手动控制、上位机手动控制和系统自动进行等控制方式。本地硬手动控制操作员可以在现场通过操作现地控制柜上的按钮或开关实现对水泵等工艺设备的控制。 触摸屏手动控制操作员可以在控制室通过点击触摸屏上的按钮实现对水泵等工艺设备的控制。上位机手动控制操作员可以在现场通过点击上位机上的按钮实现对水泵等工艺设备的控制。系统自动运行系统进入无人值守状态、软件根据设定的程序进行全自动运行,实现对水泵等工艺设备的控制。4.1.2 系统硬件配置4.1.2.1 主机/操作员工
10、作站主机功能包括对整个泵站计算机监控系统的管理,数据库管理,在线及离线计算功能,各图表、曲线的生成,事故故障信号的分析处理等。主机同时供运行值班人员使用,具有图形显示、全站运行监视和控制功能、发操作控制命令、作定值修改、设定与变更工作方式等功能。全站所有的操作控制都可以通过鼠标器及键盘而实现;通过LCD可以对全站的生产、设备运行作实时监视,并取得所需的各种信息。CPU奔腾时钟频率: 3.0GHzRAM内存: 2G硬盘容量:240G,利用率5O%可读写式光盘驱动器(DVDRW)一路RS232加二路RS485串行口(一路用于鼠标器,另二路备用),一路并行口(用于连接打印机),一路以太网口配声卡、以
11、及四个USB口、网络通讯卡等配件具有与ISA/PCI总线兼容的扩展槽,具备Microsoft WindowsXP 2003开发环境,通过网络功能插件能方便地与PLC工控网络组网,具有抗高温、低温、振动、电磁干扰以及防尘功能,具有完善的自诊断功能,具有连续运行功能,并提供整套测试数据。4.1.2.2 通信/工程师工作站主要负责站内自成体系的系统进行数据通讯,包括工程保护系统、图像监视系统等,并预留与水情测报系统、上级防汛调度部门、MIS系统通讯接口;以及用于工程师离线软件开发和建立新显示画面等。性能如下:CPU 奔腾IV时钟频率:2.8 GHzRAM内存:2GB硬盘容量:240G,利用率5O%可
12、读写式光盘驱动器(CDRW)22”LCD;一路RS232加二路RS485串行口(一路用于鼠标器,另二路备用),一路并行口(用于连接打印机)配一块8串口卡,用于远程计算机接口配声卡、以及二个USB口、网络通讯卡等配件4.1.2.4 12.1”彩色液晶触摸屏12.1”彩色TFT液晶触摸屏1套,分辨率:800*600,65536色,并留有与PLC及便携式微机相连的通讯接口及插接件。触摸屏应采用进口优质产品法国Modicon产品XBTGT6330。符合标准EN 61131-2, IEC 61000-6-2, FCC (A 类), UL 508, UL 1604, CSA C22-2 n14产品认证e,
13、 cULus, CSA, T4A 第1 类第2 部分或T5 (UL 和 CSA), C-Tick温度工作050 C存储- 20+ 60 C相对湿度1090 % ( 无冷凝)使用高度 2000 m防护等级前面板IP 65 符合IEC 60529, Nema 4X 用于室内,带有4 个旋装固定器)后面板IP 20 符合IEC 60529抗冲击符合IEC 60068-2-27 ;半正弦脉冲11 ms, 在3 个轴上为15 gn抗振动符合IEC 60068-2-6 ;在3.5 mm 为5.9 Hz ;在1 gn 为9.150 HzE.S.D. 符合IEC 61000-4-2,第3 级( 接触6 kV,
14、空气8 kV)电磁干扰符合IEC 61000-4-3, 10 V/m电干扰符合IEC 61000-4-4,第3 级( 电源和I/O 为2 kV,其他端口为1 kV)类型彩色TFT颜色65,536 色, 16,384 色( 闪烁)清晰度800 x 600 像素 (SVGA) 1024 x 768 像素 (XGA)大小( 宽x 高, mm) 12,1” (248 x 186.5) 15 (306 x 230.1)触摸区模拟,分辨率1024 x 1024背光( 使用寿命)( 在25 C 下持续操作)50,000 小时亮度触控反馈8 级字体ASCII ( 包括欧洲字符)、日文(ANK、日本汉字)、汉字
15、( 简体)、台湾汉字( 繁体)、韩文4.1.2.5 现地控制单元采用高性能可编程控制器选用法国施耐德Premium系列PLC,采用导轨式安装结构,处理结构简单,功能强大,易扩展,广泛应用于各种恶劣的工控环境。Modicon Premium是施耐德电气公司推出的下一代PLC,是将其在工业通讯方面的经验和最新的TCP/IP技术相结合的结果。CPU单元:面向中大型应用的高性能控制系统,单机可控制的I/O点数达2048点。I/O方式:具有革命化的分布式结构-Bus X总线,支持多个控制器。通讯方式:简便且强大,TCP/IP以太网,Unitelway,Modbus,Modbus Plus,FIPWAY,
16、FIPIO,AS-I,Interbus-s。PCX:直接插入计算机的控制器,将计算机和PLC紧密结合。可靠性:有热备系统。4.1.2.6 交流采样仪表选用PMAC720交流采样仪表,其性能指标如下:a、可直接测量回路中V、A、W、Var、PF、Wh、Varh、Hz等电量b、输入电流5A、输入电压100Vc、工作电源DC220Vd、测量精度士5%e、具有RS485联网通讯功能,提供开放式通讯规约及数据结构。(通讯规约应满足泵站计算机监控要求)f、报警/保护功能:通过对继电器编程可完成过压、欠压、过流、超频、低频报警/保护。g、频率范围:30-65HZ,八个开关输入,继电器输出(250Vac/30
17、Vdc,5A)4.1.2.7 超声波水位计超声波水位计a、超声波型b、测量范围 O-12mc、输出信号 420Ma精度:测量误差: 测量范围的0.25%(空气中)分辨率:3mm温度补偿: 内置回波处理: 声智能额定工作条件:波束角: 12度环境温度:标准 -4060* 金属安装 -2060最大静态工作压力: 正常大气压防护等级: IP654.1.2.8 现地LCU不间断电源选用奥能GES-1K220电力专用不间断电源输入:AC160270V 50Hz和DC220V输出:AC2202%V 50Hz容量:1KVA 效率: 90%不间断切换时间:0 ms。4.1.2.9 工业以太网网络设备主控制级与
18、现地控制单元之间的通讯连接按适合于工业控制的局域网考虑。网络设备采用德国进口赫斯曼工业级交换机。4.1.2.10 打印机提供A3幅面激光打印机一台。打印速度 15页/分打印分辨率 240dpi打印方式 激光式打印纸尺寸 A3打印文字 中英文4.1.2.11 GPS同步时钟泵站计算机监控系统应设置一套高精度的卫星同步时钟系统(GPS),它具有与卫星的标准时间同步的能力,并通过对时装置的接口向各相连工作站和LCU发送对时信号,使泵站控制级与现地控制级同步。监控系统应负责其它与之通讯的设备的时钟同步,如微机保护等。GPS时钟精度要求:时钟精度1s对时精度1ms该装置在国内电力系统广泛采用。通过接收G
19、PS的授时标准时间,并通过对时装置的串行接口与各相连工作站、LCU等装置相连发送对时信号,使主控制级与现地控制级同步在同一时间内,时钟的同步精度为1ms。与各需对时设备相连接的电缆800米。4.1.2.12 中控不间断电源输出标称电压 :230V 输出电压可调范围 :可设置为220、230或240 输出电压 满负载效率 :89% 输出电压变形 :满负荷时低于 5% 输出频率(与主频率同步) :47 - 53 Hz(50 Hz 标称值) 高峰因素 :up to 5 : 1 波形类型 :正弦波 旁路 :内部旁路 (自动会人工) 额定输入电压 :230V 输入频率 :50/60 Hz +/- 5 H
20、z (自动适应) 工作电压范围 :155 - 276V 基本性能:UPS装置具有冲击电压保护、短路保护、冲击电流保护等必要的保护措施。图像监控系统供电电源与计算机监控系统合用一套UPS电源,整个系统采用集中供电方式。4.1.2.13 机柜监控系统设备所用机柜适合泵站使用环境。放于现场的机柜有防尘、防潮、屏蔽和通风设施。LCU柜外形尺寸为2260800600mm(高宽深)。中控室操作控制台结构及外形尺寸在设计联络会上确定。4.1.3调试过程主要经历了以下几个步骤。1) 将各个屏柜和箱体现场就位2) 对各个LCU柜进行接线3) 调试各个LCU电气一次、二次回路,以符合机组及附属设备控制要求4) 现
21、场对LCU柜外部线路进行接线5) 现场调试LCU柜内部控制回路6) 联合LCU柜进行现地控制系统联调,使得机组及附属设备能够在通过PLC按设计流程工作7) 安装计算机监控PC和软件,调试上位机软件对各机组的远程控制,并通过。3.1.1 调试完毕测试步骤将配电柜各供电断路器合上。将LCU柜 “现地/远控”选择开关选择“现地”。各LCU均加电运行,上位机操作员工作站等设备加电运行。将上位机工作站与LCU设置为联机状态。注册操作员用户权限。3.1.2 现地集控控制功能试验1)五闸机组现地集控操作将LCU“现地/远控”切换开关旋至“远控”,通过触摸屏操作电磁阀、闸门、水泵机组的启闭,过程动作可靠、运行
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