湯浦水庫于2000年4月封孔蓄水。目前,已建成水情自動測報系統,泵站、電站、溢洪閘計算機監控系統及工業電視監控系統,但都是分散獨立控制;大壩觀測、水質檢測還是采用人工定時觀測,工作量大、效率低。為提高運行管理自動化水平及生產效率,提出了由大壩安全監測、水情自動測報、水質自動檢測和泵站、電站、泄洪閘的遠程調度控制等子系統組成的采用集中控制方式的水庫自動化信息網的設計方案。
1 總網絡圖
整個系統對泵站、電站、泄洪閘按無人值班(少人值守)進行設計和系統配置,對庫區的水情、雨情,水庫的水質及大壩工程等有關信息實行在線自動采集、分析。系統采用分層分布式結構,在管理局設立控制中心,在泵站、電站、泄洪閘設現地控制站??刂浦行牟捎每焖僖蕴W結構,控制中心與各現地控制站由光纖連接,達郭水庫大壩監測、水質監測通過電話線接入(圖1)。

控制中心設互為冗余的主機2臺,操作控制均由操作員工作站完成,并通過CRT對各設備的運行狀態進行實時監控。由工程師站對系統進行維護、修改,語音報警、報表打印由通信服務站1完成,通信工作站2完成向電力局調度、氣象云圖接收及與上級有關部門的通信調度。在局長辦公室設立圖形終端,可對運行狀況進行實時監視。整個系統用GPS進行時鐘校對,事故順序記錄(S0E)分辨率不低于5ms。在泵站、電站、泄洪閘等現場同時設立工業電視監控。
2 系統組成
其中水情測報站包括1個水文站、2個水位站、7個雨量遙測站。系統采用超短波傳輸,遙測站采用定時入增量自報方式向中心站發送數據。中心站設互為熱備用PC機2臺,以完成對數據的處理、分析及打印輸出,同時設語音電話1門。中心站具有與其它各測站的對話功能。該系統可實時自動監測湯浦水庫流域范圍內各站點的雨量、水位數據。
2.2 水質自動監測系統
水質在線自動監測系統(On-line water quality monitoringsystem),在湯浦水庫取水口、達郭調蓄水庫設立2個采樣監測點,實現對NH4-N、C0D、電導、PH、濁度等常規量的監測。系統由主系統和輸助系統2部分組成,主系統配套包括水樣采集單元、水樣預處理單元、分析單元、數據處理及數據采集單元(包括信號遠傳)、PLC控制單元。輔助系統有壓縮空氣單元、冷卻水及純水單元、配電及UPS單元、清洗單元。系統同時具有水質參數變化趨勢預警(圖2)。

2.3 輸水泵站監控系統
輸水泵站設2×3500kW水泵電動機組,其電源經110kV降壓站供給。泵站計算機監控系統按無人值班、少人值守進行設計和系統配置,具體結構(圖3)。系統設互為冗余的主機兼操作員工作站2臺,工作站采用ICS工控機,采用SJ-500及SIEMENSS7系列PLC等作為現地控制單元(LCU)。按被控對象性質設泵組LCU2臺,降壓站及公用設備LCU1臺。LCU有當地監控功能,可脫離上位機系統獨立運行。主控機與LCU之間采用單總線網絡連接。

2.4 電站、泄洪閘監控系統
電站裝機2×1600kW,經10kv線路輸出。監控系統采用分布式結構,系統設1臺主機,按控制對象設機組LCU2臺,公用LCU1臺,主機與LCU之間采用以太網通訊。系統采用bbbbbbs NT操作系統,LCU采用MITSUB1SHUAns系列PLC,SJ-12C微機自動準同期裝置,DAE EPM—420交流電參數測量儀,同時每臺機組各配1臺TDS-1600溫度巡檢儀。整個系統可實現電站經濟運行管理、自動發電控制(AGC)、自動電壓控制(AVC),滿足無人值班、少人值守要求(圖4)。

泄洪閘監控系統采用GE—30系統PLC,設1臺主機,結合現場工業電視監視,可完成遠程控制閘門的開啟、關閉及實時運行監控。
2.5 大壩監測數據采集自動化系統
大壩監測包括湯浦水庫東、西主壩、副壩及達郭調節水庫大壩。該系統采用分布式結構,如圖5。它的底層為各類遙測傳感器,中層為測控單元(Monitor and Control Unit,MCU),上層為控制機。整個系統包括數據聚集系統、觀測數據在線分析系統、數據庫管理系統、資料分析系統。數據采集系統主要是實現監測數據的現場自動化采集。

注:MCUC-電容儀器測控裝置;MCUU-各種通用測控裝置;ICB—智能轉換箱。
3 結 語
整個系統實現了對湯浦水庫水情、雨情、工情、水質信息的實時在線采集、分析,系統由控制中心完成對泵站、電站、泄洪閘以及防汛的實時值班工作。該系統實施后,將提高湯浦水庫及配套輸水工程的綜合自動化水平,同時可減少近一半運行值班人員,大大提高運行人員的效率,實現企業“減人增效”的目的。










