组态王大型水利泵站SCADA系统解决方案.doc

一、市场需求
水利是我国国民经济的支柱产业，而泵站是水利工程的重要组成部分，它们在解决洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化当今三大水资源问题中起着不可替代的作用，承担着区域性的防洪、除涝、灌溉、调水和供水的重任，在我国国民经济可持续发展和全面服务于小康社会的建设中，占有非常重要的地位。泵站又是为水提供势能，解决无自流条件下的排灌、供水和水资源调配问题的水的唯一人工动力来源，是解决洪涝灾害、干旱缺水、工农业生产用水和城乡居民生活用水的重要工程措施，是“生态水利”、“环境水利”、“资源水利”、“现代水利”、“可持续发展水利”的具体体现。
构建泵站集控中心监控系统的目的是：
通过SCADA软件实现对泵站庞大的现场数据高性能的数据采集与监视，并且通过SCADA软件实现对各个设备的高可靠性的操控。同时将SCADA系统采集到的信息上传至泵站上一级管理单位，为上层系统实现泵站集中管理和信息化调度提供便利；
将全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统等大型复杂系统实时状态以模拟动画、视频影像、GIS信息高度集成的形式在SCADA画面上显示，形成数据模拟与视频影像、GIS系统无缝集成的监控方式。
充分利用完整的历史数据库和报警事件数据库中数据，基于所存储的历史数据方便的进行分析统计、事故分析和追忆。实现大型泵站的信息化管理。
解决目前大部分泵站自动化水平低，设备运行安全问题较突出，运行管理和技术分析受技术条件限制较大的问题，保证泵站更加安全、可靠、经济地运行。
二、解决方案
1.  系统解决要点
-SCADA监控系统对设备操控的实时性、高度正确性与可靠性以及对设备操控的安全性
-对现场设备大量数据的高速数据采集，实时数据处理与展示，保证数据的实时性、准确性与完整性
-动态模拟图形与视频信息、动态趋势、报表等展示方式的高度集成
-保证数据库稳定的前提下实现对大点数数据的高速历史存储
-历史数据存储应具有高效的存储压缩性能
-数据检索应具备快速的响应速度
-提供快捷的分析工具使操作人员可以方便地完成数据存储、查询、分析、统计计算
-应支持多客户端并发访问数据而不影响系统性能
2.  解决方案架构图

图1 解决方案架构图
三、产品组合
该方案使用亚控科技软件产品包括：
-KingSCADA3.0全开发版
-KingSCADA3.0运行版
-KingHistorian3.0
-KingPortal
-KingGraphic+KingCalculation+KingA&E+KingModel
四、方案分析
该方案可分为四个层次，第一层为现场控制层，主要包括现场硬件PLC、仪表等设备；第二层为SCADA监控层，包括中控室SCADA工程师站和操作员站；第三层为数据存储层，主要包括工业历史数据库服务器；第四层是数据应用层，主要包括调度分析平台、web发布服务器、大屏幕展示系统等。
1．高性能的数据采集与高可靠性的设备操控为泵站的安全稳定运行提供保证
在大型水利泵站SCADA系统中，无论是对实时数据和报警信息采集的准确性还是远程操作的可靠性都有极高的要求，因为无论是实时数据中断还是操作命令不能准确下发，都有可能影响整个系统的工作，还有可能造成严重的事故，轻者导致设备的损坏，重者会导致人身安全事故。为了保证系统采集\控制的可靠性，该方案采用SCADA操作员站双机热备、双网冗余配置。

图2 冗余功能
方案中SCADA工作站中数据采集软件KingIOServer3.0与监控软件KingSCADA3.0互相独立运行，工业数据库和上层管理单位直接从KingIOServer3.0获取数据，与监控系统不产生干扰。同时KingIOServer3.0具有数据缓存功能，当与工业库或上层网络通讯异常时，KingIOServer3.0会缓存历史数据，当通讯恢复后再将数据上发，保证数据的完整性。

 图3 缓存功能
2．画面信息全集成功能实现在SCADA系统上就能对现场情况一目了然
目前泵站现场工作人员主要从事现场设备操控和维护，自动化水平参差不齐并且普遍不高，所以他们所需的是一套画面生动逼真、模拟动画与视频影像和GIS系统相结合、对设备操作简便、报表\曲线查询灵活方便、诊断和监视信息完善的SCADA系统。
方案中采用的KingSCADA3.0软件，具有丰富的动画效果，可以把现场环境以三维立体效果展现出来。

图4 立体画面效果图
KingSCADA3.0软件的画面全集成功能能够将图形模拟动画、视频影像、GIS系统集成在同一画面显示。

图5 画面全集成
3．基于工业数据库的数据分析与应用实现泵站自动化与信息化结合的先进管理模式
大型泵站的运营管理要求实现水利水情信息、全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统设备运转\操作\故障等信息进行存储记录，通过所存储的历史数据可以方便生成各种值班报表、操作报表、报警报表以及日月年报表。

图6 抽水机启动流程
图7 抽水机操作记录表
通过对工业数据库中大量历史数据的分析统计，结合以往经验与分析结果总结出泵站运营管理的优化调度方案，提供事故预警机制，防患于未然。为泵站更加可靠、经济运营提供保障。

图8 预警功能
五、方案亮点
-“双机双网”保证系统安全可靠。
-柔性结构，灵活部署。
-分析调度，优化性能、降低成本。
六、成功案例
-台湾新莊市中港泵站自动化监控系统
-台北市玉成泵站SCADA监控系统