...nTouch的泵站计算机监控系统
水涛 陈开金
（安徽省驷马山引江工程管理处全国水利行业泵站运行工首席技师工作室，安徽 和县 238251）
摘 要：随着社会的发展和进步，自动化监控系统已经广泛的用于泵站的运行管理中，而早一批实现自动控制的泵站也面临着升级改造的问题，本文通过驷马山灌区乌江抽水站的改造实例，提出了一些改造中注意的问题和系统维护的方法。
关键词：泵站；计算机监控；改造；维护
1 基本情况
乌江抽水站是驷马山灌区首级提水泵站，始建于1969年，设计装机10台，目前装机6台，单机容量1600kW，水泵为2.8CJ-70立式全调节轴流泵，设计扬程5.62m，设计流量21.0m3/s。2004年，根据泵站运行的需要，乌江抽水站实现了自动化控制；2014年，因原系统使用时间较长，经多次局部维护无法解决根本性问题，故在原自动化系统的基础上进行了升级改造。
2 原计算机监控系统概况
乌江站原计算机监控系统本着安全可靠、技术先进、经济实用的原则进行配置，按照"无人值班，少人值守"的方式进行设计，分设主控级和现地单元控制级，并在后期维护中增加了远控级，可以实现乌江站本级监控系统和上级驷马山信息中心工作站的数据通讯。管理体系结构框图示意如下：
主控级控制设备包括2台操作员工作站、1台视频服务器、1套UPS电源、1台WEB服务器等相关网络设备，并通过工业自动控制软件--组态王6.53无限点版实现与下位机的通讯，完成对6台主机组、辅机系统、电气系统、液压事故门等设备的运行、控制和管理；完成对电气量、温度、转速、各现地控制单元运行状态等开关量和模拟量的实时监测、数据采集、记录以及超限报警。
现地单元控制级由5台LCU柜组成，采用美国GE 9030系列PLC实现下位机的自动控制与数据采集，并向上位机提供所需的通讯数据。远控级为后加部分，位于上级信息调度中心，主要实现对乌江站计算机监控系统参数的数据采集与保存，并在特定情况下实施远程调度。
原自动化系统结构框图示意如下：
3 原计算机监控系统的升级改造
计算机监控系统的升级改造工程与新系统的安装工程有着明显的不同，它必须要在原系统的结构框架内进行作业，一是要掌握原监控系统的整体架构，在此基础上进行整改和升级，既要保证原系统的正常功能，更要使新系统具有稳定性和先进性；二是要了解原系统的设计用意，在下位机程序、组态程序的基础上进行改动，保留原设备的分配地址，删除冗余程序；三是要熟悉原硬件设备的工作特性，选取满足泵站运行的新设备，并达到良好的兼容性；四是要查清原设备的接线方式及走向，根据实际需要更改线路、合理分配电缆使用或重新布放电缆。
现将本次监控系统改造主要部分列举如附表：
通过本次计算机监控系统改造，乌江抽水站已能实现机组、辅机等自动控制、实时监测、数据采集、记录以及超限报警。
4 泵站计算机监控系统升级改造及系统维护
（一）泵站计算机监控系统的改造
现阶段含有PLC模块的计算机监控系统现已经广泛的用于泵站的日常管理和机组运行监控中，起到减少人力资源浪费、保证数据的完整性等作用。而像乌江抽水站这样一批早期实现自动化控制的泵站则面临着监控系统升级改造的问题，下面就泵站自动化控制改造提出一点建议：
（1）泵站计算机监控系统的基本要求是系统运行的稳定性，特别是机组运行时，监控系统的不稳定可能会导致一系列机组运行故障，如数据信号无法采集、超限报警错误、自动化控制无法操作等，故监控系统宜采用"现地"与"远控"、"主机"和"备机"等操作方式，防止其中一种方式无法控制；所选取设备均应满足工业级使用标准，防止劣质产品导致系统无法正常运行；应进行多次模拟实验，确保软件与硬件的兼容性以及功能的正常实现。
（2）根据泵站实际情况，采用加装纵向物理隔离装置、防火墙、杜绝与外网相连通等措施，确保监控系统的网络安全性，防止病毒或黑客入侵，破坏监控系统及数据库等。
（3）设备运行中会产生发热、静电吸附等自然现象，故远控级、主控级、现地控制级应尽量参照机房标准来管理，保持设备使用环境，避免因环境因素导致的设备异常，甚至无法正常工作。
（4）监控系统改造前应尽量收集原系统的工程资料，掌握泵站的整体结构、设备位置、工作原理等，采用短接法、接入法等试验方法确认线路、设备能否正常使用，并认真做好记录，方便日后查阅。
（5）组态软件界面应做到简洁、突出核心功能，并根据泵站改造后的实际情况删除冗余程序，方便操作人员使用；同时，组态软件的操作按钮应设置操作信息提示框，防止误操作，且组态中不设置故障停机、紧急停机，防止因系统信号错误引起不必要的停机，造成损失。
（6）泵房面积较小的可直接采用带屏蔽层的网线介质来通讯，设备距离超过一百米的，最好使用光纤介质来通讯，防止网线过长，信号衰减严重，从而影响通讯质量。
（7）老旧设备的更换，如PLC模块、流量开关、压力变送器、压力开关、继电器等宜充分考虑原有型号产品；无法采用原型号的，宜选取满足使用性能的替代产品，这样可以保证新系统软硬件的兼容性、减少工程成本。
（8）技改过程中，如遇更改线路、线缆芯数变化等情况，在条件允许的情况下，宜重新布放新电缆；条件不允许的，可有原电缆代替，并做好改线记录，随竣工图标注出来。
（9）改造升级时，应重新做好线缆标牌、回路标识，方便日后检查线路，维护自动化监控系统。
（10）监控系统正式投入运行前，应进行多次模拟试验，一切正常后方可投入设备使用。
（11）严格按照SL317-2004《泵站安装及验收规范》标准组织验收工作。
（二）计算机监控系统的维护
（1）定期备份组态工控机内重要文件，定期扫描杀毒，设置组态软件运行权限；保持电气设备的使用环境良好。
（2）定期对自动化电气设备进行试验操作，保证设备接线牢固、动作灵活；定期检测设备的绝缘电阻及"文字"标识牌。
（3）定期对整个监控系统进行模拟试验，及时发现故障、解决故障，做到"令到则行，禁到则止。
（4）定期对PLC模块进行检查，如锂电池、继电器输出接点、状态指示是否正确等。
（三）PLC模块的故障查找
PLC模块上一般有PWR、RUN、BATT等几个指示灯，可根据这些灯的状态简单判断PLC模块的故障所在。
（1）PWR（电源）灯亮否？如果不亮，在采用交流电源的框架的电压输入端检查电源电压；对于需要直流电压的框架，测量+24VDC和0VDC端之间的直流电压，如果不是合适的AC或DC电源，则问题发生在PLC之外。如AC或DC电源电压正常，但PWR灯不亮，检查保险丝。必要的话，更换CPU框架。
（2）PWR（电源）灯亮否？如果亮，检查显示出错的代码，对照出错代码表的代码定义，做相应的修正。
（3）RUN（运行）灯亮否？如果不亮，检查编程器是不是处于PRG或LOAD位置，或者是不是程序出错。如RUN灯不亮，而编程器并没插上，或者编程器处于RUN方式 且没有显示出错的代码，则需要更换CPU模块。
（4）BATT（电池）灯亮否？如果亮，则需要更换锂电池。由于BATT灯只是报警信号，即使电池电压过低，程序也可能尚没改变。更换电池以后， 检查程序或让PLC试运行。如果程序已有错，在完成系统编程初始化后，将录在磁带上的程序重新装入PLC。
5 结束语
本文通过驷马山灌区乌江抽水站的自动化监控系统改造实例，提出了在改造过程中应该注意的一些问题，并提供了一些维护方法及故障查找。但自动化改造问题有很多，需要根据自身泵站的实际情况而定。
参考文献：
[1] 郭旭芳.泵站综合监控自动化系统综述[J].通用机械，2007（07）.
