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关键词：监控 通讯 plc 软件 特点

 

1 监控系统配置的基本原则

 

太浦河泵站采用开放式分层分布结构的全计算机监控方式，取消或简化常规控制手段。系统的配置和设备选型符合计算机技术发展迅速的特点，充分利用计算机领域的先进技术，并结合泵站自动化程度要求高的特点，使泵站运行管理智能化，并能方便地完成与其他管理信息计算机系统的连接。系统软硬件均采用模块化、结构化设计，具有高度的可靠性、安全性、实时性、实用性、灵活性和便于扩充。监控系统保证与泵站同步投运。

 

计算机监控系统利用世行贷款，国际招标，由中国水利电力物资有限公司中标，由上海东屋电器有限公司生产制造。

 

2 泵站运行控制方式

 

泵站设有三个等级的运行控制方式：

 

泵站主控级控制：操作人员在中控室下命令，通过计算机监控系统实现全部过程自动执行方式或采用分步按顺序组执行的方式，即每一步或每一顺序组完成后需经操作人员确认，方可进行下一步或下一顺序组的操作。

 

现地控制：在泵组调试期或主控级故障时，操作人员可通过现地控制单元的人机界面实现控制。

 

调度级控制：吴江供电局通过调度计算机系统，经光纤通道与泵站监控系统通信，实现遥测、遥信、遥控。遥控对象仅为35kv进线断路器。泵站预留接口以便将来与上海市水务局通信。

 

在操作员工作站设有“吴江供电局”、“水务局”和“中控室”软选择开关，供运行人员确定控制方式，缺省选择为中控室控制。在泵组各现地控制单元，设有“就地/远方” 软选择开关，缺省选择为就地控制。紧急停机等的操作不受控制权设定的制约。

 

3系统的硬件结构和配置

 

3.1 网络系统

 

本系统采用开放式全分布结构，分主控级和现地控制单元级。网络采用100mb/s快速交换式以太网光纤环网结构，采用tcp/ip协议。主干网采用4台rs2系列499nos07100施耐德工业交换机，每台交换机有5个端口。根据设备的布置情况，其中2台交换机设置在计算机室，主控级的各计算机和变电站lcu通过rj45端口电缆与其联接；2台交换机设置在现地，1~6号泵组lcu和公用设备lcu通过plc以太网模块、rj45端口电缆直接与其联接。

 

选择一个合理的网络拓扑结构，对提高网络通讯的可靠性和实时性非常重要。经过比选，系统采用以工业交换机为基础的光纤以太环网结构，具有以下优点：

 

（1）采用对等网工作方式，网上各节点设备（如plc站、主控计算机）以对等（平等）方式交换信息，某一节点设备出故障不会影响其他设备和整个网络的正常工作。而如果采用以服务器为网络数据中心的主从网工作方式，则网络上节点设备均通过服务器数据库交换信息，服务器的工作负荷相对较重，其运行的可靠性和数据处理速度直接影响到整个系统的可靠性和通讯速率，一旦服务器发生故障将会导致整个网络的瘫痪。因此采用对等网的工作方式，系统的可靠性明显提高。

 

（2）采用环网结构，所有网络节点设备均挂接在一根首尾相接的环形线上。它具有故障冗余功能，当环上某一点出现断线时，环网结构500ms内自动转换为总线结构运行，断点两边的节点设备仍可通过总线进行通讯，可确保系统实现无扰动运行。而如果采用总线结构，所有网络节点设备均挂接在一根总线上。当总线上某一点出现断线故障时，断点两边的节点设备之间就无法进行通讯，从而影响系统的正常工作。

 

（3）采用工业级快速光纤交换机进一步提高了系统的可靠性和实时性。工业交换机在设计、制造上具有一些不同于商业交换机的特点：

 

工业交换机通常设计成4~5个端口，而不是商业交换机那样的多端口（12、24或更多端口），很好地适应了工业应用中分布式网络的特点。同时端口少也意味着工业交换机在网络联接中进行数据传输管理的速度更快、可靠性更高，能更好地满足工控场合的实时性要求。

 

工业交换机产品中所有关键芯片、集成电路等元器件均按军用或工业用较高标准筛选，具有极高的热稳定性和电气稳定性，从而为整个产品的长期稳定运行奠定了基础。

 

工业交换机在产品工艺设计上，包括印板布线、接地、屏蔽及结构方面，均充分考虑了工控场合的恶劣工作环境和条件，采取了更为严格的防静电、防电磁干扰、防震动等措施，具有很高的抗干扰能力和电磁兼容性，平均无故障时间不小于17万小时。

 

工业交换机被设计成具有10mbps/100mbps自适应特性和具有连接成光纤环网结构的功能，特别适用于那些具有较多plc站和计算机作为网络节点的场合。

 

下面是采用工业交换机的plc系统网络的部分技术指标：

 

网络传输速率100mbps

 

网络拓扑结构总线型，星型，光纤环网

 

网络传输介质光纤，双绞线

 

网络传输距离光纤：3100米，双绞线：100米

 

网络通讯协议以太网tcp/ip

 

下表概括列出工业交换机与商业交换机的主要区别：（见表一）

 

 

2.2 主控级

 

主控级包括：

 

2台主计算机兼操作员工作站：双机冗余热备,可任选其中1台作为主控计算机运行,完成监视和控制,另1台作热备用。机型为hp visualize x4000工作站，彩色液晶显示器为18.1”tft。

 

1台厂长总工监视终端：只用于对泵站设备进行监视。机型为工控机+彩色液晶显示器。

 

2台通信服务器：负责系统的对外通讯。机型为工控机+彩色液晶显示器，其中1台供吴江供电局专用，1台供水务局用。

 

1台打印计算机和3台打印机

 

ups电源系统：采用梅兰日兰comet s31系列， 容量15kva，后备时间1h，供全站计算机监控系统和辅助设备监控系统使用。输入：380v±15%，输出：220±1%。共设5面柜，其中1面主机柜、3面电池柜、1面配电柜，系统采用双回路供电，一主一备。

 

3.2 主控级

 

主控级包括：

 

2台主计算机兼操作员工作站