GE智能平台在湖南省洞庭湖区大型排涝泵站项目的应用实例———GE

［摘要］：GE 智能平台提供了优秀自动化解决方案，采用PACsystem控制系统，QuickPanel View触摸屏，Proficy HMI/SCADA iFIX 软件等产品完美实现了用户需求。［关键词］：PACsystem QuickPanel View 排涝泵站　　
  项目名称
湖南省洞庭湖区大型排涝泵站更新改造项目，水处理行业。

  应用背景
　　湖南省地处长江中游南岸，亚热带季风气候区，雨量丰沛，降水多集中在4~7月，极易形成洪涝灾害。全省48%的耕地必须依赖排灌泵站才能保证旱涝保收，42%的农业人口依赖排灌泵站丰衣足食。
　　洞庭湖区总面积15200平方公里，是人口稠密，工农业发达，是湖南经济最重要的地区；而洞庭湖区每逢汛期，外江外湖水高出垸内地面几米至十几米，大型排涝泵站是该湖区社会经济可持续发展的根本保障，对湖南省的社会经济和粮食生产具有关键意义。
　　湖南省洞庭湖区现有大型排涝泵站普遍建于上世纪60年代，机电设备老化，各类建筑物失修，管理手段落后，自动化程度低，造成泵站整体技术状态差，管理落后，不能适应当前国民经济的发展需求。因此进行全面更新改造，对机电设备升级换代是保证湖区社会安定，促进社会经济发展的重大项目。此项目包括对23个大型泵站的改造，分为3期实施。

  客户需求
　　经过改造，实现大型泵站的计算机监控，机组性能和效率达到先进水平，自动化系统具有技术先进，安全可靠，经济合理，管理方便等特点，在保证设备运行可靠性，稳定性，安全性的同时，注重提高效率，降低维护成本。通过改造，使安全运行率达到98%以上，提高管理信息化水平，使工程受益区排涝标准由现有3~5年提高到6~7年，逐步达到10年标准。
　　计算机监控及网络系统通过各种传感器，全方位采集机组和辅助设备，电气设备及周边设施，水工建筑物和环境数据和信息，监视和控制泵站内各种设备的运行和操作，实现泵站的主要设备和输配电线路的动态监视，测量，自动控制和保护，实现泵站机组优化运行，调度通信，实现泵站工程管理自动化。
　　大型排涝泵站（或泵站群）优先采用有人值班（或巡检）方案，并在泵站监控系统预留与上级管理部门远程通讯接口。
　　大型排涝泵站为每台机组设置一套LCU（现地控制单元），并在每个泵站设置一套公用设备LCU。
　　机组LCU按机组对象单独设置，负责采集每台机组设备的运行数据及状态。对数据进行处理，并将处理的数据送到主控层，接受并处理主控层发来的各种命令，实现对所属设备的自动控制。机组LCU完成机组的顺控，自动投入机组冷却水，微机PLC装置、通风机，完成机组运行状态数据采集处理，实现机组运行状态的控制和调节及机组温度巡检等。
　　公用设备LCU完成开关站内主变、站用变、线路的运行状态和数据采集处理，实现各侧断路器的分、合闸控制。对辅机设备、防洪门、检修门及泵站的各控制水位、流量、压力监测及直流220伏电源系统等的监视。
       同时为每套LCU控制屏设置一台现地工业触摸屏监控设备运行，在泵站中心控制室设置计算机监控，完成对站内生产，设备的实时监控以及历史生产数据存储，同时提供和上级管理部门远程通讯接口。

  解决方案
　　GE Fanuc提供了优秀自动化解决方案，采用PACsystem控制系统，QuickPanel View触摸屏，Proficy HMI/SCADA iFIX 软件等产品完美实现了用户需求。
　　LCU采用PACsystem控制系统，现地监控使用QuickPanel View触摸屏，中心控制室的集中监控则使用Proficy HMI/SCADA iFIX 软件。附图为一个典型排涝泵站的自控系统结构图：
  
　　作为泵站自动化核心控制原件，PACsystem 提供了集先进性，可靠性，开放性与兼容性于一体的优秀方案。 作为新一代控制器，PACsystem 采用了基于Intel 的处理器， C-PCI背板总线， VxWorks实时操作系统的工业化平台。
　　本系统中的CPU模块采用P3 300M处理器，集成10M用户内存和10M闪存，提供了足够的运算能力和程序空间，并且支持所有程序和变量注释的完整下传和上传，用户可以将任何系统维护日志直接写入控制器，方便最终用户对系统的维护管理；采用符合标准IEEC61131的编程语言，提供了完善的故障诊断工具，支持不停机程序上下传，所有模块的带电热插拔，以及在线修改程序，在线调试，试用和恢复程序，以太网模块的临时IP地址设置，功能块导入导出等大量实用功能和辅助工具，为用户开发和维护提供最大程度的便利，中断功能配合大容量的内存可以实现关键监控点的SOE纪录，准确定位故障源，通用串口支持自定义编程，可以方便连接温度巡检仪等各种智能设备；以太网模块内置交换机，提供两个RJ45电气接口，一口连接触摸屏，一口连接中控室计算机。PACsystem已投入市场7年时间，正是工控产品生命周期的黄金时段，系统已经过充分的市场检验，同时在未来的十余年内无需担忧备品问题，开放的系统架构，更提供了充裕的扩展空间。
　　现地监控采用的QuickPanel View触摸屏，是新一代产品，WindowsCE操作系统，12寸真彩TFT屏幕可以更方便美观的组态监控画面，通过工业以太网和PACsystem连接，数据响应更加高效，和PACsystem完全集成的统一开发环境，可以减少用户的学习成本，统一的变量库使得触摸屏开发无需二次定义变量，减少了工作量和错误可能。内置脚本功能允许用户针对特殊要求开发更复杂的应用。
　　中控室监控采用Proficy HMI/SCADA iFIX 软件，iFIX软件作为GE Fanuc Proficy软件家族的一员，提供了对本地和远程系统的强大SCADA监控。除了提供优异的图形监视界面，还提供了尖端的报警管理系统，可以通过短信或者电子邮件提醒客户采取行动。VB内置脚本工具帮助用户轻松实现各种特殊定制要求，提供OPC，ODBC等各类接口，轻松连接各种数据库和第三方软件。独有的安全容器技术保证用户可以安全使用ActiveX控件，控件产生故障对导致iFIX系统本身崩溃。GE Fanuc更可以提供实时历史数据库，WEB信息发布平台等各种工业软件，并和iFIX可以无缝集成，为泵站群的集中上层监控预留了充分的扩展空间。

  实施结果
　　从2007年开始，改造泵站已开始陆续投入使用，实际证明，GE Fanuc智能平台产品工作稳定，开发维护方便，性能优异，保证了泵站的高效稳定运行，得到用户一致认可。
  
作者： 郑翔　　通用电气发那科智能设备（上海）有限公司