[发明专利]一站式无人值守泵站自动化控制系统

权利要求书

1.一种一站式无人值守泵站自动化控制系统，其特征在于，该系统包括现场控制层、SCADA监控层、数据存储层和数据应用层；

所述现场控制层能够实现泵站的远程启停、液位监控、液位联动控制、流量监控、电量监控、过载报警/保护、历史数据查询、视频图像监控、仪表和阀的启动、停止、运行和检测的自动化监测和控制；

所述SCADA监控层能够实现对现场控制层各个设备高可靠性的操控及数据的实时采集与处理、将采集到的信息通过微波无线网络上传至数据存储层、分析统计数据存储层的历史数据；

所述数据存储层接受SCADA监控层发送的操作和事件数据，存入实时数据库，用于画面更新、控制调节、操作指导及事件记录和分析；

所述数据应用层通过微波无线网络调取数据存储层的数据能够实现将全站泵组、电气系统、水系统、阀门控制系统及直流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以及基于数据存储层的数据分析统计、事故分析和追忆；

所述现场控制层内部通信网络采用模拟量和开关量的信号进行通信；

所述现场控制层与SCADA监控层之间通过微波无线网络进行通讯，采用计算机网络将工业现场各监控系统进行汇接，实现监控系统工作站部署到计算机网络的任意节点上；

所述SCADA监控层包括盐田部中控室SCADA工程师站和操作员站、公司调度中心操作员站和公司管理层访问终端；所述盐田部中控室SCADA操作员站可以监控所有生产数据以及对所有设备进行启停操作；所述盐田部中控室SCADA工程师站可以根据中控系统显示的不同的目标函数，依据泵站进、出口水位的变化，通过实时优化计算，调节泵组流量，合理地确定开机台数，并对各泵组进行优化组合；所述SCADA监控层能够实现对现场控制层各个设备高可靠性的操控包括泵组的启/停操作、变配电系统的自动控制、辅助设备的自动/联动控制和用可视化流程控制图来描述一个顺序控制过程；

所述SCADA监控层对现场控制层数据实时采集和处理包括对泵站电量、非电模入量、开入量和脉冲量的采集以及处理硬件和软件滤波、判断数据有效性和合理性、检查越复限及状态、报警登陆和发生事故时，启动事故处理功能；所述事故处理功能包括在监视过程中主要操作参数变换及状态变换在LCD显示，当发生过程阻滞时系统给出阻滞设备报警提示及故障处理指导性画面供运行人员确认，以便中控操作员及时关闭故障设备；

具体地，数据采集与处理：完成对水泵机组流量、电流、电压监测、过载保护、液位控制及阀门进液操控单元、状态监控、前池液位电子水尺和后池液位电子水尺各现场控制单元的各种模拟量、开关量的采集；

将采集的电气量进行工程值变换和预处理，上送远程控制中心级并在本地屏上显示；将采集的电气量、温度量等非电量进行越限比较，及时将越限情况送往远程控制中心级并在本地显示和报警；将采集的过程状态量、电气保护报警量、机械保护报警量随时上送远程控制中心级；

自动采集事故或故障发生时刻的有关数据，并按其发生的顺序记录事故和故障的性质、发生的时间；将各现场控制单元发送的操作和事件数据，生成各种数据库，用于画面更新、控制调节、操作指导及事件记录和分析；数据采集可以周期性进行，在所有时间内，可由操作员或应用程序发令采集任何一个现场控制单元的过程输入信息；

SCADA监控层将采集到的前池液位电子水尺检测到的水位信息进行越限比较，及时将越限情况送往远程控制中心级并在本地显示；当水位超过警戒线时，自动采集事故发生时刻的有关数据，并按其发生的顺序记录事故的性质、发生的时间，通过微波无线网络上传至数据存储层；

盐田部中控室SCADA工程师站和操作员站显示报警信号，操作员远程开启进液阀门，同时工程师远程关闭4-6#机组，直到报警信号消失后，操作员远程关闭进液阀门，工程师根据现场的实际水位状况决定是否开启4-6#机组；若盐田部中控室SCADA工程师和操作员没有及时处理该情况，公司调度中心操作员站远程开启进液阀门并关闭4-6#机组；SCADA监控层将盐田部中控室SCAD工程师与操作员和公司调度中心操作员的指令全部采集上传至数据存储层

所述现场控制层包括监控系统；所述数据存储层包括工业历史数据库服务器和视频监控存储设备；所述数据应用层包括SCADA调度平台、历史数据分析平台、实时数据查询平台、web发布平台、视频实时查看及回放和大屏幕显示系统；

所述监控系统包括每个泵站2台或多台水池水位监测设备，每个泵站1台的网络高清球型摄像机，每个泵站的机组开关柜的自控控制回路，每个泵站1台的微波无线网络通讯设备和泵站配电间内的1套PLC监控模块；所述PLC监控模块被接入各泵站机组运行的电压、电流信号和状态开关信号；所述泵站机组开关柜被接入PLC监控模块启停控制信号；

所述公司调度中心操作员站只负责监控各个泵站的生产数据；在出现报警且盐田部中控室SCADA操作员站没有及时处理情况下，可对无人泵站设备做紧急停车处理；

所述公司管理层访问终端仅可浏览通过web发布系统发布的生产数据，无操作权限；

现场控制层的控制方式是一种后备控制方式，拥有最高优先权，操作人员可以根据工艺情况直接对设备进行启停的操作。