论微机综合自动化系统在梅子箐水库扩建工程中的应用

【摘要】本文主要介绍微机综合自动化系统在攀枝花西区梅子箐水库扩建工程中的总体设计及系统结构，微机综合自动化系统包含相关计算机监控系统、水情测报系统、大坝安全监测系统、闸门及泵站现地控制系统、工业电视监控系统、辅助支撑系统等子系统，并重点对计算机监控子系统在工程中的应用进行阐述。

【关键词】水库 泵站 闸门；微机综合自动化系统 ；计算机监控系统 水情测报系统；大坝安全监测系统；闸门及泵站现地控制系统、工业电视监控系统；辅助支撑系统

1、工程概况

梅子箐水库扩建工程位于攀枝花市西区和仁和区，工程包括水库枢纽工程、补水工程、梅子箐灌区工程和福田灌区工程组成。

水库枢纽工程包括三座水库工程，即梅子箐水库扩建工程、高涧沟水库扩建工程、三洞桥水库工程。水库设备设施情况为：梅子箐水库设有放水洞，闸室段设工作闸门和检修闸门各一扇，量水堰一处；高涧沟水库设有放水洞，闸室段设工作闸门和检修闸门各一扇；三洞桥水库设有取水洞（为梅子箐水库、高涧沟水库充水）、冲砂洞、大坝溢洪道，取水洞设有工作闸门和检修闸门各一扇、冲沙洞设有工作闸门和检修闸门各一扇、大坝溢洪道设有工作闸两扇。

梅子箐灌区工程包括干箐沟泵站、梅子箐库区一级、二级泵站。泵站设备设施情况为：干箐沟泵站设有水泵机组两台（10KV、800KW/台、一用一备）；梅子箐库区一级泵站设有水泵机组两台（6KV、355KW/台）；梅子箐库区二级泵站设有水泵机组两台（6KV、185KW/台、一用一备）。

本文主要介绍微机综合自动化系统在本工程中的总体设计及系统结构，重点阐述计算机监控系统在梅子箐水库扩建工程中的应用，对相关水情测报系统、大坝安全监测系统、闸门及泵站现地控制系统、工业电视监控系统、辅助支撑系统等技术要求不作过多阐述。

2、总体设计

梅子箐水库扩建工程微机综合自动化系统的建设水平与质量直接关系到整个灌溉工程自动化与信息化的预期效果。其总体设计思路为：

全线远程自动控制，实现全线现地站无人值守

在现场站配置可靠的现地监控系统（含现地各水库闸门启闭机控制系统、干箐沟及梅子箐一二级泵站控制系统）、水情测报系统、大坝安全监测系统等，获取全面、可靠的原始数据，实现可靠的远程控制。并在现场设置可靠的视频图像采集、梅子箐大小会议室液晶屏系统、UPS电源系统、程控电话对讲通讯系统、火灾报警系统等辅助支撑系统，为实现远程控制提供保证。

采用统一平台，实现各类应用的一体化管控

系统采用一体化管控平台，该平台融合了计算机监控系统、水情测报系统、大坝安全监测系统、闸门监控系统、泵站监控系统等测控自动化系统的所有应用功能，同时各子系统又分别独立，充分保障系统的可靠性。

建设通信网络，保障综合信息畅通

保障数据传输及时、信息畅通，是实现本工程自动化综合通信的基础，各闸门、水泵监控信息及控制指令的瞬时性要求，建设高性能的专用通信传输系统是保证自动化综合信息畅通，支撑应用系统实现安全稳定可靠的综合目标。

计算机网络系统是自动化综合系统的载体，根据各个应用系统对网络实时性、安全可靠性、带宽要求建设计算机网络。通过有线、无线方式组网连接。

3、一体化管控平台必要性

整个工程的综合自动化系统建设需将所有子系统进行有效整合并形成统一的数据中心和应用软件平台，高效的服务于工程各级管理部门的日常业务应用，系统建设效果才能最大发挥。

为了使系统能够灵活适应业务需求的变化，面对新应用具有可扩展性，信息和应用资源方面高度共享，避免出现信息孤岛，系统建设采用一体化管控平台化的设计思路，综合集成现有各类信息化系统，打通这些信息孤岛，建立统一的数据中心和一体化应用系统，并提供统一的访问机制，实现不同权限用户的数据访问和业务应用，达到信息资源共享和业务协同的目标。

4、标准、开放建设思路

标准，是系统建设的基础，标准体系是规范、统一系统建设管理和运行管理的重要基础，也是系统信息和软、硬件资源共享、系统有效开发和顺利集成、系统安全运行和平稳更新完善，以及后续扩展升级的重要保证，系统建设标准先行。

在开放、标准的支撑下，在一体化管控平台的基础上，系统建设采用开放的建设策略，系统可以集成不同厂家的不同环境的产品，可以容纳各类资源集成为一体，最终达到设计建设目标。

5、系统总体结构

本工程综合自动化系统采用開放式分层分布系统。整个系统由主控级计算机应用系统和现地监测监控系统组成，采用100Mbps光纤以太网和北斗卫星与无线GPRS/GSM方式连接。

架构中三洞桥水库、高涧沟水库、梅子箐水库计算机监控中心分别作为对各自所辖灌区和现地泵站、闸门（除检修闸门启闭机控制外）、大坝安全、水情测报等进行运行数据采集、监视及管理，同时数据信息进行共享；梅子箐水库计算机监控系统作为整个系统的总调度监控中心；现地层则包括各启闭机控制、各泵站控制、水情测报、安全监测、视频监视等现地采集设备。

图1为本工程总体计算机网络系统结构图。

平台基础上实现闸门监控、泵站控制、水情测报、安全监测等各类专业业务的综合应用；以及供水灌溉综合、事故应急处理预案、工程安全分析与评估等综合决策应用，为工程输水灌溉综合运行提供决策支持。

（7）各系统应能迅速可靠、准确有效地完成对各被控对象的安全监视和控制，以及对整个系统的运行管理，包括对各数据量、状态量采集及处理、实时控制、安全运行监视（如状变监视、过程监视、监控系统异常监视）、事件顺序记录、管理（报表生成及打印、、历史数据存档、检索、显示、报警）、数据通信、系统诊断、软件开发等。

（3）应用系统布置

根据工程管理机制及应用系统特点，梅子箐水库扩建工程应用系统采取各水库即可独立实现数据存储、管理、监控、也可实现各管理中心的数据共享、信息交换方式。也即分层分步式应用，充分保障系统的安装可靠，风险分散性。

在各水库管理中心设置一套完整的应用系统，实现对各水库工程站点数据采集与交互、数据存储与管理、一体化应用支撑及各类基础应用与决策支持应用、视频图像的监控、存储与应用，并根据软件应用需求配置相应的数据服务器、应用服务器、工作站等硬件平台。

（4）系统主要设备配置及性能

（1）采用工业标准架构的机架式服务器，主要性能参数不低于以下要求：四核Intel Xeon E5-2407 2.4 GHz处理器，高速缓存10MB；8GB ECC DDR3内存，最大支持192GB；1块1TB SATA企业级硬盘，并可扩展至16TB数据存储空间；2个千兆自适应以太网网口，可扩展4个千兆以太网口；800W冗余电源；Windows Server版、Linux等操作系统。

（2）应用系统软件平台：应采用一体化技术，在同一软件平台上实现闸门控制、泵站控制、水情测报、安全监测、工业电视监控等业务的一体化应用，软件平台应支持跨平台。

（3）服务器机柜和网络机柜。应选用企业级工业标准机柜。

（4）网络交换机支持多标准多协议、采用三层交换及沉余、IEEE802.3x流控及背压式流控、快速及千兆以太网接口、RS-232（RJ45）控制接口、具有报警输出等。

（5）区域交换机支持多标准多协议、IEEE802.3x流控及背压式流控、100BaseFX光纤接口、RS-232（RJ45）控制接口、具有报警输出等

（6）GPRS工业级无线模块具有支持GSM900/GSM1800MHz双频、支持GPRS multi-slot class 10、带宽：100Kbits>X>20Kbits/s、工业级ARM7高性能嵌入式CPU（主频72MPS）；128Kbits内存、16KMbits缓存、1个RS232串口、1.8V/3V/5V标准的推杆式UIM卡接口、永远在线/唤醒在线/按需在线连接模式、支持GPRS及短信协议数据传输等。

圖2为梅子箐水库中心站分站网络结构图（三洞桥水库、高涧沟水库分中心站类同，不再示出）。

参考文献：

[1]DL/T5003电力系统综合自动化设计技术规范

[2]陈益飞 辅小荣 计算机控制技术 国防工业出版社

[3]李腊元 李春林 计算机网络技术 国防工业出版社

[4]张明光 电力系统远动及调度自动化 中国电力出版社

作者简介：刘泉刚（1975-01），男，重庆市人，工程师，大学本科，主要从事水利水电工程电气自动化专业设计。