時(shí)間:2010-10-08 17:03:08來源:jinyue
項(xiàng)目介紹
寧東供水水源工程是寧東能源重化工基地非常重要的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目,對(duì)有效改善銀川周邊的生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)“大銀川”的建設(shè),具有非常積極的作用。寧東供水一期工程供水對(duì)象由能源重化工基地和生態(tài)項(xiàng)目?jī)刹糠纸M成。工業(yè)用水量為13570萬m3,日均37.1萬m3/d;生態(tài)項(xiàng)目供水設(shè)計(jì)流量2.0m3/s,用水量2400萬m3。自銀川黃河大橋下游1000m處的黃河右岸取水,設(shè)計(jì)流量7.8m3/s,其中工業(yè)供水 5.8m3/s,生態(tài)供水 2.0m3/s,泵站年運(yùn)行小時(shí)數(shù)為6840h(285d),供水量為14280萬m3/s。工程布置二級(jí)泵站和管道,將黃河水輸送到設(shè)在鴨子蕩調(diào)蓄水庫(kù)(總庫(kù)容2053萬m3)。二級(jí)泵站累計(jì)凈揚(yáng)程145.52m,累計(jì)總揚(yáng)程174.2m,共安裝水泵7臺(tái),總裝機(jī)容量27150kW,總運(yùn)行容量19150kW,總運(yùn)行軸功率15252.8kW。輸水線路總長(zhǎng)25.07km,一、二泵站之間管道長(zhǎng)5.68km;二泵站至隧洞進(jìn)口管道長(zhǎng)17.42km,采用DN2200的PCCP壓力管道。在管道出水池至水庫(kù)之間布置隧洞1座,長(zhǎng)1.8km。
根據(jù)整個(gè)寧東供水一期水源工程的項(xiàng)目劃分,共由以下部分組成:
⑴ 金水源(一)泵站
⑵ 紅山石(二)泵站
⑶ 輸水管道工程
⑷ 鴨子蕩水庫(kù)工程
⑸ 寧東供水一期水源工程(一~二泵站)供電工程
2004年9月4日,寧東一期供水工程通信及綜合自動(dòng)化項(xiàng)目開標(biāo)。2004年9月29日,寧夏寧東水務(wù)有限責(zé)任公司與西安航天自動(dòng)化股份公司于銀川正式簽訂了“寧夏寧東能源重化工基地及生態(tài)移民一期供水工程通信及綜合自動(dòng)化合同文件。2005年6月13日,寧東調(diào)水工程全線自動(dòng)化系統(tǒng)初步調(diào)試完成投入運(yùn)行,全線二臺(tái)機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行成功。2006年8月21日通過自治區(qū)水電工程質(zhì)量監(jiān)督中心組織的單位工程驗(yàn)收,評(píng)為優(yōu)良工程。
系統(tǒng)方案與特點(diǎn)
梯級(jí)泵站輸水綜合自動(dòng)化系統(tǒng)由通信系統(tǒng)、泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)等組成。
系統(tǒng)采用采用開放式分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),調(diào)度主機(jī)、操作員站及現(xiàn)地LCU采用雙機(jī)冗余配置,骨干網(wǎng)絡(luò)采用SDH環(huán)型二纖通道保護(hù)網(wǎng)絡(luò),控制局域網(wǎng)采用100M工業(yè)級(jí)光纖環(huán)形以太網(wǎng),系統(tǒng)采用64位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
通信系統(tǒng):以SDH傳輸技術(shù)為主,結(jié)合PBX及以太網(wǎng)交換技術(shù),為用戶提供豐富的多種業(yè)務(wù)通信平臺(tái),滿足當(dāng)前和今后業(yè)務(wù)的需求。以各級(jí)泵站(中心)為節(jié)點(diǎn),組成骨干網(wǎng)絡(luò),各節(jié)點(diǎn)間隔接入,形成環(huán)型二纖通道保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。采用155M(622M或更高) MSTP傳輸平臺(tái),支持TDM業(yè)務(wù)和IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送。骨干網(wǎng)可以在一個(gè)機(jī)架上提供2M到155M的各種TDM接口,同時(shí)也提供10/100M接口用于構(gòu)架IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
語音解決方案
語音采用PBX方式,調(diào)度中心安裝128門(或更多)程控?cái)?shù)字交換機(jī),通過綜合數(shù)字復(fù)用終端利用SDH 2M接口將各級(jí)泵站電話接入調(diào)度中心交換機(jī),同時(shí)還可以為各級(jí)泵站提供低速數(shù)據(jù)接口,交換機(jī)統(tǒng)一從調(diào)度中心接入公網(wǎng),采用一號(hào)信令系統(tǒng),SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)提供互連鏈路。
數(shù)據(jù)傳送解決方案
低速的測(cè)控?cái)?shù)據(jù),可以占用TDM的64kb/s雙向通道傳送。對(duì)外接口可以是RS-232、RS-422、V35、G703、模擬音頻接口(使用Modem)。中高速數(shù)據(jù)可以占用TDM的N×64kb/s至N×2Mb/s通道傳送。測(cè)控?cái)?shù)據(jù)一部分經(jīng)接入網(wǎng)到(分)中心落地,經(jīng)(分)中心對(duì)應(yīng)的信息處理系統(tǒng)篩選和處理后向調(diào)度中心上報(bào)。
以太網(wǎng)組網(wǎng)方案
MSTP 155M SDH傳輸平臺(tái)提供10/100 M以太網(wǎng)接口,使骨干節(jié)點(diǎn)間以高速連接,將各(分)中心局域網(wǎng)互連起來,組成完整的信息系統(tǒng)。各(分)中心配置以太網(wǎng)交換機(jī),支持VLAN劃分。
視頻傳輸方案
在調(diào)度中心、各級(jí)泵站的重要地點(diǎn)設(shè)置攝像機(jī)、云臺(tái)等,經(jīng)距陣切換、數(shù)字壓縮后通過通信網(wǎng)傳輸至調(diào)度中心。通常圖象遠(yuǎn)距離傳輸采用編解碼的傳輸方式,在分辨率為720 × 576時(shí)每路圖象占用帶寬為2M。
計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng):由基于計(jì)算機(jī)控制的調(diào)度中心監(jiān)控系統(tǒng)和各級(jí)泵站監(jiān)控系統(tǒng)組成。每個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、服務(wù)器、各應(yīng)用系統(tǒng)工作站和PC機(jī)組成局域網(wǎng),通過155M MSTP傳輸平臺(tái)的10/100M以太網(wǎng)接口構(gòu)架的IP數(shù)據(jù)主干通信網(wǎng)進(jìn)行整個(gè)輸水系統(tǒng)信息交換,構(gòu)成梯級(jí)泵站輸水系統(tǒng)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng),實(shí)現(xiàn)信息共享。
調(diào)度中心監(jiān)控系統(tǒng):由雙機(jī)冗余的調(diào)度管理主計(jì)算機(jī)、雙機(jī)冗余的調(diào)度員工作站、通信服務(wù)器、工程師/編程員站、仿真培訓(xùn)終端、模擬屏和DLP大屏幕投影系統(tǒng)、電話告警計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)備份與存儲(chǔ)系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等組成。
泵站監(jiān)控系統(tǒng):采用開放式分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),在不同處理器上具有支持應(yīng)用程序和聯(lián)合數(shù)據(jù)庫(kù)的能力。監(jiān)控系統(tǒng)由站控級(jí)(集中控制級(jí))和現(xiàn)地控制單元(LCU)組成,采用100M工業(yè)級(jí)光纖環(huán)形以太網(wǎng)。站控級(jí)設(shè)置雙機(jī)冗余的操作員站、通信服務(wù)器、模擬屏、GPS對(duì)時(shí)等設(shè)備;現(xiàn)地控制單元包括機(jī)組LCU(每臺(tái)機(jī)組一套)、泵站公用LCU、變電站LCU,采用雙機(jī)冗余的PLC為核心控制器,并設(shè)置LCD觸摸屏、SOE專用模塊以及智能I/O裝置,支持多種通信協(xié)議。
系統(tǒng)功能
# 在泵站控制級(jí)和調(diào)度中心遠(yuǎn)方監(jiān)視和操作整個(gè)輸水系統(tǒng);
# 全線輸水的最優(yōu)化調(diào)度;
# 全線輸水量控制;
# 全線輸水流量平衡控制;
# 全線輸水經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;
# 對(duì)包括事故在內(nèi)的特殊情況的分析和處理;
# 輸水系統(tǒng)的開機(jī)控制;
# 輸水系統(tǒng)的停機(jī)控制;
# 單泵站APC(自動(dòng)抽水控制)和單泵組APC功能;
# 自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)(泥沙含量自動(dòng)在線監(jiān)測(cè));
# 收集系統(tǒng)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)資料并提供相應(yīng)報(bào)告;
# 接收工程觀測(cè)的有關(guān)信息以便輸水調(diào)度采取相應(yīng)的措施;
# 供水過程在線和離線仿真、測(cè)試,并提供完善的培訓(xùn)功能;
# 梯級(jí)泵站視頻監(jiān)控;
# 梯級(jí)泵站語音通信與生產(chǎn)調(diào)度;
# 與消防系統(tǒng)通信;
# 與水資源調(diào)度系統(tǒng)的通信;
# 與水情預(yù)報(bào)系統(tǒng)通信;
# 與管理中心MIS系統(tǒng)通信;
# 運(yùn)行管理
創(chuàng)新點(diǎn)和效益
通過對(duì)寧東調(diào)水工程全線自動(dòng)化系統(tǒng)從項(xiàng)目確立至工程運(yùn)行驗(yàn)收全過程的研究、討論、分析、總結(jié),利用所得出結(jié)論形成了當(dāng)前寧東調(diào)水工程全線自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際成果。
寧東一期供水工程通訊及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)工程在水務(wù)業(yè)界具有相當(dāng)程度的樣板性,應(yīng)用了國(guó)際上最先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù),充分體現(xiàn)出我國(guó)引水工程自動(dòng)化的較高水準(zhǔn)。在考慮采用先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)還要考慮技術(shù)的成熟性。系統(tǒng)的配置與選型,網(wǎng)絡(luò)的型式與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),符合計(jì)算機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)并是當(dāng)前的主流產(chǎn)品。配置高檔次產(chǎn)品,以保證在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不需要更新?lián)Q代,在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),保持系統(tǒng)的技術(shù)先進(jìn)性,保護(hù)工程的一次性投資。并在以下方面取得了創(chuàng)新性重要成果。
1) 64位計(jì)算機(jī)集群控制技術(shù)
寧東一期供水工程中兩座泵站、一座水庫(kù)和調(diào)度中心四個(gè)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)均采用64位計(jì)算機(jī),組成四個(gè)64位計(jì)算機(jī)集群,實(shí)現(xiàn)供水全線的自動(dòng)控制、運(yùn)行監(jiān)視、優(yōu)化調(diào)度和生產(chǎn)管理。計(jì)算機(jī)采用64位SMP結(jié)構(gòu)的SUN Blade2500工作站,該工作站采用高端計(jì)算機(jī)主流技術(shù)的64位RISC處理器,運(yùn)行Solaris 9 UNIX操作系統(tǒng),具有高性能、多任務(wù)、多用戶特點(diǎn),支持多顯示器圖形解決方案。配套開發(fā)的64位實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件,采用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),具有強(qiáng)大的異地?cái)?shù)據(jù)備份、災(zāi)難恢復(fù)功能和分布式操作控制功能。應(yīng)用技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
2) 基于UNIX操作系統(tǒng)平臺(tái)的64位實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件技術(shù)
MOSAIC(MITS Open System Architecture for Instrumentation and Control) 是LogicaCMG公司推出的實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件,為了滿足寧東一期供水工程64位計(jì)算機(jī)集群控制系統(tǒng)的要求,進(jìn)行了適應(yīng)性開發(fā),使其將企業(yè)的關(guān)鍵性運(yùn)行系統(tǒng)與企業(yè)的其它信息系統(tǒng)有機(jī)地融為一體。
3) 部件熱插拔技術(shù)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)中大量采用了支持熱插拔功能的部件或設(shè)備,如CISCOC 3745路由器的熱插拔功能可在最大限度降低對(duì)網(wǎng)絡(luò)可用性影響的前提下更換和維修網(wǎng)絡(luò)模塊、可實(shí)現(xiàn)RPS的聯(lián)機(jī)更換和維修、可對(duì)風(fēng)扇托架進(jìn)行聯(lián)機(jī)更換;HP部件熱插拔技術(shù)應(yīng)用使得服務(wù)器具有硬盤、擴(kuò)展PCI-X插槽、電源等部件熱插拔功能;TSX Quantum系列PLC的熱插拔功能保證了其所有模板的聯(lián)機(jī)更換和維修。熱插拔技術(shù)的應(yīng)用大大縮短了設(shè)備平均維修時(shí)間(MTTR),提高了系統(tǒng)的可用性和可靠性。
4) 基于SDH的MSTP(多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái))技術(shù)
以往的梯級(jí)輸水工程中較多的采用傳統(tǒng)的SDH傳輸設(shè)備,提供單一的TDM業(yè)務(wù)。本項(xiàng)目中采用基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)(MSTP)(Multi-Service Transport Platform),支持TDM業(yè)務(wù)和IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送,并提供統(tǒng)一網(wǎng)管,組建骨干通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)語音、圖像、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。
語音采用PBX方式,調(diào)度中心安裝128門程控?cái)?shù)字交換機(jī),通過綜合數(shù)字復(fù)用終端利用SDH E1通道將各泵站電話接入調(diào)度中心交換機(jī),交換機(jī)統(tǒng)一從調(diào)度中心接入公網(wǎng),采用一號(hào)信令系統(tǒng),SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)提供互連鏈路。
視頻圖像信號(hào)采用數(shù)字壓縮技術(shù)通過SDH E1通道實(shí)時(shí)傳輸,圖像分辨率為720 × 576。視頻控制信號(hào)采用RS422協(xié)議,通過SDH設(shè)備低速數(shù)據(jù)接口,由SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)提供互連鏈路,組成星形網(wǎng)絡(luò)。
MSTP 傳輸平臺(tái)提供10/100 M以太網(wǎng)接口,使骨干節(jié)點(diǎn)間得以高速連接,將各(分)中心局域網(wǎng)互連起來,組成完整的信息系統(tǒng)。采用多業(yè)務(wù)平臺(tái)MSTP的技術(shù),保證了通信系統(tǒng)的先進(jìn)性。
5) 光纖自愈環(huán)網(wǎng)技術(shù)
為了減少運(yùn)行環(huán)境相對(duì)惡劣的泵站(水庫(kù))計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)局域網(wǎng)線路破損造成的網(wǎng)絡(luò)通信中斷故障,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)局域網(wǎng)采用工業(yè)級(jí)交換機(jī)組成100M光纖自愈以太環(huán)網(wǎng)。工業(yè)級(jí)交換機(jī)采用內(nèi)部冗余24VDC電源設(shè)計(jì),無風(fēng)扇工業(yè)級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),MTBF >171000小時(shí),可以實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)冗余環(huán),發(fā)生故障時(shí)反應(yīng)時(shí)間(切換時(shí)間)< 500 ms。環(huán)網(wǎng)自愈技術(shù),大大提高了現(xiàn)場(chǎng)級(jí)局域網(wǎng)的可靠性。
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