水库的自动化综合管理系统设计及实际应用

水库的自动化综合管理系统设计及实际应用

陈卫如

上海高诚智能科技有限公司

摘要：水库自动化综合管理系统，集广播、可靠性、水文水质监测、先进性、视频监控、通信、启闭机有效控制于一体，水库综合管理和调度等多功能统一的水库自动化综合管理系统设计，并对其结构特点、设计原则、功能与配置对其解析。

关键词：水库自动化；综合管理；系统设计；控制中心

1 系统设计思路

水库的自动化综合管理系统设计与实际应用的大致思路为：系统的集成开发与设计将根据安全、稳定、先进成熟和经济的理念;系统为了满足现场实际情况和使用时间的寿命以及科学有效性等性能需求;在综合集成的基础上，充分满足水库系统实际有效的设计要求；实现与相关工程子项目的无缝对接和高效协调。

水库自动化管理系统的设计全过程实现以下的技术理念:

（1）水库控制系统设计与集成等按照国家标准或者行业标准进行。

（2）采用具有良好信誉以及业界知名品牌的合格产品产品,使其这些产品在运用中使其水库系统建设中能够良好运行。

（3）设计要立足于人性化设计,以达到软硬件协同配合，搭建统一的软件信息平台。水

（4）库系统的软硬件开发与集成的各个子系统之间合理的配合运行,实现远程的监控于无人值守等功能。

2 系统设计结构

水库的自动化管理系统设计有以下几部分组成：

（1）系统控制中心；

（2）输水闸井；

（3）取水泵闸；

（4）输水泵站；

（5）下游水闸等五部分。

这五部分既是一体化的，又是各部分中存在差异。整个水库系统的网络系统是针对点对点、分布式、开放的可扩展的三层网络结构体系结构。这种结构可以在很大成都上保证水库能够可靠安全持久的运行工作。

整个水库系统的网络系统采用以下五部分，该五部分分别为：

(1)输水泵站；

(2)光缆将控制中心；

(3)取水泵闸；

(4)下游水闸；

(5)输水闸井。

该五部分共同组成了五个首尾相连的局域网，该局域网是以1000M的以太网,并且使其更好保证A的正常运行。

水库自动化管理系统的设计不仅需要安全性和可靠性，而且还需要实现具有视频监控网络能力的1000M光纤环网，以减少视频信息对网络监控系统的影响。

3 控制中心系统结构及功能

水库自动化系统控制中心是指各系统网络的数据采集和处理中心，对各子中心传输的数据进行存储、管理和处理。系统控制中心采用1000m环形网络交换机，将工作站、打印机、服务器等设备连接起来，形成一个小型办公城市网络。

水库系统服务器主要包括以下四点:

1. SCADA服务器的具体功能指令负是负责控制数据。

2. 水库的自动化综合管理系统实际实现实时数据上报。

3. 水库系统设计采集服务器的功能是负责采集各分拉站的V0s2/ 5；

（4）水库系统还需具备长时间保存数据的功能，以方便以后未来的调取和查看。

接下来水库系统还需与MIS系统相连接,实现了系统用户所需的相关数据和相关图片。MIS系统的web和服务器都是通过路由器连接的，而大屏幕驱动工作站则安装了大屏幕显示共享软件来操作大屏幕控制器。网络交换机可以连接自动化系统的外部和内部，如下图1所示：

图1 系统拓扑图

3.1网络故障切换

水库的自动化管理系统设计中的系统控制中心与五号沟集控中心之间的两个主、备通讯中只要有一个发生问题时,就会出现两主、备通讯之间就可以能够进行彼此之间的互相切换, 从而达到设备以及网络的正常运行，并且保证不发生数据丢失现象与数据传输的正常进行，如下图2所示：

为了保证两个通道能够相互切换，保证通信的正常运行，系统主通道的接入端设置了入侵检测路由器和集成防火墙，以保证两个通道之间的切换不受外部环境。

图2 系统网络结构图

3.2 分控站系统结构及功能

系统的分控站不仅仅只是单纯的去负责它们子系统各自的水库内的设备与网络的正常运行，并且对其整个水库系统所在的水库进行采集相关数据并对其进行数据的管理与存储分类,同时进行有选择性的将数据上传之水库系统的控制中心，以方便当下以及未来数据读取以及方便读取相关数据进行研究与查看。

3.2.1 取水泵闸分控站系统结构

取水泵闸分控站系统的主要功能如下：

（1）初始水提取；

（2）期盐峰；

（3）通过预先储存水和避免盐分来获取淡水。

分控制站监控系统采用分级分布式结构，由站控制级单元级组成。此外，网络结构以100 /1000m工业交换机为中心，其外部与水库的大型环网连接，而其内部与各种子设备相连接，形成一个小环。

（1）通过100 /1000m工业交换机连接各种服务；

（2）设备和工作站构成了水泵制动器子控制站的信息控制部分；

（3）处理和储存中心,与现存控制的单元间相连13/5。

首先通过10/100M工业交换机将交换机接入LCU机柜，然后通过LCU机柜等各种软硬件设备。如：10/100M工业开关与泵组LCU柜相连，通过LCU组柜与电机励磁柜相连，使电机软启动控制柜、水泵接线盒等设备，达到连接的目的。

3.2.2 取水泵闸分控站功能

系统取水泵闸分控站的功能陈述：系统的数据库服务器承担着与之相关数据的管理预计存储；并且为其所载软件的功能提供相关有效的数据。医负责对本能细的自办化控的操作员工作站1并站指系院等进行多系统以及单系族人机交互经作视模控制中心系统管理服务器的客户端。

3.3系统主要硬件配置及特点

水库自动化系统设计的服务器和操作员：主服务器选用部件级元器件均符合工业或者国家标准； 例如：CPU处理器、 相关的合格电源、10控制组件都选用冗余配置；系统的服务器将完全选用硬件容错方式,从而是其性能可靠性设计要求达到99.999%之上,然而集成锁(Lock-Step)技术与冗余器件都在同一时钟周期做着一样的工作内容,就也将不再使用其他的任何一般的软件APP以及相关对应的编写脚本程序;但是在当器件出现多个错误时,其选用的冗用性T余器件就能够持续不停的编制代码，达到切换脚本的作用。而硬盘（包括静态数据，操作系统，应用软件等）受镜像RAIDI保护，而服务器具有故障跟踪和连续工作的功能。

4 结束语

水库自动化综合管理系统的设计建立了国家水利部的中心端，可以实现全国所有水库的管理和检测的信息自动化和操作，给运行带来极大的方便，储层预测等工作。假设水库自动化管理系统能够成功地搭建，将会对全国水利各方面的统筹有巨大的提高，能够可以更好地去保护保人民财产安全，在抵抗灾害与预防灾害的方面有很大的帮助。如果能够更快速有效的这些先进成熟的信息技术应用到社会主义的建设当中来，我们可以更好地建设我们伟大的国家，使我们的祖国更加繁荣富强，人民过上幸福健康的生活！

参考文献

[1]郑健兵,高吾,徐酸,等,引供水工程综合监控系统的实现应用水电自化与大,2010(2): 34-37.

[2]杨晋，李钟群，王涛等. J2EE规范及JAVA语言在水利专业数图系统中的应用[J]，浙江水利科技,6:24-26