傲拓科技南水北调东线水利枢纽江都四站改造项目自主可控的大型泵站、水闸计算机监控系统
傲拓科技研制的自主可控大型泵站、水闸计算机监控系统针对水利项目自动化控制、信息化管理两大技术难题提出了创新性的解决方案。系统实现了对各类传感器的集成,以全方位、多角度、立体化的方式呈现了大型泵站、水闸的整体运行工况,成功打造了一个集监测、分析、预警于一体的自动化控制管理系统。系统采用飞腾D2000+银河麒麟V10+傲拓科技龙翔跨平台组态软件+傲拓NJ400系列PLC工业控制管理系统,成功打破了技术壁垒。
大型泵站、水闸作为水利工程建设过程中较为重要组成部分,其主要任务是承担泵站所在地区的防洪防涝、调水灌溉以及生活供水等任务。
傲拓科技针对大型泵站、水闸监控系统应用场景,依托自主可控需求,从技术产品突破,形成了面向该行业的系统解决方案。
该解决方案通过智能化的管理系统,优化泵站工作流程,减少能耗,提升整体效率:利用网络技术实现远程数据采集、设备状态监控和故障预警,减少人工干预:通过减少因人的因素导致的设备损坏率,延长设备常规使用的寿命,降低维修成本;采用自主可控软硬件构建核心控制管理系统;利用信息安全技术确保国家重大基础设施工控安全性和可控性;带动相关产业的技术进步,推动大型泵站、水闸监控系统向更加智能的方向发展。
系统可以迅速可靠、准确有效地完成对大型泵站设备正常运行数据的监测和对泵组、闸门、变配电、辅机、沿线分水口设备的控制,以及对总系统的视频监控、和运行管理,基本功能包括:数据采集及处理、运行监控及报警、控制与调节、通讯信息安全管理。
傲拓科技自主可控大型泵站、水闸计算机监控系统硬件平台全部采用傲拓科技自主可控的PLC控制器,控制器核心芯片是基于飞腾处理器和银河麒麟操作系统,自主研发的组态软件可以在硬件平台和麒麟操作系统下运行。泵站自动化控制管理系统通常分为现地层和站控层,方案架构如图2-1所示:
傲拓科技研制的自主可控大型泵站计算机监控系统通过强大的数据采集、解决能力以及灵活的控制功能,为大型泵站提供了高效、可靠的自动化解决方案。可以迅速可靠、准确有效地完成对大型泵站设备正常运行数据的监测和对泵组、闸门、变配电、辅机、沿线分水口设备的控制,以及对总系统的视频监控、和运行管理,基本功能包括数据采集及处理、运行监控及报警、控制与调节、通讯信息安全管理等。以下是系统的具体应用:
系统能够实时采集泵站内各类传感器的数据,如水位、流量、压力、电流、温度等。这一些数据不仅帮助操作者了解泵站当前的工作状态,同时也为后续的决策提供了依据。
系统可以使运行人员通过显示器对全站各主要设备的运作时的状态进行实时监视;对参数量值可预先设定其限制范围,启动相关量分析功能,重要参数要有趋势报警;当泵站发生意外事故造成断路器跳闸等情况时,监控系统应立即以中断方式响应并自动显示、记录和打印事故名称及时间,且记录的分辨率不超过5ms;泵组测温配置了数字温度仪及温度巡测装置(装于机组测温制动屏),用于测量轴瓦、定子铁芯等的温度,并有越限停机及报警功能。
控制与调节对象为泵组及其辅助设备、高压变频装置、泵站配电设备和泵站公用设备。远方方式当计算机系统正常运行时,通过主控站工控机人机接口对设备做监控,完成自动调整;现地控制当计算机系统退出运行或通讯中断时,通过操作键盘或按纽直接向LCU单元发出命令,完成调整操作。统计与制表对采集的定时数据与检测的事件进行在线计算;画面调用将允许自动及召唤方式实现;具备在线自诊断功能及在线诊断的功能。
傲拓科技PLC在信息安全技术方面具有数据流限制、数据访问白名单、用户权限管理、数据完整性和日志管理等功能,来保证工业现场功能安全、通信安全和系统安全
系统采用飞腾D2000+银河麒麟V10+傲拓科技龙翔跨平台组态软件+傲拓NJ400系列PLC的整套工业控制管理系统,实现了从操作系统到工控软件的信创改造。PLC的核心CPU采用龙芯、申威、飞腾等处理器,主控制器电子元器件种类和数量均达到100%;PLC嵌入式操作系统采用自主可控操作系统或开源操作系统;PLC开发编程组态软件完全自主研发,可在PC环境运行,支持跨平台运行。
傲拓科技研制的跨平台NAPro可编程控制器集成开发环境软件是国内唯一一套自主开发的具有完全自主知识产权的支持IEC61131-3国际标准全部5种编程语言的软件。同时,软件具有在Windows和麒麟操作系统跨平台运行能力,开放性好,可维护性强,可以远程调试监控PLC程序,可以对梯形图设置断点、单步执行等高级语言才具有的操作,方便用户快速排查故障。PLC的通用IEC61131-3集成开发环境,包括编辑器、编译器、调试器、仿真器和图形用户界面工具,主要完成硬件配置、任务组态、数据定义、软件编程、程序编译、程序下载、程序调试、程序仿真等工作,轻松跨越产品生命周期(从设计、安装、运行到维护)的各个阶段。该软件功能强大,使用起来更便捷,界面友好,为工程技术人员提供了一套简单实用的软件编程和联机调试工具,可适用于各工业控制领域,如水利、电力、冶金、物流、石化、机械、交通、环保等行业。
针对信息安全功能对控制管理系统的威胁,本项目开发具有信息安全功能的以太网模块,配合工业防火墙和工控安全动态检测系统,系统具有数据流限制、数据访问白名单、用户权限管理、数据完整性和日志管理等功能,可保证工业现场功能安全、通信安全和系统安全。从“固、隔、监”三个层面打造一个真正意义的信息安全型大型泵站监控系统。
近年来,随着水利现代化程度的不断的提高,信息技术在水利领域得到了广泛应用,慢慢的变成了保障水利基础设施运行的重要支撑。傲拓科技重点发展的大中型PLC产品率先突破中高端PLC市场的技术难题,尤其在大国重器三峡水电、南水北调等涉及国计民生的重点项目中使用,为自主可控的工业控制器研发及产业化奠定了坚实基础。
南水北调东线水利枢纽江都站是新中国成立后,我国自主规划、自主设计、自主制造、自主施工的大型泵站群,是我国顶级规模的电力排灌工程、亚洲最大的泵站枢纽。
2024年1月6日,在习对江都水利枢纽工程进行考察后的三周年之际,这一大型水利泵站群工程在继自主规划、自主设计、自主制造、自主施工之后,率先在第四抽水泵站(简称:江都四站)完成控制管理系统自主改造。
傲拓科技自主研发的大中小型全系列可编程控制器(PLC)实现了多项先进的技术的改革创新,满足了市场上绝大多数控制管理系统的要求。
本次江都四站控制管理系统自主化改造项目,是由江苏省水利厅省江都水利工程管理处水利科学研究所自主实施,选用了傲拓科技自主研发的中大型可编程逻辑控制器NJ400系列+傲拓龙翔跨平台组态软件 +飞腾D2000+银河麒麟V10,替换原有的工业控制管理系统,实现从工业控制管理系统到SCADA软件的自主研发。这不仅极大的提升了国家水利工程安全和工业自动化水平,更在工业控制领域树立了一个新的标杆。
傲拓科技研制的自主可控大型泵站监控系统在我国顶级规模的电力排灌工程、亚洲最大的泵站枢纽—江都四站完成了控制管理系统自主改造。率先实现了大型泵站监控系统的全自主可控。目前产品在现场运行稳定、可靠,特别是中文化的编程界面直观易懂、软件功能强大、配置灵活,获得了业主、设计专家和系统集成单位的一致认可。改造项目的成功实施在水利行业具有重大的典型示范意义。
傲拓科技通过研发自主可控大型泵站、水闸监控系统,突破了行业技术壁垒,提高了国内工业控制的自主可控能力,促进国内制造业的健康发展。在关键基础设施的自动化控制领域取得了重要的技术突破,增强了国家安全和经济安全。
对于产业链上游的芯片和元器件制造业来说,自主可控大型泵站解决方案的应用将为其带来非常大的市场需求。控制管理系统对硬件平台有特定的要求,这将推动芯片和元器件制造业进行技术创新和产品升级,以满足工业控制器的性能需求。同时,这也将带动上游产业链的技术进步和产业升级。
对于产业链下游的工业自动化和智能制造业来说,通过应用控制管理系统,能轻松实现工业控制管理系统的智能化、网络化和集成化,提高生产效率、降低经营成本,推动工业自动化和智能制造业的快速发展。
从整个产业链的角度来看,解决方案的提出将促进产业链上下游之间的紧密合作和协同发展。这将有利于形成完整的产业生态链,提高整个产业链的竞争力和创造新兴事物的能力,推动水利行业向智能化、绿色化方向发展。同时,能吸引更多的企业和研发机构参与进来,形成良性竞争和合作机制,推动技术创新和产业升级。随工业控制器的不断推广和应用,还可以带动相关产业的发展,如传感器、执行器、通信设施等,形成完整的产业链闭环。
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