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自动化联盟 - 自动化控制及技术原理

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    圩区水利工程 ——菲尼克斯电气的自动化技术确保可靠的防洪

    李丽 2016-11-23 11:08

    圩区水利工程

    ——菲尼克斯电气的自动化技术确保可靠防洪


    在堤坝现代化改造工程中,荷兰Rivierenland水务局采用菲尼克斯电气的自动化组件取代了传统技术。新的技术与设备在降低工程成本的同时,提高了设备的利用率,实现堤坝工程的跨境防洪。

    在国际水协会(IWA)推进的一个改造项目中,共有165个堰坝和135个通道泵站进行了现代化技术设备改造。位于荷兰,建于1932年具有里程碑意义的奈梅亨泵站也被纳入此次改造计划。此泵站由荷兰Rivierenland水务局负责管理和运营。

    荷兰Rivierenland水务局负责管理的区域位于莱茵河/列克河与马斯河之间,从德国边界延伸至金德代克,在鹿特丹的西南面约15公里处。194个圩区泵站负责控制实现河流沟渠的水位保持在理想水平,较大的泵站可以以6万升/秒的速度将水从低处引流至高处,从而使各地区的水量保持精确的平衡。

    在奈梅亨的堤泵站,菲尼克斯电气的自动化技术取代了以往的中继技术。最高总容量高达16立方米/分钟的三个大泵由菲尼克斯电气的RFC 470 PN 3TX控制器进行控制。

    中央控制器通过PROFINET协议读取不同泵机的大型逆变器的数据,从而对机组进行持续监控。通过数字信号和模拟信号,分布在系统中的PROFINET总线耦合器将各个传感器和执行器信号连接至系统中。通过总线系统,系统中产生的所有信号都可以被读取、处理和快速输出。简单的诊断选项可帮助工作人员排除故障。

    通过触摸屏进行便捷的可视化操作

    除了快速诊断,工作人员还要求能够在设备操作过程中随时进行干预。因此,控制柜门上安装了一个触控面板,来实现对现场的建筑和发电机组的实时操作和监控。所有的测量和操作数据都随时被清晰的加以展示,并在需要时由工作人员手动进行调整。

    使用SCADA系统在进行更新和定期维护时需要高昂的资金投入和服务成本,作为奈梅亨堤泵站的管理部门,Rivierenland水务局选择采用菲尼克斯电气所开发的基于网络的可视化软件WebVisit。使用WebVisit可有效节约系统运转和服务过程中的费用。此外,在创建特定操作者的可视化界面时,该解决方案具备高度的灵活性。

    在泵站现场,可视化解决方案通过以太网直接与中央控制RFC 470 PN 3TX 进行通信,并显示机组的当前状态、测量值和运行数据。利用互联网,工作人员可以通过一个加密的VPN通道(虚拟专用网络)检索所有泵站和堰坝的当前值。

    对于工作人员来说, WebVisit的另一个明显优势是操作直观,并可以对各个页面进行统一的设计。对于控制器和文档的程序化同样也开发了一个类似的标准。由此,Rivierenland水务局明显节约了其工程成本。

    可靠的数据传输

    想要对分布空间较广的外部设备进行持续监控,就需要将它们与主控制系统相连接。在Rivierenland水务局专门设有一间监控室,对设备进行24小时不间断监控。重要的测量运行数据以故障安全形式上传至监控室。分散的建筑和调度室之间的通信通过加密的工业ADSL宽带路由器来实现。水务局采用一种符合远程控制要求的IEC 60870-104行业标准,此标准允许各站点和中央控制系统之间进行安全、无损的数据交换。

    安装在泵站中的中央控制器完成由调度室的工作人员发出的操作指令,并通过VPN连接将当前运行数据发送至调度室。如果数据传输中断,所有信息都会被配备一个时间戳,并存储于RFC 470 PN 3TX的存储器中。当通信恢复时,控制器以正确的顺序将数据发送至调度室。因此,即使远程站点出现通讯故障,数据也不会丢失,工作人员依旧可以查看所有运行数据。

    小型外部建筑的资源节省型供给

    迄今除了在泵站和堰坝中升级继电系统以外,Rivierenland水务局正力求在203年达到基本的能量均衡。为了实现这一目标,在一些较小规模的堰坝内拟采用可再生能源。太阳能电池板和一些小型风机也可为外部建筑提供部分能量。为了有足够的可再生能源来保证各个设施的运行,需使用低能耗的电气组件。因此,Rivierenland水务局决定采用菲尼克斯电气高性能自动化产品替代之前的普通器件,保证所有堰坝均采用资源节约型的运行方式,从而为环境保护作出贡献。

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