11.13 计算机监控系统
11.13.1 计算机监控系统应符合下列规定：
1 新建与改造的大型泵站应按“无人值班（少人值守）”模式采用计算机监控系统控制，新建与改造的中型泵站宜采用计算机监控系统控制；
2 系统设计应具有完善的测量、控制、保护和监视功能，满足泵站控制与调节、安全监视及生产运行管理等多方面的要求；
3 系统宜按分层分布式结构设计，可分为远程调度层、泵站监控层、现地控制层，控制级权限宜按照实际运行与调度需求确定；
4 系统各单元应相对独立、智能化程度高、通用性好，支持多种标准化协议；
5 电动机单机容量在630kW及以上且机组在2台及以上或单机容量在630kW以下且机组台数在3台及以上时，应设泵站中控室。
11.13.2 计算机监控系统配置应符合下列规定：
1 系统硬件配置宜根据泵站规模在表11.13.2中选择：
表11.13.2 系统硬件配置建议
续表 11.13.2
续表 11.13.2
2 服务器、操作员工作站、通信工作站、可编程控制器的CPU、电源等重要设备可根据泵站运行需要采用冗余配置。
3 系统应具备完善可靠的通信网络，远程调度层、泵站监控层宜采用以太网通信方式，现地控制层通信可根据需求采用现场总线或以太网通信方式。通信应采用成熟、开放、通用的标准协议与接口。
11.13.3 监控系统采集的数据应根据各设备系统设计及工艺要求，在下列信息量中选择：
1 主要电气设备的电流、电压、功率、功率因数、频率、电度等；
2 主水泵及辅机水系统的流量；
3 泵站上下游、拦污栅前后、辅机系统各水池（井）的水位，主泵及辅机系统各油槽（箱）的油位；
4 主水泵进出口及流道，辅机油、气、水等系统的压力；
5 机组轴承及油槽、定子绕组及铁芯、冷却水、齿轮箱、变压器等的温度；
6 机组导轴承及推力轴承、主轴、叶轮外壳等的振动和摆度；
7 各闸门、重要阀门的开度；
8 水泵转轮叶片角度；
9 机组转速；
10 各断路器、隔离开关（手车）、接地开关位置，主要电气设备、辅机设备的工作状态；
11 各设备的继电保护事件记录与保护定值等。
11.13.4 机组及其公用设备自动化设计应符合下列规定：
1 机组及其公用设备自动控制宜由可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）实现。大型泵站宜每台机组设置一套现地测量控制设备；对于装机台套数多且单机功率较小的中小型泵站可几台机组共用一套现地测量控制设备；公用设备与辅助设备宜单独设置现地测量控制设备；各现地测量控制设备宜与测控对象就近布置。
2 机组的自动控制系统应能从现地或远方以一个命令使机组按规定的顺序开机或停机，并接通信号显示。
3 机组辅助设备应能实现与主机组的联动控制和手动操作。
4 完成对机组及其辅助设备主要运行参数的自动监视，运行异常时应能自动报警。
5 发生事故时机组应能自动停机、关闭机组断流装置，并接通事故信号显示。
6 机组启动应具备下列条件：
1）机组及其辅助设备无事故或故障；
2）断路器在分闸位置；
3）机组前后水位满足水泵运行要求；
4）过流通道所有闸门（阀门）位置满足机组启动要求。
7 机组控制设备应在机旁和中控室设置独立的硬布线紧急停机回路，可手动作用于紧急停机和关闭机组断流装置。
8 各类事故信号除应引入机组控制设备外，机组电气保护和水力机械事故应直接作用于电机断路器跳闸，并联动机组断流装置。
9 机组辅助设备、全厂公用设备的每台被控设备（油泵、水泵、空压机等）宜设“手动”“自动”“切除”三种运行方式。
10 当辅助系统中有互为备用的两台或两台以上电动机时，应按自动轮换优先启动顺序设计，并宜避免两台或多台电动机同时启动。
11 机组油、气、水等辅助系统的电动机宜空载或轻载启动，电动机达到额定转速后，再切换油、气、水路，使电动机带负荷运行。
12 机组辅助设备、全厂公用设备的控制应保证受控参数（液位、液压、气压等）维持在正常范围内，如果受控参数偏离允许范围应发报警信号。
13 设备控制、动力电源消失时应发报警信号。
11.13.5 全站自动化设计应符合下列规定：
1 泵站在实现机组及各系统自动化的基础上，可根据需要实现全站自功化。
2 全站自动化应包括下列主要内容：
1）全站自动经济运行；
2）全站安全监控及数据采集处理；
3）根据抽水流量要求进行机组运行成组联合控制。
3 当泵站需要接受远方监控时，应设置远方监控接口，远方监控接口应与泵站监控系统结合，完成信息采集、发送和命令接收、执行。
11.13.6 监控系统应配备能够实现全部功能的软件系统，包括系统软件（主要是操作系统）、支持软件和应用软件，并应符合下列规定：
1 监控系统应采用具有良好实时性、开放性、可扩充性和高可靠性等技术性能指标、符合开放系统互联标准的操作系统。
2 监控系统应配备有效的、操作方便灵活的开发环境和必要的支持软件，支持软件宜包括下列内容：
1）应用程序开发工具软件；
2）交互式数据库编辑工具软件；
3）交互式画面编辑工具软件；
4）交互式报表编辑工具软件；
5）通信软件应适用于工业控制的标准协议；
6）诊断软件包括在线周期性诊断、请求诊断、离线诊断。
3 应用软件应采用模块化结构，能扩展或修改。系统硬件升级时，软件应能方便地移植。应用软件宜包括下列内容：
1）数据采集软件；
2）数据处理软件；
3）数据库软件；
4）数据库接口软件；
5）控制和调节软件；
6）人机接口软件；
7）报警记录显示和打印软件；
8）语音报警和查询软件；
9）系统时钟管理软件；
10）系统服务管理软件；
11）网络管理软件。
4 其他要求应符合现行行业标准《水电厂计算机监控系统基本技术条件》DL/T578有关人机接口及操作要求的规定。
11.13.7 调度中心计算机监控系统配置及功能应符合下列规定：
1 泵站群或梯级泵站宜在各站计算机监控系统的基础上建立监控与调度中心，对全部或主要泵站进行集中监控和远程调度。监控与调度中心计算机监控系统应为泵站远程调度层。
2 监控与调度中心硬件配置宜按本标准表11.13.2选择，重要设备宜采用冗余配置，与泵站监控层之间的信息传输通道应稳定可靠，必要时可设置备用通道。
3 监控与调度中心计算机监控系统除应实现本标准第11.13.3条～第11.13.5条的功能及要求外，还应实现下列功能：
1）远程监视与控制；
2）流量平衡、联合调度与优化运行；
3）站间通信、站与监控及调度中心的通信；
4）与其他系统的通信。
4 通信方式及接口应符合下列规定：
1）根据泵站群或梯级泵站的规模、系统要求、生产管理体制等因素统一规划调度通信方式；
2）通信网络可采用租用公网或建设专网，应根据技术经济比较后选定；
3）通信网络采取相应的安全隔离措施，保证通信数据传输的安全性和可靠性。
11.13.8 安全防护应符合下列规定：
1 监控系统与非控制区设备之间应采用具有访问控制功能的设备、防火墙或相当功能的设施，实现逻辑隔离；
2 监控系统与MIS系统等管理信息大区设备之间应采取接近于物理隔离强度的隔离措施，如以网络方式连接，则应设置专用横向单向安全隔离装置；
3 监控系统与调度数据网之间应配置纵向加密认证装置或纵向加密认证网关进行安全防护；
4 安全防护方案、通用安全防护措施等其他要求应符合电力系统现行相关文件的规定。
条文说明
11.13.1 本条对泵站计算机监控系统的应用范围做了说明。采用计算机监控是大中型泵站控制系统发展的趋势，本标准提出的监控系统配置及功能要求也是针对大中型泵站而言的。
远程调度层控制，即在调度中心实现对泵站机组进行远程调度与控制；泵站监控层控制，即在泵站中控室集中监控并按设定模式下的程序控制运行；现地控制层控制，即在泵站各现地LCU直接控制设备的运行。不同控制权限切换可通过软件授权或转换开关进行设置。控制权限一般为：现地控制层高于泵站监控层，泵站监控层高于远程调度层。如有特殊要求，可根据实际需要进行修改。
对于小型泵站或小型泵站群，如有远方监控需要，可根据实际情况进行简化配置，采用LCU功能增强型控制系统，即在泵站LCU柜内安装工业计算机（合并泵站监控层和现地控制层主要设备），通过该计算机内的监控软件实现泵站监控层的主要功能，并通过以太网实现远方监控。
对于单个泵站来说，工程范围内的泵站监控系统设备一般只包括泵站监控层和现地控制层。调度控制层设备的搭建由于泵站功能的不同、工程建设期的不同、管理方使用需求的不同、组网通道的不同，等等，导致不同项目差别很大。因此，并不是每个新建或改造的泵站监控系统都需同期建设调度控制层设备，可先预留好与将来调度控制层的数据接口，以便于将来根据需要进行扩展建设。
本条不再提出泵站监控系统建设宜保留主要设备的手动基本操作功能的要求，仅提出了设置硬布线紧急停机回路的要求。手动基本操作功能是指在泵站计算机监控系统不工作的情况下或系统意外故障情况下，能够现地人工启停泵站主要设备。不再对此提出要求的原因，主要是考虑到计算机监控系统技术发展日趋成熟，运行可靠性已大幅提高，且对于大中型泵站，监控信息量多，如再保留另一套用于手动开机的监视与控制设备，将增加系统的复杂性。如运行部门有特殊要求，也可按其运行习惯保留。
11.13.2 由于不同泵站的规模、用途，重要程度差别较大，本标准只对硬件配置提出指导性建议，可根据实际需要进行选择。
泵站监控层的网络，可根据需要采用星形拓扑网络或环状拓扑网络，其特点见表14。
（1）电量监测可包括泵站电气设备及高低压母线的电流、电压、功率、频率；机组运行电流、电压、功率、功率因数、电度、频率、励磁电流、励磁电压；直流系统电压、电流；变压器负荷电流、电压、功率、功率因数、电度等；
（2）流量监测可包括单机流量、单管流量、泵站总流量；
（3）液位监测可包括水位与油位。水位包括泵站上下游水位、拦污栅前后水位、进出水池水位、集水廊道（井）水位、循环水池水位、节制闸上下游水位等；油位包括油压装置油箱油位，齿轮箱油位、泵组轴承油槽油位等；
（4）压力监测可包括主水泵进出口及流道、阀门前后压力、辅机水系统压力（辅助供水泵出口压力、总管压力、支管压力、抽真空压力等）；气系统储气罐压力、供气管压力；油系统油泵出口压力、液压系统油压装置工作压力等；
（5）温度监测可包括机组推力轴承和导轴承瓦温及油槽油温、电动机定子绕组及铁芯温度、冷却水进出水温度、空冷器冷热风温度、齿轮箱轴承及油温、变压器绕组及油温、环境温度等。
11.13.4 经实地调研，对于泵组现地控制单元，有的泵站直接放在主机旁；有的泵站从改善设备运行环境考虑，将其放在中控室旁的控制设备室，并在主机现地布置操作按钮箱。从调试和运行便利角度来说，布置在主机旁，能够直接监视和主机相关的各个参数，并能独立完成泵组自动化开停机操作及监视，更能满足运行需要。从实际运行情况看，主泵房的环境条件能够满足泵组现地控制单元的正常工作。
设置独立于PLC的紧急停机接线回路，能实现在调试阶段软件程序不完善或PLC故障时的安全停机，对于泵站运行是必要的。用电机断路器跳闸接点直接联动机组断流装置，也是泵站运行的经验做法。
11.13.5 关于全站自动经济运行，不同工程考虑的目标并不相同。对于供水泵站，可能按电能峰谷调度电费最低考虑，也可能以站（级）间流量、水位配合最优考虑；对于排涝泵站，则可能以最大流量考虑。因此，可参考如下内容，并结合不同泵站功能区别对待。
（1）机组的开机台数、顺序及其运行工况的调节；
（2）泵站与其他相关工程的联合调度；
（3）泵站运行与供排水计划的调配；
（4）在满足供排水计划前提下，通过站内机组运行调度和工况调节，改善进出水池流态，减少水力冲刷和水力损失。
11.13.6 本条参考了现行行业标准《水力发电厂计算机监控系统设计规范》DL/T5065的相关条文，对软件配置提出指导性要求。实施中应根据泵站规模及功能的不同，并结合不同品牌软件结构及功能的差别，灵活配置监控系统软件。
11.13.7 梯级泵站或泵站群优化调度应结合不同泵站的功能确定，可参考如下内容：
（1）水源供水能力或来水情况与各泵站的提排水能力；
（2）梯级泵站或泵站群间的水位组合及渠道沿程损失和区间用水或来水量；
（3）各泵站的开机台数、顺序的控制及其运行工况的调节，梯级泵站间流量的匹配；
（4）地面水利用与地下水开采的水资源合理调度；
（5）流域（区域）内泵站群与其他水利设施的联合调度；
（6）流域（区域）内或不同流域间排水与灌溉、城镇供水、蓄水、调水相结合的水资源调度。
由于优化调度数学模型的建立牵涉多个边界条件，运算较为复杂，输出结果正确与否须经过实践检验。经调研，不同项目实现的程度差别较大，有的可直接输出控制操作命令，有的仅输出操作方案供运行做辅助决策。因此，该部分内容的具体实施，应结合使用方需求及运行习惯确定。
11.13.8 随着网络信息化安全要求的不断提高，应用于电力监控系统的安全防护方案也在水利信息化网络展开应用。本条根据《电力监控系统安全防护规定》（国家发展改革委2014年第14号令）的要求增补。
远程调度层控制，即在调度中心实现对泵站机组进行远程调度与控制；泵站监控层控制，即在泵站中控室集中监控并按设定模式下的程序控制运行；现地控制层控制，即在泵站各现地LCU直接控制设备的运行。不同控制权限切换可通过软件授权或转换开关进行设置。控制权限一般为：现地控制层高于泵站监控层，泵站监控层高于远程调度层。如有特殊要求，可根据实际需要进行修改。
对于小型泵站或小型泵站群，如有远方监控需要，可根据实际情况进行简化配置，采用LCU功能增强型控制系统，即在泵站LCU柜内安装工业计算机（合并泵站监控层和现地控制层主要设备），通过该计算机内的监控软件实现泵站监控层的主要功能，并通过以太网实现远方监控。
对于单个泵站来说，工程范围内的泵站监控系统设备一般只包括泵站监控层和现地控制层。调度控制层设备的搭建由于泵站功能的不同、工程建设期的不同、管理方使用需求的不同、组网通道的不同，等等，导致不同项目差别很大。因此，并不是每个新建或改造的泵站监控系统都需同期建设调度控制层设备，可先预留好与将来调度控制层的数据接口，以便于将来根据需要进行扩展建设。
本条不再提出泵站监控系统建设宜保留主要设备的手动基本操作功能的要求，仅提出了设置硬布线紧急停机回路的要求。手动基本操作功能是指在泵站计算机监控系统不工作的情况下或系统意外故障情况下，能够现地人工启停泵站主要设备。不再对此提出要求的原因，主要是考虑到计算机监控系统技术发展日趋成熟，运行可靠性已大幅提高，且对于大中型泵站，监控信息量多，如再保留另一套用于手动开机的监视与控制设备，将增加系统的复杂性。如运行部门有特殊要求，也可按其运行习惯保留。
11.13.2 由于不同泵站的规模、用途，重要程度差别较大，本标准只对硬件配置提出指导性建议，可根据实际需要进行选择。
泵站监控层的网络，可根据需要采用星形拓扑网络或环状拓扑网络，其特点见表14。
表14 泵站监控层的网络特点
续表14
11.13.3 根据不同的泵站工艺，监测信息量差别较大，提出如下内容供参考：
（1）电量监测可包括泵站电气设备及高低压母线的电流、电压、功率、频率；机组运行电流、电压、功率、功率因数、电度、频率、励磁电流、励磁电压；直流系统电压、电流；变压器负荷电流、电压、功率、功率因数、电度等；
（2）流量监测可包括单机流量、单管流量、泵站总流量；
（3）液位监测可包括水位与油位。水位包括泵站上下游水位、拦污栅前后水位、进出水池水位、集水廊道（井）水位、循环水池水位、节制闸上下游水位等；油位包括油压装置油箱油位，齿轮箱油位、泵组轴承油槽油位等；
（4）压力监测可包括主水泵进出口及流道、阀门前后压力、辅机水系统压力（辅助供水泵出口压力、总管压力、支管压力、抽真空压力等）；气系统储气罐压力、供气管压力；油系统油泵出口压力、液压系统油压装置工作压力等；
（5）温度监测可包括机组推力轴承和导轴承瓦温及油槽油温、电动机定子绕组及铁芯温度、冷却水进出水温度、空冷器冷热风温度、齿轮箱轴承及油温、变压器绕组及油温、环境温度等。
11.13.4 经实地调研，对于泵组现地控制单元，有的泵站直接放在主机旁；有的泵站从改善设备运行环境考虑，将其放在中控室旁的控制设备室，并在主机现地布置操作按钮箱。从调试和运行便利角度来说，布置在主机旁，能够直接监视和主机相关的各个参数，并能独立完成泵组自动化开停机操作及监视，更能满足运行需要。从实际运行情况看，主泵房的环境条件能够满足泵组现地控制单元的正常工作。
设置独立于PLC的紧急停机接线回路，能实现在调试阶段软件程序不完善或PLC故障时的安全停机，对于泵站运行是必要的。用电机断路器跳闸接点直接联动机组断流装置，也是泵站运行的经验做法。
11.13.5 关于全站自动经济运行，不同工程考虑的目标并不相同。对于供水泵站，可能按电能峰谷调度电费最低考虑，也可能以站（级）间流量、水位配合最优考虑；对于排涝泵站，则可能以最大流量考虑。因此，可参考如下内容，并结合不同泵站功能区别对待。
（1）机组的开机台数、顺序及其运行工况的调节；
（2）泵站与其他相关工程的联合调度；
（3）泵站运行与供排水计划的调配；
（4）在满足供排水计划前提下，通过站内机组运行调度和工况调节，改善进出水池流态，减少水力冲刷和水力损失。
11.13.6 本条参考了现行行业标准《水力发电厂计算机监控系统设计规范》DL/T5065的相关条文，对软件配置提出指导性要求。实施中应根据泵站规模及功能的不同，并结合不同品牌软件结构及功能的差别，灵活配置监控系统软件。
11.13.7 梯级泵站或泵站群优化调度应结合不同泵站的功能确定，可参考如下内容：
（1）水源供水能力或来水情况与各泵站的提排水能力；
（2）梯级泵站或泵站群间的水位组合及渠道沿程损失和区间用水或来水量；
（3）各泵站的开机台数、顺序的控制及其运行工况的调节，梯级泵站间流量的匹配；
（4）地面水利用与地下水开采的水资源合理调度；
（5）流域（区域）内泵站群与其他水利设施的联合调度；
（6）流域（区域）内或不同流域间排水与灌溉、城镇供水、蓄水、调水相结合的水资源调度。
由于优化调度数学模型的建立牵涉多个边界条件，运算较为复杂，输出结果正确与否须经过实践检验。经调研，不同项目实现的程度差别较大，有的可直接输出控制操作命令，有的仅输出操作方案供运行做辅助决策。因此，该部分内容的具体实施，应结合使用方需求及运行习惯确定。
11.13.8 随着网络信息化安全要求的不断提高，应用于电力监控系统的安全防护方案也在水利信息化网络展开应用。本条根据《电力监控系统安全防护规定》（国家发展改革委2014年第14号令）的要求增补。
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