水電站技改中關(guān)于滲漏集水井水泵運行的后臺監(jiān)視

華自科技股份有限公司 呂星星 于小山 胡志勇

發(fā)電生產(chǎn)、安全先行。本文介紹了福建建甌市興光發(fā)電有限公司赤坑水電站滲漏集水井后臺監(jiān)視系統(tǒng)的改造。為了滿足赤坑電站的關(guān)門運行，利用高可靠性的工業(yè)PLC控制器和液位測量傳感器，對監(jiān)控系統(tǒng)進行了升級和優(yōu)化；改造后，明顯提高了設(shè)備缺陷的提前預(yù)知能力。

對水電站運行來說，滲漏集水井排水泵控制的可靠性非常重要，如果排水不及時或者排水故障沒有及時發(fā)現(xiàn)，極有可能導致水淹廠房的嚴重事故，造成不必要的經(jīng)濟損失，因此對集水井的水泵運行情況及水位的變化情況的監(jiān)視尤為重要，監(jiān)視到位能及時的發(fā)現(xiàn)問題并迅速排除故障，降低運行維護成本，提高電站的安全運行。

赤坑水電站滲漏集水井系統(tǒng)由2臺排水泵及其控制系統(tǒng)組成，隨著自動化監(jiān)控系統(tǒng)的普及，不僅在水泵的自動控制上提出更高的要求，還要在日常運行上完成水泵簡單的數(shù)據(jù)采集和分析功能，提高電站運行的經(jīng)濟效益和滿足日益苛刻的安全生產(chǎn)標準。

1 傳統(tǒng)的滲漏集水井運行方式

滲漏集水井一般配置了水位傳感器或者是水位浮球信號發(fā)生器。赤坑電站為了滿足電站的關(guān)門運行，水位傳感器的4～20 mA模擬量輸入到PLC作為主要控制方式，浮子信號發(fā)生器的開關(guān)量輸入到PLC作為備用啟動控制方式。水泵控制程序是兩臺水泵的一臺主用一臺備用。其配置有水位過高啟用備泵和報警信號，并上傳到后臺電腦監(jiān)視滲漏集水井水位和開關(guān)量信號，這對于一般運行來說好像很合理，但這是建立在水泵是正常的情況下的。

應(yīng)用傳統(tǒng)監(jiān)視方式要想發(fā)現(xiàn)水泵運行的隱性問題和水泵的機械壽命、廠房滲漏水的變化情況肯定是不行的，因此提出對水泵和集水井運行的數(shù)據(jù)進行采集，分析加工出需要的數(shù)據(jù)信息，有效促進電站的安全和經(jīng)濟運行。

2 改進后的滲漏集水井水位和水泵運行的數(shù)據(jù)和軟件要求

2.1 監(jiān)視數(shù)據(jù)

（1）監(jiān)視每臺水泵的單次運行時長：x天-x時：x分：x秒

根據(jù)水泵單次抽水時長可以推斷出水位的上升情況、機組漏水的嚴重程度、水泵是否有損壞情況。

（2）監(jiān)視水泵每次的抽水間隔時長：x天-x時：x分：x秒

（3）監(jiān)視水泵上次的抽水間隔時長：x天-x時：x分：x秒

主要是完成監(jiān)測集水井的水位上升速度，判斷廠房漏水情況。漏水嚴重抽水間隔肯定很短，可及時發(fā)現(xiàn)隱患。

（4）監(jiān)視每臺水泵的累積運行時長：x天-x時：x分：x秒

主要是便于統(tǒng)計水泵的使用機械效命，判斷水泵質(zhì)量，有助于下次采購參考及快到使用效命時提醒用戶及時更換。

由以上監(jiān)視數(shù)據(jù)可以有效的發(fā)現(xiàn)問題并及時組織維修人員檢查排除故障，防止故障由小變大，防微杜漸，有力支撐起電站的設(shè)備穩(wěn)定及人員安全。

2.2 編程思想

為了便于代碼的通用性，我們把其做成了功能塊，可以很方便的在不同工程中進行調(diào)用。選擇的硬件平臺是GE_RX3i的IC695CPE310的PLC。

程序的基本編程思想：讀取PLC的內(nèi)部時鐘，把時鐘信息轉(zhuǎn)換成浮點數(shù)進行計算，這種方法的優(yōu)點是數(shù)據(jù)準確且與GPS衛(wèi)星時鐘同步。

此種方法比用PLC內(nèi)部的定時器作為時間的計算基礎(chǔ)準確，且定時器最明顯的缺陷是對于長時間計時誤差累積會越來越大，這是由PLC的工作原理決定的，掃描周期越長的話誤差還會進一步放大，這種方式是不可取的。

2.3 程序結(jié)構(gòu)

（1）功能塊currentTime_to_real讀取PLC的內(nèi)部時鐘，把時鐘信息轉(zhuǎn)換成浮點數(shù)（如圖1所示）。

圖1 在FBD子程序中的應(yīng)用及源代碼

（2）功能塊run_all_time完成水泵運行時間的信息采集。如圖2所示。

這兩個功能塊可以完成2.1監(jiān)視數(shù)據(jù)的采集，編程簡單、結(jié)構(gòu)清晰，易于擴展。

圖2 功能塊在FBD子程序中的應(yīng)用

圖3 集水井數(shù)據(jù)信息

2.4 運行狀況

通過運行2.3的功能塊，配合監(jiān)控軟件完成水泵運行狀況的后臺監(jiān)視。滲漏集水井所有的遙信數(shù)據(jù)、遙測數(shù)據(jù)、報警信息都存儲在數(shù)據(jù)庫里，可長時間保存，需要時可以隨時調(diào)出。

通過后臺數(shù)據(jù)庫可以完成長期的水泵運行數(shù)據(jù)的采集和存儲，對于后續(xù)分析提供了很好的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。如圖3所示。

3 擴展運用

（1）在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)的準確性和有效性是關(guān)鍵，這就由底層收集數(shù)據(jù)的設(shè)備確定，數(shù)據(jù)準確、及時且全面就能快速有效的分析出問題所在并提出改進意見。電站運行也不例外，數(shù)據(jù)收集和分析便于有的放矢、防微杜漸。

（2）程序功能塊具備很好的移植性，可以用于電站其它重要設(shè)備的監(jiān)視。比如：監(jiān)視發(fā)電機一年或一季度發(fā)電累計時長、頂蓋排水泵運行、技術(shù)供水泵、調(diào)速器油泵、高位油箱、漏油箱等。

結(jié)束語：赤坑電站滲漏集水井水泵運行后臺監(jiān)視經(jīng)升級改造并投入運行以來，收集了比較全面的集水井運行數(shù)據(jù)，為后續(xù)運行提供了很好數(shù)據(jù)支撐。