智能监控技术要求及方案-往复泵

1.监控系统设计原则

本注水站有两台大排量高压往复泵及其配套设备。为了实现工艺参数的监控和数据采集、历史数据记录和报表生成、报警指示记录，本设计新建PLC 控制系统一套，包含PLC控制柜、操作员工作站及远程SCADA 数据采集服务器一套。操作员工作站设置在已建值班室，在监控室内设置一套远程注水站SCADA 数据采集服务器。正常情况下，由室内的SCADA 数据采集服务器实现远程控制功能，注水站内操作员经授权后方可进行操作。在满足安全的工艺过程的前提下，仪表、设备选型力求统一；采用具有高可靠性、高稳定性和可维护的自动化软硬件，保证工艺设备安全、高效、平稳运行；降低劳动强度，提高生产率及经济效益。

2.系统监控参数

高压往复泵房内设有大排量高压往复泵及电动机2 套、喂水泵2 台、润滑油泵2 台、冷却系统1 套等，监控内容如下。

（1）高压往复泵房

①往复泵房内，每台高压往复泵进口处设置压力变送器（PIT－101A、PIT－102A），低压（0.05 MPa）时声光报警，极低压（0.03 MPa）时停泵；每台高压往复泵出口处设置压力变送器（PIT－101B、PIT－102B），高压（17.5 MPa）时声光报警，极高压（19.5 MPa）时连锁停相应泵。

②每台高压往复泵电动机轴承设铂电阻温度检测，高温（85 ℃）时声光报警，极高温（95 ℃）时连锁停机；每台高压往复泵电动机定子设铂电阻温度检测，高温（115 ℃）时声光报警，极高温（125 ℃）时连锁停机。

③每台高压往复泵上的柱塞脱扣、填料刺漏等检测，采用高清摄像头进行视频监视，并能将视频信号通过Web 服务器远传。

④每台高压往复泵润滑油管线设压力变送器（PIT－ 101C、PIT－ 102C），低压（0.12 MPa）时声光报警，极限低压（0.1 MPa）时停高压往复泵。

⑤每台高压往复泵电动机循环冷却水来水管线设压力变送器（PIT－101D、PIT－102D），压力小于0.2 MPa 时，声光报警并停高压往复泵。

（2）储水罐

储水罐设液位检测及报警装置（LIT－101A／B），高液位（8 m）时声光报警并远传，低液位（4 m）时对声光报警并远传。

（3）喂水泵

①高压往复泵房内，每台喂水泵进水总管设压力变送器（PIT－104），压力小于0.03 MPa时，声光报警并将信号远程监控，压力小于0.02 MPa 时，停喂水泵及其高压往复泵。

②每台喂水泵运行状态，故障状态远处；喂水泵进水总管DN273，PN10 电磁流量计（FIT－101），流量监控信号传至低压配电室PLC 系统。

（4）润滑油泵(www.xing528.com)

润滑油泵出口管线设压力变送器（PIT－106A），低压（0.12 MPa）时声光报警，高压（0.4 MPa）时报警并连锁停机。

（5）变频室

实时调节变频器输出频率，控制注水系统出口总压值维持恒定，实现恒压供水。

（6）循环冷却泵房

冷却循环水泵出水口汇管处设置压力检测器（PIT－107），低压（0.25 MPa）时声光报警，极限低压（0.2 MPa）时停止用泵，并自动投运备用泵，同时，可实现自动投运解除；2 台冷却水泵的运行状态、故障状态信号远传。

（7）注水系统出口总压力

注水系统干线上设压力变送器（PIT－104），根据其反馈信号，控制变频器的输出频率，实现恒压注水，并进行数据远传。

3.监控系统I／O 点数统计

根据监控系统的总体目标及生产要求，每台大排量高压往复泵监控I／O 点数统计见表10－10。

表10-10　注水系统监控I／O 点数

4.监控系统总体目标与方案

①以大排量高压往复泵注水站实现无人巡回且可视化监控为总体目标。大排量高压往复泵注水站工作现场噪声大、振动大且安全性差，需实现无人巡回且可视化监控，优点为：高压往复泵站的各个状态参数集中显示在监控界面，在线反映其运行情况，避免人为因素造成的各种误差；视频采集系统能实时回传视频监控图像，实现可视化监控；可快速显示高压往复泵站故障，具备自动报警及停泵功能，提高注水站工作的安全性与注水效率；实现整个注水泵站无人巡回，大大降低了工作人员的监测负担；现场数据自动收集、保存、记录。

②注水系统智能监控方案主要分为集中式和分布式。集中式监控是一种传统式的监控方案，主要用于一台设备的监控，将每台设备的数据通过通信系统传递给上位机监控界面。分布式监控主要用于多台设备的同时监控（图10－55）。本设计针对两台大排量高压往复式高压往复泵站的监控，故采用分布式监控方案。

下位机控制系统由一个主控制器（PLC 200）和三个从控制器（PLC 200）组成，控制器之间通过CAN 网络总线连接，主控制器与上位机（人机界面）之间采用RS485 总线连接。数据采集系统将传感器组采集的信号经过A／D 转换、软件滤波，通过RS485 总线将数据传给上位机监控界面。另外，每台高压往复泵站还连接一个工业用高清摄像头，多个摄像头通过视频分割器将信号同时传递给上位机监控系统，实现该设备的可视化监控。若设备出现运行故障，声光报警器能自动发出报警信号提醒现场工作人员，并视故障情况停泵。