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施耐德电气水利行业协同自动化解决方案


施耐德电气水利行业协同自动化解决方案

工业市场销售部 肖彪 水行业应用中心 杨杰

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施耐德电气 在中国

施耐德电气
在中国合作的重大工程项目

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施耐德电气 在中国

施耐德电气
在中国合作的重大工程项目

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我们的朋友_水利设计院
施耐德电气的合作伙伴
序号 单位名称

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设计院 配电盘厂 机械制造厂 供电局 系统集成商 房地产商 最终用户 分销商

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

水利部黄河水利委员会勘测规划设计研究院 水利部长江水利委员会勘测规划设计研究院 水利部淮河水利委员会规划设计研究院 水利部珠江水利委员会勘测设计研究院 水利部北京勘测设计研究院 水利部东北勘测设计研究院 湖北省水利水电勘测设计院 河北省水利水电勘测设计研究院 水利部天津市水利勘测设计院 水利部上海勘测设计研究院 江苏省水利水电勘测设计院 山东省水利水电勘测设计院

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水利自动化解决方案
水利自动化控制工艺
水利工程的目标是对江河水流进行控制,对水资源进行综合调度和利用, 从而在广域范围内实现动态的水资源管理(防洪、防旱、船务、生态 等),包括水库大坝、水利枢纽、调水泵站、节制闸、过船套闸、涵洞、 渠道、管网等,以及它们的结合体工程。 水利工程工艺: §清污和污物输送:在开启水泵前,通过清污机的翻转式耙手清除水中的 水藻和水面的漂浮物。皮带输送机把各个清污机收集的污物输送到集污 池。 §水泵调水:启动液压式或卷扬式启闭机以打开工作闸门,启动轴流水泵 或潜水泵可把低位侧水源抽吸到高位侧。水泵与工作闸开启数量和顺序需 根据工况决定。 §节制闸调水:当下游侧需要更多水源时,参照河流的涨落潮工况开启节 制闸门,水源从高位侧排放到低位侧。闸门开关过程可进行同步纠偏。 §套闸通船:当船从外河到内河时,开启外河侧闸首的闸门到排水开度, 等待闸室水位与外河水位一致后再开启闸门到全开位置(在搁门器上), 船进出闸室,关闭外河侧闸首的闸门,同样开启内河侧闸首的闸门并过 船,最后关闭内河侧闸首的闸门。反向过船同理。

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水利自动化解决方案
Modbus 和 Modbus TCP/IP 的中国国家标准

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水利自动化解决方案
泵站自动化系统解决方案
投影仪 1# SCADA Server 2# SCADA Server 打印机 数据库Server GPS 通讯Server 防火墙 管理处调度系统

光纤连接到其他站 Modbus TCP IP 100M/1000M 环形光纤以太网

1#主机

2#主机

3#主机

4#主机

叶调

辅机

公共部分 网关 ETG100

清污机

节制闸 视频服务器

PLC

PLC

PLC

PLC

PLC

PLC

主保

PLC

PLC

PLC

DI/DO

DI/DO

DI/DO

DI/DO

DI/DO

DI/DO

软启

DI/DO

DI/DO

DI/DO

AI

AI

AI

AI

AI

AI

AI

AI

AI

进线
AO AO AO AO AO RTO

视频监控系统

站变
RTO RTO RTO RTO

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水利自动化解决方案

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湖北水利自动化典型解决方案
解决方案:小型泵站(115KW*8)

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湖北水利自动化典型解决方案
解决方案:中型泵站(800KW*6)

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湖北水利自动化典型解决方案
解决方案:大型泵站(2800KW*6)

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成功案例1_南水北调东线成功案例
淮安四站位于洪泽湖下游白马湖地区,与 淮安一、二、三站共同组成南水北调东线 工程京杭运河输水线的第二梯级泵站。泵 站设计流量为100立方米每秒。主要工程量 为:土方106万方,石方2.44万方,混凝土 2.41万方。工程概算投资为15669万元,工 程总工期为30个月。 淮安四站 解台泵站是南水北调东线第一期工程的 第八级抽水泵站。工程设计流量125立 方米每秒。主要建筑物为1级,包括泵 站、节制闸等。主要工程量:土方开挖 68.6万方,土方填筑42.07万方,砌石及 垫层6.08万方,混凝土及钢筋混凝土 3.68万方。工程总投资为1.88亿元,工 期2年。 解台泵站 控制柜 刘山泵站工程位于南水北调东线第一期工程 骆马湖至南四湖段不牢河输水线上。泵站设 计流量为125立方米每秒。主要工程量为:土 方开挖119.82万方,土方填筑75.72万方,砌 石及滤层3.65万方,混凝土及钢筋混凝土4.69 万方。工程总投资为2.41亿元,工期2.5年。

水泵机组 East-route

河北 北京 天津 山东
Mid-route West-route

江苏

刘山泵站 三阳河、潼河、宝应站工程,位于江苏 省扬州市的高邮市和宝应县境内。主要 工程量:土石方2702万方,混凝土11万 方。工程总投资9.18亿元,工期3年。

Qauntum PLC

宝应站泵站
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成功案例1_南水北调东线成功案例
投影仪 1# 监控站 打印机 2# 监控站 GPS 1#服务器 2#服务器 防火墙 至管理处调度系统 至枢纽变电所(光纤) Modbus TCP/IP 1000M以太网 进线PLC
Quantum

网关 主机PLC (4台) ETG100
Quantum

公共PLC

清污机PLC
Quantum Quantum

光纤转发器 新闸PLC (模拟)AI
RTO (压敏电阻)

Quantum

主机保护 (4+4套) 6kV进线 站变 (模拟)AI
RTO (温度量) DO 继电器输出 DI开关量

服务器

数字量 2台 叶调PLC (模拟)AI
RTO (温度量) DO 继电器输出 DO 继电器输出

数字量 (模拟)AI
RTO (温度量) DO 继电器输出

数字量 DI开关量
DO 继电器输出

励磁

办公局域网10台终端 显示器

DI开关量 数字量 (模拟)AI
RTO (温度量)

DI开关量

DI开关量 线为屏蔽双绞线, 为视频专用电缆。

注:

DVSS PRO4016(一体化机16口2台)

数字量

微机直流电源

由其它供货商提供设备。 主机叶调PLC为二台主机合用 一台(厂供)。保 护组屏:主机、进线、站变2块;公共部分1块。 清污机、新闸单独组箱。

8个球型摄像头

23个固定摄像头

东线泵站监控、视频系统组态图 (招标图)

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成功案例1_南水北调东线成功案例

监控主机 打印机 服务器/web浏览站 防火墙 TCP/IP 100M以太网 PLC 显示器 至淮安调度管理分中心(光纤) (注:不在本次招标范围内)

Quantum

数字量
DO 继电器输出

DI开关量 模拟量

DVSS PRO4008(一体化机8口)

3个球型摄像头

3个固定摄像头

注: 线,

线为视频专用 为为屏蔽双绞线。

东线闸站监控、视频系统组态图 (招标图)

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成功案例1_南水北调东线成功案例
东线泵站完美的控制功能
单泵站监控:
n 安全、可靠、功能完善的运行环境,Quantum PLC 防腐、防暴安全认证 n 无人值班或少人值守的设计原则,PLC设计寿命40年 n 控制与调节:控制与调节对象主要为主变、主机、辅机、励磁、液压系统、清污设施、各种 闸门、高低压电气设备。三级控制方式:远控级、主控级与现地级。

n 设备的自动控制和统一调度,透明工厂、ERP n 达到远程监控、数据共享、图像远传浏览的水平,三网合一Modbus TCP/IP n 创新的应用技术,施耐德电气水利行业专家算法功能库 n 成熟的产品结合,统一通用过程控制平台UNITY n 开放的网络架构 ,1000M级 Modbus 工业以太网

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成功案例1_南水北调东线成功案例
东线泵站完美的控制功能
多泵站集中监控: n 数据采集与处理:模拟量的采集与处理,开关量的采集与处理,脉冲量 的累计与处理,抽水量及流量计算,开关量输出,信号量值及状态设定 n 运行监视和事故报警:运行实时监视,参数越限报警记录,系统时钟校 对和事故顺序记录,故障状态显示记录,事故追忆及相关量记录

n 数据通讯:包括与上级调度网络的通信、计算机和设备之间的数据通信 ,1000M光纤通信,统一数据库平台.Vejio Citect

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成功案例1_南水北调东线成功案例
东线泵站完美的控制功能
Quantum PLC冗余热备:25年的热备历史
热备系统I/O: ?Remote IO ?Ethernet IO ?MB+ IO
远程IO双缆

140 CRP 140 NOE

140 CRP 140 NOE

双CPU热备

140 CRA

140 CRA

140 CRA

10 / 100 M bits/s Ethernet

冗余电源

Quantum 远程 I/O 到31从站

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成功案例2_三峡水利枢纽工程
三峡水利枢纽工程
装机18X700MW机组 总 PLC I/O规模40000点 全Quantum冗余系统构架 最新UNITY控制平台

三峡水利枢纽工程是长江干流上,也是世界大河干流上 已动工兴建的最大的水利枢纽工程,是治理开发长江的 一项关键性骨干工程。其主要任务是:调蓄川江洪水, 以解决长江中、下游平原地区特别是荆江段的洪水危害 ;开发三峡河段的水能资源,为华中、华东和川东地区 提供巨大的电力;改善重庆至宜昌间长江航道条件。 2003年首批机组发电,2009年工程全部竣工。 三峡工程以1993年5月(初步设计阶段)价格水平计算 ,三峡工程静态总投资为900.9亿元,其中枢纽工程投 资500.9亿元,水库移民投资400亿元。

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成功案例2_三峡水利枢纽工程

100M Modbus TCP/IP

Quantum冗余热备

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成功案例3_西欧最长的Meuse河水利工程
荷兰

Meuse河

Meuse河水利发电、自动化
n 全长125km_从法国经比利时流到荷兰 n 水位、流量、航运管理_共计15座坝站 1个大坝、2个航运闸(每个坝站)航运闸 : 200x25m闸门可通过 9000T船 其中有6座坝站兼水利发电 n 100M Modbus TCP/IP 中央SCADA监控系统 ? 75 Premium PLC, 包括 36套冗余系统 ? 16 SCADA servers Monitor 冗余数据服务 器和 55 web clients网络客户端

比利时

法国

Hastiere 坝站

坝墙

坝站

Dam made of 3 narrows

Lock

航运闸

门闸&导流闸阀
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成功案例4_湖北60座水利自动化工程
湖北大沙泵站

Quantum冗余热备

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水利工程成功案例
引滦入津工程

引滦入津工程是跨流域的大 型调水工程,自大黑汀水库 引水,穿燕山余脉、使滦水 西流,循黎河入于桥水库, 经州河、蓟运河、转输水明 渠、注尔王庄水库,引入市 区。途径迁西、遵化、蓟县 、宝坻、武清、北辰、全长 234公里,筑有隧洞、泵站 、水库、水闸、暗渠、明渠 、管道、倒虹、桥闸、电站 等工程115项。

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水利工程成功案例
引滦入津工程

共54套现场控制站,采用Unity Premium PLC,实现节 制闸、倒虹吸、泵站等控制。

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