傲拓科技研制的自主可控大型泵站、水閘計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)針對(duì)水利項(xiàng)目自動(dòng)化控制、信息化管理兩大技術(shù)難題提出了創(chuàng)新性的解決方案。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)各類傳感器的集成，以全方位、多角度、立體化的方式呈現(xiàn)了大型泵站、水閘的整體運(yùn)行工況，成功打造了一個(gè)集監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)警于一體的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用飛騰D2000+銀河麒麟V10+傲拓科技龍翔跨平臺(tái)組態(tài)軟件+傲拓NJ400系列PLC工業(yè)控制系統(tǒng)，成功打破了技術(shù)壁壘。

一 應(yīng)用場(chǎng)景

大型泵站、水閘作為水利工程建設(shè)過程中較為重要組成部分，其主要任務(wù)是承擔(dān)泵站所在地區(qū)的防洪防澇、調(diào)水灌溉以及生活供水等任務(wù)。

傲拓科技針對(duì)大型泵站、水閘監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景，依托自主可控需求，從技術(shù)產(chǎn)品突破，形成了面向該行業(yè)的系統(tǒng)解決方案。

該解決方案通過智能化的管理系統(tǒng)，優(yōu)化泵站工作流程，減少能耗，提高整體效率：利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和故障預(yù)警，減少人工干預(yù)：通過減少因人為因素導(dǎo)致的設(shè)備損壞率，延長設(shè)備使用壽命，降低維修成本；采用自主可控軟硬件構(gòu)建核心控制系統(tǒng)；利用信息安全技術(shù)確保國家重大基礎(chǔ)設(shè)施工控安全性和可控性；帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，推動(dòng)大型泵站、水閘監(jiān)控系統(tǒng)向更加智能的方向發(fā)展。

系統(tǒng)可以迅速可靠、準(zhǔn)確有效地完成對(duì)大型泵站設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和對(duì)泵組、閘門、變配電、輔機(jī)、沿線分水口設(shè)備的控制，以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的視頻監(jiān)控、和運(yùn)行管理，主要功能包括：數(shù)據(jù)采集及處理、運(yùn)行監(jiān)控及報(bào)警、控制與調(diào)節(jié)、通訊信息安全管理。

二 方案架構(gòu)

傲拓科技自主可控大型泵站、水閘計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)硬件平臺(tái)全部采用傲拓科技自主可控的PLC控制器，控制器核心芯片是基于飛騰處理器和銀河麒麟操作系統(tǒng)，自主研發(fā)的組態(tài)軟件可以在硬件平臺(tái)和麒麟操作系統(tǒng)下運(yùn)行。泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)通常分為現(xiàn)地層和站控層，方案架構(gòu)如圖2-1所示：

圖2-1自主可控大型泵站、水閘計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)方案架構(gòu)圖  

傲拓科技研制的自主可控大型泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通過強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集、處理能力以及靈活的控制功能，為大型泵站提供了高效、可靠的自動(dòng)化解決方案。可以迅速可靠、準(zhǔn)確有效地完成對(duì)大型泵站設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和對(duì)泵組、閘門、變配電、輔機(jī)、沿線分水口設(shè)備的控制，以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的視頻監(jiān)控、和運(yùn)行管理，主要功能包括數(shù)據(jù)采集及處理、運(yùn)行監(jiān)控及報(bào)警、控制與調(diào)節(jié)、通訊信息安全管理等。以下是系統(tǒng)的具體應(yīng)用：

（一）【數(shù)據(jù)采集與處理】

系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)采集泵站內(nèi)各類傳感器的數(shù)據(jù)，如水位、流量、壓力、電流、溫度等。這些數(shù)據(jù)不僅幫助操作者了解泵站當(dāng)前的工作狀態(tài)，同時(shí)也為后續(xù)的決策提供了依據(jù)。

（二）【運(yùn)行監(jiān)視和事件報(bào)警】

系統(tǒng)可以使運(yùn)行人員通過顯示器對(duì)全站各主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視；對(duì)參數(shù)量值可預(yù)先設(shè)定其限制范圍，啟動(dòng)相關(guān)量分析功能，重要參數(shù)要有趨勢(shì)報(bào)警；當(dāng)泵站發(fā)生事故造成斷路器跳閘等情況時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)立即以中斷方式響應(yīng)并自動(dòng)顯示、記錄和打印事故名稱及時(shí)間，且記錄的分辨率不超過5ms；泵組測(cè)溫配置了數(shù)字溫度儀及溫度巡測(cè)裝置（裝于機(jī)組測(cè)溫制動(dòng)屏），用于測(cè)量軸瓦、定子鐵芯等的溫度，并有越限停機(jī)及報(bào)警功能。

（三）【控制與調(diào)節(jié)】

控制與調(diào)節(jié)對(duì)象為泵組及其輔助設(shè)備、高壓變頻裝置、泵站配電設(shè)備以及泵站公用設(shè)備。遠(yuǎn)方方式當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，通過主控站工控機(jī)人機(jī)接口對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，完成自動(dòng)調(diào)整；現(xiàn)地控制當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)退出運(yùn)行或通訊中斷時(shí)，通過操作鍵盤或按紐直接向LCU單元發(fā)出命令，完成調(diào)整操作。統(tǒng)計(jì)與制表對(duì)采集的定時(shí)數(shù)據(jù)與檢測(cè)的事件進(jìn)行在線計(jì)算；畫面調(diào)用將允許自動(dòng)及召喚方式實(shí)現(xiàn)；具備在線自診斷功能及在線診斷的功能。

（四）【信息安全管理】

傲拓科技PLC在信息安全技術(shù)方面具有數(shù)據(jù)流限制、數(shù)據(jù)訪問白名單、用戶權(quán)限管理、數(shù)據(jù)完整性和日志管理等功能，來保證工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)功能安全、通信安全和系統(tǒng)安全

三 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（一）【核心軟硬件自主程度】

系統(tǒng)采用飛騰D2000+銀河麒麟V10+傲拓科技龍翔跨平臺(tái)組態(tài)軟件+傲拓NJ400系列PLC的整套工業(yè)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了從操作系統(tǒng)到工控軟件的信創(chuàng)改造。PLC的核心CPU采用龍芯、申威、飛騰等處理器，主控制器電子元器件種類和數(shù)量均達(dá)到100%；PLC嵌入式操作系統(tǒng)采用自主可控操作系統(tǒng)或開源操作系統(tǒng)；PLC開發(fā)編程組態(tài)軟件完全自主研發(fā)，可在PC環(huán)境運(yùn)行,支持跨平臺(tái)運(yùn)行。

（二）【PLC編程軟件自主研發(fā)，并具有跨平臺(tái)運(yùn)行能力】

傲拓科技研制的跨平臺(tái)NAPro可編程控制器集成開發(fā)環(huán)境軟件是國內(nèi)唯一一套自主開發(fā)的具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的支持IEC61131-3國際標(biāo)準(zhǔn)全部5種編程語言的軟件。同時(shí)，軟件具有在Windows和麒麟操作系統(tǒng)跨平臺(tái)運(yùn)行能力，開放性好，可維護(hù)性強(qiáng)，可以遠(yuǎn)程調(diào)試監(jiān)控PLC程序，可以對(duì)梯形圖設(shè)置斷點(diǎn)、單步執(zhí)行等高級(jí)語言才具有的操作，方便用戶快速排查故障。PLC的通用IEC61131-3集成開發(fā)環(huán)境，包括編輯器、編譯器、調(diào)試器、仿真器和圖形用戶界面工具，主要完成硬件配置、任務(wù)組態(tài)、數(shù)據(jù)定義、軟件編程、程序編譯、程序下載、程序調(diào)試、程序仿真等工作，輕松跨越產(chǎn)品生命周期（從設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行到維護(hù)）的各個(gè)階段。該軟件功能強(qiáng)大，使用方便，界面友好，為工程技術(shù)人員提供了一套簡單實(shí)用的軟件編程和聯(lián)機(jī)調(diào)試工具，可適用于各工業(yè)控制領(lǐng)域，如水利、電力、冶金、物流、石化、機(jī)械、交通、環(huán)保等行業(yè)。

（三）【信息安全等級(jí)高】

針對(duì)信息安全功能對(duì)控制系統(tǒng)的威脅，本項(xiàng)目開發(fā)具有信息安全功能的以太網(wǎng)模塊，配合工業(yè)防火墻和工控安全動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)流限制、數(shù)據(jù)訪問白名單、用戶權(quán)限管理、數(shù)據(jù)完整性和日志管理等功能，可保證工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)功能安全、通信安全和系統(tǒng)安全。從“固、隔、監(jiān)”三個(gè)層面打造一個(gè)真正意義的信息安全型大型泵站監(jiān)控系統(tǒng)。

四 應(yīng)用效果 

近年來，隨著水利現(xiàn)代化程度的不斷提升，信息技術(shù)在水利領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為保障水利基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行的重要支撐。傲拓科技重點(diǎn)發(fā)展的大中型PLC產(chǎn)品率先突破中高端PLC市場(chǎng)的技術(shù)難題，尤其在大國重器三峽水電、南水北調(diào)等涉及國計(jì)民生的重大項(xiàng)目中使用，為自主可控的工業(yè)控制器研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

應(yīng)用案例：南水北調(diào)東線自主可控大型泵站、水閘計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

項(xiàng)目介紹

南水北調(diào)東線水利樞紐江都站是新中國成立后，我國自主規(guī)劃、自主設(shè)計(jì)、自主制造、自主施工的大型泵站群，是我國規(guī)模最大的電力排灌工程、亞洲最大的泵站樞紐。

2024年1月6日，在習(xí)近平總書記對(duì)江都水利樞紐工程進(jìn)行考察后的三周年之際，這一大型水利泵站群工程在繼自主規(guī)劃、自主設(shè)計(jì)、自主制造、自主施工之后，率先在第四抽水泵站（簡稱：江都四站）完成控制系統(tǒng)自主改造。

實(shí)施效果

傲拓科技自主研發(fā)的大中小型全系列可編程控制器（PLC）實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的改革創(chuàng)新，滿足了市場(chǎng)上絕大多數(shù)控制系統(tǒng)的要求。

本次江都四站控制系統(tǒng)自主化改造項(xiàng)目，是由江蘇省水利廳省江都水利工程管理處水利科學(xué)研究所自主實(shí)施，選用了傲拓科技自主研發(fā)的中大型可編程邏輯控制器NJ400系列+傲拓龍翔跨平臺(tái)組態(tài)軟件 +飛騰D2000+銀河麒麟V10，替換原有的工業(yè)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從工業(yè)控制系統(tǒng)到SCADA軟件的自主研發(fā)。這不僅大大提升了國家水利工程安全和工業(yè)自動(dòng)化水平，更在工業(yè)控制領(lǐng)域樹立了一個(gè)新的標(biāo)桿。

五 示范效應(yīng)

傲拓科技研制的自主可控大型泵站監(jiān)控系統(tǒng)在我國規(guī)模最大的電力排灌工程、亞洲最大的泵站樞紐—江都四站完成了控制系統(tǒng)自主改造。率先實(shí)現(xiàn)了大型泵站監(jiān)控系統(tǒng)的全自主可控。目前產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，特別是中文化的編程界面直觀易懂、軟件功能強(qiáng)大、配置靈活，獲得了業(yè)主、設(shè)計(jì)專家和系統(tǒng)集成單位的一致認(rèn)可。改造項(xiàng)目的成功實(shí)施在水利行業(yè)具有重大的典型示范意義。

傲拓科技通過研發(fā)自主可控大型泵站、水閘監(jiān)控系統(tǒng)，突破了行業(yè)技術(shù)壁壘，提高了國內(nèi)工業(yè)控制的自主可控能力，促進(jìn)國內(nèi)制造業(yè)的健康發(fā)展。在關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的自動(dòng)化控制領(lǐng)域取得了重要的技術(shù)突破，增強(qiáng)了國家安全和經(jīng)濟(jì)安全。

對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈上游的芯片和元器件制造業(yè)來說，自主可控大型泵站解決方案的應(yīng)用將為其帶來巨大的市場(chǎng)需求?？刂葡到y(tǒng)對(duì)硬件平臺(tái)有特定的要求，這將推動(dòng)芯片和元器件制造業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級(jí)，以滿足工業(yè)控制器的性能需求。同時(shí)，這也將帶動(dòng)上游產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈下游的工業(yè)自動(dòng)化和智能制造行業(yè)來說，通過應(yīng)用控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制系統(tǒng)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化，提高生產(chǎn)效率、降低運(yùn)營成本，推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化和智能制造行業(yè)的快速發(fā)展。

從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的角度來看，解決方案的提出將促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間的緊密合作和協(xié)同發(fā)展。這將有助于形成完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，提高整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的競(jìng)爭力和創(chuàng)新能力，推動(dòng)水利行業(yè)向智能化、綠色化方向發(fā)展。同時(shí)，可以吸引更多的企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)參與進(jìn)來，形成良性競(jìng)爭和合作機(jī)制，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。隨著工業(yè)控制器的不斷推廣和應(yīng)用，還可以帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如傳感器、執(zhí)行器、通信設(shè)備等，形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)。