概述
江蘇省泰州引江河高港樞紐工程位于泰州市高港區(qū)口岸鎮(zhèn)西北約3km處，距長江2km，是實現(xiàn)泰州引江河工程引、排、航目標的控制建筑物。高港樞紐閘站工程包括泵站、節(jié)制閘、調(diào)度閘、送水閘四座水工建筑物及110KV專用變電所等管理設(shè)施。工程采用閘站結(jié)合布置，抽水站裝機總?cè)萘?8000KW，9臺套，立式開敞式軸流泵，配10KV高壓同步電機，雙向式流道，抽排結(jié)合，底層流道，結(jié)合自流引江；節(jié)制閘5孔，總凈寬50m，配弧形閘門；調(diào)度閘4孔，總凈寬20m，配上下扉平板閘門；送水閘3孔，總凈寬16.5m，配平板直升閘110KV戶外變電所設(shè)110KV/10KV主變壹臺，另一回路10KV線路供10/0.4KV所變。現(xiàn)有的高港樞紐計算機監(jiān)控系統(tǒng)是集監(jiān)督測量、控制、信號、管理等于一體的計算機系統(tǒng)，能夠?qū)ψ冸娝C組及其相應(yīng)的水工建筑物進行數(shù)據(jù)采集、控制和管理。系統(tǒng)采用浙大中控的JX-300集散控制系統(tǒng)，圖1為泵站集散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，八臺采集控制站分布在泵站現(xiàn)場，5臺顯示操作站安裝在控制室內(nèi)，取消常規(guī)顯示儀表和報警光字牌。監(jiān)控系統(tǒng)主干網(wǎng)為兩段相連的粗纜冗余總線網(wǎng)，各個采集控制站和控制室內(nèi)的操作站組成一個以太網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。
泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能需求
泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)要求通過Internet網(wǎng)絡(luò)能夠遠程對泵站、節(jié)制閘、調(diào)度閘、送水閘進行運行調(diào)節(jié)、控制，主要功能包括：泵站電氣主接線的監(jiān)視、1-9#機組的運行監(jiān)視和控制、泵站節(jié)制閘的運行調(diào)度和控制、1-9#機組下層流道引流調(diào)度及控制、調(diào)度閘和送水閘的運行控制、泵站輔機設(shè)備的運行控制、泵站運行數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的瀏覽和查詢等。如泵站電氣主接線的監(jiān)視畫面能夠顯示變電所各個刀閘、開關(guān)的實時運行狀態(tài)，顯示主變高低壓側(cè)三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、頻率主變油溫以及所變AB、BC線電壓、三相電流、所變油溫，具有遠程分合閘的操作提示和狀態(tài)指示，并能方便切換到各臺機組的運行監(jiān)控畫面。在機組的運行監(jiān)控畫面上顯示機組的運行工況、流量、葉片角度、三相電流、三相電壓、勵磁電流、勵磁電壓、有功功率、無功功率、主機轉(zhuǎn)速、上下導(dǎo)溫度、推力溫度、定子溫度、上下油缸溫度、上下游共四個閘門高，并具有遠程機組啟停所需的條件控制。圖2為泵站機組運行監(jiān)控畫面。
遠程監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
選用了研華的WebAccess網(wǎng)絡(luò)組態(tài)監(jiān)控軟件，在已有的基于DCS的泵站監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了基于Internet泵站的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。
WebAccess是一個完全基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境開發(fā)的組態(tài)和監(jiān)控軟件，它提供通過網(wǎng)絡(luò)進行遠程組態(tài)、監(jiān)控的功能，系統(tǒng)管理人員通過Internet可以在線對監(jiān)控系統(tǒng)的測控點定義、流程圖制作、控制程序編寫、以及完成系統(tǒng)的其他維護管理工作，這些組態(tài)、管理信息可以方便地下載到監(jiān)控節(jié)點上去。
由于泰州引江河高港泵站已經(jīng)采用DCS實現(xiàn)了泵站測控管一體化，為了在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)對泵站的遠程監(jiān)控和管理，我們利用了浙大中控的DCS OPC服務(wù)器JX OPC Server實現(xiàn)WebAccess和JX-300 DCS通信，連接方便，通信效率高。圖2為泵站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖。圖中WebAccess監(jiān)控節(jié)點通過JX OPC Server與DCS通信，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的測量和控制。WebAccess工程節(jié)點則是進行系統(tǒng)定義和管理的Web站點，它可以對多個監(jiān)控節(jié)點進行管理，對監(jiān)控節(jié)點的組態(tài)監(jiān)控信息可以通過網(wǎng)絡(luò)下載到WebAccess監(jiān)控節(jié)點，WebAccess客戶端是普通的Web瀏覽器，數(shù)量無限，客戶端遠程登錄到WebAccess工程節(jié)點后，就可以被導(dǎo)向到需要的監(jiān)控節(jié)點。并可以在授權(quán)范圍內(nèi)進行監(jiān)督和控制，遠程的操作監(jiān)視畫面和現(xiàn)場監(jiān)控操作畫面一樣。由于客戶端在第一次登錄后，自動將實現(xiàn)遠程監(jiān)控操作的控件下載到客戶端的計算機上，在監(jiān)視、操作過程中只傳輸少量變化的實時數(shù)據(jù)，因此系統(tǒng)反應(yīng)速度快，畫面豐富、生動。且已有的Internet安全技術(shù)都可以應(yīng)用在此遠程監(jiān)控系統(tǒng)上。
圖3是遠程客戶端看到的機組監(jiān)控操作畫面，遠程客戶可以和泵站現(xiàn)場一樣觀測機組的運行參數(shù)和狀況，具有遠程操作權(quán)限的操作人員還可以進行開機、停機操作，現(xiàn)場監(jiān)控節(jié)點則自動檢測開停機條件，并作出正確的響應(yīng)。
遠程監(jiān)控系統(tǒng)安全措施
WebAccess 使用者權(quán)限能限制一個使用者能看的畫面和點的數(shù)量，WebAccess 的區(qū)域和等級安全制度限制了一個使用者可以改變的點的數(shù)量。WebAccess 使用者權(quán)限的功能是獨立于Windows 安全體系之外的。完整的Windows安全系統(tǒng)只會讓系統(tǒng)所熟悉的使用者使用你的瀏覽器，使之成為有權(quán)利的使用者或者本地用戶，能提供和一個企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)相似的安全體系。
WebAccess支持以下web站點安全特性：
（1）匿名訪問。最低安全性，通常應(yīng)用于具有大量用戶場合。
（2）集成Windows驗證。連接到Web 服務(wù)器(工程節(jié)點)時需要用戶名和密碼。集成Windows驗證安全性能比匿名訪問高。如果沒有被Windows NT安全通過驗證，集成Windows驗證將要求用戶依用戶名、密碼和域名登錄，這類似于訪問在公司Intranet上的服務(wù)器或共享文件。如果用戶是可信任域的成員或Web服務(wù)器上注冊的用戶，通過授權(quán)的用戶名和密碼登錄，將不會彈出登錄對話框。如果用戶是不可信任域的成員或Web服務(wù)器上非注冊的用戶，系統(tǒng)將提示依用戶名和密碼登錄。
（3）防火墻。防火墻可限制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)流，常用于限制客戶端與監(jiān)控節(jié)點的通訊，從工程節(jié)點上下載文件到監(jiān)控節(jié)點。如果你系統(tǒng)的連接需要通過防火墻，網(wǎng)絡(luò)管理員要為系統(tǒng)開放2個TCP端口，一個端口用于下載文件，另一個端口用于動態(tài)數(shù)據(jù)交換。在監(jiān)控節(jié)點軟件安裝時，你需設(shè)定這些TCP端口。當(dāng)你在建工程和監(jiān)控節(jié)點時，必須輸入正確的TCP端口，當(dāng)然也可通過“更新”鏈接重新設(shè)定端口號。
（4）VPN(虛擬專用網(wǎng)絡(luò))。通過Internet或其它網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建專用網(wǎng)絡(luò)通道。
（5）Secure Sockets Layer（SSL）。利用服務(wù)器端數(shù)字證書和客戶端數(shù)字證書，實現(xiàn)客戶端和工程節(jié)點之間的身份認證和安全通信。SSL協(xié)議涉及對稱加密、公用密匙加密、身份驗證、數(shù)字簽名和信息摘要等技術(shù)。SSL通過利用數(shù)字證書進行數(shù)字簽名的辦法實現(xiàn)通信雙方的身份鑒別以及所做操作的不可抵賴性，通過對稱加密實現(xiàn)信息傳輸?shù)臋C密性，通過信息摘要技術(shù)實現(xiàn)信息傳輸?shù)耐暾钥刂疲疫@些工作對用戶來說都是透明的。
（6）WebAccess通過將客戶端操作人員分成個體管理員、系統(tǒng)管理員、線上管理員、線上操作員、個體管理員，每個用戶至少指定一個區(qū)域和等級。區(qū)域用于限制修改數(shù)據(jù)的能力，用戶和點都必須分配有區(qū)域和等級，且用戶和點有相同的區(qū)域，用戶的等級大于等于點的等級時用戶才能對這個點的值進行修改。
結(jié)束語
基于Internet的泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以使得運行操作人員通過Internet隨時隨地監(jiān)視泵站的運行工況，提高水利工程的運行維護水平，合理配置人力資源，同時對水利工程的運行管理模式的改變起著積極的推動作用。它為流域水資源的優(yōu)化調(diào)度、充分合理發(fā)揮水利工程的綜合效益奠定了基礎(chǔ)。系統(tǒng)在Internet技術(shù)平臺基礎(chǔ)上，通過標準化的OPC接口技術(shù)，實現(xiàn)了WebAccess遠程組態(tài)監(jiān)控軟件和JX-300 DCS的集成，使得系統(tǒng)的開放性高。
