水电站计算机监控系统工程实例

第第 1010 章章 水电站计算机监控系统工程实例水电站计算机监控系统工程实例 10.110.1 老石坎水电站计算机监控系统概述老石坎水电站计算机监控系统概述 老石坎水电站位于浙江省安吉县境内， 属于小型水电站， 它有两台水轮发电机组， 1#水轮 发电机功率为2500kW，2#水轮发电机组功率为1000kW，全厂采用NJK-2001型水电站计算机监 控系统， 该系统由杭州南望自动化技术有限公司研制和开发。老石坎水电站实现计算机监控后， 实现了少人值班（无人值守）的目标，提高了水电站运行的经济性、可靠性和安全性，减轻了 运行人员的劳动强度，减少了水电站自动控制设备的安装调试时间，减少了设备占地面积，提 高了水电站的自动化水平和运行管理水平，同时使水电站的技术水平上升到一个较高的层次。 老石坎水电站计算机监控系统集水电站的监测、控制、保护、电度量电费统计和管理于一 体， 采用分层分布式结构， 模块化设计， 以工业级计算机IPC为上位机， 以可编程序控制器PLC、 微机保护装置、智能交流电参数采集装置等构成现地控制单元（LCU） ，再加上各种变送器如水 位变送器、压力变送器等，从而构成完整的水电站计算机监控系统。 老石坎水电站计算机监控系统的分层分布式结构图如图 10-1 所示，该系统结构分三个层 次：电站主控层、现地控制单元层（ LCU）和通信网络层。电站主控层由操作员工作站（1 个） 、 操作台以及其他办公设备组成，操作员工作站主要设备是上位机，上位机采用工控机；现地控 制单元层（LCU）由PLC(GE90-30)、智能仪表、微机同期装置等构成。通信网络层由工业以太 网、MOXA通信服务器、 RS485总线以及交换机等组成。 10.210.2 老石坎水电站计算机监控系统的功能老石坎水电站计算机监控系统的功能 老石坎水电站计算机监控系统对水电站的各种运行参数进行实时采集、处理、 监视、 储存； 对水电站各种控制对象进行控制；具有事故、故障处理、报警、记录功能；具备水电站多种经 济运行模式；此外，所有的输入、输出均带有隔离，软硬件滤波，防触点抖动等措施；上位机 与现地控制单元LCU的软件有完备的防误操作、自诊断、自恢复功能；某一设备故障不影响系 统性能； 重要部位采用冗余技术； 具有完备的抗干扰和防雷击技术措施。这些技术措施的使用， 提高了系统的可靠性、安全性及稳定性。 10.2.110.2.1 上位机层功能上位机层功能 （1）完成对水电站实时状态的采集与处理； （2）对实时运行参数的采集、处理及监控； （3）远方控制； （4）对被控对象运行参数进行调节，完成优化运行； （5）报警及事故记录、顺序事件记录和控制记录； （6）电站历史数据和状态的查询； （7）报表处理与打印； （8）事故追忆； （9）计算统计； （10）实时显示电站设备运行状态和参数等功能； （11）接受现地控制单元传来的数据； （12）向现地控制单元发出控制调节指令。 10.2.210.2.2 现地控制单元层功能现地控制单元层功能 （1）完成对机组的自动开、停机操作； 1 （2）完成对机组的有功、无功调节； （3）机组故障及事故报警； （4）实时显示机组温度及运行参数； （5）接收上位机的开、停机命令及有功、无功自动调节控制命令； （6）将采集的开关量和模拟量信息送至上位机等。 主机/操作员工作站 计算机软、硬件平台 ICS-4004M工控机 CPU：PIV 2.4G 内存：256MB 电电 站站 主主 控控 层层 硬盘：60G 软驱：1.44M 硬 光驱：CD-RW刻录机 件 显示器：PHILIPS 22纯屏 网卡：10/100M自适应 UPS电源 软 Windows 2000 操作系统 件 中文水电站计算机监控软件 MOXA服务器 操作员工作站1操作员工作站2 以太网 厂长终端 以太网 RS485 现现 地地 控控 制制 单单 元元 层层 LCULCU PLC调速器PLC PLC 10KV线路保护 温度巡检仪 励磁系统 温度巡检仪电参数测量仪 35KV线路保护 微机同期 调速器 微机保护 励磁系统 电参数测量仪 #1机组LCU屏 微机同期 电参数测量仪 近区线路保护 微机保护 1＃电度表 备用 电参数测量仪 #2机组LCU屏 2＃电度表 公用及开关站LCU线路保护测量屏 图10-1 系统结构图 10.2.310.2.3 通信网络层功能通信网络层功能 操作员工作站的上位机通过工业以太网与MOXA 通信服务器相连， MOXA 通信服务器采用 RS485总线与现地控制单元进行通讯，网络结构参见图 10-1。 ①上位机与南瑞的保护装置进行通信，通信规约为部颁 103规约，波特率为9600bps，校 验采用和校验方式。 ②上位机与PM140E电参数测量仪进行通信， 通信规约为ModBus规约， 波特率为9600bps。 ③上位机与GE公司的PLC进行通信， 通信规约采用GE公司的SNP专用通信规约。 上位机 2 通过总线网络发送停机、空转、空载、发电等控制操作命令到PLC。 ④上位机与福建三明的TDS1600温度巡检仪进行通信，通信规约为 ModBus通讯规约，波 特率为9600bps。 ⑤上位机与湖南威胜的电度表进行通信，通信规约为浙江协议，波特率为9600bps。 ⑥上述通信都在上位机后台通信程序（ DcommServ. ）中解析并返回数据包。 10.310.3 老石坎水电站计算机监控系统的操作老石坎水电站计算机监控系统的操作 10.3.110.3.1上位机的操作维护上位机的操作维护 1. 上位机软件的构成 上位机软件由Microsoft Windows 2000和 NJK-2001监控系统软件构成。 NJK-2001监控 系统软件运行于Microsoft Windows 2000 平台上。 NJK-2001上位机软件由下列模块构成： （1）简报信息程序（ Alarm） ； （2）老石坎水电站后台通信程序（ DcommServ） ； （3）日、月、年报表查询程序； （4）简报信息查询程序； （5）峰平谷设置程序； （6）操作员设置程序； （7）密码设置修改程序； （8）系统日志查询程序； （9）遥测遥信查询程序； （10）值班记录查询程序； （11）值班人员设置程序； （12）功率给定程序； （13）操作命令程序； 2．软件界面启动和退出操作 在 Windows 2000桌面上，鼠标双击图标老石坎水电站计算机监控系统，运行老石坎水电 站计算机监控系统软件，进入画面索引窗口（如图 10-2） ；通过索引窗口，可以进入到其他操 作窗口，画面索引窗口是上位机软件的导航界面。 退出老石坎监控系统的操作过程如下： 1）退出老石坎监控系统之前，把当前窗口切换到画面索引窗口。 2）在该窗口右下脚，鼠标单击退出按钮，系统弹出一个退出系统确认画面，点击退出后 即退出监控画面； 3）也可以在画面索引任务栏中，鼠标右击单击老石坎水电站计算机监控系统后台通信程 序，弹出退出按钮并鼠标单击，退出 DcommServ. （老石坎水电站后台通信程序）。 3．软件界面主操作 1） 、画面索引 运行老石坎计算机监控系统进入画面索引窗口，该窗口集成了进