H水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)

1、H9000系列水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)布時間： 2011-01-24 引言H9000系統(tǒng)是面向水利水電工程監(jiān)控與自動化應用而研制開發(fā)的全新的分布開放計算機控制系統(tǒng)，它結合了當代國內(nèi)外最新計算機硬件產(chǎn)品、軟件產(chǎn)品、網(wǎng)絡技術、實時工業(yè)控制產(chǎn)品與未來發(fā)展趨勢，集中體現(xiàn)了北京中水科水電科技開發(fā)有限公司(中國水利水電科學院自動化所)在水利水電自動化領域近30年的研制開發(fā)經(jīng)驗，系統(tǒng)具有良好的可靠性、可變性、可擴充性和可移植性，支持異型機互聯(lián)。 H9000系統(tǒng)V1.0版自1994年6月起大規(guī)模開發(fā)，于1996年完成了包括湖南鳳灘及浙江湖南鎮(zhèn)擴機在內(nèi)的首批系統(tǒng)，其中湖南鎮(zhèn)擴機工程計算機監(jiān)控系

2、統(tǒng)經(jīng)一年的試運行穩(wěn)定后，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了電站的關門運行，引起國電公司領導的高度重視。1996年底完成向Window NT平臺移植，標志著水科院自動化所擁有可在UNIX和Window NT兩個操作系統(tǒng)平臺運行的完全兼容的H9000系列分布開放系統(tǒng)。H9000系統(tǒng)的推出，受到廣大水電用戶的歡迎和好評，已被廣泛地應用于260多個各類大中小型水利水電自動化工程，如黃河上游梯級集控、東北白山梯級及白山蓄能、青海龍羊峽、公伯峽、湖南五強溪、東江梯級、鳳灘及擴機、碗米坡、三板溪、洪江、浙江烏溪江梯級、貴州東風、烏江渡及擴機、陜西安康、四川美姑河流域、北京密云等大中型水電站，已經(jīng)有200多套完整系統(tǒng)三年以上的

3、成功運行經(jīng)驗。1997年實施的東北白山梯級電站的“無人值班”(少人值守)計算機監(jiān)控系統(tǒng)工程規(guī)模宏大，性能指標卓越，在國內(nèi)水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)首次成功地采用了超長距離的高速以太網(wǎng)通訊，實現(xiàn)了巨型機組的現(xiàn)地“無人值班”(少人值守)和遠方監(jiān)控。該項目已于1999年3月29日至31日順利通過技術鑒定，受到東北電管局及國家電力公司鑒定小組有關專家、領導及白山電廠有關人員的高度評價，其結論是系統(tǒng)總體國內(nèi)領先，國際先進。H9000系統(tǒng)還為白山、龍羊峽、緊水灘、烏溪江、東風及東江等六大水電廠先后順利通過國電公司“無人值班”(少人值守)驗收及創(chuàng)“一流水電廠”奠定了堅實的基礎。1996年，浙江烏溪江擴建電站采用H

4、9000系統(tǒng)，成為我國首個關門運行的水電站。2004年投運的黃河上游梯級電站集控系統(tǒng)實現(xiàn)了與公伯峽電站首臺機組發(fā)電同步投運，已實現(xiàn)了龍羊峽、李家峽、公伯峽、蘇只、鹽鍋峽、八盤峽等電站的接入和監(jiān)視，實現(xiàn)了蘇只電站的遠方實時監(jiān)控運行。1998年至2005年，我們先后簽訂了5個監(jiān)控系統(tǒng)出口合同，出口監(jiān)控系統(tǒng)6套，其中埃塞俄比亞的Tis Abay二級電站、馬其頓科佳電站分別與2001年和2004年已全部建成發(fā)電。2001年中國水利水電科學研究院自動化所與國外公司合作，聯(lián)合中標三峽左岸電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)和三峽梯級調(diào)度中心自動化系統(tǒng)兩大水電自動化工程，全面介入了三峽電站的自動化建設，并承擔了多項重大功能的

5、開發(fā)任務。通過三峽工程的國際合作，使我們有機會及時地跟蹤國際技術發(fā)展，進一步豐富和完善了H9000系統(tǒng)的功能和設計，保持H9000系統(tǒng)在國內(nèi)的領先地位。2005年6月21日，中國長江三峽工程開發(fā)總公司與北京中水科水電科技開發(fā)有限公司在湖北宜昌舉行了隆重的長江三峽右岸電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)合同簽字儀式，三峽右岸電站監(jiān)控系統(tǒng)全部采用中水科技自主研發(fā)的H9000系統(tǒng)。結合三峽右岸電站監(jiān)控系統(tǒng)工程，我們對H9000系統(tǒng)進一步充實改進和完善，使H9000系統(tǒng)順利升級到功能和性能更強大的H9000 V4.0系統(tǒng)。H9000 V4.0系統(tǒng)主要針對巨型機組特大型電站應用進行開發(fā)，V4.0版與過去較大改進之處是

6、進一步完善和優(yōu)化了數(shù)據(jù)采集與處理、圖形界面、報警處理、人機聯(lián)系、報表管理、WEB信息發(fā)布、歷史數(shù)據(jù)管理等功能，以滿足巨型機組特大型電站對控制系統(tǒng)性能及功能的要求，不僅具有卓越的系統(tǒng)可靠性和可維護性，而且使系統(tǒng)更加開放、友好。H9000 V4.0系統(tǒng)不僅做到了 UNIX 和 WINDOWS NT 兩個版本用戶外部界面完全相同，具有相同的性能與功能，而且軟件代碼也兼容，進一步提高了系統(tǒng)的兼容性和可維護性。目前，三峽右岸電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)已于2007年5月與右岸首臺機組發(fā)電同步投入運行。2008年10月全部12臺機組投運完畢。2010年又完成瀑布溝、積石峽等大型水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)投運。三峽左岸工程

7、的國際合作和三峽右岸的獨立實施，使我們積累了不可多得的巨型機組水電站監(jiān)控系統(tǒng)的設計、開發(fā)和現(xiàn)場安裝調(diào)試經(jīng)驗，為今后承擔其它巨型電站的監(jiān)控系統(tǒng)奠定了堅實基礎。在廣大用戶的大力支持下，通過我們的不斷努力，H9000系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟、完善，現(xiàn)場投運均非常順利成功。通用化標準化設計開發(fā)的H9000系統(tǒng)，不僅適用于水電站、蓄能電站、抽水泵站、水電站群、梯級水電站的集中監(jiān)控，也適用于引水調(diào)水工程、泵站、閘門、升船機、船閘、風電場、輔機控制及其他領域集中控制的計算機監(jiān)控系統(tǒng)。H9000系統(tǒng)的成功開發(fā)與現(xiàn)場運行，證明了中水科技是國內(nèi)為數(shù)無幾的全部依靠自己的力量開發(fā)的分布開放計算機監(jiān)控系統(tǒng)、擁有百分之百自主軟件

8、版權并獲得成功的廠家。H9000已經(jīng)成為水利水電自動化領域的國內(nèi)外知名品牌。我們將一如既往，不斷努力奮進，為廣大水利水電用戶提供更先進的技術、更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、更滿意的服務。1.系統(tǒng)總體結構H9000系列計算機監(jiān)控系統(tǒng)是一個面向水利水電應用的分布開放控制系統(tǒng)，采用面向網(wǎng)絡的分布式結構，具有良好的擴充性，可根據(jù)用戶的需要，靈活配置，例如可配置成地簡單的單機單網(wǎng)系統(tǒng)，或配置為多機多網(wǎng)冗余系統(tǒng)配置，也可配置成多廠的復合網(wǎng)絡系統(tǒng)?？紤]到電站監(jiān)控系統(tǒng)與梯級集控中心系統(tǒng)的兼容問題，H9000 V4.0系統(tǒng)在信息地址編碼設計中考慮了電站級的地址編碼。H9000系統(tǒng)的分層結構示意圖在具體的系統(tǒng)設計和功能配置方面，

9、H9000系統(tǒng)一般分為電站控制層和現(xiàn)地控制層兩層。對于梯級水電站的遠方集控系統(tǒng)，則可再設一個梯級集控層。有關梯級調(diào)度控制層的配置及功能請參見有關H9000-CAS的資料。電站控制層結構根據(jù)系統(tǒng)可靠性或功能要求，電站控制層可配置一至兩臺數(shù)據(jù)庫服務器，完成系統(tǒng)的應用計算與歷史數(shù)據(jù)庫管理工作，一至多臺人機聯(lián)系工作站，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的監(jiān)視與控制，實現(xiàn)對電站的自動管理。系統(tǒng)設有若干臺通訊服務器，負責本系統(tǒng)同其它系統(tǒng)的通訊，如網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、水情測報系統(tǒng)、以及電廠內(nèi)部的其他智能數(shù)據(jù)采集功能裝置等。電站控制層還可選配事故語音報警裝置，可同電話系統(tǒng)、傳呼系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，作為水電站“無人值班”(少人值守)自動化系統(tǒng)的必備選

10、件。另外，還可設置工程師工作站，培訓仿真工作站，廠長終端等。對于特大型電站，一般設置獨立的歷史數(shù)據(jù)庫服務器，配有共享磁盤陣列，以及獨立的數(shù)據(jù)采集服務器、應用服務器、通訊服務器等，采用雙冗余配置。當機組臺數(shù)較多時，可適當多配置一臺或若干臺操作員工作站。根據(jù)用戶要求，本系統(tǒng)還可配制大屏幕投影系統(tǒng)、大屏幕電子顯示屏或模擬屏。電站的輔機控制系統(tǒng)相對獨立，可與監(jiān)控系統(tǒng)通訊形成有機聯(lián)系的系統(tǒng)。H9000 V4.0系統(tǒng)典型結構 梯級集控層結構梯級集控層的系統(tǒng)結構及硬件配置與電站控制層差異不大，一般差別僅在于硬件的性能指標應更高一些，如數(shù)據(jù)庫服務器，設備的數(shù)量更多一些，如操作員站，在功能方面的重點是

11、流域的發(fā)電計劃與經(jīng)濟運行EDC、梯級AGC。另外，一般流域機構的發(fā)電經(jīng)營由梯級集控中心歸口負責，因此硬件可配置電力市場報價終端。無主設計的概念H9000系統(tǒng)的總體設計技術采用了無主設計的概念，即系統(tǒng)中各計算機節(jié)點的應用軟件配置基本相同，如數(shù)據(jù)庫管理站、操作員站或工程師站，相同的軟件配置根據(jù)不同的功能授權實現(xiàn)不同的功能。當任何一個計算機節(jié)點出現(xiàn)故障時，可通過功能授權調(diào)整功能的分配。如正常運行時，工程師站不具備現(xiàn)場設備的操作控制權，但經(jīng)過權限的調(diào)整，可以進行控制操作。因此，當一個系統(tǒng)具有多臺計算機節(jié)點時，全部計算機同時出現(xiàn)故障的概率可以忽略不計。目前由于計算機的硬件資源相對豐富，很多原先需要性能很

12、高的設備完成的工作一般計算機也均能完成，因此，H9000系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元的計算機基本上也可以完成主控級的人機聯(lián)系任務，使系統(tǒng)的可控性進一步提高。現(xiàn)地控制單元結構現(xiàn)地控制單元層采用按單元分布的原則，一般每臺發(fā)電機變壓器組各設一個LCU，開關站設一個LCU，廠用電及全廠公用設備共設一個LCU，閘門控制設一套LCU。若有模擬屏，則應設一個模擬屏驅動LCU。 根據(jù)機組裝機容量的大小，機組現(xiàn)地有人值班與否，對LCU的可靠性要求也不同。為提高LCU的可靠性，一般可采用結構冗余的方式?？稍谟绊慙CU可靠性的每一個環(huán)節(jié)采取改進措施，如CPU、I/O機箱電源、通訊模塊、I/O模塊、機柜電源等，可進行雙

13、冗余配置。根據(jù)目前應用經(jīng)驗，一般采用較多的冗余措施有雙CPU配置，I/O機箱配置冗余電源，機柜采用交直流電源供電，雙通訊模塊或接口等。對于特大型機組，為了減輕PLC主CPU的負擔，機組測溫系統(tǒng)可單獨設置CPU，與主CPU采用現(xiàn)地總線通訊連接。網(wǎng)絡結構H9000系統(tǒng)內(nèi)部各節(jié)點采用開放的以太網(wǎng)聯(lián)接。根據(jù)電站規(guī)模、現(xiàn)場條件、對可靠性要求等情況，可采用單網(wǎng)或多網(wǎng)冗余、星型或環(huán)型光纖以太網(wǎng)的網(wǎng)絡結構。H9000系統(tǒng)支持工業(yè)標準局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，如IEEE 802.3以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、X.25廣域網(wǎng)、SDH，以及符合國際標準的各種現(xiàn)地工業(yè)總線，如MB+網(wǎng)、ProfiBus、DH+等。與核心數(shù)據(jù)服務器的連接

14、、主站之間連接可采用1000MB的高速網(wǎng)絡接口。通道可采用光纖、同軸電纜、雙絞線或微波等。對于十分偏僻遙遠地區(qū)水電站，可以采用通訊衛(wèi)星。時鐘系統(tǒng)結構H9000系統(tǒng)內(nèi)部采用統(tǒng)一實時時鐘，使系統(tǒng)內(nèi)LCU裝置的CPU時鐘偏差滿足系統(tǒng)的要求，并與國際標準時間保持一定的精度。對于巨型水電廠，由于智能設備多，相互之間距離遠，可采用主鐘和二級鐘配置模式，即系統(tǒng)設一套主鐘，每臺LCU設置一套二級鐘，負責與該LCU有關的智能設備的對時。為了提高時鐘系統(tǒng)的可靠性，主時鐘可配置為雙CPU。BBS-3型衛(wèi)星時鐘系統(tǒng) 2.系統(tǒng)設備與軟件選型開放性是H9000系統(tǒng)設計中硬件、軟件選型的重要因素。H9000系統(tǒng)根

15、據(jù)用戶的需要，采用經(jīng)過ISO9000質(zhì)量標準認證的國際著名廠商生產(chǎn)的、性能價格比高的硬件產(chǎn)品。H9000系統(tǒng)的設備選型原則是：在保證系統(tǒng)可靠性、性能、質(zhì)量、開放的同時，盡量減少設備的種類，以便增強系統(tǒng)內(nèi)設備之間的兼容性、替換性，減少備品備件的數(shù)量，方便用戶熟悉、掌握。計算機設備H9000系統(tǒng)電站控制層采用的計算機硬件可包括：·各類符合開放系統(tǒng)標準的RISC服務器與工作站，如SUN公司的Sparc工作站、HP公司的64位Itanium工作站、Alpha工作站以及IBM公司的工作站等。·各類PC工作站?？删幊炭刂破鳜F(xiàn)地控制單元采用高可靠性和較好開放性的可編程控制器為核心構成。目

16、前H9000系統(tǒng)支持：·Schneider公司的Unity Quantum/Premium系列PLC I/O模板·Siemens公司的S3/S7系列PLC I/O模板·AB公司的Control Logix PLC /SLC 500 PLC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)·GE公司的GE PAC/90-70/GE90-30/Versa MAX系列PLC I/O模板·BITC VX200/VX300系列PLC I/O模板·ABB公司的AC450/400/160/70系列集散控制系統(tǒng)及PLC I/O模板·OMROM公司的CH200/CH2000系列P

17、LC I/O模板·Koyo公司的SU-6 PLC、SU-5 PLC其它設備包括各類進口原裝的工業(yè)控制微機、一體化工控機、觸摸屏、交流采樣、轉速繼電器等。 網(wǎng)絡設備我們正處在一個快速變化的網(wǎng)絡時代，網(wǎng)絡技術發(fā)展日新月異，新產(chǎn)品層出不窮。一般H9000系統(tǒng)內(nèi)部通訊采用網(wǎng)絡交換機，對外通訊采用路由器。根據(jù)不同的需要，H9000系統(tǒng)可有許多種選擇方案。網(wǎng)絡可選擇星網(wǎng)或環(huán)網(wǎng)。網(wǎng)絡端口速率可選擇10Mbps、100Mbps或1000Mbps。端口類型包括電口及光口。制造廠家可選擇Hirschmann、CISCO、華為3COM、HP等。軟件環(huán)境H9000系統(tǒng)的軟件環(huán)境選型可包括：操作系統(tǒng)

18、：UNIX (SUN Solaris/ HP Tru64 UNIX)，Windows NT/ 2000/ XP；圖形系統(tǒng)：GTK, X/Window，Motif, Microsoft Windows GUI；網(wǎng)絡系統(tǒng)：Ethernet(10/100/1000MB)，TCP/IP，X.25；實時數(shù)據(jù)庫：RTDB(符合SQL)，關系數(shù)據(jù)庫(Oracle, SQL或Sybase)(選件)；編程語言：ANSI C，C+，.Net，C#，PB等。3.系統(tǒng)的主要功能H9000系統(tǒng)是一個完整的高可靠性水電站實時閉環(huán)過程控制系統(tǒng)，可滿足各種水電廠“無人值班”(少人值守)對計算機監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求，軟件模塊化結

19、構，配置及擴充方便。H9000系統(tǒng)功能軟件結構示意圖 其主要功能包括:數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)包括模擬量、非電量、溫度量、掃查開入量、中斷開入量、數(shù)字量、脈沖量、串行口通訊量等，基本由LCU采集，少量由通訊服務器采集。采樣分定周期和變周期兩種。預處理包括有效性、合理性判斷，軟件慮波，輸入線路誤差補償，標度變換，越復限比較以及格式化，報警或變位時間標記等，開入量還包括輸入硬件防抖濾波和軟件抗干擾濾波。上述功能一般由現(xiàn)地控制層或電站控制層完成，個別情況下也可由梯級控制層完成。針對巨型機組特大型電站數(shù)據(jù)量多、實時性要求高的特點，H9000 V4.0按數(shù)據(jù)類型采用多TCP/IP連接并行工作模式以及多

20、子進程、多線程技術，在同一數(shù)據(jù)掃描周期內(nèi)完成多重數(shù)據(jù)傳送請求與處理，滿足特大型機組海量數(shù)據(jù)的高實時性數(shù)據(jù)采集的要求。綜合參數(shù)統(tǒng)計、計算與分析根據(jù)實時采集到的數(shù)據(jù)進行周期、定時或召喚計算分析，形成各種計算數(shù)據(jù)庫與歷史數(shù)據(jù)庫，幫助運行人員對有關電廠設備的運行進行全面監(jiān)視與綜合管理，如：·運行阻抗計算與監(jiān)視·機組平均耗水率、平均效率計算·機組溫度分析計算·電量分項分時累加，峰谷分項累加。·水量累加計算·主要動力設備運行統(tǒng)計計算安全監(jiān)視與模糊查詢安全監(jiān)視是監(jiān)控系統(tǒng)的重要功能之一。正常運行時，運行人員能通過系統(tǒng)的人機聯(lián)系手段，對梯級各電站的各類

21、設備運行狀況進行監(jiān)視管理，當發(fā)生異常時，能對發(fā)生的異常情況進行記錄，并發(fā)出語音、聲光信號報警，根據(jù)預定的策略進行處理，并能為運行人員查找原因提供非常方便的手段。必要時，能將報警信號送入電話系統(tǒng)或傳呼系統(tǒng)。·事件順序記錄·故障報警記錄·參數(shù)越限報警與記錄·電氣主設備操作記錄·事故追憶(可在線定義)·趨勢分析(可在線定義)·畫面軟拷貝·畫面硬拷貝(選件)·計算機系統(tǒng)綜合信息記錄監(jiān)控系統(tǒng)提供模糊查詢功能，運行維護人員可根據(jù)報警信號類型、信號源的設備、電站以及時間段進行分類、篩選、搜索和查詢各類報警信號，便于在眾

22、多的報警信號中迅速挖掘出與某一電站、某一設備、某一信號在某一時間段內(nèi)的運行情況。各模糊查詢選項可任意組合。H9000智能報警與模糊查詢系統(tǒng)界面語音報警、電話自動報警及查詢監(jiān)控系統(tǒng)可對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行設置定義，當發(fā)生事故時，監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)定義聲光信號，進行語音報警、電話自動報警、傳呼報警或手機短信息報警，實現(xiàn)On-call。根據(jù)需要，可將幾個電話、手機或傳呼機號碼按一定的優(yōu)先級順序排列，發(fā)生事故時，系統(tǒng)根據(jù)定義的順序依次進行呼叫，自動啟動電話、手機短信息或傳呼系統(tǒng)進行報警。系統(tǒng)還提供電話查詢功能，On-call人員或其它人員均可通過電話查詢有關電站設備的當前運行情況，如有無故障及故障報警信息，重要

23、運行參數(shù)等。On-call技術已成為水電廠實現(xiàn)“無人值班”(少人值守)的重要設備。模擬光字牌光字牌是電站運行人員比較熟悉的運行設備。監(jiān)控系統(tǒng)可提供兩種形式的光字牌，一種以硬件的方式設置在LCU的盤面上，另一種在上位機工作站以畫面的方式模擬光字牌。畫面顯示監(jiān)控系統(tǒng)采用開放的圖形硬件平臺，人機界面軟件基于最新的GTK圖形標準，具有程序編程代碼運行效率高、可在Unix和Windows兩個平臺下運行的特點，保持在數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)代碼的兼容的特點，實現(xiàn)平臺之間圖形系統(tǒng)源代碼級的兼容。人機聯(lián)系軟件界面新穎美觀大方，顯示直觀易懂，操作手段簡便、靈活，支持國際語言，具有多窗口無級縮放、矢量漢字、細節(jié)顯示等功能，

24、面向目標編程，全鼠標驅動，圖形操作，多級下拉式菜單加多級彈出式菜單操作，人機界面非常友好，具有面向對象操作的特點。全部人機聯(lián)系工作站具有交互作圖功能，并可顯示多媒體圖形。H9000系統(tǒng)的人機聯(lián)系界面風格系統(tǒng)向用戶提供了便利的圖形及報表開發(fā)工具軟件，系統(tǒng)對用戶開發(fā)的畫面數(shù)量原則上不做限制。同時，系統(tǒng)的性能指標不會因為畫面或圖表數(shù)量的增加而受影響。信息可采用圖形、數(shù)字、信號燈、表格、曲線等表示方式，表現(xiàn)方式靈活多樣，并可采用立體三維、實時動畫的方式。系統(tǒng)還可方便地采用專業(yè)圖形表示電站的運行狀態(tài)，如發(fā)電機P-Q圖、閘門水位圖、模擬儀表等。事故追憶與回放(PDR)事故追憶功能可記錄觸發(fā)事件發(fā)生前后全部

25、斷面數(shù)據(jù)，記錄時間長短可定義。用戶可定義不同的事故追憶內(nèi)容。PDR記錄的數(shù)據(jù)包括預定義的模擬量、狀態(tài)量等數(shù)據(jù)。觸發(fā)方式包括擾動觸發(fā)、人工觸發(fā)等。事件過程記錄數(shù)據(jù)可瀏覽和重演，并可以單線圖、表格等方式重現(xiàn)。H9000系統(tǒng)的事故追憶與回放功能界面WEB信息發(fā)布(選件)監(jiān)控系統(tǒng)可設WEB信息發(fā)布系統(tǒng)。系統(tǒng)的信息發(fā)布由WEB信息發(fā)布服務器軟件加WOIX軟件構成，客戶端采用IE瀏覽器，管理信息系統(tǒng)不再需要與監(jiān)控系統(tǒng)進行復雜的數(shù)據(jù)規(guī)約轉換及數(shù)據(jù)通訊，也不需要存儲和管理這些數(shù)據(jù)，只需建立一個網(wǎng)絡鏈接，運行管理人員便可訪問WEB服務器，瀏覽查詢現(xiàn)場設備及系統(tǒng)的運行情況。H9000系統(tǒng)的WEB信息發(fā)布系統(tǒng)界面點

26、信息查詢功能H9000系統(tǒng)畫面中的每一個動態(tài)連接點都有一個點信息按鈕，可以方便地訪問該點在數(shù)據(jù)庫中的全部信息，如點名、輸入輸出地址等，對于現(xiàn)場調(diào)試、數(shù)據(jù)庫IO點的管理維護非常方便。H9000系統(tǒng)的點信息查詢界面自動發(fā)電控制(AGC)H9000系統(tǒng)AGC功能監(jiān)視與控制界面主要根據(jù)系統(tǒng)對梯級有關電站的要求，如調(diào)功、調(diào)頻等運行方式，對系統(tǒng)的頻率、穩(wěn)定極限進行監(jiān)視，自動進行有關電站機組起、停控制，機組有功功率自動調(diào)整，低頻自起動與高周減出力，減輕運行人員的勞動強度，提高電能生產(chǎn)質(zhì)量，滿足新型的電力市場對電力生產(chǎn)單位的電能質(zhì)量的要求。經(jīng)濟運行(EDC)(包括梯級或水電站群聯(lián)合經(jīng)濟運行) (選件)梯級水電

27、站或水電站群聯(lián)合經(jīng)濟運行是集中控制系統(tǒng)的重要功能之一。經(jīng)濟運行程序根據(jù)給定梯級總有功功率(或日負荷曲線)設定值，以梯級水電站或水電站群發(fā)電總耗水量最小為優(yōu)化準則，計及各種約束條件，如水位、水位變幅、發(fā)電下泄流量、系統(tǒng)穩(wěn)定等，確定整個有關電站的最佳開機臺數(shù)、開停機順序以及機組間負荷的優(yōu)化分配，進行機組的自動開停機控制與負荷調(diào)節(jié)。自動電壓控制(AVC)主要根據(jù)給定的有關電站高壓母線電壓控制曲線，監(jiān)視高壓母線電壓變化，自動調(diào)節(jié)有關電站機組無功功率，使有關電站的母線電壓維持在給定的控制曲線范圍內(nèi)。電站設備的指令操作控制系統(tǒng)操作控制畫面與控制菜單計算機系統(tǒng)允許運行人員對梯級電站設備進行人工操作控制，主要

28、指令操作有：機組起、停操作，高壓斷路器、隔離開關投切操作，廠用電系統(tǒng)斷路器投切操作，公用設備、機組輔助設備的啟停操作等。調(diào)節(jié)操作有：機組有功、無功的調(diào)節(jié)，及其它參數(shù)的整定與修改等。防誤操作功能系統(tǒng)具有完善的防誤操作功能，可以確保由計算機系統(tǒng)發(fā)出的命令安全可靠。用戶不需編程，只需將要進行將各種操作閉鎖關系按規(guī)定的格式填入定義文件，建立相應的數(shù)據(jù)庫即可。ControlLock會自動對計算機系統(tǒng)的各項指令進行條件判斷，滿足條件則執(zhí)行，不滿足條件則閉鎖，并給運行人員進行閉鎖原因提示。LCU收到命令后需進行條件判斷再執(zhí)行命令。運行指導 (選件)運行指導可將梯級有關電廠重要而又復雜的運行操作條件輸入計算機

29、系統(tǒng)，在進行這些實際操作之前，進行當前實際條件下的模擬操作，由計算機完成復雜操作聯(lián)鎖條件的分析判斷，可以大大減輕運行人員的勞動強度，提高電站的安全運行水平。模擬操作可以包括：機組開、停機操作，隔離開關模擬操作，廠用電系統(tǒng)倒閘模擬操作等。培訓仿真 (選件)系統(tǒng)可配置操作員培訓仿真工作站或培訓仿真系統(tǒng)，建立現(xiàn)場被控對象的有關數(shù)學模型。操作員在培訓仿真站上可進行監(jiān)控系統(tǒng)有關控制功能的模擬操作，并可得到相應的信號反饋，對操作的正確與否給予指導提示。操作票 (選件)對有關電廠常用的重要操作如開、停機操作、倒閘操作等，系統(tǒng)具有專用操作票畫面，內(nèi)容包括有關主結線、設備狀態(tài)、人機聯(lián)系手段、操作步驟語句等。并可

30、進行操作票的編輯、修改、打印。數(shù)據(jù)庫管理H9000系統(tǒng)的RTDB實時數(shù)據(jù)庫為網(wǎng)絡型分布式數(shù)據(jù)庫，所有數(shù)據(jù)共享都通過網(wǎng)絡服務實現(xiàn)。系統(tǒng)的服務器保留完整的系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，其他各點一般只保留完整的實時數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)具有多種存取方式，即可順序存取，亦可直接存取，網(wǎng)絡透明，用戶不必考慮數(shù)據(jù)的存儲地點。歷史數(shù)據(jù)管理(選件)根據(jù)用戶需要，H9000 V4.0系統(tǒng)也可提供由Oracle、SQL或Sybase等關系數(shù)據(jù)庫(選件)構成的HistA歷史數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。HistA的歷史數(shù)據(jù)存儲、查詢與維護管理與RTDB協(xié)調(diào)一致。方便高效的商業(yè)歷史庫數(shù)據(jù)表結構設計，可實現(xiàn)大容量海量數(shù)據(jù)的秒級存取。數(shù)據(jù)組

31、包技術，數(shù)據(jù)壓縮，數(shù)據(jù)插值。HistA歷史數(shù)據(jù)管理為用戶提供了通用開放的應用擴展接口。由HistA子系統(tǒng)完成H9000 V4.0系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)存儲、查詢與維護管理功能，以Oracle等商用數(shù)據(jù)庫為后臺數(shù)據(jù)庫，C/S體系結構，不僅可將實時數(shù)據(jù)按不同周期自動存入歷史數(shù)據(jù)庫，形成各類報表數(shù)據(jù)，而且可以將各類報警信息、趨勢記錄等自動存入數(shù)據(jù)庫，形成各類報警記錄歷史數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)可包括：各類報警信息、溫度趨勢分析記錄、相關量記錄信息、重要運行工況轉換記錄、各種歷史曲線、報表數(shù)據(jù)等。打印制表H9000系統(tǒng)可隨機自動打印記錄系統(tǒng)和梯級有關電站運行的各種操作、事故、故障等各類報警語句，自動生成并自動定時或召喚

32、打印各類報表、全天記錄及運行日志等。系統(tǒng)同時保存一年的報表和報警歷史數(shù)據(jù)，可隨時查詢及打印。運行日志可由HReport工具軟件定制，并可WEB發(fā)布。系統(tǒng)通訊H9000系統(tǒng)內(nèi)部的以太網(wǎng)通訊，采用TCP/IP協(xié)議，H9000規(guī)約。H9000系統(tǒng)與對外通訊可采用RS232、計算機局域網(wǎng)或遠程網(wǎng)的方式，視通道條件和通訊對方條件而定。H9000系統(tǒng)支持多種通訊規(guī)約供用戶選擇，如TASE-2、IEC 870-5-101/ 102/ 103/ 104、DNP3.0、4f、1801、8890、DL476-92、CDT等。系統(tǒng)自檢與切換完善的系統(tǒng)自檢、診斷與自恢復功能是實現(xiàn)“無人值班”(少人值守)的重要條件。H

33、9000系統(tǒng)的硬件診斷功能H9000系統(tǒng)為冗余網(wǎng)絡分布式系統(tǒng)，視系統(tǒng)的可靠性要求，一般配有冗余的服務器、運行人員工作站，互為備用。系統(tǒng)各設備除自檢外，還可進行設備間的互檢，形成系統(tǒng)檢測報告，并將系統(tǒng)異常情況及時報警通知運行人員以及時處理，并可對某些異常情況進行自恢復或冗余部件切換處理。檢測內(nèi)容一般包括硬件、軟件、通道等。遠方診斷功能監(jiān)控系統(tǒng)具有遠方診斷及遠方維護功能。通過遠方診斷及維護系統(tǒng)，可以實現(xiàn)遠方故障診斷及遠方系統(tǒng)維護。通過系統(tǒng)授權容許的維護人員可對系統(tǒng)進行遠程維護，極大地簡化系統(tǒng)的開發(fā)與維護工作。系統(tǒng)授權管理H9000系統(tǒng)對不同的用戶如系統(tǒng)管理員、運行操作員、一般監(jiān)視人員建立用戶，進行

34、授權管理，如運行操作員具有對現(xiàn)場設備的操作控制權。不同的用戶只能在自己的授權范圍內(nèi)完成有關操作。系統(tǒng)管理員可進行系統(tǒng)授權管理。系統(tǒng)授權管理系統(tǒng)人機界面系統(tǒng)時鐘管理H9000系統(tǒng)設有統(tǒng)一的衛(wèi)星時鐘系統(tǒng)，以高精度的衛(wèi)星實時時鐘裝置為基準時鐘，定時校對系統(tǒng)內(nèi)各計算機系統(tǒng)的實時時鐘，包括主機、各LCU系統(tǒng)的時鐘，以達到監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部的各子系統(tǒng)時鐘的同步一致，滿足系統(tǒng)實時功能的要求，如事件順序記錄的時間分辨率。衛(wèi)星時鐘裝置的可自動跟蹤國際標準時間，不需人工校正。LCU現(xiàn)地操作LCU是一臺完整的單元控制裝置，其不僅能完成實時數(shù)據(jù)采集并及時發(fā)送給上位機，接收并執(zhí)行上位機的命令，而且能在脫離系統(tǒng)時獨立工作，運行

35、人員可通過LCU的現(xiàn)地人機聯(lián)系手段實現(xiàn)現(xiàn)地操作控制?，F(xiàn)地人機聯(lián)系設備包括觸摸屏、一體化工控機及必要的常規(guī)控制按鈕?？刂撇呗允乾F(xiàn)地優(yōu)先，常規(guī)優(yōu)先。4.開發(fā)工具軟件工具軟件是提高系統(tǒng)開發(fā)效率的軟件，它可以減輕軟件開發(fā)與維護強度，提高系統(tǒng)的可維性，使開放系統(tǒng)真正地向最終用戶開放。根據(jù)我們的工作經(jīng)驗，H9000 Toolkit系統(tǒng)包括下列工具軟件：·IPM 圖形與報表開發(fā)工具軟件IPM是H9000系統(tǒng)的圖形與人機界面生成軟件。該圖形開發(fā)工具可以使不熟悉計算機軟件編程的應用工程師開發(fā)自己所需的監(jiān)視畫面、控制流程、人機聯(lián)系、報表等內(nèi)容。軟件全鼠標驅動，下拉式菜單、彈出式菜單控制，漢化界面，面向目

36、標操作，所見即所得，直觀易學，十分方便。H9000系統(tǒng)集成開發(fā)環(huán)境示意圖IPM具有背景畫面制作、報表生成、動態(tài)畫面制作、動畫制作、符號制作、控制菜單制作、符號組編輯、字符組編輯、顏色組編輯、動態(tài)數(shù)據(jù)聯(lián)接、動態(tài)測試、自動連鎖與閉鎖等功能。系統(tǒng)還提供水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)常用設備的特征符號、符號組等。背景畫面制作功能包括：直線、折線、矩形、圓、多邊形、弧、字符(包括漢字)、符號以及其他常用格式的圖形如GIF等。編輯功能包括圖形選取、移動、刪除、拷貝、存儲、另存、變形、改變前景或背景顏色、改變填充方式、改變字體、改變多邊形(折線)形狀、層次定義、放大、縮小、分層顯示與細節(jié)顯示、漫游、導航等。IPM軟件

37、的交互式人機聯(lián)系界面IPM還具有動態(tài)測試的功能，確保人機界面的質(zhì)量。IPM也可以用于各類報表文件的編輯和修改，報表格式“所見即所得”，使報表的打印與圖形顯示融為一體。IPM獨特的動畫制作技術，簡單易學，可以十分方便地制作監(jiān)控系統(tǒng)需要的動畫效果，如發(fā)電機等設備的旋轉、水流的流動、水位的波動、閘門的升降變化等。H9000 V4.0版 IPM 軟件在輸出正常監(jiān)控畫面*.dbin文件的同時，還可輸出*.svg格式的文件，供WEB信息發(fā)布系統(tǒng)實現(xiàn)對外信息發(fā)布。通過適當?shù)拿拦ば揎?，可得到較好的視覺效果。作為H9000系統(tǒng)的重要開發(fā)環(huán)境之一，IPM交互圖形開發(fā)系統(tǒng)獲國電公司1998年度科技進步三等獎。

38、83;DBgen 數(shù)據(jù)庫開發(fā)調(diào)試工具軟件用戶可用本軟件開發(fā)、調(diào)試用戶所需的監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。根據(jù)用戶提出的I/O量統(tǒng)計表，按照數(shù)據(jù)庫開發(fā)調(diào)試工具軟件規(guī)定的數(shù)據(jù)庫定義格式，定義并生成系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫。此外，根據(jù)系統(tǒng)現(xiàn)場運行情況，隨時可以增加或減少一個設備，增加或減少一個I/O點，改變某一點的屬性，或修改數(shù)據(jù)庫文件。·ControlLock 開關聯(lián)鎖操作指導支持軟件用戶不需編程，只需將要進行將開關聯(lián)鎖關系按預定的格式填入定義文件，該支持軟件即可生成相應的開關聯(lián)鎖操作數(shù)據(jù)文件，當對開關操作時，計算機自動進行聯(lián)鎖關系判斷。·DEtool 數(shù)據(jù)工程軟件DEtool界面示例采用DEtool

39、，可以完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建立、配置、修改、數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)各種屬性描述，具有一般編輯軟件的修改、拷貝等功能，并可實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫語音一體化編輯功能。軟件直觀易學易用，可大大簡化系統(tǒng)集成的難度，提高系統(tǒng)集成開發(fā)效率。·PDC 周期綜合計算工具軟件對于各種統(tǒng)計計算，H9000系統(tǒng)提供PDC計算工具軟件，可以方便地進行四則運算和邏輯運算。·HReport 報表生成系統(tǒng)軟件H9000/HReport是一套報表快速生成及歷史信息查詢軟件，支持C/S (HReport)和B/S(WebReport)體系。對于B/S模式，客戶端直接使用IE或Netscape等；對于C/S模式一般適用于局域網(wǎng)用戶，客

40、戶端可分別配置成不同功能的瘦客戶。HReport是建立在Microsoft Excel自動化技術、OleDb數(shù)據(jù)庫訪問技術以及XML技術上的一套具有良好用戶界面的快速報表生成軟件，完全兼容Excel電子表格和XML文檔。HReport以Excel插件的形式存在，可以運行于Excel2000及以上的版本。利用Excel提供的自動化模型，將報表生成邏輯及數(shù)據(jù)庫訪問嵌入到Excel界面，依托于Excel強大的編輯功能、友好的用戶界面以及版本的升級，HReport也將具有強大的生命力。·APIlib 應用擴充接口函數(shù)庫為了方便系統(tǒng)功能擴充以及應用程序接入，H9000系統(tǒng)還提供了通用的應用程序

41、擴充接口函數(shù)庫APIlib。應用開發(fā)程序員在開發(fā)自己的應用程序時，可通過調(diào)用該子程序庫的函數(shù)，實現(xiàn)對系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫的連接、讀或寫訪問。·PLC 編程工具軟件根據(jù)生產(chǎn)過程需要及選用的控制器，系統(tǒng)提供符合IEC61131-3編程語言標準的一種或五種編程語言，可以進行各種功能編輯。這五種語言的組合形成的通用編程環(huán)境極大地提高了編程效率和勞動生產(chǎn)率。這五種語言是：順序功能流程圖(Sequential Function Chart)：提供全部的結構并協(xié)調(diào)面向批處理的過程和機器控制應用。功能塊圖(Function Block Diagram)：特別適合過程控制應用。梯形圖(Ladder Diag

42、ram)：對于離散控制和互鎖邏輯控制性能卓越。結構式文本(Structure Text)：高級語言，對于復雜的算法和數(shù)據(jù)處理是一種極佳的解決方案。指令表(Instruction List)：低級語言，用于優(yōu)化代碼的性能。·RemoteDiagnos 遠方診斷工具軟件包括實現(xiàn)遠方診斷的通訊軟件及診斷軟件，使維護人員實現(xiàn)遠方診斷。引言H9000系統(tǒng)是面向水利水電工程監(jiān)控與自動化應用而研制開發(fā)的全新的分布開放計算機控制系統(tǒng)，它結合了當代國內(nèi)外最新計算機硬件產(chǎn)品、軟件產(chǎn)品、網(wǎng)絡技術、實時工業(yè)控制產(chǎn)品與未來發(fā)展趨勢，集中體現(xiàn)了北京中水科水電科技開發(fā)有限公司(中國水利水電科學院自動化所)在水利水

43、電自動化領域近30年的研制開發(fā)經(jīng)驗，系統(tǒng)具有良好的可靠性、可變性、可擴充性和可移植性，支持異型機互聯(lián)。H9000系統(tǒng)V1.0版自1994年6月起大規(guī)模開發(fā)，于1996年完成了包括湖南鳳灘及浙江湖南鎮(zhèn)擴機在內(nèi)的首批系統(tǒng)，其中湖南鎮(zhèn)擴機工程計算機監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)一年的試運行穩(wěn)定后，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了電站的關門運行，引起國電公司領導的高度重視。1996年底完成向Window NT平臺移植，標志著水科院自動化所擁有可在UNIX和Window NT兩個操作系統(tǒng)平臺運行的完全兼容的H9000系列分布開放系統(tǒng)。H9000系統(tǒng)的推出，受到廣大水電用戶的歡迎和好評，已被廣泛地應用于260多個各類大中小型水利水電自動化工

44、程，如黃河上游梯級集控、東北白山梯級及白山蓄能、青海龍羊峽、公伯峽、湖南五強溪、東江梯級、鳳灘及擴機、碗米坡、三板溪、洪江、浙江烏溪江梯級、貴州東風、烏江渡及擴機、陜西安康、四川美姑河流域、北京密云等大中型水電站，已經(jīng)有200多套完整系統(tǒng)三年以上的成功運行經(jīng)驗。1997年實施的東北白山梯級電站的“無人值班”(少人值守)計算機監(jiān)控系統(tǒng)工程規(guī)模宏大，性能指標卓越，在國內(nèi)水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)首次成功地采用了超長距離的高速以太網(wǎng)通訊，實現(xiàn)了巨型機組的現(xiàn)地“無人值班”(少人值守)和遠方監(jiān)控。該項目已于1999年3月29日至31日順利通過技術鑒定，受到東北電管局及國家電力公司鑒定小組有關專家、領導及白山電

45、廠有關人員的高度評價，其結論是系統(tǒng)總體國內(nèi)領先，國際先進。H9000系統(tǒng)還為白山、龍羊峽、緊水灘、烏溪江、東風及東江等六大水電廠先后順利通過國電公司“無人值班”(少人值守)驗收及創(chuàng)“一流水電廠”奠定了堅實的基礎。1996年，浙江烏溪江擴建電站采用H9000系統(tǒng)，成為我國首個關門運行的水電站。2004年投運的黃河上游梯級電站集控系統(tǒng)實現(xiàn)了與公伯峽電站首臺機組發(fā)電同步投運，已實現(xiàn)了龍羊峽、李家峽、公伯峽、蘇只、鹽鍋峽、八盤峽等電站的接入和監(jiān)視，實現(xiàn)了蘇只電站的遠方實時監(jiān)控運行。1998年至2005年，我們先后簽訂了5個監(jiān)控系統(tǒng)出口合同，出口監(jiān)控系統(tǒng)6套，其中埃塞俄比亞的Tis Abay二級電站、馬

46、其頓科佳電站分別與2001年和2004年已全部建成發(fā)電。2001年中國水利水電科學研究院自動化所與國外公司合作，聯(lián)合中標三峽左岸電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)和三峽梯級調(diào)度中心自動化系統(tǒng)兩大水電自動化工程，全面介入了三峽電站的自動化建設，并承擔了多項重大功能的開發(fā)任務。通過三峽工程的國際合作，使我們有機會及時地跟蹤國際技術發(fā)展，進一步豐富和完善了H9000系統(tǒng)的功能和設計，保持H9000系統(tǒng)在國內(nèi)的領先地位。2005年6月21日，中國長江三峽工程開發(fā)總公司與北京中水科水電科技開發(fā)有限公司在湖北宜昌舉行了隆重的長江三峽右岸電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)合同簽字儀式，三峽右岸電站監(jiān)控系統(tǒng)全部采用中水科技自主研發(fā)的H9

47、000系統(tǒng)。結合三峽右岸電站監(jiān)控系統(tǒng)工程，我們對H9000系統(tǒng)進一步充實改進和完善，使H9000系統(tǒng)順利升級到功能和性能更強大的H9000 V4.0系統(tǒng)。H9000 V4.0系統(tǒng)主要針對巨型機組特大型電站應用進行開發(fā)，V4.0版與過去較大改進之處是進一步完善和優(yōu)化了數(shù)據(jù)采集與處理、圖形界面、報警處理、人機聯(lián)系、報表管理、WEB信息發(fā)布、歷史數(shù)據(jù)管理等功能，以滿足巨型機組特大型電站對控制系統(tǒng)性能及功能的要求，不僅具有卓越的系統(tǒng)可靠性和可維護性，而且使系統(tǒng)更加開放、友好。H9000 V4.0系統(tǒng)不僅做到了 UNIX 和 WINDOWS NT 兩個版本用戶外部界面完全相同，具有相同的性能與功能，而且

48、軟件代碼也兼容，進一步提高了系統(tǒng)的兼容性和可維護性。目前，三峽右岸電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)已于2007年5月與右岸首臺機組發(fā)電同步投入運行。2008年10月全部12臺機組投運完畢。2010年又完成瀑布溝、積石峽等大型水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)投運。三峽左岸工程的國際合作和三峽右岸的獨立實施，使我們積累了不可多得的巨型機組水電站監(jiān)控系統(tǒng)的設計、開發(fā)和現(xiàn)場安裝調(diào)試經(jīng)驗，為今后承擔其它巨型電站的監(jiān)控系統(tǒng)奠定了堅實基礎。在廣大用戶的大力支持下，通過我們的不斷努力，H9000系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟、完善，現(xiàn)場投運均非常順利成功。通用化標準化設計開發(fā)的H9000系統(tǒng)，不僅適用于水電站、蓄能電站、抽水泵站、水電站群、梯級水電

49、站的集中監(jiān)控，也適用于引水調(diào)水工程、泵站、閘門、升船機、船閘、風電場、輔機控制及其他領域集中控制的計算機監(jiān)控系統(tǒng)。H9000系統(tǒng)的成功開發(fā)與現(xiàn)場運行，證明了中水科技是國內(nèi)為數(shù)無幾的全部依靠自己的力量開發(fā)的分布開放計算機監(jiān)控系統(tǒng)、擁有百分之百自主軟件版權并獲得成功的廠家。H9000已經(jīng)成為水利水電自動化領域的國內(nèi)外知名品牌。我們將一如既往，不斷努力奮進，為廣大水利水電用戶提供更先進的技術、更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、更滿意的服務。1.系統(tǒng)總體結構H9000系列計算機監(jiān)控系統(tǒng)是一個面向水利水電應用的分布開放控制系統(tǒng)，采用面向網(wǎng)絡的分布式結構，具有良好的擴充性，可根據(jù)用戶的需要，靈活配置，例如可配置成地簡單的單機

50、單網(wǎng)系統(tǒng)，或配置為多機多網(wǎng)冗余系統(tǒng)配置，也可配置成多廠的復合網(wǎng)絡系統(tǒng)?？紤]到電站監(jiān)控系統(tǒng)與梯級集控中心系統(tǒng)的兼容問題，H9000 V4.0系統(tǒng)在信息地址編碼設計中考慮了電站級的地址編碼。H9000系統(tǒng)的分層結構示意圖在具體的系統(tǒng)設計和功能配置方面，H9000系統(tǒng)一般分為電站控制層和現(xiàn)地控制層兩層。對于梯級水電站的遠方集控系統(tǒng)，則可再設一個梯級集控層。有關梯級調(diào)度控制層的配置及功能請參見有關H9000-CAS的資料。電站控制層結構根據(jù)系統(tǒng)可靠性或功能要求，電站控制層可配置一至兩臺數(shù)據(jù)庫服務器，完成系統(tǒng)的應用計算與歷史數(shù)據(jù)庫管理工作，一至多臺人機聯(lián)系工作站，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的監(jiān)視與控制，實現(xiàn)對電站的自

51、動管理。系統(tǒng)設有若干臺通訊服務器，負責本系統(tǒng)同其它系統(tǒng)的通訊，如網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、水情測報系統(tǒng)、以及電廠內(nèi)部的其他智能數(shù)據(jù)采集功能裝置等。電站控制層還可選配事故語音報警裝置，可同電話系統(tǒng)、傳呼系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，作為水電站“無人值班”(少人值守)自動化系統(tǒng)的必備選件。另外，還可設置工程師工作站，培訓仿真工作站，廠長終端等。對于特大型電站，一般設置獨立的歷史數(shù)據(jù)庫服務器，配有共享磁盤陣列，以及獨立的數(shù)據(jù)采集服務器、應用服務器、通訊服務器等，采用雙冗余配置。當機組臺數(shù)較多時，可適當多配置一臺或若干臺操作員工作站。根據(jù)用戶要求，本系統(tǒng)還可配制大屏幕投影系統(tǒng)、大屏幕電子顯示屏或模擬屏。電站的輔機控制系統(tǒng)相對獨立，可與

52、監(jiān)控系統(tǒng)通訊形成有機聯(lián)系的系統(tǒng)。H9000 V4.0系統(tǒng)典型結構梯級集控層結構梯級集控層的系統(tǒng)結構及硬件配置與電站控制層差異不大，一般差別僅在于硬件的性能指標應更高一些，如數(shù)據(jù)庫服務器，設備的數(shù)量更多一些，如操作員站，在功能方面的重點是流域的發(fā)電計劃與經(jīng)濟運行EDC、梯級AGC。另外，一般流域機構的發(fā)電經(jīng)營由梯級集控中心歸口負責，因此硬件可配置電力市場報價終端。無主設計的概念H9000系統(tǒng)的總體設計技術采用了無主設計的概念，即系統(tǒng)中各計算機節(jié)點的應用軟件配置基本相同，如數(shù)據(jù)庫管理站、操作員站或工程師站，相同的軟件配置根據(jù)不同的功能授權實現(xiàn)不同的功能。當任何一個計算機節(jié)點出現(xiàn)故障時，可通過功能授

53、權調(diào)整功能的分配。如正常運行時，工程師站不具備現(xiàn)場設備的操作控制權，但經(jīng)過權限的調(diào)整，可以進行控制操作。因此，當一個系統(tǒng)具有多臺計算機節(jié)點時，全部計算機同時出現(xiàn)故障的概率可以忽略不計。目前由于計算機的硬件資源相對豐富，很多原先需要性能很高的設備完成的工作一般計算機也均能完成，因此，H9000系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元的計算機基本上也可以完成主控級的人機聯(lián)系任務，使系統(tǒng)的可控性進一步提高?，F(xiàn)地控制單元結構現(xiàn)地控制單元層采用按單元分布的原則，一般每臺發(fā)電機變壓器組各設一個LCU，開關站設一個LCU，廠用電及全廠公用設備共設一個LCU，閘門控制設一套LCU。若有模擬屏，則應設一個模擬屏驅動LCU。根據(jù)機組裝機

54、容量的大小，機組現(xiàn)地有人值班與否，對LCU的可靠性要求也不同。為提高LCU的可靠性，一般可采用結構冗余的方式?？稍谟绊慙CU可靠性的每一個環(huán)節(jié)采取改進措施，如CPU、I/O機箱電源、通訊模塊、I/O模塊、機柜電源等，可進行雙冗余配置。根據(jù)目前應用經(jīng)驗，一般采用較多的冗余措施有雙CPU配置，I/O機箱配置冗余電源，機柜采用交直流電源供電，雙通訊模塊或接口等。對于特大型機組，為了減輕PLC主CPU的負擔，機組測溫系統(tǒng)可單獨設置CPU，與主CPU采用現(xiàn)地總線通訊連接。網(wǎng)絡結構H9000系統(tǒng)內(nèi)部各節(jié)點采用開放的以太網(wǎng)聯(lián)接。根據(jù)電站規(guī)模、現(xiàn)場條件、對可靠性要求等情況，可采用單網(wǎng)或多網(wǎng)冗余、星型或環(huán)型光纖

55、以太網(wǎng)的網(wǎng)絡結構。H9000系統(tǒng)支持工業(yè)標準局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，如IEEE 802.3以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、X.25廣域網(wǎng)、SDH，以及符合國際標準的各種現(xiàn)地工業(yè)總線，如MB+網(wǎng)、ProfiBus、DH+等。與核心數(shù)據(jù)服務器的連接、主站之間連接可采用1000MB的高速網(wǎng)絡接口。通道可采用光纖、同軸電纜、雙絞線或微波等。對于十分偏僻遙遠地區(qū)水電站，可以采用通訊衛(wèi)星。時鐘系統(tǒng)結構H9000系統(tǒng)內(nèi)部采用統(tǒng)一實時時鐘，使系統(tǒng)內(nèi)LCU裝置的CPU時鐘偏差滿足系統(tǒng)的要求，并與國際標準時間保持一定的精度。對于巨型水電廠，由于智能設備多，相互之間距離遠，可采用主鐘和二級鐘配置模式，即系統(tǒng)設一套主鐘，每臺LCU設置一

56、套二級鐘，負責與該LCU有關的智能設備的對時。為了提高時鐘系統(tǒng)的可靠性，主時鐘可配置為雙CPU。BBS-3型衛(wèi)星時鐘系統(tǒng)2.系統(tǒng)設備與軟件選型開放性是H9000系統(tǒng)設計中硬件、軟件選型的重要因素。H9000系統(tǒng)根據(jù)用戶的需要，采用經(jīng)過ISO9000質(zhì)量標準認證的國際著名廠商生產(chǎn)的、性能價格比高的硬件產(chǎn)品。H9000系統(tǒng)的設備選型原則是：在保證系統(tǒng)可靠性、性能、質(zhì)量、開放的同時，盡量減少設備的種類，以便增強系統(tǒng)內(nèi)設備之間的兼容性、替換性，減少備品備件的數(shù)量，方便用戶熟悉、掌握。計算機設備H9000系統(tǒng)電站控制層采用的計算機硬件可包括：·各類符合開放系統(tǒng)標準的RISC服務器與工作站，如SUN公司的Sparc工作站、HP公司的64位Itanium工作站、Alpha工作站以及IBM公司的工作站等。·各類PC工作站?？删幊炭刂破鳜F(xiàn)地控制單元采用高可靠性和較好開放性的可編程控制器為核心構成。目前H9000系統(tǒng)支持：·Schneider公司的Unity Quantum/Premium系列PLC I/O模板·Siemens公司的S3/S7系列PLC I/O模板·AB公司的Control Logix PLC /SLC 500 PLC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)·GE公司的GE PAC/90-70/GE90-