基于水電廠自動(dòng)化的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

1、基于水電廠自動(dòng)化的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用黃 烽(廣西龍江電力開發(fā)有限責(zé)任公司,廣西 河池 547000摘要:水電廠微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是水電廠安全運(yùn)行的強(qiáng)有力保證,文章介紹了水電廠微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),分析了水電廠微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的常見問題以及解決方法,并闡述了微機(jī)監(jiān)控各個(gè)系統(tǒng)在水電廠中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:水電廠自動(dòng)化;微機(jī)監(jiān)控;在線監(jiān)測;消費(fèi)警報(bào)中圖分類號(hào):TD421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(201121-0037-02目前,隨著國內(nèi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展及完善,水電廠自動(dòng)化水平也在不斷的提高,同時(shí),對(duì)水電廠監(jiān)控系統(tǒng)也提出了更高的要求。水電站的監(jiān)控系統(tǒng)采用微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),一些附屬系統(tǒng)也同時(shí)采用了PLC進(jìn)

2、行自動(dòng)化控制,對(duì)于水電站自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也上升到了一個(gè)新的臺(tái)階,采用微機(jī)技術(shù)來進(jìn)行水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控,極大的提高了水電廠的運(yùn)行的穩(wěn)定性,為水電廠的自動(dòng)化運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保證。一、水電廠微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)簡介(一微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本組成水電廠的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要由主站級(jí)與現(xiàn)地控制單元組成,之間通過不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及通信介質(zhì)相連。主站級(jí)一般備有多臺(tái)計(jì)算機(jī),輔助設(shè)備有打印機(jī)、不間斷電源、調(diào)制解調(diào)器以及同步對(duì)時(shí)裝置等,可實(shí)現(xiàn)水電廠的無人值班。水電廠機(jī)組的現(xiàn)地控制單元主要有PLC、控制開關(guān)、同期裝置、轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置以及剪斷銷信號(hào)裝置等組成,對(duì)于水電廠的全站的信號(hào)采集則由數(shù)據(jù)采集裝置集中完成。一般在信息量處理較大

3、的水電廠,還配備有一體化工控機(jī)或者是帶觸摸屏的數(shù)字化處理單元?，F(xiàn)地控制單元主要作用是對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的監(jiān)測控制與調(diào)節(jié)等。(二水電廠微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的基本配置一般水電廠微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能夠的設(shè)備范圍是計(jì)算機(jī)及其相關(guān),主要有:PLC、數(shù)據(jù)集中采集裝置、控制開關(guān)及儀表、同期裝置以及由主機(jī)廠家配套的剪斷銷信號(hào)裝置與轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置等。目前的計(jì)算機(jī)硬盤容量都非常大,對(duì)大容量的信息存儲(chǔ)來說就顯得十分便捷,再配備上刻錄光驅(qū),可進(jìn)行大容量的存盤。一些相關(guān)的設(shè)備如打印機(jī)等一般使用頻率非常低,對(duì)設(shè)備的要求并不高,在水電廠無人值班的情況下,作用不是非常明顯,一般來說對(duì)于中、大型水電廠來說,配備一臺(tái)打印機(jī)即可滿足系統(tǒng)要求。由于計(jì)算

4、機(jī)以及大部分的外圍設(shè)備基本上都是采用交流電進(jìn)行輸入的,為了保證在交流電因事故無法供應(yīng)時(shí)能夠有效的保證實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)信息,基本上都是采用配備UPS(不間斷電源來進(jìn)行解決,而筆者認(rèn)為,這并不是一個(gè)完美的做法,使用一個(gè)不間斷電源,會(huì)使線路的布設(shè)復(fù)雜化,導(dǎo)致主站級(jí)的設(shè)備布置混亂,不僅對(duì)設(shè)備的日常維護(hù)產(chǎn)生影響,同時(shí)也不美觀。實(shí)際上,只需要在水電廠現(xiàn)有的直流電基礎(chǔ)上面安裝一臺(tái)質(zhì)量較好的逆變設(shè)備就能夠很好的解決這一問題,同時(shí)還可以節(jié)省資金投入,降低水電廠日常維護(hù)的成本。(三水電廠微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)功能劃分水電廠微機(jī)監(jiān)控主站級(jí)計(jì)算機(jī)的主要功能是對(duì)全廠主設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控、調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)注入,并且兼有與上級(jí)調(diào)度的通信管理功能

5、?，F(xiàn)地控制單元的主要功能是根據(jù)主站級(jí)的指令,對(duì)水電廠設(shè)備進(jìn)行具體的操作控制,同時(shí),也可以在主站或者是網(wǎng)絡(luò)故障的情況下,獨(dú)立的完成設(shè)備的具體操控。這類控制可以是自動(dòng)完成或者是手動(dòng)完成。水電廠微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信可以分為兩類,一類是內(nèi)部通信,另一類為外部通信。內(nèi)部通信指的是主站級(jí)的工作站、服務(wù)器、現(xiàn)地級(jí)LCU、勵(lì)磁裝置以及自動(dòng)保護(hù)裝置等之間的信息的交流;外部通信指的是水電廠的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與上下級(jí)進(jìn)行調(diào)度、水庫與閥門監(jiān)控、水情監(jiān)控系統(tǒng)、大壩監(jiān)測系統(tǒng)以及船閘視頻監(jiān)控系統(tǒng)之間的信息交流等。二、水電廠微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)常見問題分析(一微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)電源問題分析一般在水電廠微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能夠控制層應(yīng)設(shè)置有交流與直流控制

6、電源,對(duì)于電廠監(jiān)控系統(tǒng)的LCU以及外圍自動(dòng)化裝置應(yīng)該采用教直流相互使用的雙電源,以便故障時(shí)的互為備用、互為切換的應(yīng)急供電方式,對(duì)于電源裝置的電壓選擇要保證在正常的情況下進(jìn)行交流供電、直流備用,從而減輕直流系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。大量水電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明了,UPS在現(xiàn)場的運(yùn)行環(huán)境下,其使用壽命比較短,并且維護(hù)較為困難,因此,不宜采用,一般可使用在直流電的基礎(chǔ)之上裝設(shè)一臺(tái)逆變設(shè)2011.0737備即可。水電廠的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主站設(shè)備的電源運(yùn)行環(huán)境要達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn),一般建議采取交流加裝設(shè)逆變設(shè)備的供電方式較為合理。(二微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與勵(lì)磁、調(diào)速系統(tǒng)接口問題分析一般微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與自動(dòng)化設(shè)備采用DIO(開關(guān)量接口與通信兩種

7、方式進(jìn)行。以DIO方式為例,由于其交換信號(hào)是對(duì)應(yīng)的,能直觀的反應(yīng)接線問題,因此系統(tǒng)的調(diào)試與故障檢測,但是它的缺點(diǎn)是接線較多,部分控制功能如有功與無功調(diào)節(jié)都必須在LCU中進(jìn)行PID程序的調(diào)節(jié),假如出現(xiàn)PID的數(shù)據(jù)參數(shù)不正確就很容易造成調(diào)節(jié)性能的不穩(wěn)定。大量的現(xiàn)場使用表明了,此種方式僅僅可以滿足無功與電壓閉環(huán)的調(diào)節(jié),而對(duì)于有功的電壓閉環(huán)調(diào)節(jié)來說,常常容易出現(xiàn)超調(diào)、調(diào)節(jié)不到位或者是延長調(diào)節(jié)時(shí)間的現(xiàn)象。對(duì)于勵(lì)磁、調(diào)速等自動(dòng)化裝置來說,適合采用通信方式, LCU將給定值直接傳送到勵(lì)磁、調(diào)速等裝置,從而實(shí)現(xiàn)有、無功的一次設(shè)定。(三工業(yè)電視、消防警報(bào)與MIS的接入問題分析微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水電廠運(yùn)行控制中有著非

8、常重要的地位與作用,因此,其接入系統(tǒng)越少越好。在一般信息量不大的情況下,為了保證各個(gè)系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行,盡量的采用I/O接入方式。工業(yè)電視的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)量非常大,因此,所占用的網(wǎng)絡(luò)資源就相對(duì)較多,此時(shí)不應(yīng)該通過監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,而是應(yīng)該自成網(wǎng)絡(luò),可以在控制室裝設(shè)工業(yè)電視專用的CRT。但是,如果要求工業(yè)電視具備圖像自動(dòng)的聯(lián)動(dòng)切換功能,仍然應(yīng)該采用通信方式對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行連接,水電廠的監(jiān)控系統(tǒng)連接線路上僅從監(jiān)控系統(tǒng)單向傳送圖像的自動(dòng)聯(lián)控切換信息。而水電廠工業(yè)電視和電廠的信息管理系統(tǒng)(MIS則應(yīng)聯(lián)網(wǎng),這樣可以方便經(jīng)授權(quán)的用戶進(jìn)行圖像的訪問。而水電廠的消防警鈴對(duì)整個(gè)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)起著非常重要的作用,其

9、所占的數(shù)據(jù)傳送量很小,因此,選擇接入監(jiān)控系統(tǒng)比較合理,消防警報(bào)的火警信號(hào)可以傳輸給工業(yè)電視系統(tǒng),進(jìn)行圖像的自動(dòng)聯(lián)控切換。三、微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水電廠中的應(yīng)用(一監(jiān)控系統(tǒng)中效率檢測系統(tǒng)的應(yīng)用水電廠水輪機(jī)組的效率高低對(duì)整個(gè)水電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著非常的關(guān)鍵的作用。通過對(duì)水電廠水輪機(jī)組的實(shí)時(shí)檢測,既可以用于水電廠機(jī)組在工程竣工時(shí)的竣工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),又可以對(duì)機(jī)組運(yùn)行性能進(jìn)行長期的不間斷的監(jiān)測,從而提供在不同的水流以及工作情況下的水輪機(jī)組的實(shí)時(shí)的工作數(shù)據(jù),為確定電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的開機(jī)臺(tái)數(shù)、機(jī)組的符合優(yōu)化配置以及水輪機(jī)組的在線檢修等提供第一手的數(shù)據(jù)參考資料。但是近年來,一方面由于流量在線監(jiān)測技術(shù)沒有得到廣泛的應(yīng)用普及,另

10、一方面也由于多種原因的限制,也導(dǎo)致效率監(jiān)測也很難在水電廠發(fā)揮出應(yīng)有的作用。目前,隨著計(jì)算機(jī)、信息通信以及監(jiān)測系統(tǒng)新技術(shù)的不斷發(fā)展與完善,給水電廠的在線監(jiān)測項(xiàng)目提供了強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)。(二水電廠電能監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用目前,在國內(nèi)的水電廠的發(fā)電機(jī)、輸電線路以及主變上面都安裝了電度量表,傳統(tǒng)的對(duì)電度量的采集一般是采用電度量表輸出電壓脈沖到微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的方式來完成的,由于水電廠的監(jiān)控設(shè)備環(huán)節(jié)非常多,而在監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)又必須設(shè)置電度量的初始值,一旦發(fā)生某些設(shè)備的工作故障,就很容易引起電度量產(chǎn)生誤差或者是丟失以前的測量值,就需要對(duì)其初始值進(jìn)行重新設(shè)定,這種方式無法保證監(jiān)控監(jiān)測電度量的正確性,更使整個(gè)的監(jiān)控維護(hù)工作

11、大量化。因此,要采用智能化的電度量表。智能型的電度量表具有智能的通信接口,因此可以完整的保存電度量的數(shù)據(jù)值,并且可以隨時(shí)的通過通信接口刷新新的電度量數(shù)據(jù)值。因此,在采用智能電度表為基礎(chǔ)的前提下,通過電度量表通信接口匯聚一起,在具備歷史數(shù)據(jù)的微機(jī)就可以形成電度量的監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)既可以與監(jiān)控系統(tǒng)相互通信,又可以相互的獨(dú)立,從而實(shí)現(xiàn)與水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的信息共享,為水電廠的可靠穩(wěn)定運(yùn)行提供更加可靠的依據(jù)。(三水電廠電話報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用該系統(tǒng)可以根據(jù)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)產(chǎn)生警報(bào)信號(hào),被通知者可以根據(jù)信號(hào)發(fā)布的優(yōu)先級(jí)別對(duì)事情進(jìn)行處理,提供實(shí)時(shí)的報(bào)警通知,將水電廠設(shè)備現(xiàn)場的情況通過智能設(shè)備的處理,經(jīng)過警報(bào)、電話等多種的通信手段,在第一時(shí)間內(nèi)傳輸給相關(guān)的工作人員,以便及時(shí)地做出反應(yīng)。該系統(tǒng)還提供了靈活豐富的組態(tài)界面,可以讓監(jiān)控人員或者是操作人員通過界面對(duì)各種要求快捷的進(jìn)行定義,從而實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的功能。四、結(jié)語微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水電廠中的應(yīng)用,不僅可以保證水電廠安全穩(wěn)定的運(yùn)行,而且還開通降低管理成本、提供電廠工作效率,并可以連接電廠的MIS信息平臺(tái),成為了水電廠非常關(guān)鍵的組成部分。同時(shí),微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具備了實(shí)時(shí)性、可靠性、方便維護(hù)以及安全等優(yōu)勢,為水電廠的高效運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。參考