水電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)

水電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)水電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)介紹概況:為了適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步的需要，滿足設(shè)備更新、改造要求,開發(fā)水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)全廠和開關(guān)站主要設(shè)備的安全監(jiān)控、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和實(shí)時(shí)管理等功能，不但將使全廠的綜合自動(dòng)化水平大大提高，而且能改善勞動(dòng)條件，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則:1．按照全廠綜合自動(dòng)化以計(jì)算機(jī)監(jiān)控為主、常規(guī)控制為輔的指導(dǎo)思想進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和系統(tǒng)配置，使計(jì)算機(jī)在水電廠的應(yīng)用達(dá)到一個(gè)新的水平。2．對于梯級電站，在梯級電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)之間進(jìn)行通訊；從安全性和經(jīng)濟(jì)性的角度實(shí)現(xiàn)部分梯級調(diào)度的功能。3．系統(tǒng)應(yīng)高度可靠、高度冗余，不但其本身的局部故障不會(huì)影響現(xiàn)場設(shè)備的正常運(yùn)行，而且系統(tǒng)的MTBF等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到部頒"水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)要求"的規(guī)定。4．系統(tǒng)配置和設(shè)備選型應(yīng)符合計(jì)算機(jī)發(fā)展迅速的特點(diǎn)，充分利用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)。5、全分布開放式系統(tǒng)，既便于功能和硬件的擴(kuò)充，又能充分保護(hù)用戶的投資。分布式數(shù)據(jù)庫及軟件模塊化、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)更能適應(yīng)功能的增加和規(guī)模的擴(kuò)充。6.實(shí)時(shí)性好，抗干擾能力強(qiáng)。7．人機(jī)接口功能強(qiáng)，操作方便。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置說明1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.1分布式開放系統(tǒng)（1）主計(jì)算機(jī)——管理全廠的自動(dòng)化運(yùn)行控制。即全廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行（EDC）、自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)、自動(dòng)電壓控制（AVC）、歷史數(shù)據(jù)保存、運(yùn)行報(bào)表打印、與外系統(tǒng)的通訊等。（2）值班員工作站——作為運(yùn)行人員與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的人機(jī)接口，完成實(shí)時(shí)的監(jiān)視與控制。（3）當(dāng)?shù)乜刂茊卧狶CU——實(shí)現(xiàn)對當(dāng)?shù)厣a(chǎn)對象的監(jiān)控。每個(gè)LCU單元，完成LCU的戶會(huì)發(fā)現(xiàn)在前幾年還是非常先進(jìn)的設(shè)備，現(xiàn)在已到了淘汰的時(shí)候。換言之，現(xiàn)在選的機(jī)器會(huì)不會(huì)過幾年又要淘汰。而淘汰意味著，過去的設(shè)備元器件、備件將難以買到，對計(jì)算機(jī)上的巨大應(yīng)用投資會(huì)丟失，在監(jiān)控系統(tǒng)上多年積累的使用經(jīng)驗(yàn)將會(huì)丟失。系統(tǒng)全部硬件/軟件的狀況不復(fù)存在。這就對計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的研究開發(fā)者提出了以下課題：（1）對用戶來說如何保護(hù)其在開發(fā)大型系統(tǒng)中積累的資源和投資。即如何提供不同計(jì)算機(jī)的互操作性。（2）如何保證用戶在更新其計(jì)算機(jī)設(shè)備的同時(shí)，應(yīng)用軟件依然可用。即如何解決不同產(chǎn)品間的可移植性。（3）如何提供給用戶一個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，讓其使用最適合自己的不同廠商的硬件設(shè)備。即提高系統(tǒng)對計(jì)算機(jī)設(shè)備的可集成性。因此，IEEE（國際電子及電機(jī)工程協(xié)會(huì)）負(fù)責(zé)制訂可移植操作系統(tǒng)接口(POSIX)標(biāo)準(zhǔn)的P1003工作組，把開放系統(tǒng)定義為：“按照開放的接口、服務(wù)和支持格式規(guī)范而實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，使應(yīng)用軟件能以最少修改，實(shí)現(xiàn)在不同系統(tǒng)中的移植；并能同本地的或遠(yuǎn)程系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)互操作；能以方便用戶遷移的方式實(shí)現(xiàn)用戶的交互。”1.4分布式我們推薦的全分布式方式，是指系統(tǒng)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可安裝與本節(jié)點(diǎn)應(yīng)用相關(guān)的數(shù)據(jù)庫以及有關(guān)的控制和執(zhí)行程序。對系統(tǒng)而言，節(jié)點(diǎn)功能、資源相對獨(dú)立而又便于為其它節(jié)點(diǎn)共享，同時(shí)了便于分期投運(yùn)，并且為今后擴(kuò)充提供了較大的方便。完全滿足分布式的三個(gè)特征即自治性、模塊性、并行性。上一代監(jiān)控系統(tǒng)常用的分層分布模式，一般都有一個(gè)主計(jì)算機(jī)（或稱得上位機(jī)），系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)集中在主計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)庫不分布，自治性不好。這樣的缺點(diǎn)是一旦上位機(jī)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫全部丟失，系統(tǒng)功能如監(jiān)視、控制功能也只有丟失，這樣只有冗余，即使冗余工作正常也不能滿足系統(tǒng)分期投運(yùn)和今后擴(kuò)充的要求。所謂全分布是指數(shù)據(jù)庫、控制功能分布。圖形工作站不依賴于任何一臺機(jī)器，可直接讀寫LCU數(shù)據(jù)庫或廠級控制數(shù)據(jù)庫，直接實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)監(jiān)視和控制。網(wǎng)絡(luò)上的任一部分不工作，不影響系統(tǒng)其它部分。1.5成熟性全分布開放系統(tǒng)是目前國際上應(yīng)用于水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中最先進(jìn)的系統(tǒng)。2.1設(shè)備配置系統(tǒng)設(shè)備的詳細(xì)配置由系統(tǒng)概算決定，選用當(dāng)前先進(jìn)、可靠的名牌機(jī)型。2.1.1中央處理機(jī)：中央處理系統(tǒng)兩套；每套推薦配置：選用高性能的工作站或服務(wù)器，（視應(yīng)用環(huán)境可采用高性能的工控機(jī)）?？刂婆_終端為19″以上高分辨率彩色CRT。2.1.2操作工作站：中控室操作值班員圖形工作站兩套；每套推薦配置：選用高性能的圖形工作站?？刂婆_終端為21″高分辨率彩色CRT。2.1.3LCU：LCU（本地控制單元）分兩部分，一部分是機(jī)組用LCU，即每臺機(jī)組配置一套LCU；另一部分是公用LCU，總共配置一套公用LCU。LCU的具體配置如下：（1）同期控制：機(jī)組LCU帶有一套單對象的雙微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置。開關(guān)站LCU帶有一套多對象的雙微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置。（2）處理機(jī)：LCU的CPU部分，采用工業(yè)控制微機(jī)。用以管理各自LCU的Ｉ/Ｏ裝置、實(shí)現(xiàn)開放式全分布系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫分布，并組織LCU上網(wǎng)。（3）I/O容量：每套LCU均可支持以下I/O量：中斷開關(guān)量輸入（包括脈沖量）、非中斷開關(guān)量輸入、模擬量輸入、開關(guān)量輸出。2.1.4機(jī)組控制裝置（PLC）：選用進(jìn)口可編程控制器作為主設(shè)備（可支持采用各種主流PLC設(shè)備），并配有機(jī)柜、電源、風(fēng)機(jī)、插箱以及必要的當(dāng)?shù)夭僮髅姘宓仍O(shè)備。機(jī)組順序控制的機(jī)柜與機(jī)組LCU的CPU進(jìn)行通訊，機(jī)組順序控制裝置可以獨(dú)立使用。每套PLC可支持以下I/O量：開關(guān)量輸入/輸出（包括面板及通訊使用的點(diǎn)數(shù)）、模擬量輸入，并可實(shí)現(xiàn)與LCU之間的開關(guān)量上/下行通訊及模擬量上/下行通訊。2.1.5網(wǎng)絡(luò)支持：主處理機(jī)、操作站、LCU之間，采用以太網(wǎng)來進(jìn)行通訊以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸及控制管理，通訊線（網(wǎng)線）采用五類雙絞線為傳輸介質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的具體配置如下：（1）網(wǎng)卡（如果采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，則每個(gè)節(jié)點(diǎn)需配兩塊網(wǎng)卡）：要求配置的節(jié)點(diǎn)有：中央處理機(jī)、操作員工作站、各LCU的控制機(jī)；（2）網(wǎng)線；（3）網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；（雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)需兩臺）（4）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；（視應(yīng)用需要而定）2.1.6時(shí)鐘同步系統(tǒng)：設(shè)置一套衛(wèi)星時(shí)鐘系統(tǒng)，作為系統(tǒng)的時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)，并對全系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)鐘同步。時(shí)鐘裝計(jì)算機(jī)房，直接與中央處理機(jī)進(jìn)行通訊，再由中央處理機(jī)對各LCU進(jìn)行時(shí)鐘同步。（也可讓各節(jié)點(diǎn)直接與GPS進(jìn)行時(shí)鐘同步，推薦采用前者）2.1.7網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)器：采用一臺網(wǎng)絡(luò)終端服務(wù)器，用于連接打印機(jī)及與外系統(tǒng)的備份。2.1.8其它設(shè)備（1）中央處理機(jī)配有磁帶機(jī)，用于主處理機(jī)及工作站的系統(tǒng)安裝以及系統(tǒng)的備份。（2）打印兩臺，一臺用于中控室，一臺用于機(jī)房。（3）音響報(bào)警系統(tǒng)，一套。2.1.9UPS（選件）：（1）各LCU均帶有交直流雙供電源，可替代常規(guī)的UPS不間斷電源；（2）中央處理機(jī)與工作站配有不間斷電源，可維持30分鐘的備用供電；2.1.10與外系統(tǒng)的通訊接口：網(wǎng)絡(luò)終端服務(wù)器留有與外系統(tǒng)的異步串行接口RS-232C，可用于連接實(shí)現(xiàn)：（1）長監(jiān)視終端；（2）大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)；（3）中調(diào)；（4）管理網(wǎng)；（5）為實(shí)現(xiàn)聯(lián)合調(diào)度，與梯級電站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊；系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)1對系統(tǒng)的一般技術(shù)要求：1.1環(huán)境條件：（1）周圍環(huán)境溫度和濕度：a.環(huán)境溫度：機(jī)房（有空調(diào)）：夏季23±2℃；冬季20±2℃；每小時(shí)溫度變化率<5℃/小時(shí)；現(xiàn)場：0--40℃，每小時(shí)溫度變化率<5℃/小時(shí)；b.相對濕度：機(jī)房（有空調(diào)）：45%-65%；現(xiàn)場：20%-90%（無凝結(jié)）；（2）塵埃：根據(jù)不同安裝場地考慮防塵措施，采用密閉機(jī)柜和帶過濾器的通風(fēng)孔。a.機(jī)房（有空調(diào)）：塵埃粒度>0.5μ,個(gè)數(shù)<3500粒/升；b.現(xiàn)場：塵埃粒度>0.5μ,個(gè)數(shù)<18000粒/升；（3）海拔高度：不大于2000米（4）振動(dòng)和沖擊：監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備在振動(dòng)頻率2---100Hz，振幅峰-峰值在0.5mm以下，加速度不超過0.5倍重力加速度的條件下長期運(yùn)行。（5）噪聲限制：在主計(jì)算機(jī)室和中控室里，由本系統(tǒng)的設(shè)備所引起的噪聲小于60分貝。（6）安裝接線：接線及電纜、電線和配線接線板或接線箱的安裝位置方便用戶接線,每塊線板（箱）有一定的備用接線端子，接線板（箱）內(nèi)的端子接線可靠，防止振動(dòng)時(shí)松動(dòng)，端子排帶保護(hù)蓋。配線排列整齊、綁扎牢固、固定結(jié)實(shí)。所有的配線均有標(biāo)志，其標(biāo)志符合國家標(biāo)準(zhǔn)。（7）電磁干擾和電磁相容性：電磁干擾極限：在離設(shè)備1米處不超過1伏/米（30--50MHz電磁波）。電磁相容性：本系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)在下述規(guī)定的輻射環(huán)境中正常工作，當(dāng)安裝環(huán)境的輻射超過了設(shè)備允許的電磁相容極限時(shí)，則應(yīng)改善安裝環(huán)境以滿足電磁相容性要求。a.無線電干擾（RI）：30--500MHz1級：30--500MHz電磁波，1伏/米；2級：30--500MHz電磁波，3伏/米；3級：30--500MHz電磁波，10伏/米；b.抗靜電干擾（ESD）：150PF--150Ω1級：2KV；2級：4KV；3級：8KV；c.抗工頻磁場干擾：主機(jī)：800A/M；顯示器80A/M；2.RTU裝置的電氣性能：2.1一般電氣特性：系統(tǒng)所有電源設(shè)備、數(shù)據(jù)和控制接口、通訊接口設(shè)備、人機(jī)接口設(shè)備等應(yīng)滿足如下一般電氣性能要求。（1）絕緣電阻：交流回路外部端子對地10MΩ以上，不接地直流回路對地應(yīng)不小于1MΩ（2）絕緣強(qiáng)度：500伏以下、60伏以上端子與外殼間應(yīng)能承受交流2000伏電壓1分鐘；60伏以下端子與外殼間應(yīng)能承受交流500電壓1分鐘；機(jī)柜內(nèi)框架和機(jī)柜外殼間應(yīng)能承受交流1000伏電壓1分鐘。2.2主要抗干擾措施：（1）采用輸入信號端配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同信號電平的匹配、輸入信號的最低門檻電平、干擾濾波及抑制過電壓的浪涌干擾。（2）用光電或電磁隔離，使監(jiān)控系統(tǒng)與生產(chǎn)設(shè)備及通訊設(shè)備互相隔離。（3）采用硬件濾波，抑制短暫脈沖干擾，防止出現(xiàn)誤信號。（4）采用軟件數(shù)字濾波，保證采集的量值和信號的正確性。3.I/O接口：3.1開關(guān)量輸入：（1）每一路開關(guān)量輸入口有LED狀態(tài)顯示；（2）輸入接口參數(shù)：輸入方式：空接點(diǎn)接點(diǎn)彈跳：2--30ms3.2模擬量輸入：（1）關(guān)鍵模擬量輸入在顯示面板上有顯示；（視設(shè)備型號定）（2）輸入接口參數(shù)：信號范圍：電氣量及非電氣量：電流：DC4--20mA電壓：DC0--±5V溫度量：熱電阻模擬量轉(zhuǎn)換分辯率：11位+符號位；轉(zhuǎn)換精度：不大于±0.5%；共模電壓：200VDC或AC50HZ；3.3脈沖量輸入：（1）脈沖寬度>100ms;負(fù)載能力>10mA；（2）輸入電平：無源接點(diǎn)或12VDC/24VDC電平。3.4數(shù)字量輸入：輸入電平：無源接點(diǎn)或12VDC/24VDC電平。3.5開關(guān)量輸出：（1）開關(guān)量輸出信號采用繼電器輸出。（2）每一開關(guān)量輸出設(shè)有LED狀態(tài)顯示。（3）開關(guān)量輸出接口參數(shù)：輸出形式：空接點(diǎn)接點(diǎn)容量：阻性：50Hz，220VAC，5A；220VDC，0.3A感性負(fù)載：30W。4.電源：4.1主控級計(jì)算機(jī)：主控級計(jì)算機(jī)（包括主機(jī)、各工作站以及對外通信服務(wù)站等）配有UPS。（1）交流電源消失，備用蓄電池應(yīng)能維持負(fù)載0.5小時(shí)以上。（2）輸入電壓：AC220V±20%；（3）輸入電源頻率：50Hz±5%；（4）輸出電壓：220V±2%；（5）輸出電壓波形：工頻正弦波，50Hz±1%；（6）波形失真：<3%；（7）噪聲：<50dB；（8）高頻輻射：無干擾影響；（9）切換時(shí)間：不超過4ms；4.2LCU采用在線式1KVA不間斷供電輸入AC220V±10%5.接地：5.1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主控級接地可以使用電站公用接地系統(tǒng)，不設(shè)單獨(dú)的接地網(wǎng)，其接地電阻不大于0.5Ω.5.2監(jiān)控系統(tǒng)中各LCU及在主廠房中控室的終端接地只能使用電站公用接地網(wǎng)接地，接地電阻不大于0.5Ω。5.3設(shè)備外殼接地，交流電源中性接地、直流工作地和電纜屏蔽層接地在同一屏柜中將采用一個(gè)公共接地端子系統(tǒng)的功能說明1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的任務(wù)與功能：1.1數(shù)據(jù)采集與處理：這部分功能包括對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)預(yù)處理并以一定的格式存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。通常按照信號性質(zhì)的不同把它們分為模擬量、開關(guān)量及脈沖數(shù)字量，其采集及處理方法也各不相同。1.1.1模擬量的采集與處理：這一類實(shí)時(shí)量包括電氣模擬量、非電氣模擬量及溫度量，對它們的采集范圍、處理方式以及各量的變化規(guī)律各不相同，所要求的采集周期也各不相同。電氣模擬量系指電壓、電流以及功率等電氣信號量。這些信號都是模擬型的，從變送器輸出的信號通常為0--5或4--20mA直流電壓信號，采用雙絞屏蔽電纜傳輸。由于其它常規(guī)設(shè)備對這些信號也有需求，因此要求信號能被兩處以上的地方所共用，信號之間有隔離。其處理包括預(yù)防回路斷線及斷線檢測功能、信號抗干擾、數(shù)字濾波、誤差補(bǔ)償、數(shù)據(jù)有效性合理性判斷、標(biāo)度換算、越復(fù)限判斷及越限報(bào)警，最后經(jīng)格式化處理后形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。一般非電模擬量主要指壓力、流量、水位、油位等信號量以及擺度、振動(dòng)及脈沖量。通常，這類信號變送器的輸出為4--20mA直流信號，對它們的采集與處理除信號接收方式及采集周期不同外，其它處理與電氣模擬量的處理相同。溫度量也屬于非電模擬量，由于其采集的信號是測溫電阻，且其變化速度一般也比較緩慢，因引將其單列出來。對溫度的采集與處理除信號采集方式及采集周期外，其它處理要求與電氣模擬量相同。1.1.2開關(guān)量的采集：開關(guān)量按其采集方式及信號重要程度的不同將其分為中斷型開關(guān)和非中斷型開關(guān)量兩種。中斷型開關(guān)量信號指事故信號、斷路器分合及重要繼電保護(hù)的動(dòng)作信號。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能以中斷方式迅速響應(yīng)這些信號并做出一系列必要的反應(yīng)及自動(dòng)操作。中斷型開關(guān)量信號輸入為無源接點(diǎn)輸入，中斷方式接收，對信號的處理包括光電隔離、接點(diǎn)防抖動(dòng)處理、硬件及軟件濾波、基準(zhǔn)時(shí)間補(bǔ)償、數(shù)據(jù)有效性合理性判斷、啟動(dòng)相關(guān)量處理功能（如啟動(dòng)事故順序記錄、發(fā)事故報(bào)警音響、畫面自動(dòng)推出以及自動(dòng)停機(jī)等），最后經(jīng)格式化處理后存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。非中斷型開關(guān)量信號是指除中斷型開關(guān)量信號以外的那部分開關(guān)量信號。包括各類故障信號、斷路器及隔離開關(guān)的位置信號、機(jī)組設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號、手動(dòng)自動(dòng)方式選擇的位置信號等。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對這些信號的采集方式為定期掃查，信號輸入為無源接點(diǎn)輸入，對信號的處理包括光電隔離、接點(diǎn)防抖動(dòng)處理、硬件及軟件濾波、基準(zhǔn)時(shí)間補(bǔ)償、數(shù)據(jù)有效性合理性判斷、發(fā)故障報(bào)警音響，最后經(jīng)格式化處理后存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。1.1.3脈沖量、數(shù)字量采集脈沖量主要批有功及無功電度量、機(jī)組過水流量，冷卻水流量等的累加。脈沖量的輸入為無源接點(diǎn)或有源電脈沖，即時(shí)采集。對脈沖量的采集處理包括接點(diǎn)防抖動(dòng)處理，數(shù)據(jù)有效性合理判斷、標(biāo)度變換、檢錯(cuò)糾錯(cuò)處理，經(jīng)格式化處理后存入實(shí)數(shù)據(jù)庫。數(shù)字量信號指水位、轉(zhuǎn)速及頻率等輸入量。對它們的處理有光電隔離、數(shù)字濾波、碼制變換、數(shù)據(jù)有效性合理性判斷、標(biāo)度變換、檢錯(cuò)糾錯(cuò)處理，經(jīng)格式化處理后存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。1.1.4開關(guān)量輸出：特指各類操作控制指令。計(jì)算機(jī)在輸了這些信號前應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)，經(jīng)判斷無誤后才能送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，為保證信號的電氣獨(dú)立性及準(zhǔn)確性，開關(guān)量輸出信號也應(yīng)經(jīng)光電隔離接點(diǎn)防抖動(dòng)處理后發(fā)出。1.1.5信號量值及狀態(tài)設(shè)定：對于電站在建設(shè)初期所無法采集到的信號，或某些由于設(shè)備原因而造成的信號了錯(cuò)以及在必要時(shí)要進(jìn)行人工設(shè)定量值作分析處理的信號量，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)允許運(yùn)行值班人員和系統(tǒng)操作員對其進(jìn)行人工設(shè)定，并在處理時(shí)把它們一其它正常采集到的信號等同對待，在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以區(qū)分它們并給出應(yīng)標(biāo)志。1.1.6統(tǒng)計(jì)及計(jì)算：（1）實(shí)時(shí)功率計(jì)算：根據(jù)所測得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，計(jì)算各發(fā)電機(jī)實(shí)時(shí)功率之和并顯示在畫面上。（2）電量分類累加：單臺發(fā)電機(jī)，單回送電線路的日、月、年發(fā)電及送電有功無功電量累加；單臺主變?nèi)?、月、年送電有功無功電量累加；全廠日、月、年總發(fā)電量、主變總送電量，廠用總用電量及線路總送電量累加；單臺主變及全廠主變?nèi)?、月、年總有功損耗、總無功損耗；全廠日、月、年廠用電率；在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)（如當(dāng)班及分時(shí)等）的全廠總發(fā)電量和總送電量累加；上述各累加量可以通過人機(jī)聯(lián)系設(shè)備及程序設(shè)置初值。（3）效率計(jì)算：對每臺機(jī)組和全廠計(jì)算實(shí)時(shí)效率，并計(jì)算日、月、年的平均效率；（4）機(jī)組擺度、振動(dòng)上抬和壓力脈動(dòng)的值峰一峰計(jì)算：對各點(diǎn)脈動(dòng)值的采樣離散值進(jìn)行峰一峰值計(jì)算，求出每一點(diǎn)在轉(zhuǎn)頻周期中離散值的最大值和最小值的差值供顯示、打印及限值比較用。（5）溫度量特征值計(jì)算：求取同組溫度中的最高值及相應(yīng)測點(diǎn)號；求取同組溫度中的最大溫差值；求取油槽油溫與瓦溫間的溫度值；求取每組溫度值中最高點(diǎn)的溫度變化趨勢。（6）數(shù)據(jù)壓縮精簡：對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)按要求進(jìn)行篩選整理，去除無用的數(shù)據(jù)后，才將"壓縮"了的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。1.2電站運(yùn)行安全監(jiān)視：1.2.1全廠運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以使運(yùn)行值班人員、值長、廠長或總工通過CRT對全廠各主設(shè)備及輔助設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。由于各級監(jiān)視人員的職責(zé)不同，其監(jiān)視的內(nèi)容也各不相同。監(jiān)控系統(tǒng)將可以按照預(yù)先的設(shè)定進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)分配，同時(shí)也可以隨時(shí)對監(jiān)視內(nèi)容的設(shè)定進(jìn)行更改。所有要進(jìn)行監(jiān)視的內(nèi)容包括當(dāng)前各設(shè)備的運(yùn)行及停運(yùn)情況，并對各運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，監(jiān)視的設(shè)備包括全廠電氣系統(tǒng)、機(jī)組水車系統(tǒng)、公用油、水、氣系統(tǒng)、閘門系統(tǒng)及直流系統(tǒng)。1.2.2參數(shù)越復(fù)報(bào)告記錄：全廠監(jiān)控系統(tǒng)將對某些參數(shù)以及計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行范圍監(jiān)視，有的量如溫度量等還應(yīng)進(jìn)行趨勢分析，即進(jìn)行梯度監(jiān)視，對這些參數(shù)量值及梯度值可預(yù)先設(shè)定其限制范圍，當(dāng)它們越限及復(fù)限時(shí)要作相應(yīng)的處理，這些處理包括越限報(bào)警；越復(fù)限時(shí)的自動(dòng)顯示、記錄和打?。粚τ谥匾獏?shù)及數(shù)據(jù)還應(yīng)進(jìn)行越限后至復(fù)限前的數(shù)據(jù)存儲及召喚顯示；啟動(dòng)相關(guān)量分析功能，作故障原因提示。1.2.3事故順序記錄：當(dāng)電站發(fā)生事故造成斷路跳閘、重合閘動(dòng)作等情況時(shí)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將立即以中斷方式響應(yīng)并自動(dòng)顯示、打印事故名稱及時(shí)間、記錄、顯示、和打印相關(guān)設(shè)備的動(dòng)作情況；自動(dòng)推出相關(guān)畫面；作事故原因分析并提示處理方法。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能將發(fā)生的事故及設(shè)備的動(dòng)作情況按其發(fā)生的先后順序記錄下來，且記錄的分辯率不超過2毫秒。1.2.4故障狀變顯示記錄：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)定時(shí)掃查各故障狀變信號，一旦發(fā)生狀變將在CRT上即時(shí)顯示出來，同時(shí)記錄并打印故障音響名稱及其發(fā)生時(shí)間，音響報(bào)警，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對故障狀變信號的查詢周期不超過兩秒。1.2.5趨勢分析判斷：對發(fā)電機(jī)定子溫度、軸承溫度、主變壓器油溫等時(shí)行趨勢分析，趨勢變化速率超過限值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號。1.3電廠運(yùn)行指導(dǎo)：1.3.1開、停機(jī)過程監(jiān)視：當(dāng)開、停機(jī)指令下達(dá)后，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能自動(dòng)顯示相應(yīng)的機(jī)組開、停機(jī)監(jiān)視畫面。要求畫面能以流程框圖的形式實(shí)時(shí)顯示全部開停機(jī)過程中每步驟及執(zhí)行情況，提示在開停機(jī)過程受阻時(shí)的受阻部位及其原因，進(jìn)行開環(huán)運(yùn)行指導(dǎo)甚至閉環(huán)自動(dòng)控制操作。另外，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)識別在不同方式下的開、停機(jī)，并做出不同的響應(yīng)。在此功能設(shè)計(jì)時(shí)，將與開、停機(jī)作有關(guān)的某些重要裝置和設(shè)備的狀態(tài)以及完成對其操作所用的時(shí)間考慮進(jìn)去，必要時(shí)并將其顯示在畫面上。1.3.2電站一次設(shè)備操作指導(dǎo)：當(dāng)電站一次設(shè)備要進(jìn)行倒閘操作時(shí)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將能根據(jù)全廠當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)及隔離開關(guān)閉鎖條件，判斷該設(shè)備在當(dāng)前是否允許操作并給出相應(yīng)的標(biāo)志。如果操作是不允許的，則應(yīng)提示其閉鎖原因并盡可能地提出相應(yīng)的處理辦法。1.3.3廠用電系統(tǒng)操作指導(dǎo)：根據(jù)當(dāng)前廠用電的運(yùn)行狀態(tài)及有關(guān)廠用電運(yùn)行方式、倒閘操作限制條件的約束，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能判斷某個(gè)廠用電斷路器或刀閘在當(dāng)前是否允許操作并給出相應(yīng)的標(biāo)志。如果操作允許則應(yīng)提示操作的先后順序，如果操作不允許則應(yīng)提示其原因。1.3.4故障顯示記錄：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)除要對各事故進(jìn)行顯示和記錄外，還能進(jìn)行相關(guān)性分析，找出并提示事故和故障產(chǎn)生的原因及相應(yīng)的解決辦法。1.4控制與調(diào)節(jié)：1.4.1控制權(quán)：控制權(quán)分遠(yuǎn)方及當(dāng)?shù)貎杉墸梢赃M(jìn)行切換。遠(yuǎn)方控制來自上級調(diào)度和管理部門，當(dāng)?shù)乜刂圃陔姀S內(nèi)部進(jìn)行?？刂茩?quán)由電廠端設(shè)置，并以當(dāng)?shù)乜刂茷閮?yōu)先，通過運(yùn)行值班人員可以將控制權(quán)移交給上級調(diào)度和管理部門。當(dāng)有事故發(fā)生或其它經(jīng)原因需電廠運(yùn)行值班人員進(jìn)行干預(yù)時(shí)，控制權(quán)將能自動(dòng)切換到電廠端。另外，設(shè)計(jì)將保證在進(jìn)行控制權(quán)切換時(shí)電廠運(yùn)行無擾動(dòng)。1.4.2控制與調(diào)節(jié)：全廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能根據(jù)電廠當(dāng)前的運(yùn)行情況和遠(yuǎn)方及當(dāng)?shù)氐目刂泼?、自?dòng)發(fā)電控制（AGC）及自動(dòng)電壓控制（AVC）計(jì)算、預(yù)定的步驟、對電廠全廠的運(yùn)行進(jìn)行控制及調(diào)節(jié)，控制及調(diào)節(jié)的內(nèi)容包括機(jī)組的開、停機(jī)操作，有功功率、無功功率調(diào)節(jié)；開關(guān)站斷路器、接地刀閘的分合操作等。機(jī)組正常的控制操作由可編程控制器PLC實(shí)現(xiàn)。PLC可獨(dú)立工作并在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的CRT上顯示其操作過程。操作方式有手動(dòng)及自動(dòng)兩面三刀種，可預(yù)置也可以切換。機(jī)組的有功和無功功率調(diào)節(jié)由微裝置實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)器的給定由上位機(jī)發(fā)出，經(jīng)自動(dòng)檢測和調(diào)整可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)運(yùn)行。給定也可以由運(yùn)行值班人員在中控室或機(jī)旁手動(dòng)發(fā)出而實(shí)行開不運(yùn)行。另外，由上級調(diào)度和管理部門發(fā)出的指令經(jīng)計(jì)算機(jī)調(diào)整后也可下達(dá)分配到各機(jī)組執(zhí)行。1.5自動(dòng)發(fā)電控制及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：1.5.1全廠運(yùn)行方式設(shè)定：本電站運(yùn)行以發(fā)電為主，并參與電力系統(tǒng)的調(diào)頻和調(diào)峰工作。正常運(yùn)行時(shí)以調(diào)功方式為主，其給定方式有全廠總有功功率給定及全廠日負(fù)荷曲線給定兩種。當(dāng)參與系統(tǒng)調(diào)頻時(shí)，電廠運(yùn)行將以滿足電力系統(tǒng)所需的頻率要求為原則。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將可以區(qū)分出上述各種運(yùn)行方式。并可通過人機(jī)對話的形式對全廠和每臺機(jī)組的運(yùn)行方式及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)置和切換。1.5.2自動(dòng)開、停機(jī)：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將能根據(jù)全廠當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)及每臺機(jī)組各自的特定情況確定當(dāng)前各機(jī)組最佳開、停機(jī)順序，根據(jù)電廠運(yùn)行要求按此順序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)開、停機(jī)操作，同時(shí)還可以自動(dòng)調(diào)整每一臺參加AGC機(jī)組的有功功率及無功功率。并保證在全廠運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)對電力系統(tǒng)所產(chǎn)生的擾動(dòng)最小。1.5.3負(fù)荷增減速度和全廠調(diào)差：在保證電廠運(yùn)行安全和系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下，自動(dòng)發(fā)電控制將能以最快的速度實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的增減。此外，自動(dòng)發(fā)電控制將能協(xié)調(diào)單機(jī)的調(diào)差數(shù)，按中調(diào)的規(guī)定實(shí)現(xiàn)全廠總的調(diào)差滿足一次調(diào)差的要求。1.5.4經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：在保證機(jī)組運(yùn)行安全避免運(yùn)行在氣蝕和振動(dòng)區(qū)域的前提下，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將通過對全廠總瞬時(shí)效率、耗水率、開停機(jī)過程損失、機(jī)組狀態(tài)，機(jī)組帶廠用電情況及備用容量等因素進(jìn)行綜合分析計(jì)算，按使全廠總耗水量最少的原則根據(jù)全廠總給定的有功功率值確定全廠在當(dāng)前水頭下最佳的機(jī)組開停機(jī)臺數(shù)、機(jī)號及開停機(jī)順序，并在各機(jī)組間合理的分配負(fù)荷。經(jīng)濟(jì)運(yùn)行程序可以對每臺參與AGC的機(jī)組發(fā)出開停機(jī)及調(diào)整負(fù)荷的指令，進(jìn)行閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)，也可以只在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的CRT上顯示出操作建議作開環(huán)運(yùn)行指導(dǎo)，提示運(yùn)行值班人員手動(dòng)發(fā)出開停機(jī)及負(fù)荷調(diào)節(jié)指令。參加經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的機(jī)組可以由人工預(yù)先設(shè)定，計(jì)算機(jī)將能自動(dòng)區(qū)分出各臺機(jī)組是否參與了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，并對其做出不同的處理。1.5.5低頻自啟動(dòng)：當(dāng)電網(wǎng)頻率過低或電廠機(jī)組有事故發(fā)生時(shí)，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行程序?qū)⒛茏詣?dòng)退出。如電網(wǎng)頻率過低，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)將負(fù)荷轉(zhuǎn)移和分配到其它參加AGC的機(jī)組。在進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移和調(diào)整的過程中將保證對電力系統(tǒng)所產(chǎn)生的擾動(dòng)為最小。當(dāng)電站水頭不足時(shí)，該功能應(yīng)能自動(dòng)退出并給出標(biāo)志。1.6自動(dòng)電壓控制：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以對母線電壓進(jìn)行實(shí)監(jiān)視，并能根據(jù)中調(diào)或電廠運(yùn)值班人員所給定的電壓曲線對各臺機(jī)組的無功功率進(jìn)行調(diào)整和重新分配，使母線電壓盡快恢復(fù)到給定范圍內(nèi)。無功功率的分配原則由運(yùn)行管理人員根據(jù)每臺機(jī)組的不同特性及對每臺機(jī)組的不同要求而確定，無功功率調(diào)整所引起的擾動(dòng)應(yīng)為最小。機(jī)組是否參與AVC可以預(yù)先設(shè)定，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將能加以區(qū)分并給出標(biāo)志。自動(dòng)電壓控制還能在自動(dòng)發(fā)電控制發(fā)生波動(dòng)時(shí)自動(dòng)地協(xié)調(diào)全廠調(diào)差系數(shù)與單機(jī)調(diào)差系數(shù)的關(guān)系，并保證在協(xié)調(diào)及全廠運(yùn)行工況轉(zhuǎn)換時(shí)所造成的無功擾動(dòng)最小。另外自動(dòng)電壓控制應(yīng)能躲過系統(tǒng)故障或系統(tǒng)負(fù)荷變動(dòng)所引起的暫態(tài)過程，使220KV母線靜態(tài)電壓盡量維持在給定值附近的限定范圍內(nèi)。1.7設(shè)備運(yùn)行統(tǒng)計(jì)記錄及生產(chǎn)管理：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將能對各設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄，某些信息還將自動(dòng)提示給操作值班人員。統(tǒng)計(jì)的類型包括設(shè)備正常及非正常投切次數(shù)、設(shè)備運(yùn)行時(shí)間等。對于各主設(shè)備及各主要輔助設(shè)備的輔助接點(diǎn)狀態(tài)還將進(jìn)行變位及變位時(shí)間統(tǒng)計(jì)，必要時(shí)還可產(chǎn)生報(bào)警。另外，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)還將對參數(shù)越復(fù)限及定值變更等情況作統(tǒng)計(jì)記錄，并可以自動(dòng)生成各類報(bào)表、日志、自動(dòng)生成和打印操作票以及進(jìn)行事故畫面硬拷貝等。所有這些功能可以分為以下幾類：1.7.1電廠發(fā)電運(yùn)行記錄：記錄的內(nèi)容包括當(dāng)班、當(dāng)日、當(dāng)月、當(dāng)年的機(jī)組發(fā)電量、線路送電量、廠用電量、耗水量及效率等。它們的初值及時(shí)間區(qū)段的設(shè)置可以通過程序或由運(yùn)行值班人員通過人機(jī)對話方式實(shí)現(xiàn)。1.7.2主要電氣設(shè)備動(dòng)作及運(yùn)行記錄：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對各主要電氣設(shè)備的動(dòng)作次數(shù)和運(yùn)行時(shí)數(shù)自動(dòng)加以統(tǒng)計(jì)和記錄。當(dāng)它們達(dá)到或者超過設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)將能自動(dòng)給出提示，必要時(shí)做越限報(bào)警。其內(nèi)容有：機(jī)組：開、停次數(shù)，本次開機(jī)運(yùn)行時(shí)數(shù)，累計(jì)開機(jī)運(yùn)行時(shí)數(shù)，機(jī)組停機(jī)備用時(shí)數(shù)，機(jī)組檢修退出時(shí)數(shù)，機(jī)組壓油裝置電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)次數(shù)以及累計(jì)運(yùn)行時(shí)數(shù)。220KV開關(guān)站斷路器：合閘次數(shù)，正常跳閘次數(shù)，事故跳閘次數(shù)，液壓操作機(jī)構(gòu)油泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)次數(shù)及開機(jī)運(yùn)行小時(shí)數(shù)。1.7.3操作記錄：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將能對各種手動(dòng)操作進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和記錄，其中包括手動(dòng)方式開停機(jī)，斷路器和隔離開關(guān)的手動(dòng)合、跳閘，閘門的手動(dòng)啟閉等。1.7.4定值變更記錄：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將能對所有的定值變更情況作記錄，并存入數(shù)據(jù)庫以備隨時(shí)查詢。1.7.5事故及故障統(tǒng)計(jì)記錄：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對當(dāng)班、當(dāng)日、當(dāng)月、當(dāng)年的各類事故及故障的內(nèi)容和次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄，作為資料保存。1.7.6參數(shù)越復(fù)限統(tǒng)計(jì)記錄：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以自動(dòng)地對當(dāng)班、當(dāng)日、當(dāng)月、當(dāng)年的參數(shù)越復(fù)限情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并反它們記錄下來。1.7.7主要設(shè)備和裝置退出運(yùn)行統(tǒng)計(jì)記錄：其目的是作為其使用情況和壽命以及運(yùn)行安全性可靠性判斷的依據(jù)。1.7.8運(yùn)行日志及報(bào)表打?。河?jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將能按照運(yùn)行操作人員的管理和要求打印運(yùn)行日志和報(bào)表。打印內(nèi)容以及打印格式可以事先設(shè)定。打印方式將有定時(shí)自動(dòng)打印、隨機(jī)召喚打印等形式。1.7.9開操作票：1.8數(shù)據(jù)通信：1.8.1與中調(diào)間的通信：（預(yù)留）；1.8.2監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部主機(jī)與各設(shè)備的數(shù)據(jù)通信：由設(shè)計(jì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置所決定，屬計(jì)算機(jī)局部間通信的問題。其基本原則是速度快，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、安全可靠性高。1.9畫面顯示：1.9.1畫面顯示：畫面顯示是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能。畫面調(diào)用將允許自動(dòng)及召喚方式實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)方式是指當(dāng)有事故發(fā)生時(shí)或進(jìn)行某些操作時(shí)有關(guān)畫面的自動(dòng)推出，召喚方式則指操作某些功能鍵直接或以菜單方式調(diào)用畫面。畫面種類包括單線圖、棒形圖、曲線、各種語句、表格等。要求畫面顯示清晰穩(wěn)定、畫面構(gòu)圖合理、刷新速度快且操作簡單。（1）單線系統(tǒng)圖類：包括電氣結(jié)線圖，油、水、氣系統(tǒng)圖。在這類畫面上還將能實(shí)時(shí)顯示出運(yùn)行設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)及某些重要參數(shù)的實(shí)時(shí)值，必要時(shí)可通過窗口顯示其它有關(guān)信息。（2）棒圖類：指機(jī)組有功、無功功率（實(shí)發(fā)、給定、計(jì)算應(yīng)發(fā)值）以及效率等的顯示。（3）曲線圖類：包括運(yùn)行電壓曲線和頻率曲線，給定負(fù)荷曲線以及各類運(yùn)行圖。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將能夠按操作運(yùn)行人員的要求自動(dòng)地組織有關(guān)數(shù)據(jù)及其相應(yīng)時(shí)間區(qū)間，并顯示在屏幕上。（4）表格類：包括參數(shù)及參數(shù)給定值、特性表、定值變更統(tǒng)計(jì)表，各類報(bào)警信息統(tǒng)計(jì)表，操作統(tǒng)計(jì)表。各類運(yùn)行報(bào)表，運(yùn)行日志，操作票等。（5）運(yùn)行指導(dǎo)類：包括開停機(jī)操作指導(dǎo)，主系統(tǒng)操作指導(dǎo)，廠用電系統(tǒng)操作指導(dǎo)畫面，各類提示信息等。以上幾類畫面可以按值班人員要求組合在一起顯示，也可以單獨(dú)顯示。1.9.2語音報(bào)警功能：當(dāng)需要對重要操作進(jìn)行得示，以及電廠發(fā)生事故或故障時(shí)，本功能可以用準(zhǔn)確、清晰的語言向有關(guān)人員發(fā)出報(bào)警。1.10人機(jī)聯(lián)系：通過CRT、鍵盤以及打印機(jī)等實(shí)現(xiàn)對全廠運(yùn)行的監(jiān)視、控制、調(diào)節(jié)、定值修改、畫面調(diào)用、打印以及事故畫面硬拷貝等功能。1.11運(yùn)行值班人員的培訓(xùn)：在培訓(xùn)臺上通過專用的軟件可以對運(yùn)行值班人員進(jìn)行培訓(xùn)。1.12系統(tǒng)自檢和自動(dòng)重啟動(dòng)：本部分功能包括主機(jī)自檢，軟件任務(wù)超時(shí)處理及過程通道故障檢測。對于主機(jī)，當(dāng)工作主機(jī)故障（包括內(nèi)存、磁盤、I/O及CPU等到的故障和軟件任務(wù)執(zhí)行異常等）時(shí)能將控制權(quán)自動(dòng)切換到備用主機(jī)。軟件超時(shí)時(shí)還能實(shí)現(xiàn)部分功能軟件的故障自動(dòng)啟動(dòng)功能。通道檢測包括對I/O過程通道在線自動(dòng)檢測，檢測的內(nèi)容有通道數(shù)據(jù)有效性合理性判斷，故障點(diǎn)自動(dòng)查找及故障自動(dòng)報(bào)警等功能。2.計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)各部分的功能分配：2.1主機(jī)系統(tǒng)：雙機(jī)熱備用系統(tǒng)，正常工作時(shí)兩臺主機(jī)同時(shí)接收相同的數(shù)據(jù)，作相同的分析和計(jì)算，發(fā)同樣的操作命令，但是只有取得了控制權(quán)的主機(jī)發(fā)出的命令才是有效的，控制權(quán)可以手動(dòng)和自動(dòng)切換，當(dāng)工作主機(jī)故障時(shí)，備用主機(jī)可以自動(dòng)地取得控制權(quán)。在控制權(quán)切換時(shí)要求對監(jiān)控系統(tǒng)的工作無擾動(dòng)。主機(jī)系統(tǒng)所完成的功能包括對整修電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的管理，AGC、AVC計(jì)算和處理，數(shù)據(jù)庫管理，在線及離線計(jì)算功能，各圖表、曲線的生成，事故故障信號的分析處理，接收、校驗(yàn)并輸出操作控制指令，以及控制與外界的通信等。2.2操作員工作站：操作員工作站主要供運(yùn)行值班人員使用，具有圖形顯示、全廠運(yùn)行監(jiān)視和控制功能、發(fā)操作控制命令、作定值修改、設(shè)定與變更工作方式等功能。全廠所有的操作控制都可以通過操作功能鍵盤而實(shí)現(xiàn)；通過CRT可以對全廠的生產(chǎn)、設(shè)備運(yùn)行作實(shí)時(shí)監(jiān)視，并取得所需的各種信息。2.3工程師工作站：工程師工作站主要供維修人員使用，可通過專門的支持軟件來實(shí)現(xiàn)對應(yīng)用軟件的開發(fā)、作定值修改、對畫面及打印格式進(jìn)行修改、對運(yùn)行畫面進(jìn)行監(jiān)視、作各類離線計(jì)算等。同時(shí)，它還將作為培訓(xùn)臺對運(yùn)行人員進(jìn)行培訓(xùn)。本系統(tǒng)中的主機(jī)作為工程師工作站。2.4打印機(jī)：打印機(jī)作各種信息及報(bào)表打印用。其中一臺作隨機(jī)打印用，一臺作定時(shí)打印用，至少有一臺備用。2.5語音報(bào)警系統(tǒng)：根據(jù)廠級計(jì)算機(jī)發(fā)來的指令，將各種信息用語言的形式表達(dá)出來。2.6網(wǎng)絡(luò)終端服務(wù)器：用于全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接漢字打印機(jī)、語音報(bào)警系統(tǒng)等外設(shè)以及負(fù)責(zé)與外系統(tǒng)的通訊。2.7現(xiàn)地控制單元LCU：LCU主要完成數(shù)據(jù)的采集及數(shù)據(jù)預(yù)處理功能，同時(shí)也應(yīng)具有簡單的控制操作和監(jiān)視功能。機(jī)組LCU應(yīng)配備有簡單的功能鍵盤及監(jiān)視設(shè)備，并具有與簡單打印機(jī)的接口。其設(shè)計(jì)應(yīng)組的開、停操作；有功、無功負(fù)荷增、減；機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)的監(jiān)視，而當(dāng)其與主機(jī)恢復(fù)聯(lián)系后又能自動(dòng)地服從上位機(jī)系統(tǒng)的控制和管理。在正常情況下機(jī)組順序控制由PLC完成，它獨(dú)立于機(jī)組LCU之外單獨(dú)工作，而向LCUCPU匯報(bào)其工作情況。軟件說明1.概述：1.1開放系統(tǒng)環(huán)境下的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件的構(gòu)造如下圖所示：圖一：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件環(huán)境1.2開放環(huán)境下的監(jiān)控系統(tǒng)軟件,如下所示：*通訊*數(shù)據(jù)庫*圖形人機(jī)接口*順序控制*報(bào)表*驅(qū)動(dòng)軟件*高級應(yīng)用,如AGC軟件、AVC軟件。*應(yīng)用管理*漢字編輯軟件1.3軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)將具有下列特點(diǎn)：（1）各功能軟件將在適合計(jì)算機(jī)本身操作系統(tǒng)環(huán)境的前提下進(jìn)行設(shè)計(jì),不要求理發(fā)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)；（2）軟件將高度模塊化,以便修改時(shí)減少對其它部分的影響、并使測試和調(diào)整程序簡化；（3）在應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫之間將建立簡明的接口；（4）程序之間的數(shù)據(jù)將做到共享。2.操作系統(tǒng)：（1）UNIX操作系統(tǒng)能為中央處理機(jī)的時(shí)間、存貯空間和I/0設(shè)備提供有秩序和有效的管理。該系統(tǒng)是實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，具有事件驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行多用戶編程和專門開發(fā)實(shí)時(shí)控制程序的能力。UNIX操作系統(tǒng)、TCP/IP軟件、X-WINDOW軟件為符合國際開放系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)軟件。（2）操作系統(tǒng)將具有下列特點(diǎn)a.具有計(jì)算機(jī)設(shè)備支持及一定實(shí)時(shí)性的操作系統(tǒng)。b.操作系統(tǒng)在所提供的硬件構(gòu)造中具有衫成功的經(jīng)驗(yàn)。c.不需要重新開發(fā)。d.操作系統(tǒng)將具有以優(yōu)先權(quán)為基礎(chǔ)的任務(wù)調(diào)度、資源管理以及任務(wù)間通訊和控制的手段，優(yōu)先級至少有32級。e.具有輸入輸出設(shè)備的直接控制能力。f.可執(zhí)行高級語言編輯的各種程序。g.能將數(shù)據(jù)從一種格式轉(zhuǎn)換成另一種格式。h.執(zhí)行診斷檢查、自動(dòng)切除故障和自動(dòng)重新啟動(dòng)。i.對系統(tǒng)的啟動(dòng)、終止、監(jiān)視、組態(tài)和其它聯(lián)機(jī)活動(dòng)將有交互式語言、命令程序支持。j.將通過任務(wù)名稱、數(shù)據(jù)名稱和操作桔來實(shí)現(xiàn)軟件相互連接。k.為系統(tǒng)生成提供服務(wù)。l.提供文件控制功能、包括文件的打開、關(guān)閉、讀出和記錄的基本存取方法。m.操作系統(tǒng)應(yīng)具有錯(cuò)誤檢測和校正的標(biāo)準(zhǔn)程序。3.支援程序和產(chǎn)用程序：在操作系統(tǒng)的管理下，支援程序可以改善程序和應(yīng)用程序的性能、實(shí)用程序可以改善操作維護(hù)程序的性能和用作執(zhí)行日常任務(wù)的程序。將提供的支援程序和實(shí)用程序及特性如下：（1）將提供的支援程序和C高級語言編譯程序，以進(jìn)行應(yīng)用軟件的開發(fā)，并允許通過CRT終端交互式地進(jìn)行程序的開發(fā)和試驗(yàn)，還將支持交互式數(shù)據(jù)庫編輯程序、交互式圖象編輯程序及交互式報(bào)表等編輯程序。（2）具有容易使用和代碼匯編的裝配程序。（3）具有計(jì)算機(jī)和接口設(shè)備同步聯(lián)機(jī)診斷軟件以及脫機(jī)診斷軟件，聯(lián)機(jī)診斷將不破壞（4）實(shí)用操作。具有通過CRT終端對應(yīng)用軟件進(jìn)行檢驗(yàn)和修改的衫程序。（5）具有存貯器轉(zhuǎn)存的實(shí)用程序。4.通訊軟件：通訊軟件的研制基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口和標(biāo)準(zhǔn)UNIXIPC接口。它采用Client（客戶）-Server(服務(wù)器)模式，其工作方式如圖2所示。MSGTCP/IPMSGINFO或IPCINFO圖2：通訊軟件Client/Server模式電力系統(tǒng)各進(jìn)程間提供了網(wǎng)絡(luò)透明的通訊服務(wù)。為全分布系統(tǒng)的全部資源，數(shù)據(jù)共享提供了必需的條件和有效的保證。同時(shí)通訊軟件中還有冗余雙結(jié)點(diǎn)的管理工作，即系統(tǒng)冗余。5.數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫開發(fā)基于UNIX標(biāo)準(zhǔn)庫，在研制上我們自己定義并開發(fā)了適用于水電廠監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫語言，用戶可用這種語言為系統(tǒng)的各結(jié)點(diǎn)定義數(shù)據(jù)庫，并規(guī)定數(shù)據(jù)在適當(dāng)時(shí)間或事件發(fā)生時(shí)應(yīng)完成的操作。數(shù)據(jù)庫加載程序?qū)τ脩艟帉懙臄?shù)據(jù)庫語言程序進(jìn)行語法檢查，并按要求建立數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)庫管理程序借助通訊軟件為整個(gè)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫的服務(wù)；數(shù)據(jù)庫運(yùn)行程序?qū)?shù)據(jù)中的算術(shù)，邏輯運(yùn)算進(jìn)行操作，并對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新，見圖3。圖3：數(shù)據(jù)庫的工作方法目前數(shù)據(jù)庫語言包括如下數(shù)據(jù)類型及功能：（1）設(shè)備操作：*AIN模擬量輸入*DIN數(shù)字量輸入*SOE順序事件記錄*DOUT數(shù)字量輸出*AOUT模擬量輸出*PID比例積分微分操作（2）關(guān)系計(jì)算：如大于＞、小于＜、等于=等（3）邏輯操作：如與、或、非、異或等（4）算術(shù)操作：如加、減、乘、除、模、絕對值、開方、指數(shù)、對數(shù)、三角函數(shù)。（5）其它還有：報(bào)警操作，報(bào)表操作，表達(dá)式操作等組成一個(gè)功能完善的數(shù)據(jù)庫語言。數(shù)據(jù)庫管理軟件將滿足下列要求：*支持應(yīng)用軟件直接迅速存取數(shù)據(jù)、以及對數(shù)據(jù)的修改查詢和擴(kuò)充。*保持應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)之間的高度獨(dú)立性。*保持?jǐn)?shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的可靠性。將采取措施確保有效的數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)庫中。*提供數(shù)據(jù)保護(hù)、以防人為或程序造成的不正當(dāng)修改。*應(yīng)用軟件中使用任何編程語言編制的應(yīng)用程序都可以使用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。*完成性能監(jiān)視的統(tǒng)計(jì)、資料。6.圖形人機(jī)接口：圖形人機(jī)接口的開發(fā)基于XWindow、Motif和UNIX標(biāo)準(zhǔn)庫。它提供一個(gè)交互式的圖形編輯程序供用戶產(chǎn)生人機(jī)接口的畫面，并可由用戶定義圖形與數(shù)據(jù)庫及順控語言之間的連接，以便由實(shí)時(shí)圖形軟件顯示出反映現(xiàn)場情況的動(dòng)態(tài)的畫面及操作流程。圖形人機(jī)接口的軟件工作善如圖4所示。圖4：圖形人機(jī)接口的工作狀況（1）其中圖形功能提供了：矩形、多邊形、線、折線、圓（弧）、網(wǎng)格、ASCII字符、漢字、Bitmap及符號操作等目標(biāo)。（2）操作提供了：選取、移動(dòng)、刪除、拷貝、存取、改變顏色、改變線型、改變填區(qū)型、改變字型等。（3）動(dòng)態(tài)連接提供了：變顏色、變數(shù)字、讀寫數(shù)字、變尺寸、閃光、趨勢、鍵寫數(shù)、啟動(dòng)順控、鍵調(diào)畫面，發(fā)數(shù)據(jù)給順控，信息窗口等功能。人機(jī)通訊軟件將允許操作員在不詳盡了解系統(tǒng)知識的情況下，能增加或修改操作員命令、顯示型式和記錄型式。7.順序控制：順序控制以UNIX標(biāo)準(zhǔn)庫為基礎(chǔ)開發(fā)。它提供給用戶一個(gè)語法結(jié)構(gòu)和習(xí)慣風(fēng)格類似于C語言，適合于電廠監(jiān)控的順序控制語言。用戶可根據(jù)操作對象的工作特點(diǎn)及要求，根據(jù)運(yùn)行人員的習(xí)慣及電廠的有關(guān)規(guī)程，編寫自己希望的順控程序。順控管理程序負(fù)責(zé)啟動(dòng)管理各順控執(zhí)行程序及對條件有限制的順控程序加鎖等。順控執(zhí)行程序檢查順控程序語法，負(fù)責(zé)執(zhí)行對一個(gè)順控流程的操作，并完成與數(shù)據(jù)庫及人機(jī)接口的信息交往。順控軟件的工作方式見圖5。圖5：順控軟件工作方式8.報(bào)表：報(bào)表程序以XWindow和UNIX標(biāo)準(zhǔn)庫為基礎(chǔ)開發(fā)。首先研制了一個(gè)報(bào)表編輯文件，這時(shí)規(guī)定了報(bào)表格式及與數(shù)據(jù)庫報(bào)表功能塊的連接定義。為了支持"所見即所得"功能，報(bào)表管理功能不僅支持報(bào)表的打印而且還支持報(bào)表的顯示。報(bào)表與數(shù)據(jù)庫的連接支持四種類型，即浮點(diǎn)數(shù)、整形數(shù)、字符串、時(shí)間。9.驅(qū)動(dòng)軟件：開放環(huán)境的全分布監(jiān)控系統(tǒng)對設(shè)備的選擇應(yīng)更加多種多樣。為了保證這一點(diǎn)，幾乎所有的軟件都做到與應(yīng)用和設(shè)備無關(guān)，但對驅(qū)動(dòng)軟件說來與設(shè)備是相關(guān)的。目前支持的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，以UNIX標(biāo)準(zhǔn)庫為基礎(chǔ)開發(fā)，主要作為數(shù)據(jù)庫與LCU（或稱RTU）的接口。10.高級應(yīng)用：目前高級應(yīng)用的范圍定為：*AGC/AVC*中調(diào)對監(jiān)控系統(tǒng)的控制及設(shè)定（廣域通訊）*專家系統(tǒng)（包括仿真培訓(xùn)、智能報(bào)警等，本系統(tǒng)中不選用）*其它的特殊應(yīng)用11.應(yīng)用管理：應(yīng)用管理軟件基于Motif、Xwindow、UNIX標(biāo)準(zhǔn)庫基礎(chǔ)開發(fā)，其目的對整個(gè)頒系統(tǒng)進(jìn)行管理，其中包括：*各進(jìn)程的啟動(dòng)（包括遠(yuǎn)程啟動(dòng)）*操作員的使用級別管理及系統(tǒng)安全性系統(tǒng)性能1.實(shí)時(shí)性：系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性反映在系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間上，它們包括了主機(jī)處理、存貯器存取、I/O接口響應(yīng)，通道傳送和軟件等的速度或效率。1.1數(shù)據(jù)采集時(shí)間：（1）電氣模擬量采集周期≤2秒；（2）溫度量采集周期2--20秒；（3）一般非電氣模擬量采集周期≤2秒；（4）中斷型開關(guān)量采集分辯率≤2毫秒；（5）脈沖量采集連續(xù)無延遲脈沖計(jì)數(shù)累加；（6）數(shù)字量采集≤2秒；1.2控制響應(yīng)時(shí)間：（1）從控制指令發(fā)出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收并執(zhí)行該指令的響應(yīng)時(shí)間≤2秒；（2）主機(jī)數(shù)據(jù)庫響應(yīng)所有LCU變化數(shù)據(jù)的時(shí)間≤2秒；（3）從任何一個(gè)現(xiàn)場LCU采集到的變化數(shù)據(jù)送到主機(jī)數(shù)據(jù)的庫的時(shí)間≤2秒；（4）90%的畫面調(diào)用響應(yīng)時(shí)間<3秒；（5）已顯示畫面數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)刷新時(shí)間≤2秒；（6）操作值班人員指令發(fā)出到檢驗(yàn)顯示回答時(shí)<3