《计算机监控系统(1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机监控系统(1)（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、运行技运行技术术教程教程 计计算机算机监监控系控系统统第 243 页 第十一章第十一章 计算机监控系统计算机监控系统第一节第一节系统知识部分系统知识部分一、基础知识1、水电站计算机监控系统的作用水电厂机组启停频繁，工况和出力变化迅速，梯级水电厂更所机组台数众多，分布范围广，运行方式复杂，这些均要求水电厂必须具有较高都自动化水平。实现全厂或全梯级都计算机监控，不仅能对影响全厂、全梯级安全运行的主要设备、关键设备进行可靠都监视，并能对故障、事故都发生给予自动报警和记录，给出故障出力指导，这不仅有利于及时排除故障，而且可以防止误操作。而对于威胁安全运行的事故则能自动实施停机保护，有利于预防事故的扩大
2、，保证设备都安全，从而大大提高水电厂的安全运行可靠性。其次，大规模应用计算机监控系统可以实现水电站“无人值班（少人值守） ”式管理，提高劳动生产率，改善劳动条件。2、无人值班（少人值守）无人值班是指水电厂内没有经常值班人员，即不是全天 24h 内都有运行值班人员。一般又有两种方式：在家值班和远方集中值班；运行值班人员定期前往厂内巡视或有事时应召前往厂内处理问题。“值班”概念是指对水电厂运行的监视、操作调整等有关的运行值班工作。主要包括运行参数及状态的监视，记住的开、停、调相、抽水等工况转换操作，机组有功功率、无功功率的调整及必要时的电气接线操作切换等工作。 “值守”则指一般的日常维护、巡视检查
3、、检修管理、现场紧急事故处理及上级调度临时交办的其他有关工作。 “无人值班” （少人值守）的值班方式是指，水电厂内不需要经常（24h）都有人值班。其运行值班工作改由厂外的其他值班人员负责，但在厂内仍保留少数 24h 在值守的人员，负责上述“值守”范围的工作。这是一种介于少人值班和无人值班之间的特殊值班方式。3、水电站计算机监控系统数据采集水电站计算机监控系统数据采集主要是实现现场过程和系统有关环境的监视和控制信号的收集、处理和传输。其所含数据大致类型有：模拟输入量：指将现场的电气量和非电气量直接或经过变换后输入到计算机系统的接口设备的模拟量，适合水电厂计算机监控系统的模拟输入量参数范围包括 0
4、5V(DC)、010V(DC)、020mA、5V(DC)、10V(DC)、20mA、420mA 等。模拟输出量：它是计算机系统接口设备输出的模拟量，水电厂中使用的典型参数为 420mA 或010V（DC） 。数字输入状态量：它是指过程设备的状态或位置的指示信号输入到计算机系统接口设备的数字量（开关量） ，此类数字输入量一般使用双位“10”或“01”表示两个状态。数字输入脉冲量：它是指过程设备的脉冲信息输入到计算机系统接口设备，由计算机系统进行脉冲累加的一位数字量，但其处理和传输又属模拟量类型。数字输入事件顺序记录 SOE（Sequence Of Events）量：它是指将数字输入状态量定义成事
5、件信息量，要求计算机系统接口设备记录输入量的状态变化及其变化发生的精确时间，一般应能满足 5ms 分辨率要求。数字输出量：它是指计算机系统接口设备输出的监视或控制的数字量，在电厂控制中为了安全可靠，一般数字输出量是经过继电器隔离的。运行技运行技术术教程教程 计计算机算机监监控系控系统统第 244 页 外部数据报文：指将过程设备或外部系统的数据信息以异步或同步报文经串行接口与计算机系统交换的数据。4、水电站计算机监控系统的模式计算机辅助监控系统(CASC)：采用这种模式时电厂的控制操作主要仍由常规的自动装置来完成，计算机监控系统主要实现运行监视、数据采集、数据处理、事件记录、打印制表和经济运行计
6、算等功能。这样可提高电厂的安全运行和自动化管理水平，并可取得一定的经济效益。采用这种模式，运行中计算机监控部分即使发生故障，水电厂仍能维持正常运行，只是部分功能暂时不能实现。这种模式对计算机监控系统的性能要求可以低些，因而其投资也较低，比较容易实现。以计算机为基础的监控系统(CBSC)：CBSC系统的特点是水电厂的主要监控功能均由计算机监控系统完成，常规的控制装置可以取消，仅保留一小部分现地操作控制设备在特殊情况下备用。采用这种模式，对计算机监控系统的性能有很高的要求，随着计算机及电子技术的发展，应用冗余技术，配置双CPU、多CPU的装置均能满足水电厂监控系统可靠性的要求，使监控系统的利用率接
7、近100%。CBSC系统是水电厂实现计算机监控的发展方向，目前国内许多大、中型水电厂均采用这种系统。 计算机与常规装置双重监控系统(CCSC)：采用CCSC系统，水电厂具备两套各自独立的监控系统可以相互备用，这是一种由CASC方式向CBSC方式过渡的一种系统。随着计算机监控系统运行经验日益丰富及装置可靠性的提高，今后会有更多的电厂采用CBSC方式系统。 5、水电站计算机监控系统的控制方式集中式监控系统：设置一台或两台计算机对整个水电厂进行集中监视、控制，构成集中式监控系统。首先，由于水电厂所有信息都要送到计算机进行处理，所有操作、控制命令都由计算机发出，因而计算机故障，将导致全系统瘫痪。其次，
8、生产过程所需采集的状态和参数均直接引入计算机，当机组台数较多时，将使现场敷设电缆过多、过长。随着微机技术的发展，计算机价格日益降低，目前大、中型水电厂均不采用集中式监控系统方式。在一些机组台数不多，控制功能要求较简单的中、小型水电厂中，仍然可以采用这种方式的监控系统。 分散式监控系统：分散式监控系统是指以功能分散为主要特征，使监控系统实现负载分散，危险分散，功能分散，地域分散。就水电厂生产过程监控系统的功能而言，主要是数据采集、控制调节和事件记录等功能，因此可以按照这些功能设立多套相应的设备，独立完成各自的功能。功能分散式监控系统并设有解决信息过于集中的问题，某个单功能装置计算机故障，则全厂功
9、能因这部分功能将全部丧失，影响较大。近年来，多为分布式监控系统所取代。 分布式监控系统：指以控制对象分散为主要特征。就水电厂而言，控制对象主要是水轮发电机组、辅助设备、开关站、公用设备、闸门及船闸等。按控制对象为单元设置多套相应的装置，构成水电厂的现地控制单元，完成控制对象的数据采集和处理、机组等主要设备的控制和调节及装置的数据通信等功能。水电厂采用分布式处理一般与电厂分层控制结合起来，形成水电厂分层、分布式控制系统。这种模式在国内外水电厂得到日益广泛的应用。 全开放、全分布式监控系统：这是近年来发展并得到广泛注意的一种工业控制系统。开放系统概念的形成经历了不少阶段。计算机技术的飞速发展，使硬
10、件升级换代周期不断缩短，由最初的510年缩短到目前的23年或更短。与此同时，硬件费用不断下降，而软件费用比重却在不断上升，尤其是用户的应用软件投资更显得重要。为此，提出了全新的开放系统观念，即：(1) 应用软件可移植性；(2) 不同系统之间的相互操作性；(3) 用户的可移植性。这种新系统是围绕着应用软件接口标准、网络通信接口标准和用户操作接口标准，遵循国际组织IEEE、ISO、IEC等有关标准组成一个开放式的网络，采用以开放式网络操作系统为基础的运行技运行技术术教程教程 计计算机算机监监控系控系统统第 245 页 计算机操作系统。根据分布控制对象而设置的现地控制单元(LCU)，也按标准通用规约
11、接入网络。这样形成的系统，除具有上述各类模式的优点外，最大的特点是具有开放性，同时系统扩展、升级更新都非常方便。其应用软件可以在新设备、新环境下运行，保护了用户的利益， 实现了应用软件的移植。这样，可以共享资源，硬件的增减、更换也很方便，只要符合规约的设备均可接入。这是今后大中型水电厂计算机监控系统模式发展的方向。6、基本名词解释电站级(或主控级)(Power Plant Leve1)：指水电厂中央控制一级。 现地控制单元(Local Control Unit)：指水电厂被控设备按单元划分后在现地建立的针对某单元的控制设备。 人机接口(Man-Machine Interface)：指操作人员与
12、计算机监控系统设备的联系。等同于人机通信或人机联系。 通讯接口(Communication Interface)：计算机与标准通信系统之间的接口。 点设备(Point)：输入输出接口设备。点的分类含义如下： 模拟点(Analog Point)：它输入模拟量完成模数转换。 控制点(Control Point)：它输出实现控制功能的信息。 事件顺序点(Sequence of Event Point(SOE)：它接收实现寄存事件顺序功能的数字信号输入。 数字量(Digital Quantity)：用编码脉冲或状态所代表的变量。 模拟量(Analog Quantity)：连续变化量，它被数字化并用标量
13、表示。 数据(Data)：数字量或模拟量含义的数值表示。 波特(Baud)：信号传输速度的一种单位。报文(Message)：用于传递信息的字符有序序列。 人工操作(Manual Operation)：通过人机接口对被控设备进行操作。 自动发电控制(Automatic Generation Control(AGC)：水电站自动发电控制是电力系统自动发电控制的一个子系统。它的任务是：在满足各项限制条件的前提下，以迅速、经济的方式控制整个电站的有功功率来满足系统的需要。 自动电压控制(Automatic Voltage Contro1)：水电站自动电压控制是电力系统自动电压控制的一个子系统。它的任务
14、是按厂内高压母线电压及全厂的无功功率进行优化实时控制，以满足电力系统的需要。 二、龙滩计算机监控系统概述龙滩水电站计算机监控系统按照洞内无人值班、少人值守，洞外少人值班、集中控制的要求，本着安全可靠、经济实用的原则进行总体设计，采用全计算机监控系统，即电站集中控制及各现地控制单元均采用计算机控制，不另设常规自动控制系统。系统以计算机控制为核心，采用全开放、分布式系统结构，监控系统按照容错设计，不会因任何一台机器发生故障而引起系统误操作或降低系统性能，各 LCU 也不会因主控级发生故障而影响 LCU 各自承担的监控功能。三、监控系统结构电站计算机监控系统分为主站级和现地控制单元级。主站级和现地控
15、制单元级经 100Mbp 双光纤以太环网相连。主站级主要由系统工作站集群、操作员工作站、移动操作员工作站、工程师工作站、培训工作站、调运行技运行技术术教程教程 计计算机算机监监控系控系统统第 246 页 度通讯工作站、厂内通讯工作站、网关工作站、报表及电话语音报警工作站、Web 服务器、网络激光打印机、GPS 卫星时钟同步系统、电源系统、网络设备、大屏幕控制系统及大屏幕投影显示器等设备构成，现地控制单元（LCU）级由 9 台机的机组 LCU（1LCU-9LCU） 、500kV 开关站 LCU（10LCU） 、洞内公用设备（包括 200V 直流系统）LCU（11LCU） 、洞内交流厂用电系统 L
16、CU（12LCU） 、模拟屏及模拟屏 LCU（13LCU）构成。运行技运行技术术教程教程 计计算机算机监监控系控系统统第 247 页 图图 11-111-1：全厂计算机监控系统结构图：全厂计算机监控系统结构图运行技运行技术术教程教程 计计算机算机监监控系控系统统第 248 页 四、龙滩计算机监控系统特点1、采用基于 UNIX 操作系统跨平台的全分布开放系统结构、NC2000 监控系统软件，系统工作站、操作员工作站、工程师工作站、通信处理站、电话语音报警处理站、报表处理站使用符合 IEEE 和 ISO 开放系统国际标准的 UNIX/Linux/Windows 操作系统。按照开放的接口、服务和支持格式规范而实现的系统，使应用系统能以最少修改，实现在不同系统中的移植；能同本地
