水电厂自动化监控系统组态模式的分析及研究

陈金星

（福建电力职业技术学院，福建 泉州 362008）

Research and Exploration | 研究与探索·探讨与创新

水电厂自动化监控系统组态模式的分析及研究

陈金星

（福建电力职业技术学院，福建 泉州 362008）

目前，随着社会经济的大力发展，电力需求越来越被提到议事日程，对电能质量和供电可靠性也提出了更高的的要求。如何监控水电厂的自动化运转也是我们必须要探讨研究的内容。本文从分析国内外水电厂计算机监控系统的结构和模式入手，以PLC作为现场级的控制设备,结合水电厂监控系统的实际情况以及水电厂的特点，设计出一套组态软件系统。对水电厂的正常运转起到了很好的作用。

水电站；计算机监控系统；现地控制单元；可编程控制器

我国对水电站计算机监控技术的研究和开发，大约始于20世纪80年代初期。当时国家布置了大量的科学研究和试点，在国内开发的多机分布式控制系统，成为我国第一套水电厂计算机监控系统。到20世纪90年代初，计算机远程监控系统进行了系列试点，通过试点，尝试了计算机技术在水电站监控系统中的应用，初步形成了几种先进的推荐模型，达到了实际运用水平，培育了一组从事水电站计算机监控系统的科研、设计、安装、运行和维护的工程技术人员，并积累了宝贵的经验。由于现场总线通信协议标准的多样性，很难统一，使其不能满足这些性能要求。互联网由于其具有传输速度快、容量大、网络拓扑结构灵活、成本低等特点，在企业和行业得到了大规模的应用。这项技术已成为电气集成自动化中的无缝通信的最佳选择。随着互联网十技术的快速发展，以及网速的快速提高，全双工通信和交换技术的发展，对工业通讯设备提供了良了的基础。利用嵌入式软件和硬件，工业互联网技术在单片机系统中也被称为嵌入式互联网。国外电力设备供应商已经介绍了基于嵌入式互联网微处理器的保护和控制设备，国内电力设备制造商开发的新的综合自动化系统，嵌入式互联网成功地应用于二级保护控制装置和嵌入式互联网是综合自动化系统在海湾级通信电网的必然发展趋势。

监控组态软件可按应用领域分为通用组态软件和专用组态软件两方面。通用组态软件可以应用在电力、化工、石油、交通、建筑等领域，由于不同领域的应用不同的监测点，但系统的结构和基本原理都是相同的。只要根据实际使用不同系统的具体特点，设计出具体的解决方案就可以了。特定的配置软件开发的一个特定的区域开发一个单位。然后它包含测试点是具体的。而且各种关系也很有针对性。长期以来，我国的配置软件市场是国外产品的主导作用，国产配置软件的比例不高。开发自己的配置软件不仅要向他人学习，而且要有自己的想法，尽量减少后续，突出客户需求的特点为中心，积极创新。因此，开发系统组态软件在变电站组态软件设计中的应用具有重要的现实意义。

1 需求分析与系统设计

1.1 组态软件

组态王是基于网络模式提出的，依托互联网，改变了客户服务器模式，对于通讯数据库和报警功能都基于Internet的TCP/IP协议，通过网络协议，能够为用户提供不同的硬件和软件的操作能力。PC机与多台远程计算机交流（远程节点）通过TCP/ IP网络协议。组态王的网络结构作为柔性结构一种，通过应用程序按照一定的协议分配给多个服务器，既可以提高网络结构的能力，大大提高整个系统的通讯性能。用户可以根据系统的需求建立一个特殊的I/O服务器、报警服务器、历史数据服务器、登录服务器和Web服务器等。

1.2 硬件模块单元

（1）模拟量输入模块。三相交流数字智能变送器主要由隔离传感测量、数字信号处理和通信控制组成。通过计算检测量的交流电压和电流真实有效值和出口量值，具有很高的可靠性和稳定性，克服了传统的模拟发射机温度漂移和长时间的热身缺点。

（2）开关量输入输出模块。开关量的输入和输出是无源常开节点，在恶劣环境下的电力系统中的电流强电磁干扰所需的所有输入和输出通道的光电隔离和高电压隔离。

（3）工控机模块。工业控制计算机模块已广泛应用于工业控制计算机（IPC）作为工业领域的所有硬件模块的运行平台。工业控制机IPC-610PCI，ISA接口、串口、并口、USB接口等外部接口，方便根据各种实际需要的功能扩展。此外，针对恶劣环境（如冲击和振动）的设计可以调整分层，可以保护插入的是一个和一个卡的抗冲击和振动。其前置式抗冲击硬盘支持，可支持高达5的硬盘驱动器，满足工业领域的高容量需求。IPC卡全长pca-6003vCPU（1G的赛扬处理器，内置的图形，128msdram内存，支持VGA/SCSI/互联网，内置看门狗模块），在pca-6114底卡（槽14/9/4/1是PCICPU）和ps-260-610e（A-T型交直流功率260W），为用户提供理想的计算控制平台。

1.3 PLC简介及选型

可编程控制器是计算机技术与传统控制技术结合的产物，是以单片机和微机控制器为基础，以微处理器为核心，采用循环扫描原理，以单片机为核心的新型控制器，研制开发了一种新型控制器，并将其应用于单片机控制系统中，是一种新型控制器，是一种新型的微机控制系统。主要结构是中央处理器，I/O单元，单元和特殊的程序员（智能）I/O单元。

2 组态网络设计与实现

2.1 组态网络结构

在网络系统组成中，站点的项目路径必须充分共享给用户在网络上，方便项目站点的网络配置。该项目在远程站点上的文件夹的路径必须设置为完全共享，或将出现在开发系统中读取远程变量失败的现象。必须设置为“网络化远程站点的网络配置组态王工程”。

（1）配置网控服务器。①网络参数配置。进入网络控制服务器网站项目浏览器，打开网络参数配置对话框，选择“网络化”模式。在主机节点的名称中输入机器的计算机名称或IP地址。网络参数设置为默认值。②配置节点类型。在“节点类型”对话框中，选择“本机是登录服务器”，“这台机器是I/O服务器”，“这台机器是报警服务器，”这台机器是历史服务器“和”历史数据备份选项。

（2）配置客户机站点。以“客户项目”客户网站为例，在项目的左侧浏览器中选择“站点”标签，进入网站管理界面。在左侧列表中的鼠标右键列表的列表中，弹出快捷菜单，选择“新建远程站点”，弹出“远程节点”对话框。单击“读节点配置”按钮选择远程项目路径。在客户工程浏览器上，打开“网络参数”配置对话框，选择“连网”模式。在主机节点名中输入本机的IP地址，网络参数按照默认值。节点类型在节点类型对话框中，在“登录服务器”列表中选择“192.168.1.101”作为本机的登录服务器。选择“客户配置”页，选中“客户”选项，在各个服务器的选项列表中进行选择，选择的选项表明本机作为I/O服务器、报警服务器、和历史记录服务器“192.168.1.101”的客户端，可以远程引用和访问网控服务器站点上的变量和实时数据，也可以访问到该站点上保存的报警和历史记录信息和数据。配置完成后，单击确定按钮，完成该客户机站点的网络配置。工程浏览器的“站点”界面上出现了一个“192.186.1.101”的信息，点击“数据词典”，可以直接看到远程“西洱河一级电站”上的变量。从而完成了整个企业网络系统的配置，可以在每个客户端通过远程变量引用和写回、分布式报警参考和分布式历史数据访问客户端开发项目在远程监控的发电机运行状态，在资源调度和优化的过程中，企业实现监控和管理的一体化。

2.2 远程站点数据引用

在和远程主站点连接完成以后即可对远方的数据进行引用及操作，比如对主站的“二号机组出口电压”进行引用。

3 结论

本文在对水电厂计算机监控系统研究的基础上，提出了一种合理设计方案，并给出了实现方法。在某水电厂计算机监控系统设计与实现的基础上，对水电厂计算机监控系统的设计与实现进行了研究。通过对计算机监控系统模型、现场控制单元和通信系统的开发，设计了水电站计算机监控系统。水电站计算机监控系统采用开放系统，分布式层次结构系统由电站控制级和现场控制单元（LCU）水平。在分析水电厂计算机监控系统的功能和性能基础上，对系统的主要功能模块的设计与实现进行了研究。将多个功能模块组合在一起，形成变电站的自动组态软件系统，可以发挥组态软件在类似于变电站的监控软件中的应用。通过引入新的技术和新的规范，为监控组态软件的开发提供了更好的支持。

[1]周泽存，沈其王，等.高电压技术[M].中国电力出版社，2012.

[2]陈珩.电力系统稳态分析[M].中国电力出版社，2012.

[3]陈立定，吴玉香，苏开才.电气控制于可编程控制器[M].华南理工大学出版社，2011.

[4]姚春球.发电厂电气[M].中国电力出版社，2012.

TV736

A

1671-0711（2016）11（上）-0164-02