小水电站计算机监控系统上位机软件的开发

亓静

【摘要】 对于小型水电站而言，人工监控运行方式的应用不仅需要耗费较多的人力资源，监控不及时现象的出现还可能影响水电站的正常运行。相比之下，利用计算机监控系统可以获得更加优质的监控效果。本文从监控系统上位机软件的构成入手，对小水电站计算机监控系统上位机软件的开发进行分析和研究。

【关键词】 小水电站 计算机监控系统上位机软件 开发

前言：小水电站的运行过程中涉及的要素种类较多。因此，自动化控制方式的应用在提升水电站运行控制效率的同时，还会降低不合理控制问题的发生概率。自动化控制方式是通过计算机监控系统实现的。该系统作用的产生与上位机软件的开发质量息息相关。

一、小水电站计算机监控系统上位机软件的构成

从整体角度来讲，小水电站计算机监控系统上位机软件的构成要素主要包含以下几种：第一，应用软件。这种软件主要包含数据采集处理方面、数据通讯方面等内容。第二，系统软件。系统软件的作用主要是保障上位机软件运行的稳定性和安全性[1]。

二、小水电站计算机监控系统上位机软件的开发

这里主要从以下几方面入手，对小水电站计算机监控系统上位机软件的开发进行研究：

2.1报警方面的开发

就小水电站计算机监控系统上位机软件而言，报警模块是保障小水电站运行安全的重要部分。当该模块得到数据采集处理模块的异常信息通知时，可以通过声音或者警示灯等方式向小水电站的管理人员进行报警。除了保障运行安全功能之外，报警模块所产生的报警信息全部会被记录在历史数据库中。当小型水电站中的管理人员需要分析其故障发生规律时，可以按照报警现象发生时间或者类型进行有效查询。在计算机监控系统上位机软件中，报警模块的开发主要集中在对异常现象（如开入量变位等）的事件信息内容设计及提示框弹出方面。为了保证小水电站管理人员对事件的及时有效处理，应该将该部分的事件信息设计为：由具体内容、事件种类、产生事件设备名称这几种要素组成[2]。

2.2通讯方面的开发

1.计算机监控系统上位机软件通讯模块的结构设计

从实际应用的角度来讲，通讯模块的通讯对象主要包含上位机监控程序、RTU以及PLC单元这几种。当通讯模块并未接收到相关指令时，其能够自动向RTU发送读取数据指令，进而实现读取小水电站运行监控数据信息的目的。该模块与RTU之前的连接方式为RS-485总线；该模块与上位机监控程序之间的通讯连接设计为Winsock控件；将该模块与PLC单元的通讯方式设计为计算机串行通信端口。

2.计算机监控系统上位机软件通讯模块的检验

为了保证通讯模块的设计质量，该部分的检验对象主要是通讯模块与RTU、PLC单元以及上位机监控程序之间的连接。就其与RTU而言，检验结果表明这种连接方式的应用能够有效保证通讯质量，其抗外部干扰的效果相对较好；就其与PLC单元而言，其数据信息通信安全性、稳定性较高；就其与上位机监控程序而言，检验结果表明其通讯实时性较好[3]。

2.3数据采集处理方面的开发

该方面是计算机监控系统上位机软件的主要功能。其数据采集处理模块的作用为按照一定的周期规律从RTU中获取数据，并对数据进行合理的处理和分析。小型水电站监控过程中产生的数据主要包含开出量、开入量、直流、交流模拟量以及发电机温度这几种。为了保证数据采集处理模块的有效性，这里将该模块的数据获取周期和储存周期分别设计为5s和5min。就数据读取过程而言，5s时间结束之后，上位机软件的数据采集和处理模块可以按照上述几种类别分别将数据放入数据库中的对应位置。当数据采集环节完成后，该模块能够将更新的数据信息中是否存在异常现象，如越限事件或者变位事件等自动识别出来。如果数据信息中存在上述事件，则该模块会联合报警模块向小型水电站的管理人员发出报警，提示管理人员分析该事件情况，并将越限事件或变位事件的数据信息储存起来。就数据储存过程而言，当5min时间结束之后，计算机监控系统上位机软件的数据采集处理模块会将水电站设备作为参考依据，对该段时间内产生的数据进行有条理地储存。除此之外，每天凌晨该软件的数据采集分析模块还会将24h时间范围内产生的小水电站运行监控数据的最小值和最大值识别出来，并对其进行储存以获得小水电站的运行监控数据阈值规律[4]。

结论：对于小水电站而言，计算机监控系统的应用能够有效保障其运行安全。上位机软件是计算机监控系统的重要组成部分，其开发内容主要包含数据采集模块、报警模块以及通讯模块等内容。需要通过对所有组成模块的合理设计和检验，保证上位机软件的开发质量。

参 考 文 献

[1]胡国强. 小水电站计算机监控系统上位机软件的开发[D].中国农业大學，2002.

[2]何正韡. 基于Modicon M340 PLC的水电站监控仿真系统研究[D].浙江工业大学，2014.

[3]饶志波. 基于网络的小型水电站计算机监控系统设计与研究[D].重庆大学，2012.

[4]张琦，黄成果，臧海霞. OPC技术在微机监控系统中的应用[J]. 中国农村水利水电，2008，05：133-135.