官地电站监控系统声光报警系统设计与应用

官地电站监控系统声光报警系统设计与应用

庞争争王洵文习波张鹏飞

庞争争王洵文习波张鹏飞

（雅砻江流域水电开发有限公司成都610051）

摘要：电站监控系统操作员站虽配置有语音报警功能，但电站总体信息事件较多，存在大量信息报出时监盘人员遗漏重要信号的隐患。官地电站建设的监控系统声光报警系统，实现了声音和光字闪烁的报警功能，其报警界面简洁直观，可在线编辑界面和参数配置，经实际应用其在故障信息及时发现、避免漏监视、快速识别故障信息等方面起到了促进作用。

关键词：水电站；监控系统；声光报警系统

DesignandApplicationofAcoustoOpticAlarmSystemforGuandiPowerStationMonitoringSystem

PANGZhengzheng，WANGXun，WENXibo，ZHANGPengfei

Abstract：AlthoughMonitoringsystemoperatorstationequippedwithvoicealarmfunction，butthepowerstationoverallinformationeventsaremore.Whenalargenumberofinformationarereported，it’spossiblethatthesupervisorlostimportantsignals.ThemonitoringandcontrollingsystemofGuandipowerstationhasrealizedthewarningfunctionofsoundandlightcharactersflashing.Thealarminterfaceissimpleandintuitive，andtheinterfaceandparameterconfigurationcanbeeditedOnline.Afterpracticalapplication，ithasplayedanimportantroleinensuringthefaultinformationtobefoundintime，toavoidleakagemonitoringandtoquicklyidentifyfaultinformation.

Keywords：hydropowerstation；monitoringsystem；soundandlightalarmsystem；

前言

官地水电站监控系统采用南瑞SSJ-3000型水电厂计算机监控设备，采用分层双星型冗余网络结构，结构简单灵活，方便实现各个监控对象入网或脱网维护操作。监控系统设有操作员站5台、语音报警服务器2台，操作员站配置南瑞NC2000监控软件。自2012年官地电站投产以来，监控系统运行正常且性能稳定可靠，操作员站能实时提供完整丰富的简报信息。简报窗口中的报警事件在推送时，虽然有持续数秒的报警声音且报警信息以黄色或红色字体区别，但厂内总体信息事件较多，存在大量信息报出时造成监盘人员遗漏重要信号的隐患。为增强运行监视功能，有必要建设监控系统声光报警系统，使其在告警提示方面更加突出，给监盘人员提供报警信号声音和光字的提醒，保障故障信息能够及时发现。

1声光报警系统设计

1.1设计原理

该系统主要作用是作为对现有监控系统报警功能的有效补充，完善声光信号，提高监盘人员对信号的识别度。整套系统的报警测点信息单独组成数据库，且报警测点可在线自由组态，不影响原监控系统报警功能。该系统作为一个节点接入监控网络，实时监测数据库内测点变化，通过专业软件驱动报警装置，报警方式应做到醒目推送、分类清楚、人机交互性强。

1.2开发步骤

（1）开发软件。编辑并配置声光报警系统软件及进程文件。软件运行环境为Linux，后台进程通过配置文件监测报警测点变化，产生相关报警，通过数据总线发送至前台，前台人机界面接收报警并以光字显示。后台进程及界面通过Java编辑实现。

（2）报警信号组态。对电站监控系统内全部报警信号点表进行梳理、分级、分类，将同类型的报警信号归成一组并对组合进行定义和描述，生成工程点表并导入报警驱动软件。

（3）人机界面设计。确定信息推送方式，编辑大屏及标准屏界面，根据测试结果逐步优化人机交互和界面显示。

（4）安装调试。将系统硬件配置、安装、连接完成，上电检查并测试报警组态信号正常后，在监控系统数据库上新增节点，通过交换机接入监控网络，依次完成功能试验和参数配置试验，并现场模拟事故和故障信号。

1.3声光报警系统结构及工作原理

官地电站声光报警系统独立于监控系统，其服务器作为一个监控节点通过交换机接入监控网络，属于安全Ⅰ区设备。其主要硬件设备有：服务器、23寸显示器、大尺寸液晶显示器、USB延长线、程控继电器、蜂鸣器、报警灯及相关附件。

声光报警系统由两部分组成：后台服务程序和前台人机界面。后台服务器根据配置产生报警，前台人机界面接收报警并推送光字显示，为避免对现有程序修改带来风险，后台服务进程采用外加驱动程序实现，其软件基本构架如下图所示：

图1声光报警系统软件基本构架

图2声光报警系统工作原理接线图

声光报警服务器实时接收来自监控系统主机的数据，通过配置后台进程来实时监视数据库内测点变化，在测点测值变位时产生报警信息，然后通过数据总线发送出去。安装有人机显示界面的站点接收到报警信息，然后在两个显示屏上通过弹窗式光字牌的形式对报警信号进行光字显示，以消除无关信息带来的干扰，同时将报警动作时间及信息显示在组合报警点小窗口，并驱动程控继电器接通一级或二级蜂鸣器及报警灯电源产生声光报警。其系统工作原理接线图如下：

2系统功能配置

2.1显示功能

声光报警服务器在标准显示器和大屏上提供不同的显示界面。

标准显示屏上以列表形式按LCU、设备类别划分多个组合报警点（图3），一个组合报警点由一个或多个测点（又称为：子信号）组合而成，可在后台自由编辑组合。组合报警点内有子信号动作时，显示界面中对应组合报警点背景由白色变为黄色（或红色）并持续闪烁，点击组合报警点则弹出小窗口，列出当前动作信号及其动作时间（如有多个子信号触发，则同时列出），小窗口点击确认后停止闪烁。

图3声光报警系统软件标准显示屏界面

大屏显示界面分上下两窗口（图4），显示比例为1：2。出现报警信号后，大屏上部窗口显示当前推送的报警信号并持续闪烁黄色（或红色），延时8秒后报警信号转移到下部列表中，并继续以光字形式显示。如果同时推送多个报警信号，按照报警信号优先级顺序推送。下部窗口的报警信号也按此顺序排列。

图4声光报警系统软件大屏报警界面

2.2声光报警

所有报警信号均在显示界面中显示信息，并触发声光报警。报警信号根据严重程度自定义分为两种级别：一级报警为黄色光字显示并伴随着黄色指示灯闪烁及短促报警声，二级报警为红色光字显示并伴随红色报警灯及急促报警声。声光报警持续触发，直到报警信号消失或人为停止为止，警报声音大小可调。

2.3声光复归与报警确认

在显示界面中配有“停止声光”按钮，点击后声音和光报警立即复归（可单独禁音和禁光），复归后不影响后续信号触发再次启动声光报警。在界面中点击组合报警点确认信号后，如果现场故障未复归，该信号不再以光字闪烁，而以固定的底色高亮显示。报警信号确认且现场故障复归后，显示界面中相应光字牌消失，组合报警点恢复正常底色。

2.4报警测试功能

可手动触发一级、二级声光报警装置以检查装置工作状态。

2.5在线配置参数

显示界面中的显示区域尺寸、光字字体和颜色可独立编辑，可屏蔽单个或多个LCU报警信号输出。可依据电站实际情况编辑“报警界面”表格，包括LCU名称、各LCU报警分类及ID号，然后使用配置工具自动生成界面文件，完成更新。上位机数据库中需进行光字牌显示的测点可自由组态编辑，测点报警级别可修改，可使用配置工具自动生成新数据库。

3实际应用效果评估

官地电站声光报警系统自投运以来运行良好，在报警信号提醒以及在报警信号整理方面起到了关键作用。该系统人机交互界面基于电站实际需求开发设计，可实现任意信号的组合报警及重要模拟量越限报警，实时推送报警无迟滞，安全性、实用性高，且操作简单，有效地补充了电站监控系统的不足。该系统硬件兼容性强，且软件配置具备可扩展性，后续可根据电站使用需求进行相应的维护升级。

4结语

官地电站声光报警系统的投入使用完善了现有监控系统功能，丰富了报警信息和报警形式，对避免监控信号遗漏、快速识别故障信息起到了保障促进作用，为流域电站监控系统报警功能的探索与创新提供了应用借鉴与参考。

随着水电站无人值班模式的逐步推广，电站对信号监视工作的重视程度愈来愈高，除了要求无遗漏的捕捉到全部报警信号外，还对报警信号的快速识读、故障快速辨别提出了更高的要求。在电力行业对智能化的需求逐步升温这一大背景下，该系统在设计上还有很大的提升空间，可适应市场需求在信号过滤及屏蔽机制、故障识别、智能推送等方面继续探索，以更好的发挥水电站计算机监控系统的辅助作用。

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作者简介：

庞争争（1988-），男，从事水电厂运行工作，工程师。

王洵（1984-），男，从事水电厂运行工作，工程师。

文习波（1983-），男，从事水电厂运行工作，高级工程师。