水电厂自动化技术与计算机监控系统探究

水电厂自动化技术与计算机监控系统探究

李皓月

甘肃省临夏回族自治州永靖县盐锅峡电厂 甘肃省临夏回族自治州 731600

【摘要】在水电厂自动化技术发展水平全面提升的背景下，水电厂整体运行系统也在不断创新，并对现场实时监控工作提出了新的要求。主要就是对水电厂自动化技术的具体内容进行详细介绍，并对实现“无人值班”的各项自动化条件进行分析，描述了计算机监控系统的结构、功能以及未来发展的具体方向。

【关键词】水单厂；自动化技术；计算机监控系统

【引言】在现代化社会背景下，各个层级的水电厂都是以运用计算机监控系统运行管理为主，为了能够紧跟科学技术发展趋势，水电厂就要从基础自动化元件入手，到计算机监控系统的升级改造。现阶段，水电厂“无人值班”的检修状态普遍存在，在对其进行深入研究和探讨期间，在水电厂自动化技术的应用方面提出了更加严格的要求，在全面整合自动化控制技术、网络信息技术、计算机技术的等各项资源的基础上，不断优化各项计算机系统结构，为今后全面提升水电厂自动化作业效率创造条件。本文从“无人值班”的自动化监控技术条件入手，展开阐述，针对大水电厂自动化技术与计算机监控系统进行全面探讨。

1“无人值班”的自动化监控技术条件

1.1计算机监控系统

水单场为了能够实现“无人值班”监管目标，就要正确应用计算机监控系统，其在成分发挥作用的状况下，能够采集多种闸门的电气量、开入量、温度量、压力等因素作为主要的输入信号，之后能对各个生产流程进行严格管控。比方说能够对开停机状况、分合开关、运行设备倒换等内容进行控制^[1]。与此同时，计算机监控系统还要具备完善的人机界面，这样即便在系统运行期间产生一定的失误，也能及时有效的处理各项故障问题。

1.2远程控制和调节功能

水电厂生产现场处于“无人值班”的状态，计算机监控系统在此期间发挥着和不可替代的作用，其不仅具备远程控制和监管的功能，还具备与远程控制系统进行通信的功能，这样就能够及时传递信息数据、能够接受远程控制系统的相应命令，有助于实现的远程控制和调节的运行目标。

1.3呼叫功能

水电厂现场设备在实际运行期间， 不可避免的会产生相应的问题，如果产生相应的故障，就需要维护人员在第一时间内到达现场，对故障问题进行分析和处理，保证故障排除及时性，从而将各项损失降到最低。怎样能够使维护人员及时获取现场故障的各项信息，是需要着重考虑的一想问题。基于此，水电厂计算机监控系统在实际运行期间，一定要具备呼叫功能，其主要就是以电话、呼机、手机为载体，根据现场故障状况，及时发布相应的呼叫信息即可。

2水电厂自动化监控系统的体系结构

2.1硬件系统结构

水电厂的自动化监控系统主要就是以计算机为基础依据，系统设备基本上都是以运用以太网Ethernet或是光纤环网FDDI等具有较强通用性的网络设备为主，将其与高性能的微机、工作站、服务器进行连接；在被控设备现场以运用PLC，或是智能现场控制单元为主，之后现场总线与基础层的智能I/O设备、智能仪表进行连接^[2]，从而形成现地控制子系统；再将其与厂级系统进行全面整合，就能够形成自动化监控系统，如图一所示，将硬件系统结构精准的展现出来，为结构优化人员提供相应参考。

图一：硬件系统结构示意图

在安全生产、经济管理要求逐步提升的状况下，无形中也对计算机系统的实际运行能力提出了严格的要求。现阶段在系统级设备中64位的工作站、服务器的选用等，已经成为了大部分系统的必然性选择，如Intel公司的64为TitaniumCPU和微软公司64位Windows操作系统也会被全面推广，其能够为基于PC和Windows平台的自动化监控系统用户带来充足的寻址空间，其具有更为强大的运算处理。高速交换式以太网技术的发展，能够有效弥补低速以太网在实际应用期间的各项不足问题；各大生产厂商也给予了相应的支持，如不论是在设备的选购、产品的更换、产品价格方面，还是软件和硬件可移植性方面，与其他网络产品进行比较，都具有不可替代的作用。

对水电厂现场控制单元而言，智能控制器和现场总线技术都为其提出了科学有效的解决方案。以IEC标准、现场总线基金会的定义进行分析，现场总线实际上就是连接智能设备、自动化系统数字式双向传输、多分支结构的通信网络，具有较强的系统开放性、互可操作性、系统结构高度分散性等技术优势。

现地控制单元自身的控制能力变低，会受到多种因素的影响，如机组容量变大、控制信息量增多、控制任务功能增加、控制负荷变重、网络通信存在故障问题等都会对其造成影响。从水电厂被控制对象的分散特点进行分析，主要就是运用现场总线将分散在现场的智能仪表、智能I/O、智能执行机构、职能控制机器进行连接，并使其成为一个整体。这样不仅仅能够充分体现出分散控制的优势，也有助于提升系统的自治性和可靠性，是节省信号电缆和控制电缆的必然选择。基于此，水电厂西现场总线网络较适应分布式、开放式的发展趋势。现场总线控制系统使主要就是有分散在被控对象现场的智能传感器、智能仪表、智能执行机构等设备的支持，但是现阶段一些水电厂中还有很多具有较强落后性的装备。在此种状况下，智能逐步过渡，最后在逐步取代旧式的数字/模拟混合装备和技术，进而能够形成全数字自动化监控系统。

2.2软件系统

现阶段自动化控制技术呈现出开放式、标准化、网络化、高速化的发展趋势，使计算机监控系统中的各项软件也在逐步向通用化、开放化、规范化方向转变^[3]。加之我国电力行业对系统运行可靠性的要求逐步增多，其在大中型水电厂监控系统中的UMIX操作系统充分应用；而一些中小型的水电产都是运用PC构架的计算机为主，进而为Windows操作系统发挥功能作用创造了相应条件。但是从数据库方面进行分析，考虑到商用数据库电力生产控制的实时性要求难以满足，就要将专用实时数据库和商用历史数据库进行结合。但是仍然有一些数据库的专用性还在数据变换期间存在诸多不便利的因素，随着我国电力行业信息化和数字化建设工作的开展，其不适应性变得格外显著，为了能够解决这一问题，最重要的就是要遵循统一化的标转接口规范，这样有助于在统一的“数字总线”上对各项数据进行交换。

结束语：

综上所述，结合水电厂“无人值班”的技术要求，对水电厂自动化软件、硬件系统架构进行细致分析，将计算机技术与网络信息技术进行全面结合，将其配置成具有较强独立性的系统， 在高速网络与计算机监控系统进行数据交换的状况下，也能够将其配置成计算计监控系统中的子系统。水电厂自动化技术充分应用，以及计算机监控系统发挥作用，不仅能够为水电厂提供基础性的数据，也能使设备控制满足电力市场运行要求，为今后完善水电厂各项服务功能奠定基础。

参考文献：

[1]王晓瑜. 浅谈小型水电站自动化系统改造[J]. 中国新技术新产品, 2019, 000(002):27-28.

[2]叶洪军. 浅谈水电站电气工程自动化技术及其应用[J]. 华东科技(综合), 2019(4):0204-0204.

[3]贺意飞. 大源渡水电站计算机监控系统改造设计与技术分析[J]. 水电站机电技术, 2020.