小型水电站监控系统的一种设计方案

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小水电站计算机监控系统设计

ＴＩＡＮＬｅｉ（ＳｉｃｈｕａｎＰａｎｇａｎｇＧｒｏｕｐＭｉｎｅｒａｌＣｏｍｐａｎｙＢａｉｍａＯｒｅＤｒｅｓｓｉｎｇＰｌａｎｔ，Ｐａｎｚｈｉｈｕａ，Ｓｉｃｈｕａｎ６１７２０９，Ｃｈｉｎａ）
ＣＰＵ系统，不同的功能用不同的计算机来完成。这样不仅处理速度快，而且可靠性也极高，因为由不同的计算机来完成不同的功能，若其中某１台计算机有故障不能正
线型综合自动化系统，系统具有良好的可靠性、可扩充
性和可移植性。
关键词：水电站；监控系统；系统设计
中图分类号：ＴＶ７３６
文献标识码：Ａ
文章编号：１００６ — ８９３７（２０１３）０７－００２０－０２
Ｄｅｓｉｇｎｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｓｍａｌｌｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｏｒｙｗｉｔｈｐｒａｃｔｉｃｅｉｓｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒｍｏｎｉｔｏｉｎｒｇｓｙｓｔｅｍｏｆｓｍａｌｌｈｙ —

小型水电站计算机监控系统的设计与设备选择

入的小型水电站）改造是成功的。但是，一些小型水电站的在
１２未考虑独立的简易手动操作方式．
河南省某水电站。机仅２２０ｋ，以采用简易的自装ｘ０Ｗ可动化系统，至可以采用手动开机、甚自动停机的常规控制方式。但该电站采用了加拿大Ｐｗｒａｅ的水电站ＴＭ一０低ｏｅｂｓＣ２压机组自动控制系统，没有设置独立于计算机监控系统的也独立手动操作，有操作依赖于智能控制模块。曾因为一些所关键模块发生故障，本无法开机，由于更换模块需要向根又加拿大Ｐｗｒａｅ公司订购，ｏｅｂｓ周期很长，严重影响发电。１３．自动化元件配置不全有些小型水电站未配置充分的自动化测量元件及自动
中图分类号：Ｖ３Ｔ７６
文献标识码：Ｂ
１小型水电站计算机监控系统实施现状
自２０世纪９０年代中期开始，型水电站陆续实施计算小机监控和自动化改造，已实施计算机监控和自动化改造的在小型水电站中，大多数电站（其是近几年新改造或新投绝尤
ｆ．ｒｈｎｉｅｓｔｆＷａｅｏｓｒａｃｎｅｔｃＰｗｒＺｅｇｈｕＨｅａ５０；１ＮｏｔＣｉａＵｎｖｒｉｏｔｒＣｎｅｖｎｙａｄＥｌｃｒｏｅ，ｈｎｚｏｎｎ４０１ｈｙｉｌ

水电站自动化监控系统的设计与实现

水电站自动化监控系统的设计与实现随着社会的不断发展，人类对各种能源的需求越来越大。

而水电作为一种最为清洁、最为环保的能源，在当今的社会中有着越来越广泛的应用。

为了更好地利用水电资源，提高水电站的产能以及对其进行更加精细的管理，水电站自动化监控系统应运而生。

本文将从设计与实现两个方面对水电站自动化监控系统进行阐述。

一、水电站自动化监控系统的设计1. 系统需求分析在设计水电站自动化监控系统之前，首要的任务就是对系统进行需求分析。

这个过程中需要明确系统的功能、性能以及可靠性等方面的要求。

只有正确地确定这些要素，系统才能够符合实际的操作需求。

2. 系统架构设计在进行系统架构设计时需要考虑以下几点：首先，需要考虑到整个系统的运行效率。

在此前提下，应当尽量简单化整个系统的结构，使得系统的维护与管理更加容易。

其次，在设计系统时，应当尽量避免使用成熟的技术，以便于后期的升级与改进。

3. 系统模块设计在设计水电站自动化监控系统时，需要根据具体的需求将其划分为不同的模块。

具体模块功能可包括：数据采集模块、实时监控模块、预警模块、报警模块等等。

在设计系统模块时需要保持合理的分离，使得各个模块之间的影响可以最小化。

4. 系统接口设计在设计水电站自动化监控系统时，需要考虑整个系统的接口设计。

这个过程中需要考虑到使用者的实际情况，以及所连接的各个系统之间的数据交换关系。

而在进行接口设计时，需要综合考虑各方面因素，如接口协议、数据协议、数据格式、数据解析等等。

二、水电站自动化监控系统的实现1. 系统硬件的选型在实现水电站自动化监控系统时，需要选用合适的硬件设备。

这其中需要考虑到硬件设备的性能与稳定性。

一般来说，选用高性能的硬件设备可以保证监控系统更为稳定，更加可靠。

2. 软件方案的选取在实现水电站自动化监控系统时，需要选取合适的软件方案。

这其中需要考虑到软件的稳定性与可靠性。

一般来说，选用成熟的软件方案可以大幅提高监控系统的可靠性。

微型水电站计算机监控系统设计及应用

Ｒ４５Ｓ８通讯即可。为便于扩容，管理机到后台监控主机通讯
间可采用以太网通讯。晋城市所属区内水电站如东焦河水电站、古石水电站等均进行了此类配置。对于数百千瓦的微型机组，也可只配置手动同期装置，以上例来说，同期点有三个，以宜配置一套多点手动同期所装置和一套多点微机同期装置。
了实用性的说明，出了具体设计方案。提关键词：型；控；置；用微监配应
中图分类号：Ｐ７，２ｌＩ ’
文献标识码：Ｂ
对于微型机组，有关其计算机监控系统具体设计的文章及书籍很少，笔者根据多年实际的设计经验和实践，提出较为实用性的设计方案。山西省境内的水电站由于所处地域和水源的现实情况，绝大多数水电站装机容量很小，大多在几百千瓦，还有部分水电站只有不到１０ｋ随着水电站自动化技０Ｗ，
台机部分机
显示器打印机ＵＳＰＧＳＰ机组ＰＣ装置Ｌ
２ ”纯平彩显１１台Ｌ－６０Ｑ１０ＫｌＶＡｋ１台１台１台１Ｄ，６０６ＩＤ１３台
发电综合测控装置
瓦斯保护温度保护压变压器力保护复合电压启动的过流保护过负荷保护无时限过流保护两段式定时限过流保护三段式１ｋ０Ｖ线路零序过流保护三相三次线路保护测控装置
重合闸（检无压、检同期）
微型水电站计算机监控系统设计及应用
庞宇林
（晋城市水利勘测设计院晋城０８２）４０６摘要：山西省所属水电站，无论新建、改建、扩建，配置多为数百千瓦的微型机组，中针对文

基于S7-1200 PLC小型水电站控制系统设计

《工业控制计算机》2020年第33卷第9期95基于S7-1200PLC小型水电站控制系统设计Design of Control System for Small Hydropower Station Based on S7—1200PLC汪勇王威黄健新梁诗遥朱良祖杨杰（江西理工大学电气工程与自动化学院，江西赣州341000）摘要:在深入研究国内外水电站综合自动化系统的基础上,提出了一种适合我国小水电自身特点的综合自动化系统方案，并完成了该系统的设计、调试工作。

该小型水电站的控制系统基于西门子S7-1200PLC控制器为控制中心，以威纶通触摸屏作为人机界面,提供工作人员直接对发电站机组以及各项辅机装置进行监控与调试,增强了系统的可靠性和操作友好性；通过现场调试验证，小水电控制系统可以通过自动方式实现机组投运、并网发电，也可以通过运行人员手动操作实现机组投运、并网发电。

关键词：小水电；控制系统；自动化；PLCAbstract:This paper puts forward a comprehensive automation system scheme suitable for the characteristics of small hydropower stations in China,and completes the design and debugging of the system.The control system of the small hydropower station in this topic is based on Siemens S7-1200PLC controller as the control center,with the touch screen of WenView as the man-machine interface,providing staff to directly monitor and debug the power station units and various auxiliary de-vices,thus enhancing the reliability and operation friendliness of the system.Through on-site debugging and verification,the small hydropower control system can realize unit operation and grid-connected power generation through automatic mode,and can also realize unit operation and grid-connected power generation through manual operation of operators.Keywords:small hydropower,control system,automation,PLC1小型水电站自动化控制问题小型水电站大多分布于农村、山区等偏远地区，其自动化程度相对较低,自动化控制系统和计算机控制系统发展缓慢,难以满足现代电力系统环境下更新的控制要求。

小型水电站全感知交互系统及方法与设计方案

本技术公开了一种小型水电站全感知交互系统及方法，通过传感子系统全面采集水电站各房各室的监测情况，并将监测情况信号传递给计算机监控子系统进行综合处理，充分利用计算机监控子系统的处理能力构建了一套立体完整的传感网络和具有即时处理能力的感知系统；由趋势分析子系统对数据进行进一步的分析和关联处理，报警模块、视频子系统和综合展示子系统，进行声光报警、工业电视模块的画面播放，以及声音、弹窗的多种方式提醒人员提前发现设备异常，有效解决了现有的小型水电站感知设备可感知周边运行环境的种类存在不足，以及对于已采集的感知信号利用程度不高的问题。

权利要求书1.一种小型水电站全感知交互系统，其特征在于，包括：传感子系统、计算机监控子系统、趋势分析子系统、视频子系统、综合展示子系统和报警模块；所述传感子系统与计算机监控子系统通信连接，用于全面采集水电站各房各室的噪声、光线强度、气体浓度、温度、湿度及人员移动的情况信号；所述计算机监控子系统与趋势分析子系统通信连接，用于处理传感子系统采集的信号，判断水电站状态；所述趋势分析子系统分别与报警模块、视频子系统及综合展示子系统通信连接，用于进一步处理计算机监控子系统传递而来的初步处理的传感子系统采集的信号，并做出请求报警或请求视频监控的指令处理；所述报警模块用于按照趋势分析子系统的报警指令进行声光报警；所述综合展示子系统用于按照趋势分析子系统的事件指令，以声音、界面弹窗的方式提醒运行人员发现设备及周边环境异常。

2.根据权利要求1所述的小型水电站全感知交互系统，其特征在于，所述视频子系统包括工业电视模块和摄像头模块，用于按照趋势分析子系统的视频监控指令进行视频智能监控；所述工业电视模块与摄像头模块通信连接，用于进行监控画面的播放；所述摄像头模块用于拍摄监控区域。

3.根据权利要求1所述的小型水电站全感知交互系统，其特征在于，所述传感子系统包括：噪声传感器、气体浓度传感器、水油浸传感器、光格栅传感器、PM2.5/PM10传感器和温湿度传感器；所述噪声传感器用于监测水车室的机组甩负荷，以及监测水泵房和气机室的水泵是否出现异响；所述气体浓度传感器用于监测发电机层及水轮机层的调速器油罐、油库、气槽和气机室处是否出现泄露；所述水油浸传感器用于监测水泵房、渗漏集水井和电脑机房是否出现漏水、漏油或水淹厂房；所述光格栅传感器用于监测水车室和电脑机房是否有人闯入；所述PM2.5/PM10传感器用于监测发电机层和水轮机层的空气PM2.5颗粒及PM10颗粒；所述温湿度传感器用于监测机组风洞以及水电站各封闭机房的温湿度。

1、水电站综合自动化系统(监控系统)

3、主要部件存储路径 • Pd.exe： • Prun.exe: • Sys: C:\P7000\ C:\P7000\ C:\P7000\
• Data:
C:\P7000\
• TVichw32.dll C:\windows\system32\ • TVichw32.dll C:windows\system32\drivers\
③多计算机系统分层分布式结构
多计算机系统或多计算机系统带前置机的分层分布式结构如图所示。水电厂管理层的上位机由多台工业控制机组成。采用冗余以太网络连接方式，主控机、工程师/培训工作站、通信/打印服务器各自分开，以太网络内所有计算机由卫星时钟(GPS)自动校时，确保数据记录一致。保护系统设置独立通信管理机。
提供报表设计器，可以设计多套报表模板。基于以上的手段，可生成各种电力系统的专业报表，如运行报表、生产报表等。
14、扩展功能接口
3、典型网络结构
计算机监控系统的典型结构模式主要有： ①单计算机分层分布式结构； ②双计算机系统分层分布式结构； ③多计算机系统分层分布式结构根据用户需要和投资情况，每类典型结构都可以再衍生出多种通信网络结构和通信方式应用于实际水电厂项目中。
①单计算机分层分布式结构
单计算机分层分布式典型结构模式如上图所示，监控系统的主控层为水电厂管理层的上位机，即一台工业控制机；监控系统的现地层为面向控制对象的现地控制单元(LCU)。上位机与现地控制单元(LCU)之间采用单网的以太网或RS-485通信模式，构成一个分层分布式结构的自动化监控系统。一台主控站工业控制计算机负责全厂自动化运行及管理，即完成全厂历史数据存档、归类、检索和管理；在线及离线计算功能；各图表、曲线的生成；事故、故障信号的分析处理；运行报表生成与打印；也可作为运行人员与计算机监控系统的人机接口，完成实时监视、控制和报警；还可完成全厂经济运行管理、自动发电控制(AGC)和自动电压控制(AVC)。

小水电站综合自动化系统模式设计

（ＰＬＣ＆ＦＡ》２０１４年１２月＿
小水电站综合自动化系统模式设计
ｎｔｅｇｒａｔｅｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＤｅｓｉｇｎＰａｔｔｅｒｎｏｆＳｍａｌｌＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎｓ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳｍａｌｌＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳＣＡＤＡ
【中图分类号】Ｘ９２４．３【文献标识码】Ｂ文章编号１６０６ — ５１２３（２０１４）１２－００４７－０３
１引言
当前，许多小水电的设计越来越
该装置充分利用现代通信技术实现设备问的信息共享，将监控、保护、励磁、调速等部分的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 心功能模块化，在完成各自核心功能的基础上，最大化地利用通信网络和信息共享，将传统水电站自动化系统中监控、保护、励磁、调速等部分之间的硬接点信号连线，改为以通信方式完成，从而简化现场布线及输入输出的通道配置，节约成本：同时，将传统模式中多个设备都需要采集的信号改为由一个模块采集，通过通信网络实现数据共享，从而取消了同一个信号的冗余采集，避免了成本的增加。该装置充分考虑小型水电站的特点，取消了一些大型水电站特
有现地控制装置、小装置的基础上，针
对小型水电站的特殊性，同时利用当前自动控制及计算机领域的先进技术和思想，

小型水电站计算机监控系统升级改造案例

小型水电站计算机监控系统升级改造案例作者：蔡滢来源：《科技创新与应用》2017年第23期摘要：随着科技的发展，许多中小型水电站已陆续对老式水电站常规控制进行以计算机监控为基础的综合自动化改造，以强大的监控功能和报警系统代替运行人员繁琐的人工操作定时巡回检查、记录等劳动，方便工作人员对故障分析和处理，减少出错机率，为电站节约了不少的劳动成本。

关键词：水电站；计算机；监控系统中图分类号：TV742 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）23-0027-02对于水电站的控制模式，传统人工操作难以保证水轮发电机组安全可靠运行，既影响电网供电，又可能使自身效益受损，最终无法保证电站的经济效益和设备安全运行。

瑶山电站，作为锦江流域梯级下游小型水电站，为提高电能质量、发电效率和生产安全，对老式水电站常规控制进行以计算机监控为基础的综合自动化改造，以强大的监控功能和报警系统代替运行人员繁琐的人工操作定时巡回检查、记录等劳动，方便工作人员对故障分析和处理，减少出错机率，为电站节约了不少的劳动成本。

机组并网运行后，系统能稳定合理地调节机组的功率因数配比，可使机组经济效益最大化。

1 全站计算机监控系统结构分析该电站的全站网络为星型拓扑结构。

在电站厂房中控区设置2台操作员工作站，通过网络通讯屏上的2台工业以太网交换机用光纤与两台机组LCU屏、公用LCU屏和大坝泄洪闸门LCU屏的交换机建立通讯网络，并使用1台GPS同步时钟对时，负责全站的远程监视、闭环控制、数据统计、系统组态和维护等功能，从而使运行人员与计算机系统的人机对接，实现实时画面监控报警，历史数据查询（以报表、曲线、柱形图等形式）。

1.1 操作员工作站系统配置2台操作员工作站，以并行方式工作，采用华自科技MTC监控系统负责全站计算机监控系统，该系统是一个专业的SCADA应用平台，提供强大的组态功能，可自由定义数据信息，制作监控画面、报表，支持多种标准通讯规约，数百种国内外测控设备，稳定可靠、扩展性强、兼容性好，可作为各种电力应用的基本SCADA平台使用。

水电站监控系统的方案设计及实现

要：了保证水电站生产的安全、为稳定、高效运行，必须设计安全可靠、经济实用的监控系统．结合具体的小型
水电站工程项目，对水电站计算机监控系统包括设计原则、监控模式、系统配置、监控系统结构以及监控系统功能
等进行了详细的描述．实践表明，系统方案充分考虑了小型水电站的特点，该基本实现了电站“ 少人值班” 目标．的
第９卷第３期２１０１年９月
南京工程学院学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆｎｉｇＩｓｔｔｆｅｈｏｏｙＮａｒｃｅｃｉｏｏｒａｏｊｎｔｕｅｏｃｎｌｇ（ｔａＳｉｎｅＥｄｔｎ）Ｎ８ｎｉＴｕｌｉ
Ｖｏ．Ｎｏ３１９，．
关键词：电站；控系统；水监少人值班中图分类号：ｔｔｏｆａＨｙｏｏｒＭｏｉｏｉｇＳｓｅｓｇｎｄＩｌｍｎａｉｎｏｄｒｐｗｅｎｔｒｎｙｔｍ
１设计原则
ｅｏｏｃｌｎｒｃｉｏｉｒｇｓｓｍａｅｎａｐｃｃｓａｌｙｒｐｗｒｒｅｔｈｍｕｅｏｉｒｇｓｓｍｃｎｍｉｄｐａｔａｍｎｔｎｔ．Ｂｓｄｏｓｅｉｌｄｏｏｅｏｃａａｃｌｏｉｙｅｉｆｍｈｐｊ，ｔｅｃｐｔｒｎｔｎｔｏｍｏｉｙｅ
Ｓｅｔｐ．，２１０１
文章编号：６２— ５８２１）３— ０７— ６１７２５（０１００６０
水电站监控系统的方案设计及实现

小型水电站计算机监控系统的设计和设备选择

各由于不少小水电站大都没有配置水位、量等统。开关量应尽可能直接取自事件的初始触点，流
在关键测量传感器与仪表，优化调度、内优化运如断路器和隔离开关的辅助触点。不得已的情况使厂
行、自动发电等应用软件无法投入运行。因此，法下，可取白中间继电器或信号继电器的触点，无也但在
控，有高度自动化水平，逐步实现了 “ 人值具并无
１．系统设备选择多个厂家的产品，接口不协调，
在我国不少厂家已经有小型水电站系列产品的
班 ” 而中小型水电站的自动化水平仍处于比较落后通信困难。
的状态，尤其是在广大农村的小型水电站，由于缺少对小型水电厂自动化装置的投入，相对制约了其自动情况下，些电站仍选择由多个不同厂家生产的非有化水平的提高。国已对小型水电站自动化水平的发系列产品组成自动化系统，我使各种产品的参数协调
收稿日期：０８０— ５２０－２２作者简介：许红义（８－，硕士研究生。１２）男，９
方式，监控系统操作过程中要手动开启一些阀在门、关等，原本设计的完全自动化操作变成自开使
又严重影响发电。改造是成功的，特别是近几年新改造或新投入的小开机，由于更换模块周期很长，型水电站。是，但在一些小型电站的计算机监控和自

潮州供水枢纽小型水电站监控系统的设计与实践

潮州水利枢纽工程的计算机监控子系统采用
开放式、分层分布式的全计算机监控系统。燕个
计算机监控系统分为三层：电站集控层（度中调
解列、并网对系统的影响很小，因此小水电只需
心大楼内）、电站主控层（电站控制室内）和电站现地控制单元层。控制的优先权为；电站现地监控单元层最优，电站集控度层次之，电站主控层与集控调度中心集控层平级，以注册密码确定
［作者简介］南丰（９０）士，大学本科，工程师，现从事水电站电气二次专业设计工作。１７－
一
３ — ８
维普资讯
吉林水利
潮州供水枢纽小型水电站监控系统的设计与实践
高丰等２０年５月０６
维普资讯第５期（２ Nhomakorabea期）第８
［文章墒号］１０—８６（０６５０３ —３０９２４２０）０ —０８０
吉林水
利
２００６年５月
潮州供水枢纽小型水电站监控系统的设计与实践
厂房、东溪拦河闸、西溪拦河闸、西溪船闸和左
右岸连接土坝等建筑物组成发电厂房为河床式，采用并列式布置，船闸布置在西溪河床右
侧、东西溪发电厂分别布置在东溪河床右侧及西
分都实行关门运行，无人值班，由上一级调度中心集中监视控制。国内不少小型水电站直接运用

水电站视频监控系统方案

水电站视频监控系统方案随着社会经济和科学技术的飞速发展，特别是计算机网络的发展，使人们的工作、生活变得更加快速和便捷，不仅大大缩短了信息沟通的时间，提高了工作效率，而且变革了原有的陈旧的管理模式。

小小的鼠标和显示器使我们的视线和控制能力变得无所不及、无所不能，人们足不出户便可通过网络了解大千世界的千变万化。

然而，当人们在为科学技术的神奇成果和迅猛速度感到惊叹的同时，又被科学成就本身所带来的巨大的潜在威胁感到惊惶不安。

采用高科技手段作案越来越成为当前社会犯罪的主要特征，无数惨痛的教训证明，科学技术这把双刃剑在推动社会进步的同时又在时刻威胁并伤害着创造它们的人类，我们对安全的需求与日俱增！为了有力打击各种经济刑事犯罪，保护国家和人民群众的生命财产安全，保证各行各业和社会各部门的正常运转，采用高科技手段预防和制止各种犯罪将会成为安全防范领域的发展方向。

“魔高一尺，道高一丈”。

计算机网络通讯技术、图像压缩处理技术以及传输技术的快速发展，使得安全技术防范行业能够采用最新的计算机通讯和图像处理技术，并通过网络传输数字图像和控制图像，为实现本地和远程图像监控及联网报警系统提供了高效可行而且价格低廉的解决方案、视频监控系统概述视频监控系统是配合报警监测系统，实现以多种防范手段,提高安全监测系数和监控效果。

在外围围墙上安装数字智能摄像系统，可灵活设置图像监视模式，如连续录像模式、动态感知录像模式（即当图像上出现移动物体时才启动录像）和报警联动录像模式（即当报警探测器被触发后录像机自动转到报警方位并启动录像），并且监控中心可任意操作控制前端智能摄像机的转动和镜头的拉伸，以捕捉最佳图像和画面效果。

在总站设监控中心作为整个安全防范系统的指挥部管理中心。

整个案犯系统的运行、设备的控制全由安装在监控中心的智能数字控制主机完成。

监控中心将对整个监控系统进行集中管理，同时，可将总裁、各部门经理办公室作为监控系统的分控端，这样足不出户即可了解各监控点的情况，大大节省了管理者的时间，提高了管理效率。

小型水电站计算机监控系统方案探讨

机监控系统实现了机组的开机和停机控制，及开关等设
备的控制；实时监视电站每一种运行机器设备的参数，一
旦出现了越限参数就会报警同时给与记录，如果要查询历史参数也是非常方便的，而且发生了事故的话还可以
追忆前一段时间的数据，以自动打印报表；控系统设可监区以及水土流失重点防治区。小水电已经成为了中部和备可以自我检查；自动控制整个电站所有设备进行的测
负担，过机组运行并不是非常稳定，不因此算不上什么经济有效运行了。
图１计算机监控组成系统
下一个层面是机组控制层面，是４台现地控制单元
③计算机控制系统阶段。二十世纪八十年代中后期，（Ｃ）组成的。每一台机组就是一个单独的现地控制单ＬＵ水电站采用了大规模集成电路、超大规模集成电路和微元，现地控制单元实现发电机的自动程序控制。智能保护机型控制装置如微机调速器、微机励磁调节器和微机准单元以及智能电子仪表进行机组的测量、计量、信号显同期控制器等。这些自动装置极大地提高了水电站运行示、保护等。每一个现地控制单元中，在机组的参数和状态是ＰＣ实时收集，接收上位机发出的各种控制调节指Ｌ也就是说各个自动化是相互不联系的，没有发挥多大的令，从而对机组进行有效控制。调速器、励磁调节器和同效果。期装置作为执行装置进行调速调压和同期并网的功能 ④计算机监控（监视与控制）系统阶段。水电站计算的稳定性以及经济性。不过各个自动装置是相互独立的，

中小型水电站计算机监控系统的配置

维普资讯
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术
８Ｅ￣＆ＴＣＨＯＬＧＹＩＦＨ］ＯＮＯＩＥＮＥＮＯＮＯＭＡＩ
中小型水电站计算机监控系统的配置
陈伟（福建省沙县城关水电有限公司３５０）６５０
中图分类号：Ｐ８Ｔ３
文献标识码：Ａ
控。计算机监控系统应保证电站稳定运行下实现自动控制。操作人员只要校验运行条件和进行某些关键的操作，如：断路器和隔离开关的操作、水轮发电机组的启动和停Ｉ及负荷调整等。在卜
随着计算机控制技术日益成熟，计算机控制设备价格的下降，越来越多的水电站开始采用计算机监控系统，根据水电站计算机监控系统中的作用及其与常规控制的关系，水电站计算机控制模式可分为下列几种：１（）以常规控制为主，计算机监控为辅的监控模式。２以计算机监控为丰，（）常规控制为辅的监控模式。（）３
全计算机监控模式。随着计算机控制技术日益成熟，计算机监控的稳定性和可靠１３．正常时，监控系统接受电站所需的功率信号、母线电压频率信号和调度中心要求的旋转备用信号，在线自动控制性大大提高，以常规控制为主，计算机监控为辅的监控模式目前已信号、荩本不用。全计算机监控模式系统要求比较高，投资大。而发电机的负荷／频率和电压／无功，满足电站调峰的要求。１４监控系统能与电力调度系统等实现数据通信。，以计算机监控为主，常规控制设备为辅的临控模式相对而言，系统要求不高投资较少，比较适宜装机容量在１００ＭＷ以的中１５．故障情况：通信通道故障或上位机失控时，ＬＣＵ可用小型水电站。下文将针对中小型水电站的控制模式进行配置。现场自动方式独立工作维持单台机组正常运行，或在手动方式下，通过机旁或继保室操作屏上的控制开关或控面板直接通过ＬＣＵ进行集中控制，完成机组起、停，有功、无功调整１监控系统概况．及ｌ０１ＫＶ开关设备的操作。电站计算机监控系统从功能上分为：电站控制层和现地控制

小型梯级水电站综合网络监控系统的设计

中图分类号：Ｖ３Ｔ７６文献标志码：Ｂ文章编号：１０ — ８１２１）００５－４０７１８（００１－０７０
ＤｅｉｎｏｎｅｒｔｄＮｅｗｏｋＭｏｉｒｎｙｔｍｏｍａｌＣａｃｄｓｇｆＩｔｇａｅｔｒｎｔｉｇＳｓｅｆｒＳｏｌｓａｅＨｙｒｐｗｅｔｔｎｄｏｏｒＳａｉｏ
频信号：二个监测点是６级站的前池，包含３第路视频信号、２路Ｒ４５信号以及１路电话音频Ｓ８
浙江电力
２１００年第１０期
ＺＪＡＮＧＨＥＩＥＬＴＣＯＷＥＲＥＣＲＩＰ
５７
小型梯级水电站综合网络监控系统的设计
翁献进，许建峰，李
（江浙能温州发电有限公司，浙江浙
强
温州３５０）２６２
摘要：随着计算机技术、通信技术与自动化技术的发展，新建的水电站均要求按照 “ 人值守、无少人值班 ” 的要求进行总体设计与配置。结合古尔图河梯级水电站项目，介绍了一种梯级水电站综合网络监控系统的总体设计规划，分别对视频监控、电话传输、数据传输系统进行了介绍。这一系统的应用提高了水电站的自动化水平与经济效益。关键词：梯级水电站；网络监控；综合自动化；系统设计

小型水电站监控系统的设计

发电机断路器合分闸、组过速（烁报警，速发信机闪超
１３的县和１４的人口主要靠中小型水电站供电．／／随着用户对供电可靠性和供电质量要求的提高，以及水
电站 “ 无人值班（人值班）工作的不断深入，必要少 ” 有对水电站进行微机监视与控制ｌ．１因为计算机监控系］统设备集中、积小，减少电站的工作人员和电站的体能建设投资．电站采用计算机监控系统的主要目的是水加强设备的安全监视，高水电站运行的可靠性和电提力系统的安全经济运行水平，善运行人员的工作条改
文章编号：６１９６２０）４０７～０ｌ７ —６０（０８０ — ０２４
小型水电站监控系统的设计
付邦胜，付专巫
（原工学院，郑州中４００）５０７
摘
要：介绍了采用组态王软件实现的某小型水电站监控系统设计；据水电站 “ 人值班（人值班）的Ｔ作要求，根无少 ”
４５准，８标因此，工控机上扩展ＭＯＰ１２工业在ＸＡＣ３
串口卡，现智能仪表与上位机的通信．实
收稿日期：０８０ —０２０４３
作者简介：邦胜（９３一，，南南阳人付１８－）男河
杂，而且价格昂贵，适合在小型水电站中推广应不

水电站计算机监控系统工程实例

第10章水电站计算机监控系统工程实例10.1 老石坎水电站计算机监控系统概述老石坎水电站位于浙江省安吉县境内，属于小型水电站，它有两台水轮发电机组，1#水轮发电机功率为2500kW，2#水轮发电机组功率为1000kW，全厂采用NJK-2001型水电站计算机监控系统，该系统由杭州南望自动化技术有限公司研制和开发。

老石坎水电站实现计算机监控后，实现了少人值班（无人值守）的目标，提高了水电站运行的经济性、可靠性和安全性，减轻了运行人员的劳动强度，减少了水电站自动控制设备的安装调试时间，减少了设备占地面积，提高了水电站的自动化水平和运行管理水平，同时使水电站的技术水平上升到一个较高的层次。

老石坎水电站计算机监控系统集水电站的监测、控制、保护、电度量电费统计和管理于一体，采用分层分布式结构，模块化设计，以工业级计算机IPC为上位机，以可编程序控制器PLC、微机保护装置、智能交流电参数采集装置等构成现地控制单元（LCU），再加上各种变送器如水位变送器、压力变送器等，从而构成完整的水电站计算机监控系统。

老石坎水电站计算机监控系统的分层分布式结构图如图10-1所示，该系统结构分三个层次：电站主控层、现地控制单元层（LCU）和通信网络层。

电站主控层由操作员工作站（1个）、操作台以及其他办公设备组成，操作员工作站主要设备是上位机，上位机采用工控机；现地控制单元层（LCU）由PLC(GE 90-30)、智能仪表、微机同期装置等构成。

通信网络层由工业以太网、MOXA通信服务器、RS485总线以及交换机等组成。

10.2 老石坎水电站计算机监控系统的功能老石坎水电站计算机监控系统对水电站的各种运行参数进行实时采集、处理、监视、储存；对水电站各种控制对象进行控制；具有事故、故障处理、报警、记录功能；具备水电站多种经济运行模式；此外，所有的输入、输出均带有隔离，软硬件滤波，防触点抖动等措施；上位机与现地控制单元LCU的软件有完备的防误操作、自诊断、自恢复功能；某一设备故障不影响系统性能；重要部位采用冗余技术；具有完备的抗干扰和防雷击技术措施。

水闸监控系统的设计(下位机)

中小水电站水闸监控系统的设计——下位机部分摘要随着信息化技术在水利行业的大力推广，作为水利信息化的重要组成部分的水闸监控系统日益受到重视。

如今在水闸监控系统的设计中，人们可以利用计算机网络技术、自动控制技术、通信技术和传感器技术，提高系统的自动化的水平，对水利的发展具有重要意义。

本文首先对系统总体方案进行了研究与设计，分析了系统的功能，确定了以集散控制系统作为整个控制系统的结构，并对系统的软、硬件予以了介绍。

随后，本系统选定了具有起重量大、负载刚性大、自动化程度高、安全可靠性好等特点的液压启闭机控制闸门升降。

同时对液压启闭过程中同步策略进行了研究，给出了基于电磁换向阀控制回路的解决方案。

同时，通过研究电机软启动原理，设计了软启动控制电气原理图，并详细介绍了电机软启动的工作流程，实现了对电机的软启动控制、运行监视和保护。

最后设计了PLC与闸门开度仪、液位变送器等传感器的连接，制定了闸门控制系统的具体流程，确定了PLC的型号，并绘制出了相应的梯形图程序。

关键词：集散控制系统液压启闭软启动可编程控制器梯形图The Design of Medium and Small Hydroelectric Power Station’s Sluice Monitoring System——PLC SectionABSTRACTAlong with the spread of information technology in water resource industry, thesluice monitoring system, which is the important part of water resource industry, is concerned by more and more people. Nowadays, people can use some high technology means in the design of sluice monitoring system, such as computer network technology, automatic control technology, communications technology and sensor technology. These means can be used to improve the level of automation, and be profound for the development of water resource.Firstly, the paper studied and designed the overall program of the system, analyzed the function of the system, determined the distributed control system as the structure of the sluice monitoring system, and introduced the software and hardware of the system.Secondly, the system used hydraulic hoist which had characteristics of small volume, big lifting weight and rigid load, a high degree of automation, security, reliability and so on to control gate’s movements. And the paper studied the synchronized strategy of hydraulic hoist, designed a solution which is based on the control circuit of electromagnetic directional valve.Moreover, the paper studied the principle of the soft-starter, designed the electrical schematics of the soft-starting, introduced the work progress of the soft-starting in detail, and achieved the control, surveillance and protection of the motor.Finally, we maked the PLC and the sensor, such as photoelectric encoder and pressure transmitter connection, established the process of the sluice monitoring system, determined the type of PLC,and designed th e ladder diagram program.Key Words: DCS Hydraulic Hoist Soft-starting PLC Diagram Program目录第一章绪论 (1)1.1课题研究的目的与意义 (1)1.2我国水电发展历程及其展望 (1)1.3 本论文研究的内容 (2)第二章水闸控制系统的总体设计方案 (3)2.1 水闸控制系统的研究背景 (3)2.2 系统设计的基本要求 (3)2.3 系统的设计原则 (3)2.4 系统功能分析 (4)2.4.1 中央控制单元功能分析 (4)2.4.2 现地控制单元功能分析 (4)2.5 系统总体方案的确定 (5)2.5.1 系统组成结构的确定 (5)2.5.2 系统通信方式的确定 (5)2.5.3 系统硬件组成 (6)2.5.4 系统软件组成 (7)2.6 小结 (8)第三章闸门的液压启闭控制 (9)3.1概述 (9)3.2 液压控制回路及液压元件简介 (10)3.3 液压系统工作原理 (11)3.4 闸门的液压启闭控制 (11)3.4.1 闸门的升降控制 (11)3.4.2 启闭机空载卸荷和过载保护 (11)3.4.3 自动防下滑功能 (12)3.5 液压启闭机同步方案与策略研究 (12)3.5.1 开、闭环控制系统的介绍 (12)3.5.2 同步控制策略的研究 (12)3.5.3 纠偏原理与控制流程研究 (13)3.6小结 (15)第四章电机软启动控制 (16)4.1 软启动器简介 (16)4.1.1 软启动器的基本概念 (16)4.1.2 软启动器的基本原理 (16)4.2 软启动与传统启动的比较 (16)4.2.1直接启动 (16)4.2.2 Y-△启动 (16)4.3 软启动器起停控制模式研究 (17)4.3.1 电压斜坡启动模式 (17)4.3.2 电流限幅启动模式 (18)4.3.3 突跳+限流或突跳+电压启动模式 (18)4.3.4 电流斜坡启动模式 (19)4.3.5 软停车模式 (19)4.4 软启动器应用分析 (19)4.5 软启动器电气原理图的设计 (20)4.5.1电机软启动的电气控制原理 (21)4.5.2电机软启动的控制流程图 (22)4.6 小结 (22)第五章 PLC的软、硬件设计 (23)5.1 PLC的基本结构 (23)5.2 PLC的硬件设计 (23)5.2.1 总体控制要求的分析 (23)5.2.2 PLC与液位变送器的连接 (24)5.2.3 PLC与闸门开度仪的连接 (24)5.2.4 PLC的选型 (26)5.3 PLC的软件设计 (26)5.3.1 输入量、输出量的介绍 (27)5.3.2 PLC控制系统的要求 (27)5.3.3 PLC的梯形图设计 (29)5.4 小结 (40)第六章总结与展望 (41)6.1总结 (41)6.2展望 (41)参考文献 (42)致谢 (43)第一章绪论1.1课题研究的目的与意义从总体上来讲，我国虽然可以称得上是一个地大物博、资源丰富的国家，但是由于我国的人口基数大，以至于我国的人均资源占有量非常有限，水资源更是如此。

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图１现地ＩＥＵ触摸屏主画面
另外，个系统（Ｌ触摸屏）留有备用接点，整ＰＣ，都
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李
伟：型水电站监控系统的一种设计方案小
２ＯＯ６年３月
用户以后可以根据实际情况添加Ｉ０量。／
整个现地ＬＵ的监控程序分为两大块：Ｃ机组ＰＥＩ监控程序和触摸屏监控程序。Ｐｃ１程序由主程序，开机子程序，停机子程序，电气事故子程序，水机事故子程序，紧急停机关主阀子程序，机组状态子程序，各状态量报警子程序，出子程输序共９个子程序构成。主要对机组各部进行监视和控制，保证机组可靠、安全地运行。触摸屏程序主要是从比较直观的角度来反映机组主要设备的状态，便于运行人员监视机组当前情况。支持屏幕开、停机，对机组和发电机出口开关的状态采用图形的方式来反映（１，图）可以实时显示报警量。
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２０年第１Ｏ６期
２０ｍｂｒｌ０６Ｎｕｅ
湖北水力发电
ＨＵＢＥｌＷＡ＿＝ＯＷｒＲｌｃＰ１ＥＲ
总第６３期
ＴｏｌＮｏ３ｔ．６ａ
小型水电站监控系统的一种设计方案
数字量ＩＯ点，连接７个扩展模块，个Ｒ４５通讯／可一Ｓ８
图２双电源模块系发和升级，为电厂以后的技这
／编程口，具有Ｐ１Ｐ通讯协议，Ｐ通讯协议和自由方ＭＩ式通讯能力。由于机组和主变的主要信号均要上送，故需要扩展４块数字量输入模块Ｅ２１Ｍ２。触摸屏系统我们选用彩色的Ｔ１Ｂ内置５２Ｐ７，０１Ｋ存储器，可支持１００页信息，０５幅图画，支持动态文本及２０５个变量，支持配方数据及趋势图，可以很好地通过图形色彩来反映系统的各种状态。
统中被广泛使用，主机集成２输入／６４１输出共４个数（）
字量ＩＯ点，／可连接７个扩展模块，大扩展至２８最４路
数字量ＩＯ点或３／５路模拟量ＩＯ点。它自带两个／Ｒ４５Ｓ８通信／编程口，具有ＰＩＰ通讯协议，Ｐ通汛协议ＭＩ及自由方式通信能力。另根据机组上送的信号需扩展
１２软件系统．
本例电站装机２０Ｗ，流式机组， ×ｌ０ｋ混５出线为
３Ｖ并入当地县网运行。其监控系统要求可自动开５，ｋ停机，对主要故障在现地和上位机都有报警，事故时能紧急停机，有一定的人机对话功能，整个系统便于运行、维护管理，有可扩展性，性能可靠、稳定。针对上述要求，对整个监控系统本着经济性、操作性、安全性和可靠性的没计原则给出了以下方案。
１现地ＬＵ系统Ｃ
１１硬件系统．
这是机组控制系统中最为重要的环节之一，在设
计上我们首先充分考虑的是它的稳定性和兼容性，因
此在主控设备上首选西门子公司的ｓ７—２０系列０ＰＣ主要由于其在同价位ＰＣ中具有小型化、Ｌ，Ｌ高速度、高性能、多功能的优势。运算单元采用Ｓ — ０７２０系列的高端产品ＣＵ２，Ｐ２６其在中小型及现场级的控制系
２上位机系统
触授
从严格意义上来说，对此类小型水电站我们并没有给其设计真正意义的上位机系统，这主要是考虑到经济性的原因，当然这是要在满足安全生产的前提下
丌 … 丌入
来说的。在这里我们把中控室的报警光字显示单元和
机组公用系统没计在一个屏上。报警控制系统采用ｓ — ０的ＣＵ２，７２０Ｐ２４本机集成ｌ输入／０出共２４１输４个
对一种典型的小水电站进行说明。
一
个数字量混合输入输出模块Ｅ２３ＩＭ３，Ｏ点为８８／／（４Ｄ）２ＶＣ。考虑到续流的作用，对于２ＶＣ继电器输４Ｄ
出，我们可以在继电器线圈上反并一个二极管，型号为
Ｉｏ７。Ｎ４０
人机对话（Ｍ）们采用西门子ＴＨＩ我Ｐ系列的Ｔ１０，Ｐ７Ａ这是一款基于ＷＩＤＷＳＮＯ操作系统的触摸屏，屏幕为蓝色，４级灰度，支持５００００ｈ的连续工作，支持图形及各类动态对象，自带的３位ＲＳ／６ＭＺ其２Ｉ６ＨＣ完全可以满足现场级的监控需要。用它显示各种故障状态及运行工况，非常直观和方便。
李伟
（湖北银坪电业有限责任公司，湖北谷城４１０４７）０
摘
要
介绍了小型水电站监控系统的一种设计方案。小型水电站监控系统降低成本
关键词
我国小水电资源非常丰富，小水电具有分散开发，就近供电，发供电成本低的优势，全国近１２的地域、／１３的县和１４／／的人口主要靠中小水电供电。随着小水电代燃料生态保护工程的实施，小水电站将越来越多地采用无人值班技术和新型配套设备，从而减少小水电站的运行成本，提高电站可靠性。本文将就小型水电站的监控系统提出一种经济，可行的解决方案。对于水电厂监控系统，我国几家大型电力设备供应商都有一揽子的解决方案。但是这些解决方案都是按照大中型水力发电厂的标准来设计的，虑到其投考资过大，在某种意义上并不适合于小型水电站，下面针