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浅谈中小型水电站计算机监控系统网络结构设计-【新闻】临汾

发布时间:2021-04-20 12:46:12 阅读: 来源:蝶阀厂家

浅谈中小型水电站计算机监控系统网络结构设计

摘要:介绍几种适用于中小型水电站计算机监控系统网络结构设计方案。根据水电站的具体情况选择性价比优越的综合自动化系统方案。仅供狼友参考。还有什么好的方案可共同探讨。

关键词:中小型水电站 计算机监控系统网络结构 设计

为了适应电力工业发展的需要,进一步提高设备安全运行及自动水平,改变我国电厂运行管理用人多,效率低的落后局面,水电站值班方式的改革势在必行,使水电站运行管理达到无人值班的水平。

水电站计算机监控系统设计应掌握以下几个设计原则:

● 按照全厂综合自动化以计算机监控为主、常规控制为辅的指导思想进行总体设计和系统配置,使计算机在水电站的应用达到一个新的水平;

● 对于梯级电站,在梯级电站计算机监控系统之间进行通讯,应从安全性和经济性的角度实现部分梯级调度的能力;

● 系统高度可靠、高度冗余,其本身的局部故障不会影响现场设备的正常运行;

● 系统配置和设备选型应符合计算机发展迅速的特点,充分利用计算机领域的先进技术;

● 全分布开放式系统,既便于功能和硬件的扩充,又能充分保护用户的投资。分布式数据库及软件模块化、结构化的设计,使系统更能适应功能的增加和规模的扩充;

● 实时性好,抗干扰能力强;

● 友好的人机接口功能,操作方便。

目前大多数设计院和计算机监控生产厂家,对水电站综合自动化系统都是按分层分布开放式无人值班的运行方式设计,整个系统在物理上分为两层:电站主控层和现地控制层。

电站控制层即上位机系统主要用于综合自动化的组态、维护、水电站运行的监视、操作、信息管理、远动和优化控制。其主要设备配置各种工作站、通信网络设备、打印设备、UPS、GPS对时设备、电话语音报警、模拟返回屏、操作控制台等。

现地控制层由一系列水电站综合自动化装置组成,包括机组现地控制单元、开关站及公用现地控制单元、微机保护测控单元、辅机控制单元等。

用户可根据水电站的实际情况,进行经济技术比较,选用性能价格比优越的方案。下面浅谈几种中小型水电站计算机监控系统网络结构设计方案。

图2 集散式综合自动化网络结构图

一、集散式组网结构

该网络结构是基于RS485/Modbus等现场总线联接的实时通讯网络,如图2所示。其特点就是所有监控功能在一台主机上运行,简单、可靠、造价低、投资少。适用于对监控系统要求不高的小型水电站综合自动化系统。

二、分层分布式组网结构

该网络结构基于以太网联接的实时通讯网络,如图2、3、4所示。

2、图2为采用一体化工控机上以太网方式,为全开放、分层、分布式结构,PLC、保护、励磁、调速器、辅机等设备通过一体化工作站与上位机系统通信。这种设计一般在现地设备的配置上,考虑在工控机故障时仍可独立运行。即所有现地单元均可以各自独立运行。每个单元都是由工业控制微机和可编程控制器及各个专用功能装置或设备构成,并可以设计成具有各自独立的现地操作、监控功能。该系统功能丰富、人机界面友好、可靠性更高,性价比高,但是投资较高,适用于中型水电站综合自动化系统。

2、图3为采用PLC直接连接以太网的全开放、分层、分布式网络结构,保护、励磁调速器、辅机等设备通过PLC与上位机系统通信,采用工业级触摸屏作为人机界面,系统可靠性极高、性价比高,设备直接上网便于网络控制和管理,系统响应速度大大提高。适用于通信协议较少,对监控系统要求较高在中型水电站综合自动化系统。

3、图4为采用PLC直接连接以太网的全开放、分层、分布式网络结构,与图3比较,该方案中保护、励磁、调速器、直流系统等装置通过通讯管理机与上位机系统通信,减轻PLC通信负担。该设计方案考虑到各PLC生产厂家在直接上网哪个上并不是支持所有产品,而且价格较高,因此我们可以考虑另外一种现地设备上网配置方案,就是通过多串口通讯转换装置将PLC和其他现场总线设备接入以太网络系统。我们可以在每一个LCU设置一台通讯转换装置,也可以全厂集中设备一台通讯转换装置。该方案的特点是成本较低、性能可靠、系统响应速度快。适用于通信协议复杂,协议数较多而PLC通信接口数较少,对监控系统要求较高的中型水电站综合自动化系统。

图2 一体化工控机组网方式

图3 PLC 组网方式一

图4 PLC 组网方式二

三、冗余组网方式

水电站实现“无人值班”后,由于现场值班人员减少,每值班往往只有两人,当现场设备出现故障时,维护人员一般要等待较长时间才能抵到现场,因此对于监控系统可靠性要求极高在中型水电站,可以采用图5所示

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