计算机监控系统讲义.ppt

1、计算机监控系统计算机监控系统水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统 计算机监控系统的基本类型计算机监控系统的基本类型 二二三三计算机监控系统的基本结构计算机监控系统的基本结构 现地控制单元的基本功能现地控制单元的基本功能 四四概述概述 一一五五监控系统的试验、验收项目监控系统的试验、验收项目 1、水电站计算机监控发展概况、水电站计算机监控发展概况 水电厂计算机监控系统的发展经历了水电厂计算机监控系统的发展经历了人工监控，电话调人工监控，电话调度和远动化度和远动化(遥测、遥信、遥调、遥控遥测、遥信、遥调、遥控)监控以及以计算机监控以及以计算机为核心，以现代数据通信为基础的计算机监控系统为核心，

2、以现代数据通信为基础的计算机监控系统等三个等三个阶段。阶段。一、概述2、水电站计算机监控的主要任务、水电站计算机监控的主要任务主主 要要 任任 务务发电过程自动控制发电过程自动控制安全监视安全监视自动处理事故自动处理事故最优发电控制最优发电控制水库的经济运行水库的经济运行（1）根据电力系统对电站有功功率的）根据电力系统对电站有功功率的需要，调节水轮机导叶的开度，输入所需要，调节水轮机导叶的开度，输入所需的水量需的水量（2）保证机组的最优配合）保证机组的最优配合（3）保证水电站的电压质量及）保证水电站的电压质量及无功功率的合理分配无功功率的合理分配 所谓计算机监控，就是所谓计算机监控，就是利用传

3、感装置将被监控对象中的物利用传感装置将被监控对象中的物理参量（如温度、压力、液位、速度）转换为电量（如电压、理参量（如温度、压力、液位、速度）转换为电量（如电压、电流），再将这些代表实际物理参量的电量送入输入装置中电流），再将这些代表实际物理参量的电量送入输入装置中转换为计算机可识别的数字量，并且在计算机的显示装置中转换为计算机可识别的数字量，并且在计算机的显示装置中以数字、图形或曲线的方式显示出来，从而使得操作人员能以数字、图形或曲线的方式显示出来，从而使得操作人员能够直观而迅速地了解被监控对象的变化过程。够直观而迅速地了解被监控对象的变化过程。除此之外，除此之外，计算机还可以将采集到的数据

4、存储起来，随时计算机还可以将采集到的数据存储起来，随时进行分析、统计和显示并制作各种报表。进行分析、统计和显示并制作各种报表。如果还需要对被监控的对象进行控制，则由如果还需要对被监控的对象进行控制，则由计算机中的应计算机中的应用软件根据采集到的物理参量的大小和变化情况以及按照工用软件根据采集到的物理参量的大小和变化情况以及按照工艺所要求该物理量的设定值进行判断；然后在输出装置中输艺所要求该物理量的设定值进行判断；然后在输出装置中输出相应的电信号，并且推动执行装置（如调节阀、电动机）出相应的电信号，并且推动执行装置（如调节阀、电动机）动作从而完成相应的控制任务动作从而完成相应的控制任务。“监监

5、控控”u通通 信信集控中心与各个生产现场通信适配器之间集控中心与各个生产现场通信适配器之间的信号传输（根据不同通信协议，通过传的信号传输（根据不同通信协议，通过传输介质（通信光纤、电缆）输介质（通信光纤、电缆）监监 测测上位机上位机（集控中心，通过组态软件）（集控中心，通过组态软件）控控 制制下位机下位机（生产现场（生产现场LCU屏中的控制机构屏中的控制机构（PLC、单片机等）、单片机等）二、基本类型二、基本类型 CASC:CASC:Computer-Aided Supervisory Control Computer-Aided Supervisory Control 计算机辅助监控系统计算

6、机辅助监控系统CBSC:CBSC:Computer-Based Supervisory Control Computer-Based Supervisory Control 以计算机为基础的监控系统以计算机为基础的监控系统CCSC:CCSC:Computer-Conventional Supervisory ControlComputer-Conventional Supervisory Control 计算机与常规装置双重监控系统计算机与常规装置双重监控系统CBSC:CBSC:全计算机监控系统全计算机监控系统以计算机为主，常规设备为辅的监控系统以计算机为主，常规设备为辅的监控系统 以计算机为

7、辅、常规设备为主的监控系统以计算机为辅、常规设备为主的监控系统 1二、基本类型二、基本类型 特特 点：点：控制操作主要由常规设备完成；控制操作主要由常规设备完成；过渡模式过渡模式适用对象：适用对象：早期水电厂和中小型水电厂的分早期水电厂和中小型水电厂的分 步技术改造步技术改造典型应用：典型应用：富春水电厂一期工程富春水电厂一期工程一、基本类型一、基本类型 v 富春江电厂富春江电厂 浙江省桐庐县；库容浙江省桐庐县；库容 4.44.4亿亿m m3 3；总装机；总装机29297272万万kWkW；特特 点：点：保留部分常规设备作为备用保留部分常规设备作为备用 适用对象：适用对象：新建大、中型水电厂新

8、建大、中型水电厂 老电厂的技术改造老电厂的技术改造典型应用：典型应用：新安江水电厂新安江水电厂 大广坝水电厂大广坝水电厂 万安水电厂万安水电厂以计算机为主、常规设备为辅的监控系统以计算机为主、常规设备为辅的监控系统 2二、基本类型二、基本类型 二、基本类型二、基本类型 v 新安江水电厂新安江水电厂 浙江省钱塘江上游新安江上，距杭州市浙江省钱塘江上游新安江上，距杭州市170km,170km,混凝土宽缝混凝土宽缝重力坝，最大坝高重力坝，最大坝高105m105m，水库总库容，水库总库容220220亿亿m3m3。总装。总装9 9台，总容台，总容量量66.2566.25万万kWkW，19601960年首

9、台投产，年首台投产，19771977年全部投产。年全部投产。取消常规设备的全计算机监控系统取消常规设备的全计算机监控系统 3二、基本类型二、基本类型 特特 点：点：取消全部常规设备取消全部常规设备适用对象：适用对象：新建大、中型水电厂新建大、中型水电厂典型应用：典型应用：隔河岩水电厂隔河岩水电厂 五强溪水电厂五强溪水电厂 小浪底水电厂小浪底水电厂 二、基本类型二、基本类型 最大坝高最大坝高151m151m；坝顶长坝顶长6536535m5m；坝顶高程坝顶高程206m206m；正常蓄水位为正常蓄水位为200 m200 m；总库容总库容3434亿亿m m3 3；4 4台台3030万万kWkW机组；机

10、组；年发电年发电30.430.4亿亿 kWkWh h。19931993年年6 6月首台机组发电，月首台机组发电，19941994年年1111月月4 4台机组全部投产，台机组全部投产，19981998年年4 4月整个月整个工程除升船机外，通过国家竣工验收。工程除升船机外，通过国家竣工验收。v 隔河岩水电厂隔河岩水电厂1集中式集中式计算机计算机监控系统监控系统3分层分层分布式分布式计算机计算机监控系统监控系统2分散式分散式计算机计算机监控系统监控系统基本结构类型基本结构类型 三、基本结构三、基本结构 三、基本结构三、基本结构 集中式计算机监控系统集中式计算机监控系统 1v基本结构基本结构v基本概念

11、基本概念 所谓集中式监控系统，就所谓集中式监控系统，就是用一台计算机对整个水电厂是用一台计算机对整个水电厂的各种电量和非电量的信息进的各种电量和非电量的信息进行采集、分析、处理，并由这行采集、分析、处理，并由这台计算机发出所有的控制命令。台计算机发出所有的控制命令。v基本特点基本特点（1 1）价格便宜；）价格便宜；（2 2）危险比较集中；）危险比较集中；（3 3）电缆敷设多、长；）电缆敷设多、长；v适用范围适用范围机组台数少，容量小、主接线简单的小型水电厂机组台数少，容量小、主接线简单的小型水电厂问题：如何提高集中式监控系统可靠性问题：如何提高集中式监控系统可靠性 三、基本结构三、基本结构 （

12、1 1）以常规控制为备用的集中式计算机监控系统）以常规控制为备用的集中式计算机监控系统 （2 2）采用双机备用方式）采用双机备用方式 冷备用（冷备用（Cold StandbyCold Standby）温备用（温备用（Warm StandbyWarm Standby）热备用（热备用（Hot StandbyHot Standby）备用方式备用方式 特征：备用机平时处于空闲状态；特征：备用机平时处于空闲状态；主机故障时人工投入。主机故障时人工投入。特征：正常运行时，备用机也处于运转状态；特征：正常运行时，备用机也处于运转状态；存储器被主控机的实时刷新；存储器被主控机的实时刷新；主控机故障时人工投入。

13、主控机故障时人工投入。特征：主控机和备用机并列运行；特征：主控机和备用机并列运行；备用机不输出控制；备用机不输出控制；主控机故障时自动投入备用机。主控机故障时自动投入备用机。三、基本结构三、基本结构 分散式计算机监控系统分散式计算机监控系统 2v基本特征基本特征（1 1）按功能分散构成多个）按功能分散构成多个计算机的子系统；计算机的子系统；（2 2）子系统由专项功能计）子系统由专项功能计算机构成；算机构成；v特点特点（1 1）有效缩小故障影响；）有效缩小故障影响；（2 2）可靠性高；）可靠性高；（3 3）降低设备性能要求；）降低设备性能要求；（4 4）连接复杂；）连接复杂；三、基本结构三、基本

14、结构 改进：改进：总线型分散式计算机监控系统总线型分散式计算机监控系统 实例：实例：葛洲坝二江电厂分散式计算机监控系统葛洲坝二江电厂分散式计算机监控系统 三、基本结构三、基本结构 位置：位置：长江西陵峡出口；长江西陵峡出口；装机：装机：96.596.5万万kWkW；1717万万KW*2KW*2 12.5 12.5万万KW*5KW*5 实例：实例：葛洲坝二江电厂分散式计算机监控系统葛洲坝二江电厂分散式计算机监控系统 三、基本结构三、基本结构 三、基本结构三、基本结构 分层分布式计算机监控系统分层分布式计算机监控系统 3v 基于局域网技术的分层分布式监控系统基于局域网技术的分层分布式监控系统 三、

15、基本结构三、基本结构 分层分布式计算机监控系统分层分布式计算机监控系统 3v基本特征基本特征 具有多个分布的资源具有多个分布的资源 具有统一的操作系统具有统一的操作系统 分布的资源独立而又相互作用分布的资源独立而又相互作用 系统内部不存在层次控制关系系统内部不存在层次控制关系三、基本结构三、基本结构 分层分布式计算机监控系统分层分布式计算机监控系统 3v 水电厂控制层次的划分水电厂控制层次的划分 （1）驱动层驱动层 机组油、水、风、电机组油、水、风、电系统数据据采集及设备系统数据据采集及设备驱动驱动特征：特征：最底层，最底层，与生产设备直接连接与生产设备直接连接要求：要求：高安全性高安全性 高

16、可靠性高可靠性 任务：任务：三、基本结构三、基本结构 分层分布式计算机监控系统分层分布式计算机监控系统 3v 水电厂控制层次的划分水电厂控制层次的划分 （2）功能组控制层功能组控制层 任务：任务：独立完成某一特定功能独立完成某一特定功能 特征：特征：自治性自动控制子系统自治性自动控制子系统 内容：内容：微机调速器微机调速器 微机励磁调节器微机励磁调节器 微机同期并列装置微机同期并列装置 温度巡检装置温度巡检装置 事件顺序记录装置等事件顺序记录装置等 要求：要求：稳定、简单、可靠稳定、简单、可靠 三、基本结构三、基本结构 分层分布式计算机监控系统分层分布式计算机监控系统 3v 水电厂控制层次的划分水电厂控制层次的划分 （3）机）机组控制层组控制层 任务：任务：工况的转换、有功、无功工况的转换、有功、无功 调整、数据采集处理、运调整、数据采集处理、运 行参数行参数 检测报警、与上一检测报警、与上一 层信息交换等层信息交换等 特征：特征：监控子系统，按设备分布监控子系统，按设备分布 要求：要求：稳定可靠稳定可靠 可独立工作可独立工作三、基本结构三、基本结构 分层分布式计算机监控系统分层分布式