水电厂计算机监控系统改造和实践

　　一、总述
　　福建水口发电公司是华东地区最大的水电厂，装机7*200MW，直接担负电网调峰调频重任，安全可靠运行非常重要。原有的监控系统是由美国SI公司开发引进的，随着科技的快速发展，原有系统的软、硬件水平落后，功能不完善，系统响应速度慢等缺点已不能满足机组安全高效运行的要求。因此，公司对监控系统进行了全面改造，采用了新一代计算机监控系统软件NARINC2000（NARIACCessplus）计算机监控系统。它是国电自动化研究院自控所（南瑞自控）在总结多年开发水电厂计算机监控系统经验的基础上，充分吸收国际上计算机科学领域中的最新技术，将面向对象的设计方法结合国内水电厂综合自动化的新要求，开发的基于分布式对象技术的具有真正跨平台风格的水电厂自动化监控系统。NC2000秉承了NARIACCess的诸多优点，运行安全、可靠，具有充分的开放性和可扩展性，专门为水电厂设计的丰富功能和应用，用户界面更加友善。
　　二、监控系统硬件配置
　　水口水电厂计算机监控系统采用NARINC2000计算机监控系统和NARISJ500现地控制单元：
　　1、上位机设备
　　两台HP公司的DS20E数据服务器作为主机，用于运行与监控系统相关的所有驱动程序、实时数据处理以及AGC/AVC等软件，完成历史数据查询、数据备份等。两台主机的节点名称分别为skmain1和skmain2，它们采用主机－热备用机的工作方式，当工作主机故障或停机时，热备用机可自动升为主机工作，以提高系统的可靠性。
　　两台SUNBLADE2000工作站作为操作员站，各配有一台21吋液晶显示器，它们是监控系统的运行控制台，完成实时监视和实时控制工作。同时两台操作员站都有语音报警和打印历史数据的功能。两台操作员站的节点名称分别为skop1和skop2。
　　工程师工作站及培训工作站，也采用SUNBLADE2000工作站。工程师工作站用于修改定值，增加和修改画面，并可进行系统维护、软件开发工作及远程诊断等。培训工作站可用于离线设置，对运行人员进行监控仿真培训。工程师工作站和培训工作站均可作为操作员站，可实现操作员站的所有功能，节点名称分别为skeng1和skeng2。
　　一台HP公司的DS20E服务器作为WEB查询服务器，用于通过连接MIS系统的用户对监控数据进行网络浏览。考虑到网络安全，配有3个网络接口，其中两个连到监控系统的双以太网上；另一个连到MIS网上。
　　厂内通讯服务器一套，采用SUNBLADE2000工作站。用于完成与厂内MIS系统、水情系统、大坝观测系统、消防系统、模拟屏及工业电视的接口。
　　通信工作站两套，采用SUNBLADE2000工作站。用于完成与中调、福州控制中心的通信。一台NARIGPS用于整个监控系统的卫星同步对时。两台打印机用于打印画面、报表、一览表和历史曲线等。
　　2、下位机设备
　　十一套LCU现地控制单元，实现对各个生产对象的监控。它们分别是：七套机组LCU，节点名分别为sklcu1-7；一套主变LCU，节点名为sklcu8；一套开关站LCU，节点名为sklcu9；一套厂用电LCU，节点名为sklcu10。
　　LCU采用SJ-500型智能分布式现地控制装置，每套LCU上的人机接口界面采用触摸屏实现对生产对象的监控。LCU可独立运行使用，操作人员可在LCU当地实现对被控对象的全部操作。它们通过网络与上位机系统通信。
　　每套LCU配有若干PMAC9900系列数据采集模件，用于采集相关交流量数据。并配有十七块RTD模块。每块可采集8点温度量，并在LCU内实现温度保护功能。每套机组LCU配有一套SJ-12C型双微机同期装置。
　　三、系统软件配置
　　NARINC2000计算机监控系统软件功能包括：
　　1、LCU驱动软件
　　NC2000中的LCU驱动软件负责与LCU通信，完成报警、数据采集、控制信号发送等基本处理。
　　2、人机接口软件
　　读取不同的图形文件并用各种方式显示实时数据，并可完成对生产对象的控制和调节功能。通过简报窗口和语音报警实现报警功能。通过光字查询窗口提供光字报警功能。支持各种运行报表、统计报表的查询、显示和打印功能。支持各种操作、事故、故障、状变、越复限、自诊断记录的查询、显示及打印功能。支持模拟量的历史曲线查询、显示和打印功能。
　　3、数据库软件
　　完成数据库语言定义的语法检查和数据的加载，处理对于数据库数据的存取请求。针对数据库中具有不同功能要求的数据进行运算处理，使数据库成为一个实时变化的信息库。
　　4、网络通讯软件
　　用于判断各个节点的运行状态，并完成各个节点间的数据交换和对时。
　　5、顺序控制管理和执行软件
　　实现对顺序控制语言程序的语法检查和执行操作，可单步或连续执行顺控语言程序，可对流程进行调试。
　　6、历史数据库软件
　　历史数据的保存，并可以通过一览表、报表和历史曲线查询。
　　7、外部通讯软件
　　完成与外部设备的通讯，并进行相应的处理。
　　8、系统组态软件
　　包括交互式监控图形编辑软件、交互式报表编辑软件、数据库组态软件以及顺序控制程序编辑软件
　　四、基本功能
　　具备信息采集和监视、机组顺序控制（启停）及非正常条件的闭锁、综合量计算、报警、温度监视、事件记录、有功、无功功率调节、一览表、报表、历史曲线查询、与保护、励磁及原监控系统的通信功能。
　　五、图形组态软件
　　图形组态软件是计算机监控系统中重要组成部分，它通过图形来表示实时控制生产过程的设备状态和现场运行情况，给人以直接、生动、一目了然的效果。图形组态软件可以在图形编辑和实时图形显示两种状态之间切换。图形编辑和实时图形显示分别实现生成图形和实时显示图形两种功能。实时图形显示将实时数据快速准确、形象直观地通过图形方式在屏幕上显示出来，同时能接受用户指令做相应的操作控制。
　　图形编辑是创建图形显示文件的工具，图形显示文件包括构成一幅图象所需要的全部住处。通过使用标准物体和多个物体组成的符号，我们可以建立适当表示所采集数据的设备图形。
　　实时图形显示对已建立的图形显示文件进行处理，并控制图形的显示。

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