小型水电站计算机监控现状
由于早期的研制主要集中于大、中型水电站”对小型水电姑监控系统的研究较少，因此便得我13水电站自动化技术的发展出现了极不平術的局血，小型水电站的自动化水平目常还处于比较落后的状态。
在小型水电站自动化装買的研究方面丫与国外的先进水平相比还有一段校大的差距。
甘对小型水电站的特点而专门进存的一顼研咒是在20世妃90年代中期进行的「足由国电自动化研究院与石景山发电总厂合作在下苇甸朮电站容凰均为15MW的5号和6号机上进行的发电综合控制装覽(GCU＞的研究试验由于GCU的设计构想是集调速、励磁、顺控、同期、测量§个勒能于一体，因此又称为初五合一*装置口经一段时间的试运行\甩10(%负荷试验，从高井到下苇甸5 号机的远方控制等情况来着*逐套装覽运荷正熔，达到预期目的.
为了促进小水电龄宝现自动化控制，水利部亚太小水电中町和国彖电力公司南京自动化股粉有限公司都在小型水电站监控方式方面进行了一些探讨•此外，武汉芈工电气自动化有限责任公司、南穴自动化设备厂和许昌继电器集团有限公司等科研*制造单位也做了不少王也在我国已形成了SDJK, DZWX. SSJ-3000. CSCS系列* SD20O 和EJdOOO等爹种产品.
桐柏水电站俊于浙江省天台县境内，电站裝机容12X4000KW.多年平均发电M 3000力KW,水轮机型号为HL004-WJ-70.水轮机额定水头300m.願定流 11.7-i.W/s,额宦转速l5OOr/min f发电机型号为TSW-14«/98-4.调速雅为XT-600, 主接线形式采用二机一变型式'一回35KV^路接城西变电所.二回tOKV线路分别接至北山和玻纤厂.其主接线如图所示】
图M桐柏水电站主接兹的
天台楫柏水电站属于坑道式水电站.由于地处山洞，噪音大、坏境潮湿，运
行环境极为恶劣.厂房的噪音指数为20db,中揑室的噪音指数为90db,长期在这
样的噪音环境下值班运行，对人体的危害是显而易见的*因此，电站进行自动牝
改造已是当务之急。
针对电站对投贯及自动化程度的定位，整个电站监控系统按“无人值班、少人值丁”的原则设计卩％电站宾旃计算机监控系统工程后”将形成一介完整的开放型分层分布的实时闭环过程控制系统卩5近期，強个系统采用以计算机监控为主、筒易常规为辅（逐步取消常规监控〉的监控方式.对电站的运行和主要设备实施全面的自动监测和控制•电站计算机监控系统与调度中心之闾，可实现遥信、遥測的功能Y并预留遥控、遥调，遙视的功能接口，且能稳定可养地接受电力系统调度端的调度管理命令.整个站内系统具备远方监控的一切必备条件，电站“现地无人值班”，在洞口中控室对电站设备实时监控.
远期，特调度中心计算机监控系统完戌，打通调度中心至电站的通讯逋道，由站内计算机监控方式过渡到调度中心远方计算机监控方式，实规站内•无人值班、少人值守二
结合谕工程实践，本论文在分析和总结以往的计算机监控系统设计原理的基础上【叫采取全开放的设计思想'将工业控制领域里的一攻新技术一一PLC运用到该控制系统中，并甘对以PLC为基础飾现地控制单元设备装置原理、程序編制尊进行了详细论述.
早期水电站计算机监控系统中，现地控制装置最早采用的是目耐很多老水电厂仍然在运行的是用继电器构成的机组自动屏，由于是魅点装置，动作比较直观, 一般说來•还果可以主成基本功能要求的，但是由继电器构成的系统存在-系列的严重不足，首先它能完成的功庞比较有限，没有计卸和存贮的功能:其次是裝矍体积庞大，接线复杂，维护工作量大，可靠性差，与计算机连接需要许多中间接口设备.基于上述缺点.它不宜于直接构成计算机监控系统的机组拎制级.
前着计舜机技术的髙連发展和其性陀价格比的不断提髙，以及水电厂计算机监控系统技术的日益成熟，对于80年代宋以来新建的大型水电站，其控制系统的现地控制装賈相继采用了计算机结构.此时才提出了现地控制单元这一专有名词. 从某种意义上讲，现地控制单元就是采用计算机结构的现地控制装置.
早期的现地控制单元一股以单片机坦成的籬机控剧装置为核心，在结构上采
用并行总线扩展"0模块.是一个单CPU的数据采集及控制装賈，与上位机的连接多采用串行通讯方式。
但这种结构很难满足水电站监控的实时性利快速性等要
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目前采用较多的是以可编程控制器(PLC)为核心组成的现地捽制装賈.可编程控制器适用于恶劣的工业坏境，因此可靠性高.抗干扰性能力强，但它作为一种通用的控制器.应用封水电站现地控制装置有其局醍性.如事件分辨率不高，一般只能达到50-lOOms,差的甚至只能达到300ms,不能满足水电站事件高分辨舉的要躺要求分辨率不大于5阳;另外在系统结构匕PLC+1PC (工控机)结构, 加一个工控机的原因是PLC不能直接与网络通信，同时，由于PLC模拟盘输入模板较贵，因此，用微机电笊装置采集电气*信号，微机温度测量装賈采集温度信号，微机电量装置与微机温度装冒之间与工控机之间采用數拯通信接口*这种结构的现地控制单元，不但结构复杂』成本较高.且多了工业微机这一中间坏节，当苴故障时.将会导致现地控制单元失去与主站级计卸机的联系"系统的利用率和可靠性降低•随着PLCtt术的改进，这种技术已明显落后F GE90-30蜡合了PLC 和大型计算机的特点，可利用Frame Driver与任何串口协议进行通讯，充分体现了通讯的灵活性，并具有模块式软硬件支持，构成了智能化分伤式挖制系统的基本文以小型电站为霑考点，以桐柏水电姑为实例# 一改过去监控系统中一午现地控制单元配一套监控系统的做法。
在现地控制单元的设计中，GE9&-30作为腰序控制的核心•利用Frame DrkN功號通过RS485总线获取温度巡检仪装買、综合电最装賈、转速测量装買和各种保护装賢的数据，并将数抵上传给上位监控系统，在现地层以Windows NT实时多任务操柞系统，多窗口显示人机交互界面.实现人机对话。
同时发挥GE9O-3O &通讯方面的优势”与现地层的各个辅机的PLC 通过通信连接在〜起，使电站的现地控制级形成一个集散控制衆统。
现地控制单元层由二个机组现地控制单元和一个公用设备现地控制单元组成.各现地控制单兀能对所管辖的生产过程进行完善的监控.通过各自的输入/输出接口与生产过程相连；逋过通信接口及相关设备与主控制层交换信息*各现地控制单元对主控制层具有相对独立性*能脱离主控制层直接完成生产过程实时数堀的采集和预处理、各设备状态监视、调整和控制等功能.主机和各现地控制单元之间的通讯连接采用工业控制的以太网总线结构，具有高可推性、传输連率高、抗电磁F扰等优良性能.通讯接口采用光电隔离*接口标准符合IEEE802.3。
除主机与各现地控制单元之间采用光纤外，其他网络通信介质均采用高品质屏蔽双绞战*它具有的优点就是今后在不更改监控系统的情况下.可实现电站的远期改造冃标•。