浅谈微机综合自动化在中小型水电站的应用

随着我国水电站的建设，微机综合自动化技术得到了大力推广。无人值守或少人值守水电站已成为一个重要的发展方向，并取得了可喜的成绩。目前，中小型水电站运行中仍存在许多问题。运行水平不高，严重制约了其经济效益的发展，导致安全事故频发。因此，有必要加强微机综合自动化的应用，提高水电站的运行水平，增加其技术含量和经济效益，促进新时期中小型水电站的可持续发展。
1中小型水电站微机综合自动化的发展
在中小型水电站中，自动化较初是通过传统的控制方法来完成的，这导致了设备笨重、维护量大等问题，也增加了人工操作。人为误操作事故频繁发生，使得人与机之间的协调更加困难，大大降低了机组运行的可靠性和稳定性。随着数字电路技术和计算机技术的发展，微机综合自动化技术开始发展，为中小型水电站的自动化发展提供了条件，可以直接应用大型水电站的自动化技术，并进行一定的简化和整改。为了控制水电站的主设备和辅助设备，可以利用网络技术，通过微机系统或控制单元直接实现单元联网，加强对水电站某一功能单元数据信息的监控和管理，较终实现中小型水电站的集中监控和远程控制
2微机综合自动化中的计算机功能< br/ > 2.1数据通信功能
微机综合自动化的基本功能是数据通信功能，主要通过控制PLC设备、微机温度检测装置、微机调速器、微机励磁装置、保护装置等进行数据转换。在机组中，实时上传水电站控制层所需的信息，并由水电站控制层发出命令< br/ > 2.2系统诊断功能
中小型水电站微机综合自动化的另一个重要功能是进行系统诊断。该单元的本地LCU用于进行硬件和软件故障的自检，并直接确定故障的输入和输出模板软件在离线自检中有许多应用。故障信息通过自检上传到主控层，使主控板显示和打印更加方便。< br/ > 2.3统计分析功能
结合采集到的实时数据，内部计算机将按周期定时进行计算分析，形成计算数据库和历史数据库，便于操作人员监控和管理，及时发现机器故障，对机组运行采取防范措施。对于现成的计算数据，可以将其列为实时数据进行处理，并存储在实时数据库和历史数据库中。此时，可以执行诸如超出极限报警和启动处理程序的操作。< br/ > 2.4安全运行监控和报警功能
在微机综合自动化中，需要对主要设备的安全进行实时监控。通过计算机监控系统操作员可以控制主机工作站的显示屏，实时监控全厂设备的运行状态和运行参数，如状态变化、超限检测、历史趋势分析和监控系统异常等。在监控单元操作转换过程中，如果发生过程阻塞，阻塞原因将表明单元的本地控制单元可以转换其安全状态。在趋势分析中，分析单元主要分析运行参数的变化，如机组轴承和发电机的温度变化趋势、机组电压和负荷的变化、励磁电压和电流的变化等。在监控系统的实时监控中，其工作状态和通信状态应保证正常运行。此外，微机综合自动化还具有故障报警记录功能。通过其周期性的故障信号扫描，如果有故障，系统将做出响应并进行处理。其中，故障发生时间、动作设备名称、事故内容等。将被系统记录，并显示故障报警语句，发出声光报警信号，安排故障发生的顺序，并将形成的故障记录直接存储在数据库中。
3微机综合自动化系统配置< br/ > 3.1电站控制层
电站控制层设备设置在控制室，由主机操作员工作站进行控制和管理，包括通信工作站、主控制台、汉字打印机、全球定位系统时钟同步装置、语音报警装置、不间断电源等设备该配置具有多种功能，主要是协调和管理各本地控制层的工作，处理和存储采集的信息，并对本站受控对象进行安全监控。此外，操作员可以通过主控室的人机界面直接修改数据库和在线屏幕。手动设置、监控状态设置、限值修改、事故处理指导和恢复操作指导都是其主要功能，并将在LCU传输。如果监控主机获得对工作执行的控制，则可以输出监控命令，而另一个工作站仅执行监控和数据通信。他们可以互相跟踪并做出跟踪判断。如果发现异常，系统将自动切换信号，主机工作将被其他工作站取代。此时，还将显示主机故障。一旦主机修复开始，主机将继续监控，数据将输入主机系统。
3.2本地控制层(LCU)
此配置有两个部分:单元LCU和公共LCU。主要设备包括人机接口终端、智能输入输出控制器、输入输出模块、输出继电器、准同步装置、温度测量装置、转速信号测量装置、数字测量仪和交流/DC双电源等在本地控制层，可以实时监控水轮发电机组、电气一次设备和公共设备。工业以太网可以实现本地控制层和整个站控层之间的连续信息交换，完成数据共享。如果电站控制层出现故障并停止运行，本地控制层将不会受到影响并可以继续运行。本地LCU和以太网与微机保护装置、转速、温度检测、调速器、励磁系统等设备相连，有利于加强对其参数的监控。还有一些设备没有通信接口，本地控制单元中的输入/输出模块可以完成其控制和状态检测。< br/ > 3.3通信网络设备
微机综合自动化中的网络结构形式通常是工业以太网，网络通信介质为多模光纤和屏蔽双交叉电缆在微机综合自动化的网络传输中，其传输速率为100兆位/秒，节点数达到340个，使得网络中的任何一个节点都可以与其他节点和网络进行通信。如果一个节点出现故障，它将自动退出网络，并且不会影响网络的其他节点。该网络系统能够完成电站控制层和本地控制层(LCU)工作站之间的所有数据传输和访问请求，开放性好。在该监控系统中，不会发生任何元件故障和系统误操作，其网络系统更加成熟可靠。< br/ > 3.4系统软件
水电站微机综合自动化系统软件采用中文版的WindowsNT软件，具有很好的时效性、稳定性、可靠性和保密性。可以管理整个计算机系统的资源，如中央处理器、内存、外部设备等。、以及其他软件和系统资源的接口。然而，其应用软件也具有良好的人机界面和开放性。各种通信协议的监控软件可以运行。其监控画面、控制流程、报表等方面都有非常灵活的配置，使其使用和维护更加方便。
4结论
随着我国水电站的建设，存在许多问题，这使得微机综合自动化技术的应用不可避免。目前，中小型水电站普遍采用微机综合自动化。它不仅满足了水电站运行状态的控制、监控和报警要求，而且满足了水电站远程测量、远程控制和少人值守的要求，促进了中小型水电站的稳定发展。