【正文】 址。傳輸速率為 9kbit/s 至 12mbit/s。 （ 7） 集成式 HMI 服務 （ 8） 實時時鐘，把從 CPU 來的診斷信息標記上日期和時間。 （ 2） 4MBRAM,可擴展到 20MB。 CPU4174H 是 SIMATICS7400H 和 S7400F/FH 中功能最強的 。 PLC 模塊選擇 CPU 模塊選擇 S7400H PLC 有兩種容錯 CPU,分別是 CPU4144H 或 CPU4174H。 S7400H PLC 是西門子提供的冗余 PLC,為雙機架硬件級熱備產(chǎn)品，通過主、從兩個機架，兩套完整獨立的系統(tǒng)，兩套機架上的熱備單元通過光纖通訊。S7400 系列 PLC 是快速、高性能、堅固設計、通用型功率 PLC，它能滿足中高性能要求的應用，在國內有部分水電廠采用了以 S7400PLC 為基礎的現(xiàn)地控制單元。 絕對振動測點包括，發(fā)電機上機架、推力軸承架和水輪機頂蓋 3個部位。 青銅峽水電廠的單機容量都在 100MW以下，故 青銅峽水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)非電 氣模擬 量參數(shù)測點 取 38個，其中壓力 測點 10 個，液位測點 9 個，油混水 5 個，流量 7個，絕對振動 3個，擺度 4 個。 青銅峽 水電廠監(jiān)控測點 布置 計算機監(jiān)控系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集 應能實現(xiàn)以下目標： （ 1） 應能自動（定時和隨機）采集各類實時數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)類型包括模 擬 量、數(shù)字輸入狀態(tài)量 （開關量） 、數(shù)字輸入脈沖量、數(shù)字輸入 BCD 碼、數(shù)字輸入事件順序量（ SOE）、外部鏈路數(shù)據(jù)。趨勢記錄的采樣值可取即時制、平均值。 （ 4） 數(shù)字脈沖輸入量的處理 數(shù)字脈沖輸入量的數(shù)據(jù)處理應包括數(shù)字狀態(tài)連的處理功能之外，還要求有脈沖計算凍結處理機脈沖計數(shù) 溢出處理。水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理必須滿足下列要求： （ 1） 數(shù)字輸入狀態(tài)量的處理 數(shù)字狀態(tài)輸入量的數(shù)據(jù)處理應包括下列內容：地址 /標記名處理；掃查處理；掃查允許 /禁止處理；狀態(tài)變位處理；輸入抖動處理；報警處理。 S 7 4 0 0 S 7 4 0 0 S 7 4 0 0 S 7 4 0 0冗 余 光 纖 以 太 網(wǎng)G P SL C U 1 L C U 9L C U 1 0L C U 1 1圖 35青銅峽水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元 硬件配置框圖 青銅峽水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng) 青銅峽水電廠 數(shù)據(jù)采集輸入量與輸出量 水電廠數(shù)據(jù) 采集 和處理 要求 水電廠 數(shù)據(jù)采集給計算機監(jiān)控系統(tǒng)提供大量的過程信息，它是計算機監(jiān)控系統(tǒng)最基本的功能。當機組瓦溫或油溫上升趨勢過快需要緊急停機時，只能有工業(yè)微機啟動可編程中的緊急停機程序來執(zhí)行緊急停機，這樣有可能影響停機的速度。 （ 2） 現(xiàn)地人機接口界面可以做的較為豐富。 3. 工控機或微處理器加一般 I/O 的結構 結構圖如圖 33所示 .由于這種結構不提供智能 I/O 接口，因此，所有的 I/O信號均經(jīng)過 I/O 接口板直接與 I/O 模板連接。如圖 32所示。圖 12 所示的智能 I/O 模件采用的是雙 CPU 結構，相應的電源也應是冗余的。 （ 4） 電源模塊。 （ 2） 存貯器。 通 信 模 塊 通 信 模 塊C P U通 信 模 塊 通 信 模 塊C P U電 源 模 塊 通 信 模 塊 通 信 模 塊 電 源 模 塊C P UC P UI / 0 I / 0溫 度 采集 裝 置電 量 采集 裝 置微 機調 速 器微 機 勵 磁調 節(jié) 器微 機 保 護裝 置C P U C P UI / 0 I / 0過 程 設 備冗 余 電 廠 網(wǎng) 絡內 部 總 線智 能 I / O 智 能 I / O冗 余 現(xiàn) 場 總 線控 制 器 控 制 器 青銅峽水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng) 圖 31以 高性能可編程控制器為基礎構成的機組 現(xiàn)地控制單元 硬件配置框圖 1. 控制器 控制器作為核心部件，負責過程設備的數(shù)據(jù)采集處理、控制和調整以及電廠級系統(tǒng)的通信，它大致包含以下幾個部分： （ 1） CPU。 （ 4） 由于微處理器特別是可編程控制器在惡劣條件下運行在適應能力愈來愈強，可以直接布置在靠近生產(chǎn)過程設備在附近，大大減少了控制電量在數(shù)量，節(jié)省投資。它仍存在一系列嚴重缺點：缺少存貯功能；缺乏計算處理功能；增加電廠廠級計算機在負擔；布線邏輯裝置普遍存在缺點，如可擴展性差、靈活性差等。 它具有觸點裝置，動作狀態(tài)比較直觀，且在水電廠運行多年，因此電廠的運行維護人員對它非常熟悉，一般來說 ，它還是可以完成基本功能要求，但繼電器構成在系統(tǒng)具有一系列在嚴重缺點：完成的功能有限，沒有計算肯存貯功能；裝置體積龐大，接線復雜，維護工作量大，可靠性差，與計算機連接需要許多 中間接口設備。 1號機的現(xiàn)地控制單元和 2號機的現(xiàn)地控制單元互為熱備用； 3號機 現(xiàn)地控制單元和 4號機的現(xiàn)地控制單元互為熱備用； 5號機的現(xiàn)地控制單元和 6號機的現(xiàn)地控制單元互為熱備用； 7號機的現(xiàn)地控制單元和 8號機的現(xiàn)地控制單元互為熱備用。 （ 4）通信服務站，采用 IPC610/480DX，負責與外界的通信聯(lián)系。青銅峽水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結構圖如圖 11 所示 青銅峽水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng) 廠級計算機1DEC3000/300X(ALPHA)工程師工作站DEC3000/300X9(ALPHA)操作員工作站DEC3000/300X9(ALPHA)操作員工作站DEC3000/300X9(ALPHA)通信服務站 IPC610/ 480DX GPS時鐘系統(tǒng)雙機切換裝置19inCRT高密度彩顯19inCRT高密度彩顯19inCRT高密度彩顯19inCRT高密度彩顯廠級計算機2DEC3000/300X(ALPHA)19inCRT高密度彩顯19inCRT高密度彩顯19inCRT高密度彩顯2號 LC Ucpu1cpu23號 機LC Ucpu1cpu24號 機LC Ucpu1cpu25號 機LC Ucpu1cpu26號 LC Ucpu1cp27號 機LC Ucpu1cpu28號 機LC Ucpu1cpu29號 機LC UCPU1 CPU2開關站LC Ucpu1 cpu21號 機LC Ucpu1cpu2公用設備LC U cpu1 cpu2機組順序控制裝置溫度巡檢裝置 ABBMODCELL I/O雙微機同步裝置機組順序控制裝置溫度巡檢裝置 ABBMODCELL I/O雙微機同步裝置機組順序控制裝置溫度巡檢裝置 ABBMODCELL I/O雙微機同步裝置機組順序控制裝置溫度巡檢裝置 ABBMODCELL I/O雙微機同步裝置機組順序控制裝置溫度巡檢裝置 ABBMODCELL I/O雙微機同步裝置機組順序控制裝置溫度巡檢裝置 ABBMODCELL I/O雙微機同步裝置機組順序控制裝置溫度巡檢裝置 ABBMODCELL I/O雙微機同步裝置機組順序控制裝置溫度巡檢裝置 ABBMODCELL I/O雙微機同步裝置機組順序控制裝置溫度巡檢裝置 ABBMODCELL I/O雙微機同步裝置 圖 11 電廠 控制級 電廠控制級 由 下列部分組成： （ 1） 2臺廠級計算機，采用 64位的 DEC3000/300X機，互為熱備用。 青銅峽水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)結構模式 根據(jù)青銅峽水電站的實際情況，擬采用 CBSC 型計算機監(jiān)控系統(tǒng)，即水電站監(jiān)控以計算機為主，以常規(guī)控制設備為輔。即各臺機組的信息由各臺機組控制單元進行處理，就不必敷設許多電纜將信息送到一處集中處理了，可以節(jié)省投資，且由于上述兩個原因，整個系統(tǒng)的可靠性得到了顯著的提高。電廠控制級也設計算機，它負責一些全廠性功能。因此，功能分散式監(jiān)控系統(tǒng)目前已經(jīng)很少采用。各臺計算機只負責完成某一項或一項以上的任務。這種結構的缺點是只要計算機一出故障，整個控制系統(tǒng)就癱瘓，只能改為手動控制運行，性能大大降低，且由于所有信息都要送這臺計算機，現(xiàn)場需要敷設很多電纜，機組越多，電纜也越多，這不但增加了投資，而且降低了系統(tǒng)的可靠性。 總庫容為 億立方米，調節(jié)庫容為 億立方米。 4）簡化設計工作，采用選型的方式進行設計 在常規(guī)控制中，電氣設計復雜度高，需向廠家提供原理圖、布置圖、各種繼電器的選型后才能成功訂貨，在采用了自動控制設備集成后，設計者只需提供一次主接線、保護配置及自動化要求即可，使設計、安裝和調試工作得以簡化。水電站采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)的邏輯順序控制和調節(jié)規(guī)律、計算機硬件和軟件 構成，計算機監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)預設的邏輯控制順序和調節(jié)規(guī)律，快速完成各個環(huán)節(jié)的檢查復核，大大加快了控制調節(jié)的過程，實現(xiàn)水電站、機組的控制調節(jié)。 水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的目的和意義 水電站計算機監(jiān)控的目的就是通過采集并處理水電站各種設備的信息，實現(xiàn)自動監(jiān)視、控制、調節(jié)、保護，使水輪發(fā)電機組所發(fā)出的電能的質量得到保證，從而保證水電站水輪發(fā)電機組穩(wěn)定、安全、可靠運行，保證水電站所在區(qū)域及地區(qū)電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運行，加快水電站機組調節(jié)速度及整個電站故障處理速度，使水電站優(yōu)化運行得以實現(xiàn)。大致可以分為小型水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)和大、中水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)。其特點：用戶的可移植性；應用軟件的可移植性；不同系統(tǒng)之間的相互操作性。能按不同的系統(tǒng)功能設立多套相應的設備，這些設備能獨立完成各自的功能 。水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)利用一臺主控計算機，實集中式監(jiān)控，配備人機聯(lián)系，對外通信聯(lián)系，數(shù)據(jù)存儲設備，根 據(jù)需要為提高系統(tǒng)可靠性以設置備用主控機。 但小型水電站在實施計算機監(jiān)控和自動化改造過程中存在著許多 共性的問題 。 目前，我國已實施了計算機監(jiān)控和自動化改造的水電站中，大部分采用以計算機監(jiān)控為主 、 常規(guī)設備為輔的方式，即 CBSC 方式。 特別是這一時期推行 “ 無人值班（少人值守） ” 工作以后，整個水電站機組的自動化程度更是上升到了一個新的階段 。 國內水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 根據(jù)計算機的作用，配置，系統(tǒng)結構，以及控制的層次，功能和操作方法對水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行分類： CASC，即水電站的常規(guī)控制設備為主，以計算機的監(jiān)控為輔； CCSC，水電站常規(guī)控制設備和計算機同時進行監(jiān)控 . CCSC方式的兩種控制系統(tǒng)可獨立運行，結構較復雜，價格較高，優(yōu)點是兩套系統(tǒng)互為備用，可以切換。 國外水電站自動控制系統(tǒng)主要有兩種模式：一種是通用開放型模式；另一種是功能集中專用模式的“專用型”。 關鍵詞： 水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng) 、現(xiàn)地控制單元 設計、 PLC 選型及組態(tài)、AGC 青銅峽水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng) Design of Computer Monitoring System for Qingtongxia Hydropower Station ABSTRACT The main content of this Graduate Design is to carry on a puter monitoring design of hydropower station. The object of this design is Qingtongxia hydropower station. The main contents of this design contain four parts. The first part of this design is to make a general structural design of puter monitoring system of Qingtongxia hydropower station. Design by paring the centralized functions of distributed and hierarchical distributed puter monitor characteristics of the system structure model, select the open architecture of the whole distribution . The second part of the design of the local control unit and the unit sequence control block diagram of the design. The third part is used to control unit PLC type selection and configuration. The last part is a hydropower station automati