【正文】 現(xiàn)場(chǎng)各類智能控制器和各種 I/O及儀表連接在現(xiàn)場(chǎng)總線上 ， 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和過程自動(dòng)控制 。 對(duì)于無法采用數(shù)字通信的設(shè)備采用 硬布線 I/O進(jìn)行連接 。 水電站監(jiān)控系統(tǒng) 現(xiàn)地控制層 （ 2）一類總線主站（ LCU）若干個(gè)，圖中用２個(gè)中檔的可編程控制器，各帶若干種類型的輸入輸出模塊、通信模塊、變送器、繼電器、儀表等信號(hào)變換裝置、驅(qū)動(dòng)裝置及輸入輸出信號(hào)源等。 水電站監(jiān)控系統(tǒng) 現(xiàn)地控制層 （ 3）現(xiàn)場(chǎng)總線上掛若干個(gè)智能控制器，該控制器是用中檔的可編程控制器（帶 PROFIB BUS接口）實(shí)現(xiàn)的 閉環(huán)控制 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)某生產(chǎn)過程的自動(dòng)調(diào)節(jié)（調(diào)速器，勵(lì)磁）。 （ 4）將各種數(shù)字儀表和遠(yuǎn)程 I/O掛在現(xiàn)場(chǎng)總線上，將需要的數(shù)據(jù)上傳一類總線主站，并接受其下達(dá)的命令，執(zhí)行相應(yīng)的操作。（ 測(cè)溫裝置，測(cè)機(jī)組振動(dòng)裝置，各輔助設(shè)備控制裝置 ） 水電站監(jiān)控系統(tǒng) 現(xiàn)地控制層 ? 每臺(tái)機(jī)組的 LCU與繼電保護(hù)、調(diào)速器（微機(jī)調(diào)速器是保證每臺(tái)機(jī)組發(fā)出電的頻率始終維持在規(guī)定的范圍內(nèi)）、勵(lì)磁（微機(jī)勵(lì)磁是保證每臺(tái)機(jī)組發(fā)出電的電壓始終維持在規(guī)定的范圍內(nèi)）、溫度巡回檢測(cè)系統(tǒng)（微機(jī)溫度巡回檢測(cè)或定點(diǎn)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)每臺(tái)機(jī)組的各點(diǎn)溫度巡回檢測(cè)并顯示、打?。⑼谘b置（用于并網(wǎng)（合油開關(guān)）），自動(dòng)化元件及執(zhí)行元件共同控制機(jī)組，因此上述輔助設(shè)備都要改造成能滿足監(jiān)控系統(tǒng)的要求，實(shí)現(xiàn)水電站輔助控制設(shè)備的基礎(chǔ)自動(dòng)化。 水電站監(jiān)控系統(tǒng) 現(xiàn)地控制層 （ 5）現(xiàn)場(chǎng)總線通過協(xié)議轉(zhuǎn)換接口將非總線協(xié)議的智能設(shè)備連接在總線上，實(shí)現(xiàn)全廠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)視與控制。 水電站監(jiān)控系統(tǒng) 現(xiàn)地控制層 ? 機(jī)組 LCU 監(jiān)控范圍包括水輪機(jī) 、 發(fā)電機(jī) 、 機(jī)組進(jìn)水閥 、 尾水閘門 、 機(jī)組附屬及輔助設(shè)備等 。 ? 機(jī)組 LCU完成下列數(shù)據(jù)采集與處理功能： 機(jī)組電氣量采集：定時(shí)采集機(jī)組定子和轉(zhuǎn)子的電壓量 、 電流量 、 頻率 、 有功功率及無功功率等參量 ， 存入數(shù)據(jù)庫(kù) ， 在機(jī)組 LCU上顯示并上送電站中控層 。檢查采集的溫度量是否越限，并及時(shí)將越限情況及數(shù)據(jù)送往電站中控層，機(jī)組 LCU上同時(shí)也有報(bào)警顯示和音響。 機(jī)組 振動(dòng)、擺度、蠕動(dòng)、氣隙、流量、壓力，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行越限檢查，并將越限情況與數(shù)據(jù)送往電站中控層，機(jī)組 LCU上同時(shí)也有報(bào)警顯示和音響。 機(jī)組電氣保護(hù)報(bào)警量采集 ：隨機(jī)采集機(jī)組電氣保護(hù)動(dòng)作信息 ， 一旦采集到保護(hù)報(bào)警信息 ， 立即將該信息送往電站中控層 ， 同時(shí)在機(jī)組 LCU上報(bào)警顯示和音響 。 水電站監(jiān)控系統(tǒng) 現(xiàn)地控制層 監(jiān)視各輔助設(shè)備的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)向電站中控層傳送信息，并在機(jī)組 LCU上有報(bào)警顯示和音響。 機(jī)組 LCU應(yīng)包括對(duì)機(jī)組控制范圍內(nèi)的斷路器和各種隔離開關(guān)（不包括檢修接地隔離開關(guān)）的分合控制，進(jìn)水口閥門開關(guān)控制，尾水事故閘門的充水、開啟及關(guān)閉控制。 。 機(jī)組 LCU針對(duì)各工況及其轉(zhuǎn)換應(yīng)有相應(yīng)的控制程序 。沒有電站中控層命令或脫離電站中控層的情況下，機(jī)組 LCU也應(yīng)能獨(dú)立完成對(duì)所控設(shè)備的閉環(huán)或開環(huán)控制，保證機(jī)組安全運(yùn)行和開停機(jī)操作。在機(jī)組 LCU上還裝有必要的電氣測(cè)量?jī)x表和變送器。 采集全廠廠用變壓器 、10kV廠用電斷路器狀態(tài)和繼電保護(hù) 、 備用電源自動(dòng)投入裝置的狀態(tài) 、 動(dòng)作 、 報(bào)警信息和電測(cè)量信號(hào)；定時(shí)對(duì)全廠公用 、 輔助設(shè)備的狀態(tài)量 ， 以及斷路器 、開關(guān)和分合進(jìn)行處理 ， 上送至電站中控層 。 接受電站中控層控制命令 、 完成全廠性有關(guān)斷路器順序操作 、 隔離開關(guān)的投 、 切 。 水電站監(jiān)控系統(tǒng)電廠控制層 (生產(chǎn)調(diào)度和監(jiān)控 ) ? 電站監(jiān)控系統(tǒng)中控層應(yīng)完成對(duì)本電站所有被控對(duì)象的安全監(jiān)控 。 ? 電廠控制層 實(shí)時(shí)采集來自 LCU層的所有主要運(yùn)行設(shè)備的模擬量 、 開關(guān)量 、 脈沖量等信息以及來自調(diào)度層的控制命令和交換數(shù)據(jù) 。 水電站監(jiān)控系統(tǒng) 中控層 （ 1）網(wǎng)絡(luò)采用雙冗余的光纖網(wǎng) TCP/IP協(xié)議； （ 2）集中控制工作站：雙機(jī)熱備、服務(wù)器。操作功能：程序及單項(xiàng)操作； （ 4）工程師工作站：１臺(tái)微機(jī)。 電廠控制層 與 LCU也可以采用以太網(wǎng)相連 ,如下圖示。 水電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) ? 在大中型電站用高性能的工作站或服務(wù)器作為全系統(tǒng)的 主控機(jī)和數(shù)據(jù)服務(wù)器 ，而用 PC機(jī)作為操作員站，大中型電站的系統(tǒng)級(jí)設(shè)備一般都選用 64位的工作站和服務(wù)器。 ? Web、面向?qū)ο蟮?Java等新技術(shù)將越來越多地引入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。（ 數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)分析來預(yù)測(cè)設(shè)備狀態(tài) ） 先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例 ? 瓦斯河位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)，流域共規(guī)劃 7個(gè)常規(guī)水電廠， 1個(gè)抽水蓄能電廠，預(yù)計(jì)總裝機(jī) 990MW。二期工程 3個(gè)電站共 530MW。 ? 流域梯級(jí)控制中心 位于距冷竹關(guān)電廠 315km以外的 成都市 。系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： 先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例 (1)成都控制中心監(jiān)控系統(tǒng)與冷竹關(guān)電站中控室控制系統(tǒng)任何一方發(fā)生故障，另一方仍可以正常控制生產(chǎn)。 (3)操作員工作站集中監(jiān)視和控制各電站，可以實(shí)時(shí)顯示圖形、報(bào)表、報(bào)警及事件信息，能直接控制、調(diào)度到機(jī)組和主要的斷路器。 先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例 (4)主計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集并處理各電站的數(shù)據(jù)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)存檔和管理，向 SQL服務(wù)器 和操作員站傳送數(shù)據(jù) (5)SQL服務(wù)器是與管理信息系統(tǒng) (MIS系統(tǒng) )接口 的計(jì)算機(jī)，從主計(jì)算機(jī)采集 MIS系統(tǒng)所需的監(jiān)控系統(tǒng)信息，轉(zhuǎn)換成 MIS系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)格式，并實(shí)時(shí)生成各類格式的報(bào)表。 (6)一臺(tái)工程師 /編程員站用于系統(tǒng)維護(hù)、故障處理、軟件開發(fā)，同時(shí)兼有操作員站的所有功能，可作為操作員站的備用機(jī)。 (8)通信接口計(jì)算機(jī)向省調(diào)度中心上傳成都控制中心監(jiān)控系統(tǒng)信息，接收省調(diào)下發(fā)的數(shù)據(jù)和命令。主通道有故障時(shí)能自動(dòng)切換到備用通道。 火力發(fā)電廠的廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng) 火力發(fā)電廠簡(jiǎn)介 ? 火力發(fā)電廠是將燃料 (煤、油、天然氣等 )的 化學(xué)能變成電能 的工廠。并通過蒸汽管道送到 汽輪機(jī) 中 。汽輪機(jī)帶動(dòng) 發(fā)電機(jī) 旋轉(zhuǎn)而發(fā)出電來，機(jī)械能就轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。（燃料 鍋爐 汽輪機(jī) 發(fā)電機(jī)） 大型火力發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn) 現(xiàn)代化大型發(fā)電機(jī)組有下列一些特點(diǎn) : l)熱力系統(tǒng)龐大，生產(chǎn)過程復(fù)雜。 3)生產(chǎn)工況變化多、操作頻繁和復(fù)雜。 4)大型機(jī)組的控制對(duì)象和參數(shù)多，控制機(jī)構(gòu)多，各種擾動(dòng)也多。 (節(jié)能減排 ) ? 火電廠生產(chǎn)運(yùn)行過程的自動(dòng)化程度要求高，火電廠底層控制系統(tǒng)的范圍極其廣泛，它包括了單元機(jī)組控制系統(tǒng)、輔助設(shè)備、公用系統(tǒng)控制系統(tǒng)、以及廠用電分散控制系統(tǒng) ? 其中 含有 大量模擬控制回路 的鍋爐、汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)組構(gòu)成的 單元機(jī)組運(yùn)行的控制系統(tǒng) 最為復(fù)雜 。 (2)自動(dòng)調(diào)節(jié) :一般是