【正文】 ...........................78參考文獻 ...................................................................................................................................................79附錄 ...........................................................................................................................................................81外文資料 ...............................................................................................................................................81外文翻譯 ...............................................................................................................................................87 III摘要隨著工業(yè)自動化程度的日益提高，可編程控制器（PLC）的使用越來越普遍。PLC 使用簡單方便，故障率低，對現(xiàn)場環(huán)境要求不高，因而倍受青睞。而本文在對組態(tài)和組態(tài)軟件的概念、總體結構、開發(fā)環(huán)境和硬件接口、原理功能進行介紹的基礎上，結合西洱河一級電站和組態(tài)王軟件來實現(xiàn)水電站中監(jiān)控組態(tài)軟件所需的基本功能。關鍵詞：PLC ，組態(tài)軟件，水電站，監(jiān)控系統(tǒng) IVAbstractWith the rapid development of industrial automation,the use of PLC is more and more use of simple, low failure rate,the environment of not high demand and extremely popular. In the present a lot of supervising system, PLC is often as the field level control facilities that used for date control and state software be used for displaying industrial process and control parameter, it achieve production monitoring and management etc that based on Industrial personal on the introduce to binational state and binational state software concept, general structure, development environment and hardware interface, principle fuction that bined to a top grade power station of Xier river. Using Kingview realize fuction of monnitoring software which was in hydropower station. This system used the objectoriented programming design thought while developing process. This means date structure is reasonable, and has modular characteristics, and has more monality that is in our system.Keywords: PLC. Combinational state software. Hydropower station. Supervising system V前 言水利發(fā)電廠機組運行的安全性和經(jīng)濟性是電力生產的首要問題。要提高機組的運行效益，必須改善運行監(jiān)督與分析的方法，切實保證運行人員和管理人員能及時獲得準確的信息，以便采取有效措施來消除或減少運行過程中的能量損失。隨著水輪機組不斷向大容量、高參數(shù)方向發(fā)展，現(xiàn)今的電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)基本上采用了 DCS（集散控制系統(tǒng)） 。在生產制造過程中，需要現(xiàn)場的大量數(shù)據(jù)進行流程分析和過程控制，以實現(xiàn)對生產流程的調整和優(yōu)化。 第 1 頁第一章 緒論 國內外水電站計算機監(jiān)控發(fā)展史簡述水電站計算機監(jiān)控技術的發(fā)展始于 20 世紀 60 年代，當時由于計算機體積龐大，性價比太低，未得到廣泛應用。世界各國對水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的研究和開發(fā)都十分重視，理論研究和工程實施十分活躍，一些科學技術發(fā)達的國家在工程應用上做了大量的工作，水平較高。目前國外監(jiān)控在 LCU 裝置的設計上充分利用了成熟的數(shù)字電子集成電路技術，將 PLC、PCC、現(xiàn)場總線技術集成到 LCU 中去結合他們先進的制造工藝、幾十年規(guī)范化的管理以及對監(jiān)控標準的制定、掌控上的優(yōu)勢，使他們的LCU 裝置具有高性能、高可靠性、標準化的特點；在主站的設計上充分發(fā)揮其在UNIX 操作系統(tǒng)上的技術成熟度，設計出專業(yè)性很強的監(jiān)控軟件，可靠性也很高，目前由于 WINDOWS 操作系統(tǒng)的迅猛發(fā)展勢頭，處于成本及應用范圍的考慮，國外也在大力發(fā)展基于 WINDOWS 平臺的監(jiān)控軟件。而再來看看我國的水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過了怎樣的發(fā)展歷程，記得在我兒時就聽長輩們說過就在咱們云南這塊地，誕生了我國第一所水電站“石龍壩水電站”其修建于 1910 年 7 月，1912 年 4 月開始投產發(fā)電初裝機容量為 480kW，之后由一些愛國人士和政府部門出資對電站進行了多次修正和擴容，至今該電站仍在繼續(xù)發(fā)電并且已被云南省政府列為省級重點文物保護對象。我國水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的研制工作起步不晚。隨后，中國水利水電科學研究院自動化研究所開始研究富春江水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的研制工作。與此同時，我國也引進了一些國外研制的監(jiān)控系統(tǒng)。十多年來，國內的研制單位取得了很大的成就。技術水平也有了很大的提高，達到了國外 90 年代的水平。電力自動化研究院和水科院自動化研究所還推出了自己的系列產品，不僅在國內水電廠得到廣泛應用，甚至還出口到國外。 電力系統(tǒng)及水利發(fā)展的特點眾所周知，電力系統(tǒng)是指利用各種電壓等級的輸電線路把分布在不同地區(qū)的各種發(fā)供電設備連接在一起構成的一個整體，具體包括發(fā)電、變電、輸電、配電等部分。電力系統(tǒng)在任一時刻都必須保持有功功率和無功功率的平衡，即下列等式在任一時刻均成立： = + （1）iP?jk 第 3 頁 = + （2）iQ?jk式中 、 ~~~當前發(fā)電設備發(fā)出的有功和無功功率總和；iPi、 ~~~系統(tǒng)當前的有功、無功總負荷；jj、 ~~~系統(tǒng)當前的有功、無功損耗總和。水輪發(fā)電機所發(fā)出的功率如下： （3）HqG??式中 q——水輪機流量 H——水頭 m ——水輪機組發(fā)電效率Sm3 ?相對于其它發(fā)電形式而言，水力發(fā)電具有啟停速度快（最快可在 1 分鐘內并網(wǎng)并帶滿負荷） 、調節(jié)方便、能源清潔等特點，在電網(wǎng)中主要承擔調峰、用的任務。水電廠自動控制系統(tǒng)的功能主要包括以下幾個方面：水輪發(fā)電機組開停機、運行的自動控制與故障、事故保護等；機組轉速和有功功率的自動控制；發(fā)電機電壓和無功功率的自動控制；同期控制及壓縮空氣系統(tǒng)、技術供水系統(tǒng)、滲漏排水系統(tǒng)等輔助設備的自動控制等；電氣設備防誤操作；根據(jù)上述功能要求，水電廠自動控制系統(tǒng)結構如圖 11 所示： 第 4 頁水輪機控制及保護回路現(xiàn)場控制元件 同期系統(tǒng) 勵磁系統(tǒng) 現(xiàn)場控制元件調度遠程通信 圖 11 水廠控制結構各組成部分的功能和原理簡述如下：水輪發(fā)電機組控制及保護回路：1） 接受運行值班員或調度指令，完成機組的各種狀態(tài)轉換:如西洱河一級電站的以下幾種狀態(tài)轉換：停機一空轉、空轉一空載、空載一發(fā)電、發(fā)電一空載、空載一空轉、空轉一停機等。3）完成機組各種保護功能。機組調速器、勵磁系統(tǒng)、同期系統(tǒng)是具有一定功能的相對獨立的自動裝置。除上述主要部分外，在水電廠控制中還包括各種輔助設備的控制，如壓縮空氣自動控制系統(tǒng)、技術供水系統(tǒng)、火災報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)、廠房滲漏排水系統(tǒng)、全廠電氣設備防誤操作系統(tǒng)等。70 年代后期至 80 年代初期，國外許多水電廠都開始實施計算機監(jiān)控。引進涉及的國外公司有:ABB 公司(包括原來 BBC公司提供的系統(tǒng)))8 套、加拿大 GAE 公司 3 套、加拿大貝利公司 2 套、法國 Cegelec公司 2 套、奧地利 Elin 公司 1 套、德國 Siemens 公司 3 套。國外水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的主要結構如下：加拿大 Bailey 公司的 INFI90 系統(tǒng)。結構如圖 12 所示： 第 6 頁OIS NIS EWSNISINFI—NETNPS NPMCONTROL—WAYMEP MEPDIS DSI ASI DSO ASO FBSSALVE BUSFIELD BUS…… 圖 12 INFI90 系統(tǒng)結構圖系統(tǒng)的主要組成部分：1）操作員接口站(OPERATOR INTERFACE STATION，OIS)：主要完成流程圖顯示、操作、管理、存儲數(shù)據(jù)的功能。2）工程師工作站(ENGINEER WORK STATION，EWS) ：提供工具平臺對INFI90 系統(tǒng)進行組態(tài)、對整個系統(tǒng)進行程序、參數(shù)修改和系統(tǒng)維護。INFI90 系統(tǒng)是一個封閉環(huán)路、緩沖器插入型的環(huán)形通信網(wǎng)絡，網(wǎng)絡上的節(jié)點類型包括過程控制單元、操作員接口站和計算機接口單元，網(wǎng)絡最大可支持 250 個節(jié)點，在網(wǎng)絡上的各個節(jié)點均可組成冗余配置，可靠性高，屬于分層、分散系統(tǒng)，但其開放性較差。采用分布式結構，將所有功能分成二層，結構如圖 13 所示：運行操作計算機 …… 運行操作計算機 優(yōu)化計算機優(yōu)化計算機本地計算機 本地計算機PLC PLC 站控制單元 站控制單元 圖 13 PROKONLSX 結構1）本地自動層(The Local Automation Level)：由 PLC 和建立在 PLC 上的電站控制單元實時地進行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制，當數(shù)據(jù)、狀態(tài)和處理參數(shù)發(fā)生變化時，對它們設置一個時間標志，并且非周期性地將它們送到中央控制室內的中央層系統(tǒng)。例如對機組、開關站、閘門各自設置地區(qū)計算機。4）西門子公司的 PROKONLSX 水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)是一種分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)，這種系統(tǒng)在地域上是分散的，即按控制對象進行分散。另外，由于信息進行了分布處理，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，可以節(jié)省相應的投資。這兩個系統(tǒng)比較典型，都采用了分散式結構，前者是應用較早的系統(tǒng)，開放性較差，后者是近期開發(fā)的系統(tǒng)，采用了當今普遍流行的分布式結構，可靠性高，為本項目的設計提供了借鑒。通用組態(tài)軟件可用于多個領域，如電力、化工、石油、交通、樓宇等，由于應用領域不同則監(jiān)測點各異，但是對于系統(tǒng)的結構和基本原理都是一樣的。而專用組態(tài)軟件則是。長期以來，我國的組態(tài)軟件市場都是由國外產品占主角，國內組態(tài)軟件所占比重并不高。因此，進行變配電所組態(tài)軟件設計方面的研究，開發(fā)系統(tǒng)組態(tài)軟件是有實際意義的。多個功能模塊共同構成變配電所自動化組態(tài)軟件系統(tǒng)，能夠在類似的變配電所的監(jiān)控軟件中發(fā)揮組態(tài)軟件應用的功能，更好的復用軟件。這將影響現(xiàn)有監(jiān)控組態(tài)軟件的體系結構，進而改變軟件的某些使用模式，滿足更為靈活的實際需求。遙信量——是指遠方監(jiān)視電氣開關和設備、機械設備的工作