H9000系列水电站计算机监控系统 .docx
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1、精品名师归纳总结H9000系列水电站运算机监控系统引言H9000系统是面对水利水电工程监控与自动化应用而研制开发的全新的分布开放运算机把握系可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结统,它结合了当代国内外最新运算机硬件产品、软件产品、网络技术、实时工业把握产品与将来发展趋势,集中表达了北京中水科水电科技开发有限公司 中国水利水电科学院自动化所 在水利水电自动化领域近 30 年的研制开发体会,系统具有良好的牢靠性、可变性、可扩充性和可移植性,支持异型机互联。H9000系统 V1.0 版自 1994 年 6 月起大规模开发,于 1996 年完成了包括湖南凤滩及浙江湖南镇扩机在内的首批系统,其
2、中湖南镇扩机工程运算机监控系统经一年的试运行稳固后,在国内首次实现了电站的关门运行,引起国电公司领导的高度重视。1996 年底完成向 Window NT平台移植,标志着水科院自动化所拥有可在 UNIX和 Window NT两个操作系统平台运行的完全兼容的H9000系列分布开放系统。H9000系统的推出,受到广大水电用户的欢迎和好评,已被广泛的应用于260 多个各类大中小型水利水电自动化工程,如黄河上游梯级集控、东北白山梯级及白山蓄能、青海龙羊峡、公伯峡、湖南五强溪、东江梯级、凤滩及扩机、碗M坡、三板溪、洪江、浙江乌溪江梯级、贵州东风、乌江渡 及扩机、陕西安康、四川美姑河流域、北京密云等大中型水
3、电站,已经有200 多套完整系统三年以上的成功运行体会。1997 年实施的东北白山梯级电站的“无人值班” 少人值守 运算机监控系统工程规模宏大,性能指标杰出,在国内水电站运算机监控系统首次成功的接受了超长距离的高速以太网通讯,实现了巨型机组的现的“无人值班” 少人值守 和远方监控。该工程已于 1999 年 3 月 29 日至 31 日顺当通过技术鉴定,受到东北电管局及国家电力公司鉴定小组有关专家、领导及白山电厂有关人员的高度评判,其结论是系统总体国内领先,国际先进。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结H9000系统仍为白山、龙羊峡、紧水滩、乌溪江、东风及东江等六大水电厂先后顺当通过
4、国电公司“无人值班” 少人值守 验收及创“一流水电厂”奠定了坚实的基础。1996 年,浙江乌溪江扩建电站接受 H9000系统,成为我国首个关门运行的水电站。2004 年投运的黄河上游梯级电站集控系统实现了与公伯峡电站首台机组发电同步投运,已实现了龙羊峡、李家峡、公伯峡、苏只、盐锅峡、八盘峡等电站的接入和监视,实现了苏只电站的远方实时监控运行。1998 年至 2005 年,我们先后签订了 5 个监控系统出口合同,出口监控系统6 套,其中埃塞俄比亚的 Tis Abay 二级电站、马其顿科佳电站分别与2001 年和 2004 年已全部建成发电。2001 年中国水利水电科学争论院自动化所与国外公司合作
5、,联合中标三峡左岸电站运算机监控系统和三峡梯级调度中心自动化系统两大水电自动化工程,全面介入了三峡电站的自动化建设,并承担了多项重大功能的开发任务。通过三峡工程的国际合作,使我们有机会准时的跟踪国际技术进展,进一步丰富和完善了 H9000系统的功能和设计,保持 H9000系统在国内的领先位置。2005 年 6 月 21 日,中国长江三峡工程开发总公司与北京中水科水电科技开发有限公司在湖北宜昌举办了正式的长江三峡右岸电站运算机监控系统开发合同签字仪式,三峡右岸电站监控系统全部接受 中水科技自主研发的 H9000系统。结合三峡右岸电站监控系统工程,我们对H9000系统进一步充实改进和完善,使H90
6、00系统顺当升级到功能和性能更强大的H9000 V4.0 系统。H9000 V4.0 系统主要针对巨型机组特大型电站应用进行开发,V4.0 版与过去较大改进之处是进一步完善和优化了数据采集与处理、图形界面、报警处理、人机联系、报表治理、WEB信息发布、历史数据治理等功能,以中意巨型机组特大型电站对把握系统性能及功能的要求,不仅具有杰出的系统牢靠性和可爱惜性,而且使系统更加开放、友好。H9000 V4.0 系统不仅做到了 UNIX 和 WINDOWS NT两个版本用户外部界面完全相同,具有相同的性能与功能,而且软件代码也兼容,进一步提高了系统的兼容性和可爱惜性。目前,三峡右岸电站运算机监控系统已
7、于2007 年 5 月与右岸首台机组发电同步投入运行。2021年 10 月全部 12 台机组投运完毕。 2021 年又完成瀑布沟、积石峡等大型水电站运算机监控系统投运。三峡左岸工程的国际合作和三峡右岸的独立实施,使我们积存了不行多得的巨型机组水电站监控系统的设计、开发和现场安装调试体会,为今后承担其它巨型电站的监控系统奠定了坚实基础。在广大用户的大力支持下,通过我们的不断努力,H9000系统已经比较成熟、完善,现场投运均特殊顺当成功。通用化标准化设计开发的H9000系统,不仅适用于水电站、蓄能电站、抽水泵站、 水电站群、梯级水电站的集中监控,也适用于引水调水工程、泵站、闸门、升船机、船闸、风电
8、场、辅机把握及其他领域集中把握的运算机监控系统。H9000系统的成功开发与现场运行,证明白中水科技是国内为数无几的全部依靠自己的力气开发可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的分布开放运算机监控系统、拥有百分之百自主软件版权并获得成功的厂家。H9000已经成为水利水电自动化领域的国内外知名品牌。我们将一如既往,不断努力奋进,为广大水利水电用户供应更先进的技术、更优质的产品、更中意的服务。1. 系统总体结构H9000系列运算机监控系统是一个面对水利水电应用的分布开放把握系统,接受面对网络的分布式结构,具有良好的扩充性,可依据用户的需要,灵敏配置,例如可配置成的简洁的单机单网系统,或配置
9、为多机多网冗余系统配置,也可配置成多厂的复合网络系统。考虑到电站监控系统与梯级集控中心系统的兼容问题,H9000 V4.0 系统在信息的址编码设计中考虑了电站级的的址编码。H9000系统的分层结构示意图在具体的系统设计和功能配置方面, H9000系统一般分为电站把握层和现的把握层两层。对于梯级水电站的远方集控系统,就可再设一个梯级集控层。有关梯级调度把握层的配置及功能请参见有关 H9000-CAS的资料。电站把握层结构依据系统牢靠性或功能要求,电站把握层可配置一至两台数据库服务器,完成系统的应用运算与历史数据库治理工作,一至多台人机联系工作站,实现生产过程的监视与把握,实现对电站的自动治理。系
10、统设有如干台通讯服务器,负责本系统同其它系统的通讯,如网调、省调、水情测报系统、以及电厂内部的其他智能数据采集功能装置等。电站把握层仍可选配事故语音报警装置,可同电话系统、传呼系统联网,作为水电站“无人值班” 少人值守 自动化系统的必备选件。另外,仍可设置工程师工作站,培训仿真工作站,厂长终端等。对于特大型电站,一般设置独立的历史数据库服务器,配有共享磁盘阵列,以及独立的数据采集服务器、应用服务器、通讯服务器等,接受双冗余配置。当机组台数较多时,可适当多配置一台或如干台操作员工作站。依据用户要求,本系统仍可配制大屏幕投影系统、大屏幕电子显示屏或模拟屏。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归
11、纳总结电站的辅机把握系统相对独立,可与监控系统通讯形成有机联系的系统。H9000 V4.0 系统典型结构梯级集控层结构梯级集控层的系统结构及硬件配置与电站把握层差异不大,一般差别仅在于硬件的性能指标应更高一些,如数据库服务器,设备的数量更多一些,如操作员站,在功能方面的重点是流域的发电方案与经济运行 EDC、梯级 AGC。另外,一般流域机构的发电经营由梯级集控中心归口负责,因此硬件可配置电力市场报价终端。无主设计的概念H9000系统的总体设计技术接受了无主设计的概念,即系统中各运算机节点的应用软件配置基本相同,如数据库治理站、操作员站或工程师站,相同的软件配置依据不同的功能授权实现不同的功 能
12、。当任何一个运算机节点显现故障时,可通过功能授权调整功能的支配。如正常运行时,工程师 站不具备现场设备的操作把握权,但经过权限的调整,可以进行把握操作。因此,当一个系统具有 多台运算机节点时,全部运算机同时显现故障的概率可以忽视不计。目前由于运算机的硬件资源相对丰富,许多原先需要性能很高的设备完成的工作一般运算机也 均能完成,因此, H9000系统现的把握单元的运算机基本上也可以完成主控级的人机联系任务,使系统的可控性进一步提高。现的把握单元结构现的把握单元层接受按单元分布的原就,一般每台发电机变压器组各设一个LCU,开关站设一个 LCU,厂用电及全厂公用设备共设一个LCU,闸门把握设一套 L
13、CU。如有模拟屏,就应设一个模拟屏可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结驱动 LCU。依据机组装机容量的大小,机组现的有人值班与否,对LCU的牢靠性要求也不同。为提高 LCU 的牢靠性,一般可接受结构冗余的方式。可在影响LCU牢靠性的每一个环节实行改进措施,如CPU、 I/O 机箱电源、通讯模块、 I/O 模块、机柜电源等,可进行双冗余配置。依据目前应用体会,一般采用较多的冗余措施有双 CPU配置, I/O 机箱配置冗余电源,机柜接受交直流电源供电,双通讯模块或接口等。对于特大型机组,为了减轻 PLC主 CPU的负担,机组测温系统可单独设置CPU,与主 CPU接受现的总线通讯连接。网
14、络结构H9000系统内部各节点接受开放的以太网联接。依据电站规模、现场条件、对牢靠性要求等情形,可接受单网或多网冗余、星型或环型光纤以太网的网络结构。H9000系统支持工业标准局域网和广域网,如IEEE 802.3 以太网、快速以太网、 X.25 广域网、SDH,以及符合国际标准的各种现的工业总线,如MB+网、ProfiBus 、DH+等。与核心数据服务器的连接、主站之间连接可接受1000MB的高速网络接口。通道可接受光纤、同轴电缆、双绞线或微波等。对于特殊偏僻遥远的区水电站,可以接受通讯卫星。时钟系统结构H9000系统内部接受统一实时时钟,使系统内LCU装置的 CPU时钟偏差中意系统的要求,
15、并与国可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结际标准时间保持确定的精度。对于巨型水电厂,由于智能设备多,相互之间距离远,可接受主钟和二级钟配置模式,即系统设一套主钟,每台 LCU设置一套二级钟,负责与该 LCU有关的智能设备的对时。为了提高时钟系统的牢靠性,主时钟可配置为双CPU。BBS-3型卫星时钟系统2. 系统设备与软件选型开放性是 H9000系统设计中硬件、软件选型的重要因素。H9000系统依据用户的需要,接受经过ISO9000 质量标准认证的国际著名厂商生产的、性能价格比高的硬件产品。H9000系统的设备选型原就是:在保证系统牢靠性、性能、质量、开放的同时,尽量削减设备的种类,
16、以便增强系统内设备之间的兼容性、替换性,削减备品备件的数量,便利用户熟识、把握。运算机设备H9000系统电站把握层接受的运算机硬件可包括:各类符合开放系统标准的 RISC服务器与工作站,如 SUN公司的 Sparc 工作站、 HP公司的 64位 Itanium工作站、 Alpha 工作站以及 IBM公司的工作站等。各类 PC工作站。可编程把握器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结现的把握单元接受高牢靠性和较好开放性的可编程把握器为核心构成。目前H9000系统支持:Schneider 公司的 Unity Quantum/Premium 系列 PLC I/O 模板Siemens 公司的
17、 S3/S7 系列 PLC I/O 模板AB公司的 Control Logix PLC /SLC 500 PLC数据采集系统GE公司的 GE PAC/90-70/GE90-30/Versa MAX 系列 PLC I/O 模板BITC VX200/VX300系列 PLC I/O 模板ABB公司的 AC450/400/160/70 系列集散把握系统及 PLC I/O 模板OMRO公M司的 CH200/CH2000系列 PLC I/O 模板Koyo 公司的 SU-6 PLC、SU-5 PLC其它设备包括各类进口原装的工业把握微机、一体化工控机、触摸屏、沟通采样、转速继电器等。网络设备我们正处在一个快
18、速变化的网络时代,网络技术进展日新月异,新产品层出不穷。一般 H9000 系统内部通讯接受网络交换机,对外通讯接受路由器。依据不同的需要, H9000系统可有许多种选择方案。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结网络可选择星网或环网。网络端口速率可选择 10Mbps、100Mbps或 1000Mbps。端口类型包括电口及光口。制造厂家可选择 Hirschmann、CISCO、华为 3COM、HP等。软件环境H9000系统的软件环境选型可包括:操作系统: UNIX SUN Solaris/ HP Tru64 UNIX,Windows NT/ 2000/ XP 。 图形系统: GTK,
19、X/Window,Motif, Microsoft Windows GUI。网络系统: Ethernet10/100/1000MB ,TCP/IP,X.25 。实时数据库: RTDB符 合 SQL,关系数据库 Oracle, SQL或 Sybase选件。编程语言: ANSI C, C+,.Net ,C#, PB等。3. 系统的主要功能H9000系统是一个完整的高牢靠性水电站实时闭环过程把握系统,可中意各种水电厂“无人值班” 少人值守 对运算机监控系统的功能要求,软件模块化结构,配置及扩充便利。H9000系统功能软件结构示意图其主要功能包括 :数据采集现场数据包括模拟量、非电量、温度量、扫查开入
20、量、中断开入量、数字量、脉冲量、串行口通讯量等,基本由 LCU采集,少量由通讯服务器采集。采样分定周期和变周期两种。预处理包括有效性、合理性判定,软件虑波,输入线路误差补偿,标度变换,越复限比较以及格式化,报警或变位时间标记等,开入量仍包括输入硬件防抖滤波和软件抗干扰滤波。上述功能一般由现的把握层或电站把握层完成,个别情形下也可由梯级把握层完成。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结针对巨型机组特大型电站数据量多、实时性要求高的特点, H9000 V4.0 按数据类型接受多TCP/IP 连接并行工作模式以及多子进程、多线程技术,在同一数据扫描周期内完成多重数据传送请求与处理,中意特大
21、型机组海量数据的高实时性数据采集的要求。综合参数统计、运算与分析依据实时采集到的数据进行周期、定时或呼吁运算分析,形成各种运算数据库与历史数据库, 帮忙运行人员对有关电厂设备的运行进行全面监视与综合治理,如:运行阻抗运算与监视机组平均耗水率、平均效率运算机组温度分析运算电量分项分时累加,峰谷分项累加。水量累加运算主要动力设备运行统计运算安全监视与模糊查询安全监视是监控系统的重要功能之一。正常运行时,运行人员能通过系统的人机联系手段,对梯级各电站的各类设备运行状况进行监视治理,当发生反常时,能对发生的反常情形进行记录,并发出语音、声光信号报警,依据预定的策略进行处理,并能为运行人员查找缘由供应特
22、殊便利的手段。必要时,能将报警信号送入电话系统或传呼系统。大事次序记录故障报警记录参数越限报警与记录电气主设备操作记录事故追忆 可在线定义 趋势分析 可在线定义 画面软拷贝画面硬拷贝 选件运算机系统综合信息记录监控系统供应模糊查询功能,运行爱惜人员可依据报警信号类型、信号源的设备、电站以准时间段进行分类、选择、搜寻和查询各类报警信号,便于在众多的报警信号中快速挖掘出与某一电 站、某一设备、某一信号在某一时间段内的运行情形。各模糊查询选项可任意组合。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结H9000智能报警与模糊查询系统界面语音报警、电话自动报警及查询监控系统可对系统数据库进行设置定义,
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