水电厂计算机监控系统.ppt

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1、南瑞水利水电技术分公司南瑞水利水电技术分公司1 1计算机监控系统概述计算机监控系统概述2 2计算机监控系统设计原则计算机监控系统设计原则3 3计算机监控系统体系结构计算机监控系统体系结构4 4NC2000NC2000监控系统软件特点监控系统软件特点5 5计算机监控系统小装置计算机监控系统小装置6 6计算机监控系统实际配置计算机监控系统实际配置 水电站计算机监控系统是水电站生产运行和管理的中枢，需将检测到的数据集中起来进行分析处理，然后由中控室发出相应的控制命令；同时监控系统将相关数据发给上级调度中心，并接收和执行调度中心的命令。电能量采集系统电能量采集系统辅机系统辅机系统励磁系统励磁系统调速器

2、调速器保护系统保护系统稳定控制系统稳定控制系统监控系统监控系统计算机监控系统概述计算机监控系统概述监控系统的设计要求监控系统的设计要求系统要求系统性能系统结构系统软件系统操作监控系统的设计原则监控系统的设计原则总体结构设计 网络结构设计 安全防护方案系统GPS功能监控系统体系结构监控系统体系结构监控系统体系结构网络设备网络设备控制回路控制回路采集回路采集回路星形拓扑星形拓扑环形拓扑环形拓扑监控系统网络结构监控系统网络结构优点:控制简单故障诊断和隔离容易增加或减少设备方便缺点:缆线长度和安装工作量较大中央节点的负担较重，易形成瓶颈优点:缆线长度短，安装方便;对“中央”节点交换机性能要求不高;故障

3、切换较快，任意光纤链路故障后，冗余链路自动激活，自愈时间不大于50ms。缺点:多节点故障会引起全网故障；故障检测困难；节点很多时会造成速度变慢。保护安控网控PMU水电厂监控系统纵向加密认证装置纵向加密认证装置实时子网 调度数据网 非实时子网逻辑隔离设施WAMS系统EMS系统纵向加密认证装置纵向加密认证装置电厂水调自动化电量计量终端市场报价终端故障录波装置调度水调自动化电量计量终端电力交易系统故障录波系统水电厂调度中心专用安全隔离装置正向专用安全隔离装置反向电厂生产管理系统气象网关水文网关防汛网关MISOA防火墙发电/公用数据网逻辑隔离设施安全区I安全区II管理信息大区现地控制网络安全防护方案网

4、络安全防护方案主时钟主时钟A和主时钟和主时钟B可以是可以是GPS或北斗或或北斗或GPS/北斗（双模），信号传输线缆可以是北斗（双模），信号传输线缆可以是电缆或光缆，扩展时钟可以是插卡式（用于电缆或光缆，扩展时钟可以是插卡式（用于信号类型多、数量少的场合）或机架式（用信号类型多、数量少的场合）或机架式（用于信号数量要求较多的场合）。于信号数量要求较多的场合）。GPS技术指标技术指标1. 接收频率：接收频率：1575.42MHz，可同时跟踪，可同时跟踪812颗颗GPS卫星。卫星。2. 天线射频灵敏度：天线射频灵敏度：-166dbw，馈线长度按，馈线长度按需选择需选择30米、米、50米或米或100米

5、。米。3. 捕获时间：捕获时间：20秒秒2分钟分钟BD北斗技术指标北斗技术指标1. 跟踪跟踪3颗卫星，处理颗卫星，处理6个波束数据。个波束数据。2. 天线射频灵敏度：天线射频灵敏度：-157.6dbw，使用有源，使用有源微带天线。微带天线。3. 授时精度：授时精度：30ns（单向）。（单向）。4. 捕获时间：优于捕获时间：优于3分钟。分钟。对时规约对时规约1.BJT规约（规约（RS232/485）2.IRIG-B规约规约3.DCF77规约规约4.网口规约（网口规约（NTP协议、协议、TCP/IP协议）协议）时钟同步系统时钟同步系统主时钟A主时钟B扩展时钟（双机切换 + 扩展）扩展时钟（双机切换

6、 + 扩展）扩展时钟扩展时钟监控系统体系结构监控系统体系结构-上位机上位机目前国内电站均按无人值班原则设计，因此对于监控系统要求具有较高的安全可靠性及实时性，对于监控系统的设备的选择也要求选用性能高、运行速度快并且采用冗余的小型机、服务器或工作站计算机，同时可部分监控节点可选配磁盘阵列、无盘工作站等设备。南瑞监控系统支持国际主流品牌的小型机，服务器和工作站产品。在操作系统上，UNIX是服务器操作系统的首选，同时也支持windows操作系统。 监控系统体系结构监控系统体系结构-LCU 南瑞水利水电分公司开发生产的现地控制单元（LCU）型号共有两种：以进口通用型可编程控制器（PLC）为核心的SJ-

7、500型现地控制单元；以南瑞水利水电分公司自行生产的专为水电厂计算机监控应用开发的MB系列智能控制器（iPLC）为核心的SJ-600型现地控制单元。 LCU作为水电厂计算机监控系统中的现地层的控制单元。是计算机监控系统的底层控制系统部分，是最具面向对象分布的控制设备。监控系统体系结构监控系统体系结构-LCU发电设备-机组LCU开关站-开关站LCU公用设备-公用LCU闸门设备-闸门LCU LCU分配一般根据监控对象及其地理位置而划分。 对象配置LCU的优点：可就近采集各种数据、就近监控设备，缩短电缆，节省费用。各台LCU是可独立运行的，某台LCU发生故障是不会影响到其他LCU的正常运行，也不会影

8、响到上位机系统的正常运行。安全稳定的工作电源设计完全独立的输入输出回路专利的开出保护技术独立的水机保护PLC高达1毫秒的信号分辨能力全面的控制流程闭锁及报警现地LCU直接面向全厂设备的监视与控制，要求LCU运行稳定可靠，南瑞公司在LCU设计时采用了大量先进技术监控系统体系结构监控系统体系结构-LCU SJ-600型现地控制单元是南瑞水利水电分公司总结多年在自动控制方面的成功经验，研究当前国外PLC产品的先进及不足之处，开发出的新一代硬件平台，是对传统PLC功能的极大提升。监控系统体系结构监控系统体系结构-LCU南瑞南瑞MB PLC产品适用领域MB80MB40MB201大型常规水电厂的控制系统小

9、型水电站控制系统辅机控制系统2大型抽水蓄能电站计算机监控辅机闸门控制系统闸门控制系统3火电厂DCS系统火电DSC 系统水机保护PLC4风电控制系统轨道交通控制系统5其它工业控制系统楼宇控制系统MB智能智能PLC已应用领域：已应用领域：常规水电站计算机监控系统抽水蓄能电站计算机监控系统光伏、风电计算机监控系统火电DCS控制系统轨道交通控制系统辅机、闸门控制系统水处理系统泵站控制系统南瑞南瑞MB PLC南瑞集团公司完成的水电厂计算机监控系南瑞集团公司完成的水电厂计算机监控系统中，采用以统中，采用以MB80系列智能系列智能PLC为现地为现地LCU核心控制器的电站超过核心控制器的电站超过100个，采用

10、个，采用以以MB40系列智能控制器（系列智能控制器（iPLC）为为现）为为现地地LCU核心控制器的电站有近核心控制器的电站有近150个，另个，另外还有大量采用以外还有大量采用以MB40/MB20为核心控为核心控制器的闸门制器的闸门/辅机系统在现场运行中。辅机系统在现场运行中。NC2000NC2000系统软件系统软件 NC2000系统软件是面向水利水电行业研制的大型计算机监控系统软件。软件在总结多年开发水电厂计算机监控系统经验的基础上，充分吸收国际计算机科学领域中的最新技术，是国内目前唯一真正具有跨平台能力、全面支持异构平台的多层分布式面向对象的计算机监控系统软件。NC2000提供了实时高效、安

11、全可靠的监控内核, 实用方便的组态工具，符合国际标准的数据接口，紧贴水利水电用户和梯级集控调度应用需求的各种常规及高级功能。NC2000系统软件能有效满足水利水电领域的生产过程监控和管理的需求，目前已经在100余家大中型项目中获得广泛应用。NC2000NC2000系统软件结构图系统软件结构图人机交互程序(JAVA)负责主机和现地控制单元、通讯机和外部设备等各个通讯进程的管理的管理加载工程配置，建立数据交换缓冲区，实时数据处理，提供实时数据服务。，提供实时数据服务。历史数据存储，同步，备份，支持以集群方式对其他节点提供历史数据的服务。节点间数据交互，节点的状节点间数据交互，节点的状态监视，双机热

12、备管理，态监视，双机热备管理，对象对象对象属性对象属性1 1对象属性对象属性2 2对象属性对象属性n n约束约束关系关系控制操作控制操作1 1控制操作控制操作2 2控制操作控制操作m m二次计算量二次计算量状态量输出状态量输出控制操控制操作作设置状设置状态态历史查历史查询询统计分统计分析析面向对象的设计面向对象的设计事故事故故障故障状变状变越复限越复限操作操作自诊断自诊断保护事件保护事件事件简报事件简报光字示警光字示警语音报警语音报警OncallOncall一览表一览表事故处理指导事故处理指导事故推画面事故推画面智能化报警处理智能化报警处理以流程图方式进行组态、显示和操作，安全、直观、方便、可

13、靠；以流程图方式进行组态、显示和操作，安全、直观、方便、可靠；按照按照IEC-1131-3IEC-1131-3标准标准( (第一个为工业控制系统提供标准化编程语言的第一个为工业控制系统提供标准化编程语言的国际标准国际标准 ) )设计；设计；预编译顺控流程，确保流程正确、高效执行。预编译顺控流程，确保流程正确、高效执行。执行后的流程支持回放，便于事后分析；执行后的流程支持回放，便于事后分析；顺控流程调试图形化显示，支持单步执行方式；顺控流程调试图形化显示，支持单步执行方式；对流程可以进行加锁、解锁；对流程可以进行加锁、解锁；支持流程执行异常陷井处理；支持流程执行异常陷井处理；可视化顺控流程可视化

14、顺控流程事故追忆事故追忆 ；AGC / AVC AGC / AVC 软件；软件；EDCEDC经济运行软件；经济运行软件；培训仿真系统软件培训仿真系统软件; ;丰富的高级应用软件丰富的高级应用软件InternetInternet单向隔离装置单向隔离装置WebWeb服务器服务器计算机监控系统计算机监控系统支持支持WEBWEB浏览技术浏览技术小装置产品小装置产品SJ-12DSJ-12D双微机自动准同期装置双微机自动准同期装置产品特点装置采用双CPU设计，双CPU之间相互独立先进的数字信号处理器(DSP)和单片机并行处理DSP内置12位高精度A/D自动跟踪频率同步控制交流采样技术模拟量通道的自动校正技

15、术支持最多16个同期对象可以对断路器两侧电压进行相角补偿和幅值补偿小装置产品小装置产品SJ-22D微机转速测控装置微机转速测控装置产品特点全面通过一系列电磁兼容性测试，各项指标优于国标规定要求，装置具有极强的抗干扰性能机械、电气两种测速原理的完美结合，输出策略可组态，使装置应用灵活方便专门设计了独特的电气转速传感器，彻底解决了残压信号超低频、超低幅时难以准确可靠测量的难题采用先进的便于安装的机械转速传感器，克服了传统使用的光电传感器或编码器安装困难及由此带来的可靠性差等问题友善的人机接口使转速整定和显示极为方便最大值记忆与过程录波及过程分析软件可便于现场过速试验结果分析与存档准确可靠的模拟量输

16、出信号可直接接入其它系统隔离的RS232/RS485通讯接口，采用Modbus规约，支持与其它计算机通信小装置产品小装置产品SJ-40D微机温度巡检微机温度巡检/保护装置保护装置产品特点采用32位工业级ARM7处理器，24位-型A/D，精密恒流源，能有效抑制工频干扰，适应不同线制的多种热电阻。输入容量：48点。保护输出：2路。每路可独立组态定义。隔离的RS485或RS232C通信接口，支持Modbus通信协议。免调校功能。自动调校零点及增益，保证精度。在线自诊断、自恢复。直观方便的液晶显示/操作面板小装置产品小装置产品SJ-30通讯管理装置通讯管理装置产品特点核心采用了高度集成、自栈结构、IBM-PC/AT 兼容的PC/104 嵌入式控制PC，每个通讯通道均采用独立的中断和收发电路设计，具有极高的可靠性。嵌入LINUX 操作系统作为软件平台，充分利用了X86 CPU 的任务切换机制，实现了真正的多任务环境；LINUX 系统平台稳定可靠、功能开放、编程规范。具有8 路/16路标准串行接口、一个CAN 现场总线接口（支持CAN 2.0B 协议）和一个以太网接口（10M/100M），各个通讯