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隨著我國水電站的建設，微機綜合自動化技術得到了大力推廣。無人值守或少人值守水電站已成為一個重要的發(fā)展方向，并取得了可喜的成績。目前，中小型水電站運行中仍存在許多問題。運行水平不高，嚴重制約了其經濟效益的發(fā)展，導致安全事故頻發(fā)。因此，有必要加強微機綜合自動化的應用，提高水電站的運行水平，增加其技術含量和經濟效益，促進新時期中小型水電站的可持續(xù)發(fā)展。
1中小型水電站微機綜合自動化的發(fā)展
在中小型水電站中，自動化較初是通過傳統的控制方法來完成的，這導致了設備笨重、維護量大等問題，也增加了人工操作。人為誤操作事故頻繁發(fā)生，使得人與機之間的協調更加困難，大大降低了機組運行的可靠性和穩(wěn)定性。隨著數字電路技術和計算機技術的發(fā)展，微機綜合自動化技術開始發(fā)展，為中小型水電站的自動化發(fā)展提供了條件，可以直接應用大型水電站的自動化技術，并進行一定的簡化和整改。為了控制水電站的主設備和輔助設備，可以利用網絡技術，通過微機系統或控制單元直接實現單元聯網，加強對水電站某一功能單元數據信息的監(jiān)控和管理，較終實現中小型水電站的集中監(jiān)控和遠程控制
2微機綜合自動化中的計算機功能< br/ > 2.1數據通信功能
微機綜合自動化的基本功能是數據通信功能，主要通過控制PLC設備、微機溫度檢測裝置、微機調速器、微機勵磁裝置、保護裝置等進行數據轉換。在機組中，實時上傳水電站控制層所需的信息，并由水電站控制層發(fā)出命令< br/ > 2.2系統診斷功能
中小型水電站微機綜合自動化的另一個重要功能是進行系統診斷。該單元的本地LCU用于進行硬件和軟件故障的自檢，并直接確定故障的輸入和輸出模板軟件在離線自檢中有許多應用。故障信息通過自檢上傳到主控層，使主控板顯示和打印更加方便。< br/ > 2.3統計分析功能
結合采集到的實時數據，內部計算機將按周期定時進行計算分析，形成計算數據庫和歷史數據庫，便于操作人員監(jiān)控和管理，及時發(fā)現機器故障，對機組運行采取防范措施。對于現成的計算數據，可以將其列為實時數據進行處理，并存儲在實時數據庫和歷史數據庫中。此時，可以執(zhí)行諸如超出極限報警和啟動處理程序的操作。< br/ > 2.4安全運行監(jiān)控和報警功能
在微機綜合自動化中，需要對主要設備的安全進行實時監(jiān)控。通過計算機監(jiān)控系統操作員可以控制主機工作站的顯示屏，實時監(jiān)控全廠設備的運行狀態(tài)和運行參數，如狀態(tài)變化、超限檢測、歷史趨勢分析和監(jiān)控系統異常等。在監(jiān)控單元操作轉換過程中，如果發(fā)生過程阻塞，阻塞原因將表明單元的本地控制單元可以轉換其安全狀態(tài)。在趨勢分析中，分析單元主要分析運行參數的變化，如機組軸承和發(fā)電機的溫度變化趨勢、機組電壓和負荷的變化、勵磁電壓和電流的變化等。在監(jiān)控系統的實時監(jiān)控中，其工作狀態(tài)和通信狀態(tài)應保證正常運行。此外，微機綜合自動化還具有故障報警記錄功能。通過其周期性的故障信號掃描，如果有故障，系統將做出響應并進行處理。其中，故障發(fā)生時間、動作設備名稱、事故內容等。將被系統記錄，并顯示故障報警語句，發(fā)出聲光報警信號，安排故障發(fā)生的順序，并將形成的故障記錄直接存儲在數據庫中。
3微機綜合自動化系統配置< br/ > 3.1電站控制層
電站控制層設備設置在控制室，由主機操作員工作站進行控制和管理，包括通信工作站、主控制臺、漢字打印機、全球定位系統時鐘同步裝置、語音報警裝置、不間斷電源等設備該配置具有多種功能，主要是協調和管理各本地控制層的工作，處理和存儲采集的信息，并對本站受控對象進行安全監(jiān)控。此外，操作員可以通過主控室的人機界面直接修改數據庫和在線屏幕。手動設置、監(jiān)控狀態(tài)設置、限值修改、事故處理指導和恢復操作指導都是其主要功能，并將在LCU傳輸。如果監(jiān)控主機獲得對工作執(zhí)行的控制，則可以輸出監(jiān)控命令，而另一個工作站僅執(zhí)行監(jiān)控和數據通信。他們可以互相跟蹤并做出跟蹤判斷。如果發(fā)現異常，系統將自動切換信號，主機工作將被其他工作站取代。此時，還將顯示主機故障。一旦主機修復開始，主機將繼續(xù)監(jiān)控，數據將輸入主機系統。
3.2本地控制層(LCU)
此配置有兩個部分:單元LCU和公共LCU。主要設備包括人機接口終端、智能輸入輸出控制器、輸入輸出模塊、輸出繼電器、準同步裝置、溫度測量裝置、轉速信號測量裝置、數字測量儀和交流/DC雙電源等在本地控制層，可以實時監(jiān)控水輪發(fā)電機組、電氣一次設備和公共設備。工業(yè)以太網可以實現本地控制層和整個站控層之間的連續(xù)信息交換，完成數據共享。如果電站控制層出現故障并停止運行，本地控制層將不會受到影響并可以繼續(xù)運行。本地LCU和以太網與微機保護裝置、轉速、溫度檢測、調速器、勵磁系統等設備相連，有利于加強對其參數的監(jiān)控。還有一些設備沒有通信接口，本地控制單元中的輸入/輸出模塊可以完成其控制和狀態(tài)檢測。< br/ > 3.3通信網絡設備
微機綜合自動化中的網絡結構形式通常是工業(yè)以太網，網絡通信介質為多模光纖和屏蔽雙交叉電纜在微機綜合自動化的網絡傳輸中，其傳輸速率為100兆位/秒，節(jié)點數達到340個，使得網絡中的任何一個節(jié)點都可以與其他節(jié)點和網絡進行通信。如果一個節(jié)點出現故障，它將自動退出網絡，并且不會影響網絡的其他節(jié)點。該網絡系統能夠完成電站控制層和本地控制層(LCU)工作站之間的所有數據傳輸和訪問請求，開放性好。在該監(jiān)控系統中，不會發(fā)生任何元件故障和系統誤操作，其網絡系統更加成熟可靠。< br/ > 3.4系統軟件
水電站微機綜合自動化系統軟件采用中文版的WindowsNT軟件，具有很好的時效性、穩(wěn)定性、可靠性和保密性?？梢怨芾碚麄€計算機系統的資源，如中央處理器、內存、外部設備等。、以及其他軟件和系統資源的接口。然而，其應用軟件也具有良好的人機界面和開放性。各種通信協議的監(jiān)控軟件可以運行。其監(jiān)控畫面、控制流程、報表等方面都有非常靈活的配置，使其使用和維護更加方便。
4結論
隨著我國水電站的建設，存在許多問題，這使得微機綜合自動化技術的應用不可避免。目前，中小型水電站普遍采用微機綜合自動化。它不僅滿足了水電站運行狀態(tài)的控制、監(jiān)控和報警要求，而且滿足了水電站遠程測量、遠程控制和少人值守的要求，促進了中小型水電站的穩(wěn)定發(fā)展。

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