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论文题目：水电厂自动化系统开发应用与发展

论文编号： lw200712222005179577

编辑： la

论文属性：学术论文

论文国籍：

论文语言：中文

登出日期： 2007-12-22

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论文字数：12301

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摘要　计算机监控系统是一个客户化程度很高的自动控制系统。本文叙述了计算机监控系统的开发过程、开发内容、功能以及相关子系统的组成；介绍了监控系统的发展过程；并对监控系统开发的技术问题和应采取的技术措施进行了探讨。简述了水电厂"无人值班"或"少人值守"的技术条件。
关键词　水电厂自动化；开发；发展；技术问题；技术措施；技术条件
     引言
     随着水电厂"无人值班"或"少人值守"工作的开展，以"厂网分开、竞价上网"为基础的电力体制改革的深入进行。对水电厂的生产运行和管理提出了新的要求，也对水电厂自动化技术提出了更高的要求。计算机监控系统的开发应用是水电厂实现"无人值班"或"少人值守"的必备条件。计算机技术、信息技术及网络技术的飞速发展，给水电厂自动化系统无论在结构上还是在功能上，都提供了一个广阔的发展舞台。水电厂自动化工作也必须适应新的形势需要，有新的发展。如今的水电厂自动化系统应该成为一个集计算机、控制、通信、网络及电力电子为一体的综合系统。不仅可以完成对单个电厂，还可以进一步实现对梯级流域、甚至跨流域的水电厂群的经济运行和安全监控。本文就如何开发水电厂自动化系统及自动化系统开发方面的技术问题作一点探讨。
     1、自动化系统开发的组织过程
     1.1、用户参与开发过程
     计算机监控系统不同于一般的机电产品，用户参与其开发过程，对于系统发挥其监控功能十分必要。这是因为：
＃由于计算机硬件的可扩展性和软件的灵活性，使监控系统的结构、规模、功能、性能等不可能统一，市场上没有固定的系统可供购买。
＃用户的要求差异性很大。电厂规模、重要性、设备状况不同，对监控系统的要求就不同。电厂的管理模式和生产技术人员参与开发是将用户的意图、习惯和对自动化的理解融合到产品中去的最好方式。
＃参与开发能使用户最快地掌握系统开发技术，有利于用户对系统的升级、改进、完善及维护，更好地使用系统各项功能。
监控系统从设计到投运一般要经过如下过程：设计招标、合同谈判、成立联合设计开发组、用户数据文件收集、开发商设备采购、系统集成与软件开发、出厂验收、现场安装调试、工厂试验及投运等。用户应全过程参与，但真正参与开发是在合同谈判结束和各项技术条件确定后开始的，包括用户数据文件准备、系统集成与开发。
     1.2、用户数据文件的准备
监控系统开发的最大工作量在于系统的客户化，而客户化的好坏起决于用户数据是否充分和准确，因此用户在同厂家开发之前应组织专业技术人员进行现场数据的收集和准备工作，生产技术人员应包括运行人员、计算机和网络技术人员、自动化技术人员。
由运行人员准备的资料有：工作站监控画面、运行报表、历史记录点定义、事件记录报表、操作键盘定义、语音报警语句、电话及ON-CALL传呼定义、统计计算格式等等。
由计算机和网络技术人员准备的资料有：计算机网络结构、MIS系统操作系统平台、MIS系统和自动化接口软件、网桥、防火墙等。
由自动化技术人员准备的数据资料有：数据库定义表、各项操作流程及防误闭锁条件、各LCU的I/O定义表、LCU顺控及自动倒换流程、AGC、AVC控制参数和边界条件、对外通信数据清单等。
数据文件准备工作一般约需3个月时间，对于尚未投产的新电厂，由于设备还未到位，其运行状况不明，图纸资料不齐全，数据文件准备工作可能需要几年的时间。
     1.3、双方联合设计开发组联络会议
联合设计开发组一般应有双方技术人员和商务人员参加。首次联络会会议的主要内容一般为：
＃用户通报现场数据准备情况，并提交有无忧论文【http://www.uklunwen.com】关资料；
＃开发商通报设备采购情况，并就设备变更和系统集成方案征求用户意见；
＃双方对合同的理解和技术澄清；
＃确定开发的组织方式和开发的时间；
＃在随后的开发过程中根据合同要求和实际技术难度，可能还应召开1～3次联合设计开发组联络会。
     1.4、系统的集成与软件开发
＃硬件系统的集成，一方面是检验合同文件所规定的系统结构、硬件设备的可行性，另一方面也是为软件开发搭建平台，这项工作应由开发商根据简化了的网络结构进行。
＃用户应成立厂开发工作组，一般为5～15人组成，并指定工作组负责人。用户工作组成员应包括：自动化专业人员、计算机专业人员和运行经验丰富且具备一定计算机知识的运行人员。开发商应提供应用程序开发平台，并提供必要的培训。
开发过程中用户工作组可独立完成的开发任务有：
＃监控画面的编辑；
＃运行报表的编辑；
＃实时数据库原文件的编辑；
＃历史数据库原文件的编辑；
＃各LCU控制流程的编辑；
＃对外通信数据模块原文件的编辑，等等。
用户工作组可协助开发商完成的开发任务有：
＃AGC、AVC控制流程；
＃事件及报警记录的定义；
＃语音、电话报警和ON-CALL信息的定义；
＃主站操作流程及防误操作闭锁流程；
＃历史数据的统计、计算等等。
现场用户工作组应定期反馈开发进度，全过程监督项目的执行，直到开发工作结束，并一同参与出厂验收。
     2、太平哨发电厂监控系统开发过程介绍
太平哨发电厂计算机监控系统的开发始于1997年，开发的项目范围为计算机主站、网络设备、公用设备LCU。
该项目选定东北电科院自动化所为合作伙伴，项目各阶段的进度如下：
合作意向签订： 1997年初
自动化改造方案和施工期进度方案：1997年
技术条件及合同拟定： 1998年
技术方案和设备选型：1998年
现场数据文件准备： 1998年2～4月
用户工作组开发：　1998年5月～10月；1999年9月～12月（1998年1号机组；1999年2～4号机组）。
第一台LCU连入新主站网络运行： 1998年10月
系统联调： 1999年11月～12月
随着试验的进行，各项功能逐步投入使用。至1999年底，已能实现对四台机组遥测、遥控和遥调。
在该项目中，用户参与开发主要分两个阶段，第一阶段为数据文件准备阶段，共有20余人参与，历时3个月；第二阶段为开发阶段，共有15人参与，历时6个月。
     3、计算机监控系统技术问题探讨
监控系统是一个客户化程度很高的自动控制系统，系统的实用性、先进性、可靠性以及灵活性等取决于客户（包括管理、设计开发、使用等）的要求。在此就一些技术问题进行探讨。
     3.1、监控系统电源
电厂控制层应设有直流和交流控制电源，监控系统的LCU及外围自动化装置宜采用交直流双电源、互为备用、无扰切换的供电方式，电源装置的电压选择应保证正常情况下交流供电、直流备用，以减轻直流系统的负担。运行经验表明，UPS在现场环境下使用寿命很短，难以维护，不宜采用（太平哨发电厂正在考虑改进直流供电电源）。
监控系统主站设备（工作站、服务器和网络设备等）的运行环境要达到国家规定要求，采取交流＋UPS供电方式较好。
     3.2、监控系统与励磁、保护、调速器系统接口
LCU与上述自动化装置一般采用开关量（DIO）接口和通信两种方式。对于DIO方式，由于交换的信号一一对应，接线直观，便于调试和故障查处。但接线较多，有些控制功能，例如有功和无功调节，必须在LCU内编制复杂的P

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