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水电站自动化系统与计算机监控技术精品PPT课件

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水电站计算机监控系统基础知识PPT课件

水电站计算机监控系统基础知识PPT课件
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智能云管理平台
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三、水电厂计算机监控技术的优点： 1、提高水电厂的运行可靠性 2、有利于提高水电厂的经济运行水平 3、提高劳动生产率
四、基本名词 1、电站级（或主控级）：水电厂中央控制 2、数据：数字量或模拟量含义的数值表示 3、信息：根据数据表示形式中所用的约定赋予数据的 意义 4、事件：系统或设备状态的离散变化 5、分辨率：被测量可能被识别的最小值 6、状态：元件或部件所处的状态
7、响应时间：从起动某一操作到得到结果之间的时间。
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广义的定义
• 计算机网络就是把分布在不同地理区域 的计算机与专门的外部设备用通信线路 互联成一个规模大、功能强的系统，从 而使众多的计算机可以方便地互相传递 信息，共享硬件、软件、数据信息等资 源。简单来说，计算机网络就是由通信 线路互相连接的许多自主工作的计算机 构成的集合体。
• 网络操作系统（NOS）是网络的心脏和灵魂，是向网络 计算机提供服务的特殊的操作系统
• 分布式软件系统(Distributed Software Systems) 是支持分布式处理的软件系统,是在由通信网络互联的多 处理机体系结构上执行任务的系统。它包括分布式操作 系统、分布式程序设计语言及其编译(解释)系统、分布 式文件系统和分布式数据库系统等。
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• 批处理——以前的大型机（Mainframe）上所采用的系 统，需要把一批程序事先写好（打孔纸带），然后计算 得出结果 分时——现在流行的PC，服务器都是采用这种运行模式， 即把CPU的运行分成若干时间片分别处理不同的运算请 求 实时——一般用于单片机上，比如电梯的上下控制中， 对于按键等动作要求进行实时处理
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路由器(router)
• 路由器工作在OSI体系结构中的网络层， 这意味着它可以在多个网络上交换和路 由数据数据包。路由器通过在相对独立 的网络中交换具体协议的信息来实现这 个目标。

水电站计算机监控系统的结构和工作原理ppt课件

水电站计算机监控系统的结构和工作原理ppt课件

一旦计算机出现故障，整个电站的运行将受到重大影响，甚至影响到
整个电网的安全，因此安全性和可靠性不高。
精品课件
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电网层
电网层指远程调度中心，完成 遥测、遥信、遥调和遥控等任务。
1 接收各电站的监测数据、对监测数
据进行优化分析，对各电站发出控 制命令等。
电站层 2
LCU层 3
精品课件
电站层即电站主控层，指电站 中控室的微机监控中心，包括监控 服务器、监控工作站和控制显示屏 等。它完成整个电站的监控任务， 为电网层负责。接收现地控制单元 层（LCU）的监测数据，向现地控 制单元层发送控制命令等。
精品课件
11
电网调度中心
电 站 层 通讯工作站 结 构 简 图
中央控制中心
以太网
精品课件
防火墙 操作员工作站
培训工作站 通讯/打印服务器
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现地控制单元层（LCU）的主要组成部分
1 PLC：可以对电站开关量或模拟量的采集与控制； 2 智能电参数测量仪：可代替交直流电量变送器； 3 温度巡检仪：用于测量轴瓦、定子铁芯、风冷等的温度 4 微机准同期装置：完成发电机自动同期并网； 5 微机调速器：调节水轮发电机组在各种工况下运行。 6 微机保护装置：完成机组、升压站及公用设备的保护。
历史 数据库
历史数据库管理平台
实时 数据库
实时数据库管理平台
上位机软件系统
电网层
人机接口界面 操作管理人员
通信网络
现地控制单元（LCU）
精品课件
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ON/OFF信号
数字信号
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CNC 仪表 计算
脉冲信号 旋转编码器
模拟信号
v
RS-485C RS-232C

水电站机组自动化运行与监控ppt课件

水电站机组自动化运行与监控ppt课件

6.油压安装供气
6.1 压力油罐充气的目的
油压安装的压力油罐是一个蓄能容器，是水轮机调 理系统的能源，用它来挪动接力器活塞以改动导叶的 开度和转桨式水轮机转轮桨叶的转角，同时也用来操 作水轮机主阀、调压阀、技术供水管路和调相供气管 路上的液压阀。
压力油罐的容积有30％～40％是透平油，其他为 60～70%紧缩空气。用紧缩空气和油共同呵斥压力， 保证和维持调理系统所需求的任务压力。由于紧缩空 气具有弹性，并储存了一定量的机械能，因此减小了 压力油罐中的压力动摇。
1.紧缩空气的用途及压气系统的组成
1.2 紧缩空气系统的义务和组成
紧缩空气系统的义务是及时给用户供气，并满足紧缩空气的 质量(气压、枯燥、清洁)要求。紧缩空气系统由空气紧缩安装 (空压机及附属设备)、管道系统、丈量控制元件和用气设备四 部分组成。
1〕空气紧缩安装 空气紧缩安装由空气紧缩机、电动机、储气罐和油水分别器 等组成。 2〕管道系统 管道系统由干管、支管和管件组成，将气源和用气设备联络 起来，保送和分配紧缩空气。 3〕丈量控制元件
5.机组调相压水供气
5.2 充气压水的控制安装
电极式水位信号器(DSX)控制的调相压水安装 如下图。该安装利用水的导电性，当水接触或脱 离电极时，使电路接通或断开，经过中间继电器 来操作电磁阀或电磁配压阀的开启或封锁。
紧缩空气将水位压到规定水位1--1处时，停 顿给气。假设由于漏气，转轮室中压力逐渐降低， 水位逐渐上升，水位上升到2－2处时，节点接通， 水位信号器发出信号，再次给气，反复以上动作。 为了防止给气阀操作过于频繁，在给气管路上并 联一个较小的补气阀，它在调相过程中不断开启， 给转轮室补气，使转轮室水位坚持在下限水位以 下。
油压安装充气用紧缩空气系统

水电站计算机监控系统介绍PPT课件

水电站计算机监控系统介绍PPT课件

监控系统功能概述
监控系统电站级功能
数据采集与处理
电站级计算机能自动采集整个电站内各现地控制单元的各类实时数据， 包括模拟量、开关量、数码量、电度量和事件顺序记录（SOE）等， 进行数据有效性校核，存入数据库，用于显示器屏幕画面更新、控制 调节、记录检索、操作指导及事故分析。事故报警信号优先传递，并 登录事故发生的时间。在任何时候均可由操作员或应用程序发命令采 集任何一个现地控制单元级的过程输入信息。
现地控制
运行人员通过现地控制屏上的触摸屏或控制开关、按钮，实现机组的自动运行和分步 运行。在机组LCU屏上设有带保护罩的手动紧急停机按钮和紧急关进水口事故门按钮。 现地控制单元LCU上设置有“远方/现地”方式转换开关，只有当LCU上的方式转换开 关切至“远方”时，才能由中控室操作员站或省中调计算机监控系统控制。
硬件配置说明
通信工作站
1套
机型：采用美国HP公司XW4300型工作站
硬件配置：
CPU：Pentium4 2.8GHz
内存：512MB
硬盘：80GB×2
软驱：3.5英寸1.44MB
光驱：Co/1000M以太网接口
声卡
图形显示卡
标准键盘和鼠标
智能八串口板及附属设备
电力Modem
监控系统功能概述
(4)无功功率联合控制（自动电压控制AVC）
根据给定的全厂总无功功率设定值，按相应分配 原则分配到参加AVC的机组，并能进行闭环调节 和开环指导；
根据给定的电站220kV母线电压范围，调整全厂 或单机无功，并能进行闭环调节和开环指导。
AVC程序考虑各种安全条件和限值的限制。即： 无功功率联合控制程序保证机组无功出力及端电 压在稳定运行范围内。
(5) 紧急控制

水电站计算机监控系统课件(中广核)

水电站计算机监控系统课件(中广核)
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自动发电控制AGC
任务：满足各项限制条件的前提下，以迅速、经济的 方式控制整个水电厂的有功功率来达到电力系统的需要。 根据给定的电厂需发功率，同时考虑调频和备用容量的需 要，计算当前水头下电厂的最佳运行机组台数和组合。 根据供电可靠性、设备的实际安全和经济运行状况确定运 行机组的台号。 在应运行机组间实现负荷的经济分配。 校核各项限制条件，如机组振动区等。
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分层分布式
• 分层分布式按功能划分： 1、驱动层：各个阀门、泵、断路器等控制 2、功能组控制层：油、水、气系统控制 3、机组控制层：运行方式控制，如开、停机 4、电厂控制层：全厂综合运行控制
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开放式系统
全厂由统一的接口标准，由多个不同厂商提供 的硬件和软件组成。 体系机构模块化 模块接口标准化 功能处理分布化 应用软件的可移植性 不同系统间的相互操作性
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• 开关量：现场开关的位置信号，转换后为0和1的数字信号，分为中断 型和非中断型开关量。 现场开关的位置信号，经电位变换后转换为0和1的的数字信号。按性 质分开入和开出两种，开入开关量分为中断型和非中断型（扫查量） 开关量两种。
中断量：事故信号、断路器分合以及重要继电器保护的动作信号以硬 接线方式送入监控系统，计算机监控系统将以中断方式迅速响应这些 信号，并自动进入中断处理程序来进行处理并报警（此类信号的动作 将直接影响机组的动作流程），采用无源接点输入、中断方式接收的 方法引入事故信号，一旦这些信号发生变化，计算机监控系统必须立 即进行采集处理，并对断路器的位置信号、继电保护信号和安全自动 装置的动作进行顺序记录，以作事故分析的重要依据。
水电站计算机监控系统课件(中 广核)

水电站综合自动化装置原理及应用课件

水电站综合自动化装置原理及应用课件
将控制指令发送给相应的 执行机构，实现对水电站 各系统的自动化控制。
发展趋势
智能化
随着人工智能技术的发展，水电 站综合自动化装置将更加智能化，
能够自适应地调整运行参数和控 制策略。
集成化
未来水电站综合自动化装置将更加 集成化，能够实现多系统的整合和 统一管理，提高水电站的运营效率。
远程化
随着通信技术的发展，水电站综合 自动化装置将能够实现远程监控和 控制，方便远程管理和维护。
致设备运行异常。
传感器精度下降或失效， 导致数据采集不准确。
控制软件出现错误或崩 溃，影响装置的正常运
行。
解决方案
通信故障解决方案
检查通信线路是否正常，检查接口连接是否牢固，更新通信协议或更 换通信模块。
电源故障解决方案
配置稳定的供电电源，安装不间断电源(UPS)以应对突发断电情况， 定期检查电源线路和设备。
传感器故障解决方案
定期校准传感器，确保其精度；使用冗余设计，当某个传感器失效时， 其他传感器仍能提供备用数据。
软件故障解决方案
定期更新软件版本，修复已知的漏洞和错误；建立软件容错机制，当 软件出现异常时，能够自动切换到备用程序或重置状态。
04 水电站综合自动化装置的 维护与保养
日常维护
每日检查
检查装置的外观、连接线 和仪表是否正常，确保没 有异常情况。
02 水电站综合自动化装置的 应用
在水轮发电机组中的应用
自动化控制
水电站综合自动化装置能够实现水轮 发电机组的自动化控制，包括机组的 启动、停止、调节和故障处理等操作 。
监测与诊断
装置实时监测水轮发电机组的工作状 态，如发现异常情况，及时进行报警 并诊断故障原因，提高机组的可靠性 和安全性。

认识水电厂计算机监控系统(分析“计算机”文档)共58张PPT

认识水电厂计算机监控系统(分析“计算机”文档)共58张PPT
通过CRT、鼠标或键盘等输入设备，向计算机系统发出电站设备的监控命令；对计算机系统进行 各种操作 ；
事故、故障的音响或语音报警；
各种记录、报表、操作票等的打印；
提供编辑、软件开发和操作员培训的接口。
事故记录、 追忆功能
能够记录系统发生事故的原因、时间、动作值等信息； 能够根据设定的要求，在发生事故时记录和事故发生有关的相关量； 能够在事故发生后，查询事故发生的原因、时间、动作值及相关量，方便用户分析或查找发
• 凡是不涉及全系统性质的监控功能可安排在较低层实现，提高 了响应性能，减轻了控制中心的负担，减少信息传输量。
• 系统的局部故障一般不会引起全系统的故障，从而提高系统的 可靠性。
• 可以灵活地适应被控制生产过程的变更和扩大，可实施分阶段 投资，提高了系统的灵活性和经济性。
• 软件比较复杂，相互必须协调好，否则会使得系统无法正常工作。
这种方式投资比较大，比较适合新建电厂的自动化控制，是未来的水电站计算机控制方式的主流。 能够进行定时或召唤打印各种表格；
本，改善运行条件，实现无人优化运行，保证电 最好采用1对1的方式，提高通讯速度。
计算机只起监视、记录打印、经济运行计算、运行指导等辅助作用，水电站的控制功能仍由常规控制装置来完成。
– 双绞线：用于以太网通信，通信距离不能超过 100米。要做好防雷工作。
– 光纤：利用光信号进行传输数据，具有传输距 离远、抗干扰能力强，不怕雷击的特点。是计 算机监控系统通信介质的首先。
通信协议
• 为保证通信的进行，双方必须按一定的标准进行通信，
否则双方无法接收和发数据。
• 通信的标准从两个方面进行理解：
• 计算机监控系统通信网络及典型通信协议；
• 典型计算机监控系统分析；

水电站计算机监控系统课件(中广核)

水电站计算机监控系统课件(中广核)
监测水电站设备和环境的温度 变化。
压力传感器
监测水力发电厂中的水压变化。
振动传感器
监测水电站设备的振动程度， 以便预测故障。
监控软件的特点
了解水电站监控软件的功能和特点，如实时显示、报警功能、数据分析等。
数据采集的原理
探索水电站计算机监控系统中数据采集的基本原理和方法。
监控系统的组成部分
设备控制模块
负责对水与其他部分和系统的数据交换和通信。
监测模块
收集和分析与水电站运行相关的数据和指标。
数据存储模块
用于存储和管理水电站运行数据。
网络拓扑结构
了解水电站计算机监控系统的网络拓扑结构和关键组件的布局。
传感器的种类和功能
温度传感器
水电站计算机监控系统课 件(中广核)
本课件将介绍水电站的计算机监控系统，包括其作用、组成部分、传感器种 类与功能、远程控制、数据分析等。让我们一起探索这一令人兴奋的技术领 域吧！
水电站概述
了解水电站的基本概念、原理和运作方式。
计算机监控系统的作用
探索计算机监控系统在水电站运营中的重要作用，包括安全性、效率和可靠 性的提升。
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总体结构
开放式结构 分层分布式结构
开放式系统
装机容量 系统规
扩大
模变大
采用不 同厂商 的产品
接口问 题如何 解决?
开放式计算机系统应运而生
特点
体系结构模块化 模块接口标准化 功能处理分布化 应用软件的可移植性 不同系统之间的相互操作性
水电站的监控系统构成一个分层控制结构是合理 的
发电、输电生产是一个综合复杂的过程
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
分
息传输，提高了系统的可靠性。
层
即使系统的某个部分因发生故障而停止工作，系统的其
控
他部分仍能正常工作，分层之间还可以互为备用，从而 大大地提高了整个系统的可靠性。
制
方
需要传送的信息量减少，敷设的电缆也大大减少，有利于
式
减少监控系统设备的投资。
的
可以灵活地适应被控制生产过程的变更和扩大，可实施分
优
阶段投资，提高了系统的灵活性和经济性。
自诊断与自恢复功能 人机接口功能 保护功能 控制与调节功能 数据处理功能 数据采集功能
现地控制单元（LCU）的主要功能
现地控制单元层（LCU）的主要组成部分
1 PLC：可以对电站开关量或模拟量的采集与控制； 2 智能电参数测量仪：可代替交直流电量变送器； 3 温度巡检仪：用于测量轴瓦、定子铁芯、风冷等的温度 4 微机准同期装置：完成发电机自动同期并网； 5 微机调速器：调节水轮发电机组在各种工况下运行。 6 微机保护装置：完成机组、升压站及公用设备的保护。
2#机组微机保护装置
公用 LCU屏(A柜)
变压器保护装置
线路保护装置
各层剖析
电网层 电站主控层
现地控制单元层
电站主控层的主要功能
优化运行
自诊断功能和故障处理
打印功能 统计计算功能 事件记录功能 事故追忆功能 人机接口功能 监测功能 控制与调节功能 数据处理功能 数据采集功能
电站主控层的组成
1 中央控制中心：对整个电站的监测、控制和管理； 2 操作员工作站 ：对整个数据进行管理 、计算和处理； 3 工程师工作站 ：对电站操作人员进行系统培训和学习； 4 通讯工作站 ：发送和接收远动所需的各种信息量 ； 5 人机接口 ：在线图形显示、生产安全监控和操作 ； 6 交直流双供电源 ：为监控系统提供不间断电源保障。
桐柏水电站概况
坝体类型
装机容量
2× 坑道式 4000
kW 。
水轮机型号
额定水头
额定转速
HLD54 一WJ一
293m
1500r ／min
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总体设计
计算机监控为主 常规控制为辅
水电站监控系统有层次结构的特点，典型的水电站是由母线、机组 、开关站、闸门、公用设备等组成，这些设备由 LCU 进行控制，不同的 LCU控制不同的设备对象。由此，在各类设备定义成相关类的基础上，将 LCU 定义为包含各种设备的包容类，最后将水电站定义为 LCU 的包容类 ，这样整个水电站就构成一个具有继承关系的树形结构，如下图:：
分 GPS同步时钟
通讯工作站
培训工作站
操作工作站2
层
电网层
电
分
站
布
主 控
式
层
监
控
系
PLCBiblioteka PLCPLC统
工业控制机
工业控制机
工业控制机
现
结 剪断销信号器
微机同期
剪断销信号器
微机同期
手动同期装置
微机同期
地
构 温度巡检装置
温度巡检装置
图
手动同期装置 变送器
微机交流参数 采集
手动同期装置 变送器
微机交流参数 采集
分层分布式计算机监控系统
地域上比较分散，设备分散于主厂 房、中控室、开关站、泄洪闸门等处
设备数量多（与机组台数有关）
要求实现的功能多
从控制论的角度看，监控系统在结构 上是一种具有中央集权性质的系统
凡是不涉及全系统性质的监控功能可安排在较低层实现， 提高了响应性能，减轻了控制中心的负担，减少大量的信
点
各级计算机容量和配置可以与要实现的功能紧密地配合，
使最低层的计算机更为实用，系统的工作效率更加提高。
整个系统的控制比较复杂，常常需要实行迭代式控制。
缺 点
多机系统的软件相对复杂，需要很好地协调。
！分层时要考虑的问题：
在满足系统性能的前提下，尽量减少协调。 通信设备和计算设备在系统内各层的配置要进行权衡。
运行于 操作站
运行于 工作站
应用软件
计算机监 控软件
应用支 撑软件
工具 软件
特点：模块性 、分布式、
开放性
组态软件、 PLC编程软 件、故障诊
断等
数据库 软件
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
变送器 双供电源
微机交流参数 采集
控 制 单
元
双供电源
双供电源
层
1#机组 LCU屏(B柜)
1#机组 LCU屏(A柜)
2#机组 LCU屏(B柜)
1#机组调速器装置 1#机组励磁装置与微机测速装置
1#机组微机保护装置
2#机组 LCU屏(A柜)
公用 LCU屏(B柜)
2#机组调速器装置
2#机组励磁装置与微机测速装置
电站主控层
微机调速器
现场总线 PLC
以太网 现地工控机
温度巡检仪
现地工控机 PLC 现场总线
微机保护 微机同期 智能电参数 其他设备 测量仪
机组现场受控设备
微机保护 微机同期 智能电参数 其他设备 测量仪
升压站及公用现场受控设备
现地控制单元详图
软件
电网层软件 上位机软件 LCU 软件
系统软件
Windows Unix
操作工作站
打印机
显示器 多媒体
键盘
光驱
软驱
鼠标
工控机
GPS
培训工作站
远动
打印机
显示器 多媒体
键盘
光驱
模
通讯工作站
拟 语音报警
返 打印机 显示器 刻录机
回
屏
光驱
光纤转发器
键盘
软驱 路由器
软驱
鼠标
工控机
工控机
UPS
鼠标
防雷
以太网
现地控制单元
电站主控层详图
通信网络层的主 要功能
1、数据通信的功能 完成电站主控层与各 现地控制单元（LCU） 之间的数据通信； 与电网调度中心，厂 内信息管理系统以及水 情测报系统等外部系统 进行数据通信。 2、时钟同步功能 使电站主控层计算机时 钟与标准时钟同步。