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,第二篇水电站计算机监控系统的基本技术任务一、水电站计算机监控系统的工作原理子任务一、电站主控层的计算机监控原理电站主控层（主要由上位机组成），介于电网层与现地控制层之间，是操作员监控运行过程的主要窗口，负责对控制过程的“控、监、传”。
其“控”，就是将“人”的操作信息送入控制系统，实现运行状态的转换，其“监”，就是对系统的数据库进行管理，进而实现信息处理和送达，其“传”，就是在电网层与现地控制层之间实现信息的传递。
在水电站主控层安装有水电站计算机监控系统的历史数据库、实时数据库、历史数据库管理系统、实时数据库管理系统、上位机软件系统和人机接口界面等。
现地控制单元层的数据首先采集进入实时数据库，一方面，上位机软件根据设定的时间，通过实时数据库管理系统定时访问实时数据库的数据，并定时刷新人机接口界面，这样便于操作运行人员了解整个电站的运行情况；另一方面，实时数据库的数据定时存储入历史数据库，历史数据库可以由历史数据库管理系统进行管理，操作运行人员可以一次通过人机接口界面、上位机软件和历史数据库管理平台对历史数据进行管理、修改和查询等操作。
此外，实时数据库可以通过上位机中的远程通讯软件与电网层进行数据交换。
主控层原理见（图2-1）。
图2-1 电站主控层的工作原理简图子任务二、现地控制单元层计算机监控原理水电站计算机监控系统的现地控制单元主要包括机组现地控制单元和开关站及公用设备现地控制单元。
其中，机组现地控制单元主要在现场对机组运行实现监视和控制。
它需要直接与水电站的生产过程接口，对发电机生产过程进行监控，运行中要实现数据采集、处理和设备运行监视，同时通过局域网与监控系统其他设备进行通信，以及完成自诊断等。
同时，它要协调功能层设备如调速器、励磁装置、同期装置、备自投装置等与现地控制单元的的联动以完成调速、调压、调频以及事故处理等快速控制的任务。
在上位机系统出现故障或退出运行时，现地LCU应能够正常运行和实现对水轮发电机组发电的基本控制。
一、水电站监控系统的体系结构1、系统整体结构简介2、系统特点3、典型网络结构1、系统整体结构简介水电厂计算机监控系统目前均按对象设计，采用分层分布、开放式网络系统结构，具有典型的三层结构：主控层、通信层、现地层。
如下图所示主控层通信层线地层①主控层主控层又称上位机管理层或站控层，采用以太网等通信结构，根据需要可设置操作员站、工程师站、数据服务器、通信工作站、打印机、卫星时钟等，形成电气系统的监控、管理中心。
主控层按设备划分为计算机设备（工作站），通讯网络接口设备、打印设备，不见断电源设备，卫星同步对时设备，中文语音报警设备等。
计算机设备（工作站）数目随电厂情况而定，都选用高档工控机,实现站内监视，控制操作。
网络打印机可选用激光、喷墨或针式打印机。
通信工作站上还可配置马赛克返回屏控制软件，实时刷新返回屏信号及数据。
主控层采用开放的Windows2003 Professional（专业版）或server（服务器）操作系统,数据库采用分布式数据库结构,根据节点的不同功能配置相应的数据库,应用软件采用模块化、对象化、结构化设计，具有一定的完整性和独立性,软件另有维护诊断工具,可对人机界面进行维护以满足不同用户对显示画面、打印图表的不同格式的要求。
②通信层通信层又称通信管理层或通信网络层，采用通信管理机、交换机等实现规约转换和装置通信。
由于现场保护测控装置等智能设备数量多，一般机组、主变、线路、厂用电、公用子系统和其他智能设备可分别组网，保证了系统的实时性和稳定性。
各子系统可分别设置通信管理机，根据需要可为双机冗余设计。
各通信管理机接于上位机层以太网，同时可以经以太网/CAN/RS-485/232 通信口直接与相应机组LCU的电气控制器PLC相联，实现数据交换。
通讯网络结构采用以太网、CAN、RS-485总线，可配置成双网冗余结构方式，网络介质可为同轴电缆线，屏蔽双绞线，光纤等。
③现地层现地层又称现地控制单元，现地控制单元(LCU)具备保护、测量及控制等所有功能,并遵循保护相对独立和动作可靠性的原则,现地控制单元不依赖于通讯网络和上位机管理层,能独立完成监控和保护的功能,符合部分标准要求。
水电站计算机监控系统1-引言1-1 目的本文档旨在详细介绍水电站计算机监控系统的设计和功能，以便于了解该系统的工作原理和操作流程。
1-2 背景水电站是利用水流能产生电能的设施。
为了提高水电站的安全性和运营效率，引入计算机监控系统是必要的。
该系统能够实时监测水电站的各项参数，并提供报警、记录和控制等功能。
2-系统概述2-1 系统架构该水电站计算机监控系统采用分布式架构，由若干个子系统组成。
主要分为数据采集子系统、数据处理子系统、数据存储子系统和用户界面子系统。
2-2 系统功能2-2-1 数据采集数据采集子系统负责实时采集水电站的各项参数数据，包括水位、水压、流量等。
采集设备包括传感器、数据采集仪和信号转换器等。
2-2-2 数据处理数据处理子系统负责对采集到的数据进行处理和分析。
它能够识别异常数据并提供报警功能。
数据处理算法包括数据滤波、统计分析等。
2-2-3 数据存储数据存储子系统负责将处理后的数据存储到数据库中。
它能够实现历史数据的查询和分析。
数据库采用关系型数据库。
2-2-4 用户界面用户界面子系统提供了一个直观、友好的界面，用于展示监控数据和操作系统功能。
用户可以通过该界面实时监测水电站运行状况，并进行系统配置和操作。
3-系统详细设计3-1 数据采集子系统设计3-1-1 传感器选型和布置根据水电站的具体情况，选择合适的传感器，并进行布置。
要保证传感器的准确度和可靠性。
3-1-2 采集设备选型和配置选择适合的数据采集仪和信号转换器，并根据实际需求进行配置。
3-2 数据处理子系统设计3-2-1 异常数据检测算法设计设计一套有效的算法，用于检测和识别异常数据，并触发报警。
3-2-2 数据滤波算法设计设计一套滤波算法，对采集到的数据进行平滑处理，提高数据的稳定性和准确性。
3-3 数据存储子系统设计3-3-1 数据库设计设计数据库表结构，存储监控数据和其他相关信息。
3-3-2 数据库管理和维护制定数据库管理和维护计划，保证数据库的稳定运行和数据的完整性。
水电站计算机监控系统的结构和工作原理水电站计算机监控系统是指利用计算机技术对水电站运行过程中的各项参数进行监测、控制和管理的系统。
它由硬件设备和软件系统两部分组成。
硬件设备包括各种传感器、执行器、控制器等，用于获取和执行各项工作参数。
而软件系统则包括数据采集、数据处理、用户界面等功能，用于实现对水电站运行状态的监测和控制。
首先是数据采集与传输层，该层主要负责采集水电站各个部位的参数信息，并将其传输至数据处理与分析层。
数据采集包括电流、电压、水位、流量等参数的采集，传统的测量仪器逐渐被数字化的传感器所取代，能够实时采集数据，并将其转换为计算机可读的数字信号。
传输方式一般有有线和无线两种，有线方式可以通过传统的电缆进行传输，而无线方式则可以通过无线通信技术进行传输，如GSM、WiFi、蓝牙等。
这样可实现了对数据的无线传输，提高了数据采集的灵活性和可靠性。
其次是数据处理与分析层，该层主要对采集到的数据进行实时处理和分析。
数据处理包括数据的存储、压缩、加密等操作，以确保数据的安全性和可靠性。
数据分析则是对采集到的数据进行处理和分析，分析水电站的运行状态和参数变化情况，如计算功率变化、水位变化、电流负荷等，以便进行决策和预测。
该层还可以进行故障诊断和预警，一旦发现异常情况，立即向人机交互与控制层发送报警信息。
此外，数据处理与分析层还可以通过数据模型和算法优化水电站的运行效率，节约电能和水资源，提高水电站的综合效益。
最后是人机交互与控制层，该层是操作员与计算机之间的接口，也是系统监测与控制的中心。
人机交互界面一般为图形化界面，以便操作员能够直观地了解水电站的运行状态，并通过控制命令对其进行控制。
此外，该层还包括报警系统、远程监控与控制系统等，可以及时发出警报和进行远程操作。
操作员还可以通过该层进行数据查询和报告生成，以便进行统计分析和决策。
同时，该层也支持与外部系统的数据交互和接口拓展。
水电站计算机监控系统的工作原理是通过各个层之间的数据传输和处理实现的。
【引用】水电站计算机监控系统基础知识计算机监控系统的发展经历了以人工监控，电话调度和远动监控(遥测、遥信、遥调、遥控)为主体，以计算机为核心和以现代数据通信为基础的计算机监控系统等三个阶段。
水电厂应用计算机监控系统对提高自动化水平，保证电站实现"无人值班"(少人值守)，提高经济效益，改善劳动条件，促进技术进步都具有十分重要的意义。
一.水电厂计算机监控系统基本模式根据计算机在水电厂监控系统中的作用可划分为三种：计算机辅助监控系统(CASC)、以计算机为基础的监控系统(CBSC)、计算机与常规装置双重监控系统(CCSC)。
根据计算机在水电厂监控系统中的控制方式可划分：集中式监控系统、分散式监控系统、分布式监控系统，全开放、全分布式监控系统。
二.计算机监控系统基本功能数据采集与处理、运行安全监视、设备操作监视、控制权限、AGC、AVC、运行日志及报表、事件统计、数据通信、人机界面、多媒体功能、自诊断与远方诊断。
三.监控系统结构图1单网型水电站监控系统图2双网型水电站监控系统监控系统从结构上来说一般分为两层，上位机与下位机。
上位机从硬件构成来说一般由通用计算机构成，如PC机、服务器等，运行的软件平台一般为Windows、Unix。
下位机从硬件构成来说则都是一些厂家自己开发的硬件平台，种类繁多，如各公司的PLC，其软件平台也因硬件不同而相异，无法互相兼容。
1.上位机上位机一般配置有：操作员工作站，通信工作站，工程师工作站，厂级工作站等。
操作员工作站常被称为控制台，是全厂集中监视和控制的中心和人机接口；通信工作站主要是用来与外部系统进行通信；工程师工作站除具有程序开发、调试以及培训仿真等功能外，并兼有操作员工作站全部功能；厂级工作站主要用来完成一些后台工作，如AGC、AVC等。
上位机系统主要完成人机界面接口，实时数据处理，全厂AGC、AVC调节，历史数据存档，报表查询，报表打印，数据分析，远程诊断，电量管理及其他系统的通讯等功能。
水电站计算机监控系统[正文]一、项目背景水电站计算机监控系统是为了提高水电站运维管理效率、确保安全稳定运行而开发的。
本系统通过采集、传输和分析关键数据，实现对水电站各项设备和参数的实时监控和远程操作。
二、系统架构⒈硬件架构⑴主控服务器：负责数据采集、存储和分析。
⑵监控终端：安装在各关键设备上，用于监测和控制设备。
⑶数据传输设备：负责将监测数据传输至主控服务器。
⒉软件架构⑴数据采集软件：负责收集各设备的实时数据。
⑵数据传输软件：将采集到的数据传输至主控服务器。
⑶监控控制软件：用于实时监控和远程操作各关键设备。
⑷数据分析软件：对采集到的数据进行分析和报表。
三、系统功能⒈实时监控功能⑴监测设备状态：包括设备运行状态、设备温度、设备压力等。
⑵监测参数变化：包括水位、电流、电压等。
⑶实时报警：当设备状态异常或参数超过阈值时发送报警信息。
⒉远程控制功能⑴远程开关机：通过系统远程操作设备的开关机功能。
⑵远程调节参数：通过系统远程调节设备的工作参数。
⑶远程维护功能：通过系统远程进行设备的维护和故障排除。
⒊数据分析功能⑴数据统计与报表：根据采集到的数据统计报表。
⑵故障诊断与分析：根据历史数据进行故障诊断和分析。
四、附件本文档涉及的附件包括：●监控系统架构图●数据采集软件配置文件●监控终端设备清单五、法律名词及注释⒈水电站：利用水流能产生电力的发电设施。
⒉计算机监控系统：利用计算机技术进行设备状态监测和控制的系统。
六、总结水电站计算机监控系统实现了对水电站设备和参数的实时监控和远程操作，提高了水电站运维管理效率。
该系统具有实时监控、远程控制和数据分析等功能，能够帮助水电站及时发现问题并进行相应的处理。
通过使用该系统，水电站运行人员可以更加方便地进行设备管理与维护，确保水电站的安全稳定运行。
浅析水电站计算机监控系统摘要：水电站计算机监控是指通过对电站各种设备信息进行采集、处理，实现自动监测、控制、调节和保护。
作为水电站运行管理的主要组成部分，计算机监控系统在水电站的运用提高了水电站的自动化程度和经济效益。
本文先对国内水电站计算机监控系统的发展进行了简要分析，介绍了水电站计算机监控系统的类型、结构及应用原则，重点讨论了水电站计算机监控系统的意义。
关键词：计算机监控系统发展类型结构应用原则在我国小型水电站自动控制系统基本采用大中型水电站的“集成型”模式；水电站二次设备的组成部分有：以可编程控制器（PLC）为核心的现地控制单元、调速器、励磁装置、同期装置、保护等设备都是按功能划分的微机型产品，加上油、气、水、厂用电等辅助设备的自动控制，因缺乏标准化规条，要实现多种设备的接口、通讯，与大型水电站相比，在系统复杂程度上相当，增加了水电站运行和维护的复杂性和用户的投资。
为克服“集成型”模式存在的结构复杂、运行维护不便利、投资大等问题，“专用型”自动控制系统的研究与开发现已开始在国内进行了。
1 水电站计算机监控系统的类型、结构与应用1.1水电站计算机监控系统的类型水电站计算机监控系统一般按照计算机的作用、系统结构、配置、控制的层次、功能与操作方式进行分类。
其中CCSC方式的两种控制系统可独立运行，结构较复杂，价格较高，优点是两套系统互为备用，可以切换，可靠性高。
而取消常规设备的全计算机控制方式实际上是CBSC的延伸，要求进一步提高计算机系统的冗余度和可靠性，投资较大，应用前景佳。
1.2水电站计算机监控系统的结构模式1.2.1集中式监控系统集中式监控系统是对整个水电站的运行进行集中监视与控制。
目前，该模式已不在大、中型水电站中采用。
但对于在机组容量小、机组数量少、送变电设备较少、主接线简单的小型水电站，该结构模式应作为参考模式，可节省投资。
1.2.2分层分布式监控系统分布式监控系统的主要特征是控制对象分散，以控制对象为单元设置多套相应装置，形成控制单元，完成控制对象的数据采集和处理等。
计算机监控系统运行规程13.1 系统结构组成本水电站采用“无人值班”（少人值守）的运行值班方式，计算机监控系统采用全计算机监控的模式，开放性的分层分布式系统结构。
13.1.1 系统结构配置系统分层结构自下而上，为现地单元监控层和电站中控层。
本水电站上位机系统设置在中控室，对全厂进行计算机监控。
上位机与机组LCU间采用光纤以太网通信，与开关站、全厂公用采用双绞线以太网通信，LCU与现地智能设备采用Modbus RTU现场总线通信。
13.1.2 集中制控层结构1、厂控制室主要设备有：2台操作员工作站，1台工程师工作站，1台套语音报警及短信寻呼装置，2台通信服务器，2台网络交换机，2台激光打印机，1套卫星同步时钟系统，1套电力专用UPS电源，1套中控室计算机控制台等。
13.1.3 现地级控制层结构1、现地级监控层主要包括机组4套LCU、2套开关站LCU和1套公用LCU。
2、LCU屏主要由PLC数据采集控制单元，微机准同期装置组成，多功能电表等组成，配置双以太网口。
3、每套机组现地控制单元配有一套微机自动准同期装置，同期对象为发电机断路器。
开关站有多个同期对象，配置一套微机多点自动准同期装置。
同期装置具备自动识别并网对象类别及并网性质的功能。
13.2 数据采集与报警功能13.2.1电气量采集各LCU将相关的PT、CT接入多功能电表，电量参数（例如功、无功、频率、功率因素、有功电度、无功电度等电量）直接从多功能电表中读取。
直流电量及非电量性模拟量如：转子电流及电压、导叶前压力、机组的工作水头等信号。
这些信号由变送器转换为4~20mA信号供PLC采集。
13.2.2状态量采集各LCU按周期采集全部开入量，进行状态检查，更新数据库，在开关量发生变位时，产生事件记录。
各LCU具有对本身的硬件及各控制单元进行全面的保护性自我检验功能，对各辅助设备的运行状况进行检测，并根据检验结果采取相应的保护性措施。
LCU同时向主机报告诊断的结果，根据自诊断记录，值班维护人员可以了解LCU装置工作是否良好，指导处理异常情况。
