第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化課件

第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化2022/12/21第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化2022/12/18第3章發(fā)電企1主要內(nèi)容3.1我國發(fā)電廠自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀3.2水電站廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)3.3火力發(fā)電廠的廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)3.4發(fā)電廠智能管理信息系統(tǒng)第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化主要內(nèi)容3.1我國發(fā)電廠自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀第3章發(fā)電企業(yè)23.1我國發(fā)電廠自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀我國電廠的自動(dòng)化水平達(dá)到國際先進(jìn)水平。電廠自動(dòng)化歷來是電力企業(yè)信息化建設(shè)的重點(diǎn)，大部分大中型水力發(fā)電，火力發(fā)電機(jī)組均配備了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。小型水電站的自動(dòng)化水平總體上還不是太高。發(fā)電生產(chǎn)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)過程自動(dòng)化水平。由于大部分使用的監(jiān)控系統(tǒng)采用了國外的先進(jìn)技術(shù)，因此某些單項(xiàng)指標(biāo)基本達(dá)到了國際水平，但在整體應(yīng)用上仍有差距。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化3.1我國發(fā)電廠自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀我國電廠的自動(dòng)化水平達(dá)到國33.1我國發(fā)電廠自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀我國發(fā)電力企業(yè)信息化發(fā)展的特征如下:電力生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用成熟。管理信息系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用逐漸推進(jìn)（為公司業(yè)務(wù)管理和決策服務(wù)）。

總體來看，管理信息化滯后于生產(chǎn)過程自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化3.1我國發(fā)電廠自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀我國發(fā)電力企業(yè)信息化發(fā)展的4發(fā)電企業(yè)信息化建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)發(fā)電企業(yè)信息化建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)是:以先進(jìn)思想為主導(dǎo)、以現(xiàn)代信息技術(shù)手段為支撐，實(shí)現(xiàn)電廠內(nèi)外部信息的全面集成，建設(shè)數(shù)字化電廠。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化發(fā)電企業(yè)信息化建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)發(fā)電企業(yè)信息化建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)是:53.2水電站廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)近年來國內(nèi)水電站自動(dòng)化得到了迅速的發(fā)展，已成為一個(gè)集計(jì)算機(jī)、控制、通信、網(wǎng)絡(luò)、電力電子為一體的綜合系統(tǒng)，具備完備的硬件結(jié)構(gòu)、開放的軟件平臺(tái)和強(qiáng)大的應(yīng)用系統(tǒng)。不僅可以完成對(duì)單個(gè)水電站的監(jiān)控，還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)梯級(jí)、流域、甚至跨流域的水電站群的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和安全監(jiān)控。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化3.2水電站廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)近年來國內(nèi)水電站自動(dòng)化得到了迅6

水力發(fā)電廠簡(jiǎn)介

水力發(fā)電廠是將水力發(fā)電就是利用水力(具有水頭)推動(dòng)水力機(jī)械(水輪機(jī))轉(zhuǎn)動(dòng)，將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，如果在水輪機(jī)上接上另一種機(jī)械(發(fā)電機(jī))隨著水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)便可發(fā)出電來，這時(shí)機(jī)械能又轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋ＫΠl(fā)電在某種意義上講是水的勢(shì)能變成機(jī)械能，又變成電能的轉(zhuǎn)換過程。再經(jīng)過變電和輸配電設(shè)備將電力送到用戶。主要一次設(shè)備：大壩閘門水輪機(jī)（導(dǎo)水葉閥門）發(fā)電機(jī)第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

水力發(fā)電廠簡(jiǎn)介

水力發(fā)電廠是將水7小型水電站的電氣結(jié)構(gòu)第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化小型水電站的電氣結(jié)構(gòu)第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化8水電站監(jiān)控對(duì)象

包括水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、機(jī)組進(jìn)水閥、尾水閘門、機(jī)組附屬及輔助設(shè)備(油、水、氣)，主變壓器、開關(guān)站、全廠公共和輔助設(shè)備、大壩（閘門）等。

第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控對(duì)象包括水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、機(jī)組進(jìn)水閥、尾水閘門9水電站廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)主要任務(wù)和功能

(1)實(shí)現(xiàn)站級(jí)層監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)相應(yīng)主要機(jī)電設(shè)備運(yùn)行工況、位置、參數(shù)的監(jiān)視,并實(shí)現(xiàn)對(duì)主要開關(guān)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視并顯示。(2)實(shí)現(xiàn)站級(jí)層監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)相應(yīng)主要機(jī)電設(shè)備的現(xiàn)地/遠(yuǎn)方，自動(dòng)/手動(dòng)監(jiān)控，調(diào)節(jié)，包括機(jī)組起/停，開關(guān)倒閘等。操作員工作站通過人機(jī)接口或者根據(jù)調(diào)度的命令、應(yīng)用程序（AGC、AVC等）的命令自動(dòng)地對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)象進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。(3)具有越限報(bào)警和趨勢(shì)報(bào)警功能.第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)主要任務(wù)和功能(1)實(shí)現(xiàn)站級(jí)層監(jiān)控系統(tǒng)10水電站廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)主要任務(wù)和功能

(4)在電力系統(tǒng)事故或電站設(shè)備工作異常時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)起動(dòng)音響報(bào)警、語音電話自動(dòng)告警系統(tǒng)，并在操作員站上顯示報(bào)警信息,打印報(bào)警信息并記錄入數(shù)據(jù)庫.(5)監(jiān)控系統(tǒng)異常監(jiān)視：當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件或軟件發(fā)生故障時(shí)，給出提示信息，并在操作員工作站上顯示故障位置和進(jìn)行打印記錄。同時(shí)，在工程師站上給出報(bào)警信號(hào)，顯示故障位置及原因。(6)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、統(tǒng)計(jì)、分析判斷，生成各種報(bào)表，提供生產(chǎn)運(yùn)行和維護(hù)指導(dǎo)。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)主要任務(wù)和功能(4)在電力系統(tǒng)事故11

水電站廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)水電站廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)采用三層體系結(jié)構(gòu)，如圖3-1所示。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

水電站廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)水電站廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)采用三層12基礎(chǔ)和過程自動(dòng)化層（現(xiàn)地控制層）現(xiàn)地控制層主要功能：完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集過程自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)與主站監(jiān)控計(jì)算機(jī)的通信。將采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、經(jīng)處理后確認(rèn)的事件、控制過程的有關(guān)信息上送給主站監(jiān)控計(jì)算機(jī)，接受其下達(dá)的控制調(diào)節(jié)等命令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化基礎(chǔ)和過程自動(dòng)化層（現(xiàn)地控制層）現(xiàn)地控制層主要功能：第3章發(fā)13水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。第3章14第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化15水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層設(shè)計(jì)：全廠設(shè)置若干個(gè)現(xiàn)地控制單元（LCU），實(shí)現(xiàn)對(duì)各生產(chǎn)對(duì)象的監(jiān)控。就地控制單元的個(gè)數(shù)由機(jī)組的臺(tái)數(shù)和開關(guān)站及共用設(shè)備的規(guī)模大小來決定，最大不超過64個(gè)。每臺(tái)機(jī)組一套LCU，開關(guān)站及共用設(shè)備共用一臺(tái)LCU或各自一臺(tái)LCU。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層設(shè)計(jì)：第3章發(fā)電企業(yè)信息化16水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（1）采用現(xiàn)場(chǎng)總線如PROFIBBUS，將一類總線主站（LCU）、現(xiàn)場(chǎng)各類智能控制器和各種I/O及儀表連接在現(xiàn)場(chǎng)總線上，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和過程自動(dòng)控制。（2）一類總線主站（LCU）若干個(gè)，全廠設(shè)置若干個(gè)現(xiàn)地控制單元（LCU），實(shí)現(xiàn)對(duì)各生產(chǎn)對(duì)象的監(jiān)控。圖中用２個(gè)中檔的可編程控制器，各帶若干種類型的輸入輸出模塊、通信模塊、變送器、繼電器、儀表等信號(hào)變換裝置、驅(qū)動(dòng)裝置及輸入輸出信號(hào)源等。

第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（1）采用現(xiàn)場(chǎng)總線如PROFIBB17水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（3）現(xiàn)場(chǎng)總線上掛若干個(gè)智能控制器，該控制器可以是用中檔的可編程控制器（帶PROFIBBUS接口）實(shí)現(xiàn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)某生產(chǎn)過程的自動(dòng)調(diào)節(jié)（調(diào)速器，勵(lì)磁），同時(shí)也可以是測(cè)溫裝置，測(cè)機(jī)組振動(dòng)裝置，各輔助設(shè)備控制裝置。掛在現(xiàn)場(chǎng)總線上的智能控制器受一類總線主站的控制，將需要的數(shù)據(jù)上傳一類總線主站，接受其下達(dá)的控制調(diào)節(jié)等命令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。（4）將各種數(shù)字儀表和遠(yuǎn)程I/O掛在現(xiàn)場(chǎng)總線上，將需要的數(shù)據(jù)上傳一類總線主站，并接受其下達(dá)的命令，執(zhí)行相應(yīng)的操作。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)視與控制。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（3）現(xiàn)場(chǎng)總線上掛若干個(gè)智能控制器，18水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（5）大壩監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)大壩所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制（大壩離電站一定的距離）將一個(gè)一類總線主站（用一個(gè)中檔的可編程控制器，帶若干個(gè)若干種類型的模塊）、數(shù)字儀表和遠(yuǎn)程I/O掛在現(xiàn)場(chǎng)總線上，通過大壩監(jiān)控系統(tǒng)的一類總線主站（大壩LCU）實(shí)現(xiàn)大壩所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和過程自動(dòng)控制，通過通信模塊和通信線路實(shí)現(xiàn)與主站的通信，將需要的數(shù)據(jù)上傳主站監(jiān)控系統(tǒng)的一類總線主站（機(jī)組LCU），接受其下達(dá)的控制命令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（5）大壩監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)大壩所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)19水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（6）現(xiàn)場(chǎng)總線通過協(xié)議轉(zhuǎn)換接口將非總線協(xié)議的智能設(shè)備連接在總線上，實(shí)現(xiàn)全廠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)視與控制。（7）公用LCU，結(jié)構(gòu)同機(jī)組LCU（智能控制器加上現(xiàn)場(chǎng)總線）。公用LCU采集全廠廠用變壓器、10kV廠用電斷路器狀態(tài)和繼電保護(hù)、備用電源自動(dòng)投入裝置的狀態(tài)、動(dòng)作、報(bào)警信息和電測(cè)量信號(hào)；定時(shí)對(duì)全廠公用、輔助設(shè)備的狀態(tài)量，以及斷路器、開關(guān)和分合進(jìn)行處理，上送至電站中控層。接受電站中控層控制命令、完成全廠性有關(guān)斷路器順序操作、隔離開關(guān)的投、切。

第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（6）現(xiàn)場(chǎng)總線通過協(xié)議轉(zhuǎn)換接口將非總20水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層采用硬布線和通訊結(jié)合機(jī)制：與機(jī)組附屬及相關(guān)設(shè)備的通信采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。對(duì)于無法采用數(shù)字通信的設(shè)備采用硬布線I/O進(jìn)行連接。對(duì)于安全運(yùn)行的重要信息、控制命令和事故信號(hào)除采用現(xiàn)場(chǎng)總線通信外，還需通過硬布線I/O直接接入LCU，實(shí)現(xiàn)雙路通信，以保證安全。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層采用硬布線和通訊結(jié)合機(jī)制：第3章發(fā)電21水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層智能控制器加上現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是現(xiàn)地控制單元的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)水電站被控對(duì)象分散的特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線將分散在現(xiàn)場(chǎng)的智能儀表、智能Ｉ/Ｏ、智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)、智能變送器、智能控制器連接成一體，提高了系統(tǒng)的自治性和可靠性，可以節(jié)省大量的信號(hào)電纜和控制電纜。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層智能控制器加上現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是現(xiàn)地控制22近年來，以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）在水電廠中得到了廣泛的應(yīng)用。機(jī)組LCU應(yīng)有下述功能：(1)采集機(jī)組運(yùn)行的電氣參數(shù)、開關(guān)狀態(tài)、水輪機(jī)組及勵(lì)磁屏、調(diào)速器、輔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及事故、故障信號(hào)、非電模擬量等數(shù)據(jù)。(2)顯示機(jī)組運(yùn)行的實(shí)時(shí)參數(shù)、實(shí)時(shí)狀態(tài)、事故及故障信息、控制參數(shù)及保護(hù)整定值等。

以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化近年來，以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）在水23

以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）(3)根據(jù)主控計(jì)算機(jī)的命令和現(xiàn)場(chǎng)的命令，完成機(jī)組的啟動(dòng)、合滅磁開關(guān)、啟勵(lì)、調(diào)壓、調(diào)頻、準(zhǔn)同期并車、有功功率和無功功率的閉環(huán)調(diào)節(jié)、甩負(fù)荷、停機(jī)。(4)可修改機(jī)組的部分控制參數(shù)。(5)機(jī)組的事故、故障處理。發(fā)生機(jī)組機(jī)械事故和電氣事故時(shí)，根據(jù)不同的事故類型，采取減負(fù)荷停機(jī)、甩負(fù)荷緊急停機(jī)和關(guān)進(jìn)水口閘門等措施。出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出相應(yīng)的故障報(bào)警信息。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）(3)根據(jù)主控計(jì)24機(jī)組LCU監(jiān)控范圍包括水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、機(jī)組進(jìn)水閥、尾水閘門、機(jī)組附屬及輔助設(shè)備等。機(jī)組現(xiàn)地控制單元設(shè)備布置于發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)旁。機(jī)組LCU完成下列數(shù)據(jù)采集與處理功能：機(jī)組電氣量采集：定時(shí)采集機(jī)組定子和轉(zhuǎn)子的電壓量、電流量、頻率、有功功率及無功功率等參量，存入數(shù)據(jù)庫，在機(jī)組LCU上顯示并上送電站中控層。

以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化機(jī)組LCU監(jiān)控范圍包括水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、機(jī)組進(jìn)水閥、尾水閘門25

機(jī)組溫度量采集：定時(shí)采集機(jī)組定子鐵芯、定子線圈、機(jī)組軸瓦、軸承、軸承油、冷卻器水、冷卻器油及其它系統(tǒng)的溫度。檢查采集的溫度量是否越限，并及時(shí)將越限情況及數(shù)據(jù)送往電站中控層，機(jī)組LCU上同時(shí)也有報(bào)警顯示和音響。對(duì)部分溫度量還要進(jìn)行溫度變化率監(jiān)視和溫升趨勢(shì)分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況。機(jī)組振動(dòng)、擺度、蠕動(dòng)、氣隙、流量、壓力，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行越限檢查，并將越限情況與數(shù)據(jù)送往電站中控層，機(jī)組LCU上同時(shí)也有報(bào)警顯示和音響。

以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

機(jī)組溫度量采集：定時(shí)采集機(jī)組定子鐵芯、定子線圈、機(jī)26

機(jī)組過程控制狀態(tài)量掃查：在機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換時(shí)采集機(jī)組各操作順序步的狀態(tài)量和模擬量，并進(jìn)行記錄，同時(shí)向電站中控層發(fā)送控制過程中的數(shù)據(jù)。機(jī)組電氣保護(hù)報(bào)警量采集：隨機(jī)采集機(jī)組電氣保護(hù)動(dòng)作信息，一旦采集到保護(hù)報(bào)警信息，立即將該信息送往電站中控層，同時(shí)在機(jī)組LCU上報(bào)警顯示和音響。

機(jī)組LCU應(yīng)包括對(duì)機(jī)組控制范圍內(nèi)的斷路器和各種隔離開關(guān)（不包括檢修接地隔離開關(guān)）的分合控制，進(jìn)水口閥門開關(guān)控制，尾水事故閘門的充水、開啟及關(guān)閉控制。這些控制應(yīng)具有嚴(yán)格的安全閉鎖邏輯。

以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

機(jī)組過程控制狀態(tài)量掃查：在機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行方27

機(jī)組機(jī)械保護(hù)報(bào)警量采集：隨機(jī)采集機(jī)組機(jī)械保護(hù)動(dòng)作信息，及時(shí)將采集到保護(hù)報(bào)警信息送往電站中控層，同時(shí)在機(jī)組LCU上報(bào)警顯示和音響。機(jī)組LCU監(jiān)視各輔助設(shè)備的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)向電站中控層傳送信息，并在機(jī)組LCU上有報(bào)警顯示和音響。執(zhí)行機(jī)組輔助設(shè)備啟動(dòng)／停止控制。機(jī)組LCU應(yīng)具有自動(dòng)/手動(dòng)有功、無功調(diào)節(jié)機(jī)組運(yùn)行工況包括：發(fā)電（空載、滿載發(fā)電、調(diào)相、正常停機(jī)、事故停機(jī)、緊急停機(jī)。機(jī)組LCU針對(duì)各工況及其轉(zhuǎn)換應(yīng)有相應(yīng)的控制程序。

以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）第3章發(fā)電28機(jī)組LCU與電站中控層脫機(jī)時(shí)應(yīng)能獨(dú)立運(yùn)行。沒有電站中控層命令或脫離電站中控層的情況下，機(jī)組LCU也應(yīng)能獨(dú)立完成對(duì)所控設(shè)備的閉環(huán)或開環(huán)控制，保證機(jī)組安全運(yùn)行和開停機(jī)操作。機(jī)組LCU監(jiān)視面板應(yīng)可顯示機(jī)組的主要電氣量和溫度量以及有關(guān)輔助設(shè)備的狀態(tài)或參數(shù)及主要操作畫面。在機(jī)組LCU上還裝有必要的電氣測(cè)量?jī)x表和變送器。

以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化機(jī)組LCU與電站中控層脫機(jī)時(shí)應(yīng)能獨(dú)立運(yùn)行。沒有電站中控層命29水電站監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度和監(jiān)控層(電廠控制層)電站監(jiān)控系統(tǒng)中控層應(yīng)完成對(duì)本電站所有被控對(duì)象的安全監(jiān)控。電廠控制層應(yīng)具有數(shù)據(jù)采集與處理、實(shí)時(shí)控制和調(diào)節(jié)、參數(shù)設(shè)定、監(jiān)視、記錄、報(bào)表、運(yùn)行參數(shù)計(jì)算、通信控制、系統(tǒng)診斷、軟件開發(fā)和畫面生成、系統(tǒng)擴(kuò)充(包括硬件、軟件)、運(yùn)行管理和操作指導(dǎo)等功能。電廠控制層實(shí)時(shí)采集來自LCU層的所有主要運(yùn)行設(shè)備的模擬量、開關(guān)量、脈沖量等信息以及來自調(diào)度層的控制命令和交換數(shù)據(jù)。電廠控制層的組成如圖所示。

第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度和監(jiān)控層(電廠控制層)電站監(jiān)控系統(tǒng)中控30第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化31水電站監(jiān)控系統(tǒng)電廠控制層（1）網(wǎng)絡(luò)采用雙冗余的光纖網(wǎng)TCP/IP協(xié)議；（2）集中控制工作站：雙機(jī)熱備、服務(wù)器（數(shù)據(jù)庫服務(wù)器）。監(jiān)控功能：集中控制與保護(hù)、現(xiàn)地層與集中層數(shù)據(jù)通信、實(shí)時(shí)與歷史數(shù)據(jù)庫、與管理層的通信及數(shù)據(jù)接口；（3）操作員工作站：２臺(tái)微機(jī)、雙屏。操作功能：程序及單項(xiàng)操作；（4）工程師工作站：１臺(tái)微機(jī)。維護(hù)功能：系統(tǒng)參數(shù)的修改、程序與算法的投入與切換；（5）集中控制操作臺(tái)：急停、緊急故障排除；（6）通過2臺(tái)交換機(jī)，與基礎(chǔ)和過程自動(dòng)化層的各一類總線主站（LCU）連接。(7)C/S結(jié)構(gòu)。電廠控制層與LCU也可以采用以太網(wǎng)相連,如下圖示。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)電廠控制層（1）網(wǎng)絡(luò)采用雙冗余的光纖網(wǎng)TCP/32第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化33企業(yè)管理和決策層發(fā)電企業(yè)的ERP系統(tǒng)與傳統(tǒng)的ERP系統(tǒng)相比，有自己的特點(diǎn)。發(fā)電企業(yè)（同冶金、化工企業(yè)）是一種連續(xù)性生產(chǎn)作業(yè)的企業(yè)，企業(yè)的內(nèi)部資源、外部市場(chǎng)都非常穩(wěn)定，電力企業(yè)的生產(chǎn)過程一旦啟動(dòng)，其人力、資源的配備和供給嚴(yán)格按計(jì)劃供應(yīng)，不可輕易改變。其特點(diǎn)是：（1）設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行是企業(yè)正常運(yùn)行的保證；（2）企業(yè)運(yùn)行管理的主要內(nèi)容是加強(qiáng)對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)過程的控制；第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化企業(yè)管理和決策層發(fā)電企業(yè)的ERP系統(tǒng)與傳統(tǒng)的ERP系統(tǒng)相比，34水電站監(jiān)控系統(tǒng)布置每臺(tái)機(jī)組的監(jiān)控LCU位于主廠房發(fā)電機(jī)層相應(yīng)的機(jī)組旁；廠房設(shè)有中控室，作為全站的集中監(jiān)控中心，布置有計(jì)算機(jī)設(shè)備、公用LCU盤柜、微機(jī)保護(hù)柜盤和模擬屏等。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)布置每臺(tái)機(jī)組的監(jiān)控LCU位于主廠房發(fā)電機(jī)層相應(yīng)35總結(jié)：水電站廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)目前水電站監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本上以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，全廠共設(shè)兩層：電廠控制層和現(xiàn)地控制層。系統(tǒng)級(jí)設(shè)備大多采用以太網(wǎng)或光纖環(huán)網(wǎng)等通用網(wǎng)絡(luò)連接高性能的工作站和服務(wù)器（電廠控制層）及現(xiàn)地控制層的LCU。在現(xiàn)場(chǎng)則較多地采用PLC或智能現(xiàn)地控制單元(LCU)，再通過現(xiàn)場(chǎng)總線與基礎(chǔ)層的智能I/O設(shè)備、智能儀表、遠(yuǎn)程I/O等相連，構(gòu)成現(xiàn)地控制子系統(tǒng)（現(xiàn)地控制層），與站級(jí)系統(tǒng)結(jié)合，形成整個(gè)控制系統(tǒng)。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化總結(jié)：水電站廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)目前水電站監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本上36

水電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)在大中型電站用高性能的工作站或服務(wù)器作為全系統(tǒng)的主控機(jī)和數(shù)據(jù)服務(wù)器，而用PC機(jī)作為操作員站，大中型電站的系統(tǒng)級(jí)設(shè)備一般都選用64位的工作站和服務(wù)器。高速交換式以太網(wǎng)技術(shù)的得到眾多生產(chǎn)廠商的支持，比其它網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品有著明顯的無法替代的優(yōu)勢(shì)。Web、面向?qū)ο蟮腏ava等新技術(shù)將越來越多地引入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

水電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)在大中型電站用高性能的工作站或服務(wù)37水電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)有效的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷利用現(xiàn)代化先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備和分析技術(shù)對(duì)水電站主設(shè)備的某些關(guān)鍵部位的參量進(jìn)行在線實(shí)時(shí)采集和監(jiān)視，經(jīng)過綜合了現(xiàn)場(chǎng)積累的運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)資料和專家經(jīng)驗(yàn)的智能(專家)系統(tǒng)，綜合分析其運(yùn)行規(guī)律，并預(yù)測(cè)設(shè)備可能存在的隱患，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的缺陷和故障，對(duì)設(shè)備進(jìn)行有針對(duì)性的維護(hù)，避免突發(fā)性故障和控制漸發(fā)故障的發(fā)生。（數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)分析來預(yù)測(cè)設(shè)備狀態(tài)）第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)有效的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷第3章發(fā)電企38

先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例瓦斯河位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)，流域共規(guī)劃7個(gè)常規(guī)水電廠，1個(gè)抽水蓄能電廠，預(yù)計(jì)總裝機(jī)990MW。四川華能康定水電公司的瓦斯河流域梯級(jí)電站開發(fā)已建成一期的冷竹關(guān)電站，裝機(jī)容量180MW。二期工程3個(gè)電站共530MW。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例瓦斯河位于四川省甘孜藏族自治州康定39先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例冷竹關(guān)電站按“無人值班(少人值守)”的原則設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)引進(jìn)奧地利ELIN公司的產(chǎn)品。流域梯級(jí)控制中心位于距冷竹關(guān)電廠315km以外的成都市?？刂浦行谋O(jiān)控系統(tǒng)采用1000Mbit/s交換式以太網(wǎng)，通過TCP/IP協(xié)議與冷竹關(guān)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)。系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例冷竹關(guān)電站按“無人值班(少人值守)”40先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(1)成都控制中心監(jiān)控系統(tǒng)與冷竹關(guān)電站中控室控制系統(tǒng)任何一方發(fā)生故障，另一方仍可以正?？刂粕a(chǎn)。(2)符合國際標(biāo)準(zhǔn)的開放式環(huán)境，采用UNIX操作系統(tǒng)和ORACLE數(shù)據(jù)庫，支持SQL語言。(3)操作員工作站集中監(jiān)視和控制各電站，可以實(shí)時(shí)顯示圖形、報(bào)表、報(bào)警及事件信息，能直接控制、調(diào)度到機(jī)組和主要的斷路器。設(shè)定值和命令發(fā)送到各機(jī)組LCU（現(xiàn)地控制單元），LCU執(zhí)行這些命令并返回信息給控制中心，供運(yùn)行人員監(jiān)視。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(1)成都控制中心監(jiān)控系統(tǒng)與冷竹關(guān)電41先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(4)主計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集并處理各電站的數(shù)據(jù)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)存檔和管理，向SQL服務(wù)器和操作員站傳送數(shù)據(jù)(5)SQL服務(wù)器是與管理信息系統(tǒng)(MIS系統(tǒng))接口的計(jì)算機(jī)，從主計(jì)算機(jī)采集MIS系統(tǒng)所需的監(jiān)控系統(tǒng)信息，轉(zhuǎn)換成MIS系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)格式，并實(shí)時(shí)生成各類格式的報(bào)表。SQL服務(wù)器通過CISCO防火墻路由器與成都控制中心監(jiān)控系統(tǒng)相連，保證了監(jiān)控系統(tǒng)的安全性。(6)一臺(tái)工程師/編程員站用于系統(tǒng)維護(hù)、故障處理、軟件開發(fā)，同時(shí)兼有操作員站的所有功能，可作為操作員站的備用機(jī)。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(4)主計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集并處理各電站的42先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(7)主計(jì)算機(jī)、操作員工作站、USP均采用冗余配置，保證了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。(8)通信接口計(jì)算機(jī)向省調(diào)度中心上傳成都控制中心監(jiān)控系統(tǒng)信息，接收省調(diào)下發(fā)的數(shù)據(jù)和命令。成都控制中心與各廠站的通信采用3條通道：租用中國電信的2×2Mbit/sDDN(數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò))光纖通道(主通道)、電力系統(tǒng)34Mbit/s微波通道和租用吉通公司128Kbit/s衛(wèi)星通道。主通道有故障時(shí)能自動(dòng)切換到備用通道。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(7)主計(jì)算機(jī)、操作員工作站、USP43先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(9)監(jiān)控系統(tǒng)將報(bào)警信號(hào)分級(jí)，出現(xiàn)故障時(shí)可按照?qǐng)?bào)警的等級(jí)自動(dòng)呼叫有關(guān)人員的傳呼機(jī)，使維護(hù)人員在第一時(shí)間趕到事故現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)“無人值班(少人值守)”起著十分重要的作用。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(9)監(jiān)控系統(tǒng)將報(bào)警信號(hào)分級(jí)，出現(xiàn)故443.3火力發(fā)電廠的廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)火力發(fā)電廠簡(jiǎn)介火力發(fā)電廠是將燃料(煤、油、天然氣等)的化學(xué)能變成電能的工廠。（燃料熱能動(dòng)能電能）原煤經(jīng)過皮帶運(yùn)輸?shù)皆簜}，加工成煤粉后通過燃燒器送到鍋爐的爐膛中燃燒，放出熱能:在鍋爐的水冷壁管中的水，吸收爐膛中的熱量后，變成飽和蒸汽;并通過蒸汽管道送到汽輪機(jī)中;將熱能變成動(dòng)能;汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)而發(fā)出電來，機(jī)械能就轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?電能再通過變壓器、開線路送到電力系統(tǒng)及用戶。（燃料

鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)）第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化3.3火力發(fā)電廠的廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)火力發(fā)電廠簡(jiǎn)介第3章發(fā)電企業(yè)45

大型火力發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)現(xiàn)代化大型發(fā)電機(jī)組有下列一些特點(diǎn):l)熱力系統(tǒng)龐大，生產(chǎn)過程復(fù)雜。2)由于單機(jī)容量大，它的輔機(jī)和輔助設(shè)備數(shù)量多，容量大，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜。3)生產(chǎn)工況變化多、操作頻繁和復(fù)雜。大機(jī)組需要監(jiān)視的測(cè)點(diǎn)數(shù)量相當(dāng)多，特別是在機(jī)組的起停和事故處理過程中，機(jī)組處于不穩(wěn)定的狀態(tài)下工作。4)大型機(jī)組的控制對(duì)象和參數(shù)多，控制機(jī)構(gòu)多，各種擾動(dòng)也多。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

大型火力發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)現(xiàn)代化大型發(fā)電機(jī)組有下列一些特點(diǎn):第46大型火力發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)要保證熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，必須不斷地供給燃料、空氣和循環(huán)的水。(節(jié)能減排)火電廠生產(chǎn)運(yùn)行過程的自動(dòng)化程度要求高，火電廠底層控制系統(tǒng)的范圍極其廣泛，它包括了單元機(jī)組控制系統(tǒng)、輔助設(shè)備、公用系統(tǒng)控制系統(tǒng)、以及廠用電分散控制系統(tǒng)其中含有大量模擬控制回路的鍋爐、汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)組構(gòu)成的單元機(jī)組運(yùn)行的控制系統(tǒng)最為復(fù)雜。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化大型火力發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)要保證熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽仨毑粩嗟毓┙o燃47火電站的DCS系統(tǒng)火電廠需要控制的鍋爐汽機(jī)等熱力設(shè)備，大容量火電發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)?；痣娬揪哂性O(shè)備大型化、工藝流程連續(xù)性要求高、要控制的工藝參數(shù)多，而且條件苛刻。開發(fā)出了以集中顯示操作、分散控制為特征的集散系統(tǒng)，后來逐漸統(tǒng)一稱為分散型控制系統(tǒng)（DCS）。DCS產(chǎn)品應(yīng)以模擬量反饋控制為主，輔以開關(guān)量的順序控制和模擬量開關(guān)量混合型的批量控制。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化火電站的DCS系統(tǒng)火電廠需要控制的鍋爐汽機(jī)等熱力設(shè)備，大容量48DCS的發(fā)展DCS的出現(xiàn)，其分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便的特點(diǎn)使其迅速得到推廣應(yīng)用。當(dāng)前，在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，DCS幾乎無處不在，DCS已經(jīng)滲透到工業(yè)控制系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域，并與PLC結(jié)合，以滿足自動(dòng)化控制的各種需要。過程控制行業(yè)如煉油廠化工廠、發(fā)電廠、造紙廠和金屬冶煉廠等，總是離不開采用DCS的過程控制系統(tǒng)。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化DCS的發(fā)展DCS的出現(xiàn)，其分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配49集散控制系統(tǒng)（DCS）的組成集散控制系統(tǒng)（DCS）是一套中型分級(jí)分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)以兩層網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，配置各種設(shè)備，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)工作、數(shù)據(jù)共享，共同完成各種控制及管理功能。DCS以過程控制為主，數(shù)字控制為輔。DCS的三大組成部分，即控制站、操作站和通信網(wǎng)絡(luò),如圖所示?，F(xiàn)場(chǎng)控制站在整個(gè)DCS中處于核心地位，它的可靠性和性能對(duì)整個(gè)集散控制系統(tǒng)的可靠性和性能有著至關(guān)重要的影響。

第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化集散控制系統(tǒng)（DCS）的組成集散控制系統(tǒng)（DCS）是一套中50第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化51DCS的現(xiàn)場(chǎng)控制站在DCS系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)控制站處在一個(gè)基礎(chǔ)和核心的地位。現(xiàn)場(chǎng)控制站負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)所有軟硬件工作、通信、控制，是整個(gè)DCS運(yùn)行的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場(chǎng)控制站是完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)I/O處理并實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制(DDC閉環(huán)控制)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)組態(tài)要求，負(fù)責(zé)處理現(xiàn)場(chǎng)的所有輸入輸出。并可通過輸入設(shè)備對(duì)工業(yè)過程進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，保證生產(chǎn)過程的安全、可靠、高效、高質(zhì)。實(shí)際運(yùn)行中現(xiàn)場(chǎng)控制站可以不與操作站及網(wǎng)絡(luò)相連的情況下，完成過程控制策略，保證生產(chǎn)裝置正常運(yùn)行。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化DCS的現(xiàn)場(chǎng)控制站在DCS系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)控制站處在一個(gè)基礎(chǔ)和核52DCS控制站大型DCS控制站對(duì)中央處理器要求較高，必須為專用的處理器，準(zhǔn)16位和準(zhǔn)32位運(yùn)算方式；第三代DCS控制站采用多CPU分別用于控制運(yùn)算、冗余切換、通信等操作。已陸續(xù)采用了嵌入式技術(shù)，在信號(hào)變換過程中采用隔離技術(shù)以防止來自現(xiàn)場(chǎng)的干擾信號(hào)。為了完成控制策略，可構(gòu)成反饋控制回路，目前典型的功能模塊有50多種，這是DCS廠家的專有技術(shù)。對(duì)于順序控制和批量控制組態(tài)編程，各種DCS控制站采用不同的方法，直到近年來才向IEC61131-3編程語言標(biāo)準(zhǔn)靠攏。

第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化DCS控制站大型DCS控制站對(duì)中央處理器要求較高，必須為專用53DCS控制站大型DCS的一臺(tái)控制站可以完成上百個(gè)回路的控制，其容錯(cuò)技術(shù)完善，可靠性、安全性強(qiáng)。中小型DCS控制站，以控制16-32回路為限、分散性較易為人們所接受。控制站是整個(gè)DCS的基礎(chǔ)，它的可靠性和安全性最為重要，死機(jī)和控制失靈的現(xiàn)象是絕對(duì)不允許的，而且冗余、掉電保護(hù)、抗干擾、構(gòu)成防爆系統(tǒng)等方面都應(yīng)很有效而可靠，才能滿足用戶要求。多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，絕大多數(shù)廠家的DCS控制站是能夠勝任用戶要求的。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化DCS控制站大型DCS的一臺(tái)控制站可以完成上百個(gè)回路的控制，54DCS操作站

DCS操作站具有操作員功能、工程師功能、通信功能和高級(jí)語言功能等，其中工程師功能中包括系統(tǒng)組態(tài)、系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)通用（Utility）功能。實(shí)際的DCS操作站是典型的計(jì)算機(jī)，它與控制站不同，有著豐富的外圍設(shè)備和人機(jī)界面。Windows操作系統(tǒng)，客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）結(jié)構(gòu)，以太網(wǎng)接口與管理網(wǎng)絡(luò)相連。大多數(shù)DCS廠家對(duì)原來的組態(tài)軟件進(jìn)行改造，使之符合應(yīng)用特點(diǎn)，滿足系統(tǒng)開放要求。DCS系統(tǒng)組態(tài)、操作站組態(tài)、控制站組態(tài)均有相應(yīng)軟件，為DCS用戶的工程設(shè)計(jì)人員提供人機(jī)界面。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化DCS操作站DCS操作站具有操作員功能、工程師功能、通信55

DCS數(shù)據(jù)通信及網(wǎng)絡(luò)DCS中DCS通信功能的發(fā)展是與全廠管理網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）技術(shù)相融合，逐漸實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)由多重結(jié)構(gòu)向扁平化過渡,在第三代DCS的控制站內(nèi)增加了連接PLC、分析儀和現(xiàn)場(chǎng)智能儀表的接口卡，使DCS與現(xiàn)場(chǎng)儀表之間的接線減少，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行設(shè)備管理，這為DCS向下兼容并與現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)融合打下基礎(chǔ)。

第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

DCS數(shù)據(jù)通信及網(wǎng)絡(luò)DCS中DCS通信功能的發(fā)展是與全廠56DCS的特點(diǎn)

可以與PLC及現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)合;DCS采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，功能進(jìn)一步分散化。所有的第四代DCS都包含了各種形式的現(xiàn)場(chǎng)總線接口，可以支持多種標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。成本高，各公司產(chǎn)品不能互換，不能互操作，大DCS系統(tǒng)是各家不同的。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化DCS的特點(diǎn)可以與PLC及現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)合;DCS采用現(xiàn)場(chǎng)總57單元機(jī)組控制系統(tǒng)（DCS控制站）基本內(nèi)容單元機(jī)組控制系統(tǒng)大致可分為四個(gè)基本內(nèi)容:(1)自動(dòng)檢測(cè):自動(dòng)檢測(cè)是對(duì)生產(chǎn)過程及設(shè)備的參數(shù)、信號(hào)自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、加工處理、顯示并記錄下來。(2)自動(dòng)調(diào)節(jié):一般是指正常運(yùn)行時(shí)操作的自動(dòng)化，即在一定范圍內(nèi)，自動(dòng)地適應(yīng)外界負(fù)荷變化或其他條件變化，使生產(chǎn)過程正常進(jìn)行?；痣姀S的自動(dòng)調(diào)節(jié)主要有鍋爐水位調(diào)節(jié)、汽溫調(diào)節(jié)、燃燒調(diào)節(jié)、輔助設(shè)備調(diào)節(jié)等。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化單元機(jī)組控制系統(tǒng)（DCS控制站）基本內(nèi)容單元機(jī)組控制系統(tǒng)大致58(3)遠(yuǎn)方控制及程序控制:遠(yuǎn)方控制是通過開關(guān)或按鈕，對(duì)生產(chǎn)過程中重要的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和截止機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制;程序控制主要是指機(jī)組(或局部系統(tǒng)、設(shè)備)在啟動(dòng)、停止、增減負(fù)荷、事故處理時(shí)的一系列操作的自動(dòng)化。(4)自動(dòng)保護(hù):是利用自動(dòng)化裝置，對(duì)機(jī)組(或系統(tǒng)、設(shè)備)狀態(tài)、參數(shù)和自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)發(fā)生異常時(shí)，送出報(bào)警信號(hào)或切除某些系統(tǒng)和設(shè)備，避免發(fā)生事故，保證生命和設(shè)備的安全:火電廠的自動(dòng)保護(hù)對(duì)象主要有鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)本身、輔助設(shè)備、局部工藝系統(tǒng)以及自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。單元機(jī)組控制系統(tǒng)（DCS控制站）基本內(nèi)容第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化(3)遠(yuǎn)方控制及程序控制:遠(yuǎn)方控制是通過開關(guān)或按鈕，對(duì)生產(chǎn)過59

火電廠信息化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)數(shù)字化火電廠的信息系統(tǒng)主要包括：分散控制系統(tǒng)(DCS)廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)管理信息系統(tǒng)(MIS)系統(tǒng)。三大系統(tǒng)各自獨(dú)立運(yùn)行于支撐自身的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過公用的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)三個(gè)系統(tǒng)的無縫集成，從而達(dá)到全廠數(shù)據(jù)的共享。SIS的建立解決了廠級(jí)生產(chǎn)、技術(shù)層的自動(dòng)化問題，使火電廠形成完整的DCS、SIS、MIS三層有機(jī)聯(lián)系的管控一體化系統(tǒng)。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

火電廠信息化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)數(shù)字化火電廠的信息系統(tǒng)主要包括：60

火電廠信息化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

火電廠信息化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化61

火電廠信息化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

火電生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)和管理一般分為三個(gè)層次：下層的控制操作層，DCS系統(tǒng)面向運(yùn)行操作者；中間生產(chǎn)管理層，SIS系統(tǒng)面向生產(chǎn)和技術(shù)管理者；上層經(jīng)營管理層，MIS系統(tǒng)面向行政和經(jīng)營管理者。

第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

火電廠信息化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化62火電廠信息化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)DCS（分散控制系統(tǒng)）是屬于生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)范疇DCS系統(tǒng)完成對(duì)設(shè)備運(yùn)行層實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)，控制設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行。是一個(gè)過程控制系統(tǒng)。運(yùn)行人員通過DCS實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制功能，它強(qiáng)調(diào)的是運(yùn)行的準(zhǔn)確，以穩(wěn)定性和安全性為首要目標(biāo)。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化火電廠信息化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)DCS（分散控制系統(tǒng)）是屬于生產(chǎn)過63火電廠信息化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)是屬于實(shí)時(shí)生產(chǎn)過程管理和監(jiān)控范疇。從機(jī)組DCS系統(tǒng)、輔助車間程控系統(tǒng)(PLC)等過程控制系統(tǒng)以及其它數(shù)據(jù)源中集成實(shí)時(shí)過程信息和歷史數(shù)據(jù)，構(gòu)成生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，為生產(chǎn)管理人員的分析和決策提供支持，它強(qiáng)調(diào)的是發(fā)電廠優(yōu)化控制與管理方面。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化火電廠信息化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)是屬于實(shí)64火電廠信息化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)管理信息系統(tǒng)(MIS)是屬于廠級(jí)管理現(xiàn)代化范疇。管理信息系統(tǒng)(MIS)的主要任務(wù)是信息處理，積累信息事務(wù)層的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)優(yōu)化資源配置。它強(qiáng)調(diào)信息流程的整體性，其信息可為所有決策人員使用，而對(duì)中、高層決策者所需的內(nèi)外部信息和適應(yīng)個(gè)人決策風(fēng)格的經(jīng)驗(yàn)和判斷，則只提供部分信息的支持，不可能達(dá)到使決策者操作得心應(yīng)手的程度。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化火電廠信息化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)管理信息系統(tǒng)(MIS)是屬于廠級(jí)管65火力發(fā)電廠SIS（發(fā)電廠優(yōu)化控制與管理）SIS（SupervisoryInformationSystem）系統(tǒng)廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)控制下全廠的協(xié)調(diào)生產(chǎn)。

SIS采集全廠生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算、分析，產(chǎn)生綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，借助于技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、運(yùn)行參數(shù)及偏差分析等，SIS系統(tǒng)可協(xié)助運(yùn)行管理人員實(shí)施經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，優(yōu)化全廠負(fù)荷在各個(gè)機(jī)組的分配，指導(dǎo)運(yùn)行人員進(jìn)行操作調(diào)整，從而在保證負(fù)荷的基礎(chǔ)上，節(jié)能降耗、提高全廠的經(jīng)濟(jì)效益。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化火力發(fā)電廠SIS（發(fā)電廠優(yōu)化控制與管理）SIS（Superv66

火力發(fā)電廠SISSIS是貫穿廠級(jí)生產(chǎn)主線的決策知識(shí)支持系統(tǒng)，幫助運(yùn)行人員判定設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，支持運(yùn)行人員優(yōu)化調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。在一定意義上講是DCS功能的延伸與提高，又是MIS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的可靠來源。與DCS對(duì)安全目標(biāo)的追求不同，SIS更強(qiáng)化負(fù)荷管理、追求全廠經(jīng)濟(jì)性、強(qiáng)調(diào)運(yùn)行的質(zhì)量。

第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

火力發(fā)電廠SISSIS是貫穿廠級(jí)生產(chǎn)主線的決策知識(shí)支持系67SIS的功能SIS的主要功能為：（1）生產(chǎn)過程信息監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)（為廠級(jí)生產(chǎn)管理人員提供實(shí)時(shí)信息。同時(shí)記錄生產(chǎn)過程的主要數(shù)據(jù)，生成各職能部門需要的全廠各類生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)報(bào)表）；（2）實(shí)時(shí)性能計(jì)算和分析（該功能用于計(jì)算單元機(jī)組各主輔設(shè)備的效率等性能參數(shù)）；（3）經(jīng)濟(jì)性分析和診斷；（4）設(shè)備壽命監(jiān)測(cè)和管理（預(yù)測(cè)與預(yù)防性維護(hù)）；（5）設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷（預(yù)測(cè)與預(yù)防性維護(hù)）（6）廠級(jí)優(yōu)化負(fù)荷分配（全廠負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度）。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化SIS的功能SIS的主要功能為：第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化68第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化69SIS的功能依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采集全廠各個(gè)機(jī)組、輸煤除灰、脫硫等公用系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，建立開放性實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫上；采用先進(jìn)、有效的專業(yè)計(jì)算方法，對(duì)所采集的大量的、復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析，產(chǎn)生綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo);從而評(píng)價(jià)全廠運(yùn)行生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性、分析經(jīng)濟(jì)效益偏差點(diǎn)、產(chǎn)生對(duì)運(yùn)行調(diào)整有指導(dǎo)意義的方案協(xié)助運(yùn)行管理人員實(shí)施經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式、優(yōu)化全廠負(fù)荷在各個(gè)機(jī)組的分配、指導(dǎo)運(yùn)行人員進(jìn)行操作調(diào)整，形成不同管理階層、不同管理部門的知識(shí)庫，達(dá)到節(jié)能降耗、提高全廠的經(jīng)濟(jì)效益、使企業(yè)管理層的經(jīng)營決策更具科學(xué)性的目的。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化SIS的功能依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采集全廠各個(gè)機(jī)組、輸煤除灰、脫70SIS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)值長(zhǎng)站具有對(duì)負(fù)荷調(diào)度的決定權(quán)第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化SIS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)值長(zhǎng)站具有對(duì)負(fù)荷調(diào)度的決定權(quán)第3章發(fā)電71SIS的數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是SIS的核心，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)必須具有高度的性能穩(wěn)定性，能滿足海量資料的存儲(chǔ)和檢索的需要;系統(tǒng)具有高度的開放性，具備和不同系統(tǒng)及設(shè)備的成熟接口，支持各種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器應(yīng)具有足夠的存儲(chǔ)容量和先進(jìn)的數(shù)據(jù)壓縮方式，應(yīng)能保存所有生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和SIS對(duì)這些數(shù)據(jù)的計(jì)算、分析結(jié)果。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化SIS的數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是SIS的核心，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)必須具72SIS的數(shù)據(jù)庫由于傳統(tǒng)的ORACLE等關(guān)系數(shù)據(jù)庫無法滿足SIS存儲(chǔ)并處理大量實(shí)時(shí)、高精度數(shù)據(jù)的要求，采用專門的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。一般選擇國際領(lǐng)先的PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。PI可在線存儲(chǔ)上萬、十幾萬甚至幾十萬點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。它提供了配套的接口軟件和繪圖工具，可開發(fā)制作監(jiān)控畫面。PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能完全滿足SIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大、安全可靠、實(shí)時(shí)性高的要求。

第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化SIS的數(shù)據(jù)庫由于傳統(tǒng)的ORACLE等關(guān)系數(shù)據(jù)庫無法滿足SI73SIS系統(tǒng)的軟件平臺(tái)

采用美國OSI公司開發(fā)的PI數(shù)據(jù)庫作為整個(gè)SIS的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺(tái),開發(fā)產(chǎn)生優(yōu)化應(yīng)用軟件。PI數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一套適用于全廠范圍內(nèi)的信息監(jiān)測(cè)和分析的軟件系統(tǒng),用于電廠數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、處理和監(jiān)視,它是一種大型的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫,能夠以原始數(shù)據(jù)的形式長(zhǎng)期在線存儲(chǔ)工廠的所有生產(chǎn)數(shù)據(jù),滿足快速、高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和顯示的要求,其保存數(shù)據(jù)的時(shí)間精度可達(dá)微秒級(jí),具有智能和開放的結(jié)構(gòu)、高效的存儲(chǔ)方式,便于實(shí)施和維護(hù)。PI數(shù)據(jù)庫還提供了清晰、精確的操作情況畫面,用戶既可瀏覽電廠當(dāng)前的生產(chǎn)情況,也可回顧過去的生產(chǎn)情況,同時(shí),PI為最終用戶和應(yīng)用軟件開發(fā)人員提供了快捷高效的工廠信息，實(shí)現(xiàn)了信息共享。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化SIS系統(tǒng)的軟件平臺(tái)采用美國OSI公司開發(fā)的PI數(shù)據(jù)庫作為74接口SIS與DCS以及電廠輔助系統(tǒng)的接口均采用數(shù)據(jù)單向傳輸（DCS到SIS）方式，保證了SIS系統(tǒng)的操作不會(huì)影響到電廠的控制系統(tǒng)。SIS與MIS的接口通過隔離網(wǎng)閘也均采用數(shù)據(jù)單向傳輸（SIS到MIS）方式，保證了SIS系統(tǒng)不會(huì)受到MIS系統(tǒng)的影響。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化接口SIS與DCS以及電廠輔助系統(tǒng)的接口均采用數(shù)據(jù)單向傳輸（75

3.4發(fā)電廠智能管理信息系統(tǒng)構(gòu)建電廠MIS系統(tǒng)的核心應(yīng)用平臺(tái)，管理企業(yè)人、財(cái)、物各方面的資源，實(shí)現(xiàn)資金流、工作流、人流、物流、信息流的整合。管理信息系統(tǒng)(MIS)的主要任務(wù)是信息處理，積累信息事務(wù)層的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括電廠基建期MIS的數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和信息事務(wù)層的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合加工，幫助企業(yè)優(yōu)化資源配置。它強(qiáng)調(diào)信息流程的整體性，其信息可為所有決策人員使用支持。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

3.4發(fā)電廠智能管理信息系統(tǒng)構(gòu)建電廠MIS系統(tǒng)的核心應(yīng)76構(gòu)建電廠MIS系統(tǒng)的核心應(yīng)用平臺(tái)開發(fā)和集成：計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理子系統(tǒng)；燃料管理子系統(tǒng)；運(yùn)行管理子系統(tǒng)；安全監(jiān)察管理子系統(tǒng)；生產(chǎn)技術(shù)管理子系統(tǒng)等第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化構(gòu)建電廠MIS系統(tǒng)的核心應(yīng)用平臺(tái)開發(fā)和集成：第3章發(fā)電企業(yè)信77

DCS是兩層結(jié)構(gòu)：中控層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化DCS是兩層結(jié)構(gòu)：中控層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層第3章發(fā)電企業(yè)信息化與78數(shù)字化電廠第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化數(shù)第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化79

SIS與MIS和DCS的區(qū)別第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

SIS與MIS和DCS的區(qū)別第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化80思考題1.目前水電站監(jiān)控信息系統(tǒng)是幾層結(jié)構(gòu)？簡(jiǎn)述水電站監(jiān)控信息系統(tǒng)電廠控制層（生產(chǎn)調(diào)度和監(jiān)控層）的組成和結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)述水電站監(jiān)控信息系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（基礎(chǔ)和過程自動(dòng)化層）的組成和結(jié)構(gòu)。水電站監(jiān)控信息系統(tǒng)中現(xiàn)地控制層的核心設(shè)備是什么？水電站監(jiān)控信息系統(tǒng)中電廠控制層和現(xiàn)地控制層如何連接？每個(gè)LCU是否分配IP地址？第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化思考題1.目前水電站監(jiān)控信息系統(tǒng)是幾層結(jié)構(gòu)？第3章發(fā)電企業(yè)信81思考題6.比較水電廠監(jiān)控系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)的異同點(diǎn)。7.比較水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的LCU和DCS系統(tǒng)的現(xiàn)地控制站的異同點(diǎn)。8.根據(jù)所學(xué)的PLC知識(shí)，分析DCS系統(tǒng)的現(xiàn)地控制站的工作原理。9.火電廠信息化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)分幾大層？說出各系統(tǒng)的名稱、核心功能及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。10.SIS系統(tǒng)的輸入輸出各是什么？11.對(duì)比火電廠信息系統(tǒng)與水電站監(jiān)控系統(tǒng)的異同點(diǎn).第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化思考題6.比較水電廠監(jiān)控系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)的異同點(diǎn)。第3章發(fā)82第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化83總結(jié)：水電站廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)目前水電站監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本上以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，全廠共設(shè)兩層：電廠控制層和現(xiàn)地控制層。系統(tǒng)級(jí)設(shè)備大多采用以太網(wǎng)或光纖環(huán)網(wǎng)等通用網(wǎng)絡(luò)連接高性能的工作站和服務(wù)器（電廠控制層）及現(xiàn)地控制層的LCU。在現(xiàn)場(chǎng)則較多地采用PLC或智能現(xiàn)地控制單元(LCU)，再通過現(xiàn)場(chǎng)總線與基礎(chǔ)層的智能I/O設(shè)備、智能儀表、遠(yuǎn)程I/O等相連，構(gòu)成現(xiàn)地控制子系統(tǒng)（現(xiàn)地控制層），與站級(jí)系統(tǒng)結(jié)合，形成整個(gè)控制系統(tǒng)。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化總結(jié)：水電站廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)目前水電站監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本上84思考題簡(jiǎn)述DCSSISMIS三系統(tǒng)的主要區(qū)別(從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)層次,系統(tǒng)目標(biāo),系統(tǒng)重點(diǎn),使用的對(duì)象等方面).第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化思考題簡(jiǎn)述DCSSISMIS三系統(tǒng)的主要區(qū)別(從網(wǎng)絡(luò)85演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew2022/12/21第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew86第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化2022/12/21第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化2022/12/18第3章發(fā)電企87主要內(nèi)容3.1我國發(fā)電廠自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀3.2水電站廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)3.3火力發(fā)電廠的廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)3.4發(fā)電廠智能管理信息系統(tǒng)第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化主要內(nèi)容3.1我國發(fā)電廠自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀第3章發(fā)電企業(yè)883.1我國發(fā)電廠自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀我國電廠的自動(dòng)化水平達(dá)到國際先進(jìn)水平。電廠自動(dòng)化歷來是電力企業(yè)信息化建設(shè)的重點(diǎn)，大部分大中型水力發(fā)電，火力發(fā)電機(jī)組均配備了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。小型水電站的自動(dòng)化水平總體上還不是太高。發(fā)電生產(chǎn)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)過程自動(dòng)化水平。由于大部分使用的監(jiān)控系統(tǒng)采用了國外的先進(jìn)技術(shù)，因此某些單項(xiàng)指標(biāo)基本達(dá)到了國際水平，但在整體應(yīng)用上仍有差距。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化3.1我國發(fā)電廠自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀我國電廠的自動(dòng)化水平達(dá)到國893.1我國發(fā)電廠自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀我國發(fā)電力企業(yè)信息化發(fā)展的特征如下:電力生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用成熟。管理信息系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用逐漸推進(jìn)（為公司業(yè)務(wù)管理和決策服務(wù)）。

總體來看，管理信息化滯后于生產(chǎn)過程自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化3.1我國發(fā)電廠自動(dòng)化與信息化現(xiàn)狀我國發(fā)電力企業(yè)信息化發(fā)展的90發(fā)電企業(yè)信息化建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)發(fā)電企業(yè)信息化建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)是:以先進(jìn)思想為主導(dǎo)、以現(xiàn)代信息技術(shù)手段為支撐，實(shí)現(xiàn)電廠內(nèi)外部信息的全面集成，建設(shè)數(shù)字化電廠。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化發(fā)電企業(yè)信息化建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)發(fā)電企業(yè)信息化建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)是:913.2水電站廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)近年來國內(nèi)水電站自動(dòng)化得到了迅速的發(fā)展，已成為一個(gè)集計(jì)算機(jī)、控制、通信、網(wǎng)絡(luò)、電力電子為一體的綜合系統(tǒng)，具備完備的硬件結(jié)構(gòu)、開放的軟件平臺(tái)和強(qiáng)大的應(yīng)用系統(tǒng)。不僅可以完成對(duì)單個(gè)水電站的監(jiān)控，還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)梯級(jí)、流域、甚至跨流域的水電站群的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和安全監(jiān)控。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化3.2水電站廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)近年來國內(nèi)水電站自動(dòng)化得到了迅92

水力發(fā)電廠簡(jiǎn)介

水力發(fā)電廠是將水力發(fā)電就是利用水力(具有水頭)推動(dòng)水力機(jī)械(水輪機(jī))轉(zhuǎn)動(dòng)，將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，如果在水輪機(jī)上接上另一種機(jī)械(發(fā)電機(jī))隨著水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)便可發(fā)出電來，這時(shí)機(jī)械能又轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。水力發(fā)電在某種意義上講是水的勢(shì)能變成機(jī)械能，又變成電能的轉(zhuǎn)換過程。再經(jīng)過變電和輸配電設(shè)備將電力送到用戶。主要一次設(shè)備：大壩閘門水輪機(jī)（導(dǎo)水葉閥門）發(fā)電機(jī)第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

水力發(fā)電廠簡(jiǎn)介

水力發(fā)電廠是將水93小型水電站的電氣結(jié)構(gòu)第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化小型水電站的電氣結(jié)構(gòu)第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化94水電站監(jiān)控對(duì)象

包括水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、機(jī)組進(jìn)水閥、尾水閘門、機(jī)組附屬及輔助設(shè)備(油、水、氣)，主變壓器、開關(guān)站、全廠公共和輔助設(shè)備、大壩（閘門）等。

第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控對(duì)象包括水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、機(jī)組進(jìn)水閥、尾水閘門95水電站廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)主要任務(wù)和功能

(1)實(shí)現(xiàn)站級(jí)層監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)相應(yīng)主要機(jī)電設(shè)備運(yùn)行工況、位置、參數(shù)的監(jiān)視,并實(shí)現(xiàn)對(duì)主要開關(guān)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視并顯示。(2)實(shí)現(xiàn)站級(jí)層監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)相應(yīng)主要機(jī)電設(shè)備的現(xiàn)地/遠(yuǎn)方，自動(dòng)/手動(dòng)監(jiān)控，調(diào)節(jié)，包括機(jī)組起/停，開關(guān)倒閘等。操作員工作站通過人機(jī)接口或者根據(jù)調(diào)度的命令、應(yīng)用程序（AGC、AVC等）的命令自動(dòng)地對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)象進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。(3)具有越限報(bào)警和趨勢(shì)報(bào)警功能.第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)主要任務(wù)和功能(1)實(shí)現(xiàn)站級(jí)層監(jiān)控系統(tǒng)96水電站廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)主要任務(wù)和功能

(4)在電力系統(tǒng)事故或電站設(shè)備工作異常時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)起動(dòng)音響報(bào)警、語音電話自動(dòng)告警系統(tǒng)，并在操作員站上顯示報(bào)警信息,打印報(bào)警信息并記錄入數(shù)據(jù)庫.(5)監(jiān)控系統(tǒng)異常監(jiān)視：當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件或軟件發(fā)生故障時(shí)，給出提示信息，并在操作員工作站上顯示故障位置和進(jìn)行打印記錄。同時(shí)，在工程師站上給出報(bào)警信號(hào)，顯示故障位置及原因。(6)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、統(tǒng)計(jì)、分析判斷，生成各種報(bào)表，提供生產(chǎn)運(yùn)行和維護(hù)指導(dǎo)。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)主要任務(wù)和功能(4)在電力系統(tǒng)事故97

水電站廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)水電站廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)采用三層體系結(jié)構(gòu)，如圖3-1所示。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

水電站廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)水電站廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)采用三層98基礎(chǔ)和過程自動(dòng)化層（現(xiàn)地控制層）現(xiàn)地控制層主要功能：完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集過程自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)與主站監(jiān)控計(jì)算機(jī)的通信。將采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、經(jīng)處理后確認(rèn)的事件、控制過程的有關(guān)信息上送給主站監(jiān)控計(jì)算機(jī)，接受其下達(dá)的控制調(diào)節(jié)等命令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化基礎(chǔ)和過程自動(dòng)化層（現(xiàn)地控制層）現(xiàn)地控制層主要功能：第3章發(fā)99水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。第3章100第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化101水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層設(shè)計(jì)：全廠設(shè)置若干個(gè)現(xiàn)地控制單元（LCU），實(shí)現(xiàn)對(duì)各生產(chǎn)對(duì)象的監(jiān)控。就地控制單元的個(gè)數(shù)由機(jī)組的臺(tái)數(shù)和開關(guān)站及共用設(shè)備的規(guī)模大小來決定，最大不超過64個(gè)。每臺(tái)機(jī)組一套LCU，開關(guān)站及共用設(shè)備共用一臺(tái)LCU或各自一臺(tái)LCU。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層現(xiàn)地控制層設(shè)計(jì)：第3章發(fā)電企業(yè)信息化102水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（1）采用現(xiàn)場(chǎng)總線如PROFIBBUS，將一類總線主站（LCU）、現(xiàn)場(chǎng)各類智能控制器和各種I/O及儀表連接在現(xiàn)場(chǎng)總線上，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和過程自動(dòng)控制。（2）一類總線主站（LCU）若干個(gè)，全廠設(shè)置若干個(gè)現(xiàn)地控制單元（LCU），實(shí)現(xiàn)對(duì)各生產(chǎn)對(duì)象的監(jiān)控。圖中用２個(gè)中檔的可編程控制器，各帶若干種類型的輸入輸出模塊、通信模塊、變送器、繼電器、儀表等信號(hào)變換裝置、驅(qū)動(dòng)裝置及輸入輸出信號(hào)源等。

第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（1）采用現(xiàn)場(chǎng)總線如PROFIBB103水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（3）現(xiàn)場(chǎng)總線上掛若干個(gè)智能控制器，該控制器可以是用中檔的可編程控制器（帶PROFIBBUS接口）實(shí)現(xiàn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)某生產(chǎn)過程的自動(dòng)調(diào)節(jié)（調(diào)速器，勵(lì)磁），同時(shí)也可以是測(cè)溫裝置，測(cè)機(jī)組振動(dòng)裝置，各輔助設(shè)備控制裝置。掛在現(xiàn)場(chǎng)總線上的智能控制器受一類總線主站的控制，將需要的數(shù)據(jù)上傳一類總線主站，接受其下達(dá)的控制調(diào)節(jié)等命令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。（4）將各種數(shù)字儀表和遠(yuǎn)程I/O掛在現(xiàn)場(chǎng)總線上，將需要的數(shù)據(jù)上傳一類總線主站，并接受其下達(dá)的命令，執(zhí)行相應(yīng)的操作。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)視與控制。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（3）現(xiàn)場(chǎng)總線上掛若干個(gè)智能控制器，104水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（5）大壩監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)大壩所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制（大壩離電站一定的距離）將一個(gè)一類總線主站（用一個(gè)中檔的可編程控制器，帶若干個(gè)若干種類型的模塊）、數(shù)字儀表和遠(yuǎn)程I/O掛在現(xiàn)場(chǎng)總線上，通過大壩監(jiān)控系統(tǒng)的一類總線主站（大壩LCU）實(shí)現(xiàn)大壩所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和過程自動(dòng)控制，通過通信模塊和通信線路實(shí)現(xiàn)與主站的通信，將需要的數(shù)據(jù)上傳主站監(jiān)控系統(tǒng)的一類總線主站（機(jī)組LCU），接受其下達(dá)的控制命令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（5）大壩監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)大壩所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)105水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（6）現(xiàn)場(chǎng)總線通過協(xié)議轉(zhuǎn)換接口將非總線協(xié)議的智能設(shè)備連接在總線上，實(shí)現(xiàn)全廠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)視與控制。（7）公用LCU，結(jié)構(gòu)同機(jī)組LCU（智能控制器加上現(xiàn)場(chǎng)總線）。公用LCU采集全廠廠用變壓器、10kV廠用電斷路器狀態(tài)和繼電保護(hù)、備用電源自動(dòng)投入裝置的狀態(tài)、動(dòng)作、報(bào)警信息和電測(cè)量信號(hào)；定時(shí)對(duì)全廠公用、輔助設(shè)備的狀態(tài)量，以及斷路器、開關(guān)和分合進(jìn)行處理，上送至電站中控層。接受電站中控層控制命令、完成全廠性有關(guān)斷路器順序操作、隔離開關(guān)的投、切。

第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層（6）現(xiàn)場(chǎng)總線通過協(xié)議轉(zhuǎn)換接口將非總106水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層采用硬布線和通訊結(jié)合機(jī)制：與機(jī)組附屬及相關(guān)設(shè)備的通信采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。對(duì)于無法采用數(shù)字通信的設(shè)備采用硬布線I/O進(jìn)行連接。對(duì)于安全運(yùn)行的重要信息、控制命令和事故信號(hào)除采用現(xiàn)場(chǎng)總線通信外，還需通過硬布線I/O直接接入LCU，實(shí)現(xiàn)雙路通信，以保證安全。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層采用硬布線和通訊結(jié)合機(jī)制：第3章發(fā)電107水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層智能控制器加上現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是現(xiàn)地控制單元的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)水電站被控對(duì)象分散的特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線將分散在現(xiàn)場(chǎng)的智能儀表、智能Ｉ/Ｏ、智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)、智能變送器、智能控制器連接成一體，提高了系統(tǒng)的自治性和可靠性，可以節(jié)省大量的信號(hào)電纜和控制電纜。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制層智能控制器加上現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是現(xiàn)地控制108近年來，以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）在水電廠中得到了廣泛的應(yīng)用。機(jī)組LCU應(yīng)有下述功能：(1)采集機(jī)組運(yùn)行的電氣參數(shù)、開關(guān)狀態(tài)、水輪機(jī)組及勵(lì)磁屏、調(diào)速器、輔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及事故、故障信號(hào)、非電模擬量等數(shù)據(jù)。(2)顯示機(jī)組運(yùn)行的實(shí)時(shí)參數(shù)、實(shí)時(shí)狀態(tài)、事故及故障信息、控制參數(shù)及保護(hù)整定值等。

以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化近年來，以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）在水109

以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）(3)根據(jù)主控計(jì)算機(jī)的命令和現(xiàn)場(chǎng)的命令，完成機(jī)組的啟動(dòng)、合滅磁開關(guān)、啟勵(lì)、調(diào)壓、調(diào)頻、準(zhǔn)同期并車、有功功率和無功功率的閉環(huán)調(diào)節(jié)、甩負(fù)荷、停機(jī)。(4)可修改機(jī)組的部分控制參數(shù)。(5)機(jī)組的事故、故障處理。發(fā)生機(jī)組機(jī)械事故和電氣事故時(shí)，根據(jù)不同的事故類型，采取減負(fù)荷停機(jī)、甩負(fù)荷緊急停機(jī)和關(guān)進(jìn)水口閘門等措施。出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出相應(yīng)的故障報(bào)警信息。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）(3)根據(jù)主控計(jì)110機(jī)組LCU監(jiān)控范圍包括水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、機(jī)組進(jìn)水閥、尾水閘門、機(jī)組附屬及輔助設(shè)備等。機(jī)組現(xiàn)地控制單元設(shè)備布置于發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)旁。機(jī)組LCU完成下列數(shù)據(jù)采集與處理功能：機(jī)組電氣量采集：定時(shí)采集機(jī)組定子和轉(zhuǎn)子的電壓量、電流量、頻率、有功功率及無功功率等參量，存入數(shù)據(jù)庫，在機(jī)組LCU上顯示并上送電站中控層。

以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化機(jī)組LCU監(jiān)控范圍包括水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、機(jī)組進(jìn)水閥、尾水閘門111

機(jī)組溫度量采集：定時(shí)采集機(jī)組定子鐵芯、定子線圈、機(jī)組軸瓦、軸承、軸承油、冷卻器水、冷卻器油及其它系統(tǒng)的溫度。檢查采集的溫度量是否越限，并及時(shí)將越限情況及數(shù)據(jù)送往電站中控層，機(jī)組LCU上同時(shí)也有報(bào)警顯示和音響。對(duì)部分溫度量還要進(jìn)行溫度變化率監(jiān)視和溫升趨勢(shì)分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況。機(jī)組振動(dòng)、擺度、蠕動(dòng)、氣隙、流量、壓力，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行越限檢查，并將越限情況與數(shù)據(jù)送往電站中控層，機(jī)組LCU上同時(shí)也有報(bào)警顯示和音響。

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機(jī)組溫度量采集：定時(shí)采集機(jī)組定子鐵芯、定子線圈、機(jī)112

機(jī)組過程控制狀態(tài)量掃查：在機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換時(shí)采集機(jī)組各操作順序步的狀態(tài)量和模擬量，并進(jìn)行記錄，同時(shí)向電站中控層發(fā)送控制過程中的數(shù)據(jù)。機(jī)組電氣保護(hù)報(bào)警量采集：隨機(jī)采集機(jī)組電氣保護(hù)動(dòng)作信息，一旦采集到保護(hù)報(bào)警信息，立即將該信息送往電站中控層，同時(shí)在機(jī)組LCU上報(bào)警顯示和音響。

機(jī)組LCU應(yīng)包括對(duì)機(jī)組控制范圍內(nèi)的斷路器和各種隔離開關(guān)（不包括檢修接地隔離開關(guān)）的分合控制，進(jìn)水口閥門開關(guān)控制，尾水事故閘門的充水、開啟及關(guān)閉控制。這些控制應(yīng)具有嚴(yán)格的安全閉鎖邏輯。

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機(jī)組過程控制狀態(tài)量掃查：在機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行方113

機(jī)組機(jī)械保護(hù)報(bào)警量采集：隨機(jī)采集機(jī)組機(jī)械保護(hù)動(dòng)作信息，及時(shí)將采集到保護(hù)報(bào)警信息送往電站中控層，同時(shí)在機(jī)組LCU上報(bào)警顯示和音響。機(jī)組LCU監(jiān)視各輔助設(shè)備的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)向電站中控層傳送信息，并在機(jī)組LCU上有報(bào)警顯示和音響。執(zhí)行機(jī)組輔助設(shè)備啟動(dòng)／停止控制。機(jī)組LCU應(yīng)具有自動(dòng)/手動(dòng)有功、無功調(diào)節(jié)機(jī)組運(yùn)行工況包括：發(fā)電（空載、滿載發(fā)電、調(diào)相、正常停機(jī)、事故停機(jī)、緊急停機(jī)。機(jī)組LCU針對(duì)各工況及其轉(zhuǎn)換應(yīng)有相應(yīng)的控制程序。

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以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）第3章發(fā)電114機(jī)組LCU與電站中控層脫機(jī)時(shí)應(yīng)能獨(dú)立運(yùn)行。沒有電站中控層命令或脫離電站中控層的情況下，機(jī)組LCU也應(yīng)能獨(dú)立完成對(duì)所控設(shè)備的閉環(huán)或開環(huán)控制，保證機(jī)組安全運(yùn)行和開停機(jī)操作。機(jī)組LCU監(jiān)視面板應(yīng)可顯示機(jī)組的主要電氣量和溫度量以及有關(guān)輔助設(shè)備的狀態(tài)或參數(shù)及主要操作畫面。在機(jī)組LCU上還裝有必要的電氣測(cè)量?jī)x表和變送器。

以PLC為基礎(chǔ)的機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化機(jī)組LCU與電站中控層脫機(jī)時(shí)應(yīng)能獨(dú)立運(yùn)行。沒有電站中控層命115水電站監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度和監(jiān)控層(電廠控制層)電站監(jiān)控系統(tǒng)中控層應(yīng)完成對(duì)本電站所有被控對(duì)象的安全監(jiān)控。電廠控制層應(yīng)具有數(shù)據(jù)采集與處理、實(shí)時(shí)控制和調(diào)節(jié)、參數(shù)設(shè)定、監(jiān)視、記錄、報(bào)表、運(yùn)行參數(shù)計(jì)算、通信控制、系統(tǒng)診斷、軟件開發(fā)和畫面生成、系統(tǒng)擴(kuò)充(包括硬件、軟件)、運(yùn)行管理和操作指導(dǎo)等功能。電廠控制層實(shí)時(shí)采集來自LCU層的所有主要運(yùn)行設(shè)備的模擬量、開關(guān)量、脈沖量等信息以及來自調(diào)度層的控制命令和交換數(shù)據(jù)。電廠控制層的組成如圖所示。

第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度和監(jiān)控層(電廠控制層)電站監(jiān)控系統(tǒng)中控116第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化117水電站監(jiān)控系統(tǒng)電廠控制層（1）網(wǎng)絡(luò)采用雙冗余的光纖網(wǎng)TCP/IP協(xié)議；（2）集中控制工作站：雙機(jī)熱備、服務(wù)器（數(shù)據(jù)庫服務(wù)器）。監(jiān)控功能：集中控制與保護(hù)、現(xiàn)地層與集中層數(shù)據(jù)通信、實(shí)時(shí)與歷史數(shù)據(jù)庫、與管理層的通信及數(shù)據(jù)接口；（3）操作員工作站：２臺(tái)微機(jī)、雙屏。操作功能：程序及單項(xiàng)操作；（4）工程師工作站：１臺(tái)微機(jī)。維護(hù)功能：系統(tǒng)參數(shù)的修改、程序與算法的投入與切換；（5）集中控制操作臺(tái)：急停、緊急故障排除；（6）通過2臺(tái)交換機(jī)，與基礎(chǔ)和過程自動(dòng)化層的各一類總線主站（LCU）連接。(7)C/S結(jié)構(gòu)。電廠控制層與LCU也可以采用以太網(wǎng)相連,如下圖示。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)電廠控制層（1）網(wǎng)絡(luò)采用雙冗余的光纖網(wǎng)TCP/118第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化119企業(yè)管理和決策層發(fā)電企業(yè)的ERP系統(tǒng)與傳統(tǒng)的ERP系統(tǒng)相比，有自己的特點(diǎn)。發(fā)電企業(yè)（同冶金、化工企業(yè)）是一種連續(xù)性生產(chǎn)作業(yè)的企業(yè)，企業(yè)的內(nèi)部資源、外部市場(chǎng)都非常穩(wěn)定，電力企業(yè)的生產(chǎn)過程一旦啟動(dòng)，其人力、資源的配備和供給嚴(yán)格按計(jì)劃供應(yīng)，不可輕易改變。其特點(diǎn)是：（1）設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行是企業(yè)正常運(yùn)行的保證；（2）企業(yè)運(yùn)行管理的主要內(nèi)容是加強(qiáng)對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)過程的控制；第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化企業(yè)管理和決策層發(fā)電企業(yè)的ERP系統(tǒng)與傳統(tǒng)的ERP系統(tǒng)相比，120水電站監(jiān)控系統(tǒng)布置每臺(tái)機(jī)組的監(jiān)控LCU位于主廠房發(fā)電機(jī)層相應(yīng)的機(jī)組旁；廠房設(shè)有中控室，作為全站的集中監(jiān)控中心，布置有計(jì)算機(jī)設(shè)備、公用LCU盤柜、微機(jī)保護(hù)柜盤和模擬屏等。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)布置每臺(tái)機(jī)組的監(jiān)控LCU位于主廠房發(fā)電機(jī)層相應(yīng)121總結(jié)：水電站廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)目前水電站監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本上以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，全廠共設(shè)兩層：電廠控制層和現(xiàn)地控制層。系統(tǒng)級(jí)設(shè)備大多采用以太網(wǎng)或光纖環(huán)網(wǎng)等通用網(wǎng)絡(luò)連接高性能的工作站和服務(wù)器（電廠控制層）及現(xiàn)地控制層的LCU。在現(xiàn)場(chǎng)則較多地采用PLC或智能現(xiàn)地控制單元(LCU)，再通過現(xiàn)場(chǎng)總線與基礎(chǔ)層的智能I/O設(shè)備、智能儀表、遠(yuǎn)程I/O等相連，構(gòu)成現(xiàn)地控制子系統(tǒng)（現(xiàn)地控制層），與站級(jí)系統(tǒng)結(jié)合，形成整個(gè)控制系統(tǒng)。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化總結(jié)：水電站廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)目前水電站監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本上122

水電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)在大中型電站用高性能的工作站或服務(wù)器作為全系統(tǒng)的主控機(jī)和數(shù)據(jù)服務(wù)器，而用PC機(jī)作為操作員站，大中型電站的系統(tǒng)級(jí)設(shè)備一般都選用64位的工作站和服務(wù)器。高速交換式以太網(wǎng)技術(shù)的得到眾多生產(chǎn)廠商的支持，比其它網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品有著明顯的無法替代的優(yōu)勢(shì)。Web、面向?qū)ο蟮腏ava等新技術(shù)將越來越多地引入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

水電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)在大中型電站用高性能的工作站或服務(wù)123水電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)有效的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷利用現(xiàn)代化先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備和分析技術(shù)對(duì)水電站主設(shè)備的某些關(guān)鍵部位的參量進(jìn)行在線實(shí)時(shí)采集和監(jiān)視，經(jīng)過綜合了現(xiàn)場(chǎng)積累的運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)資料和專家經(jīng)驗(yàn)的智能(專家)系統(tǒng)，綜合分析其運(yùn)行規(guī)律，并預(yù)測(cè)設(shè)備可能存在的隱患，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的缺陷和故障，對(duì)設(shè)備進(jìn)行有針對(duì)性的維護(hù)，避免突發(fā)性故障和控制漸發(fā)故障的發(fā)生。（數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)分析來預(yù)測(cè)設(shè)備狀態(tài)）第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化水電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)有效的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷第3章發(fā)電企124

先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例瓦斯河位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)，流域共規(guī)劃7個(gè)常規(guī)水電廠，1個(gè)抽水蓄能電廠，預(yù)計(jì)總裝機(jī)990MW。四川華能康定水電公司的瓦斯河流域梯級(jí)電站開發(fā)已建成一期的冷竹關(guān)電站，裝機(jī)容量180MW。二期工程3個(gè)電站共530MW。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化

先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例瓦斯河位于四川省甘孜藏族自治州康定125先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例冷竹關(guān)電站按“無人值班(少人值守)”的原則設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)引進(jìn)奧地利ELIN公司的產(chǎn)品。流域梯級(jí)控制中心位于距冷竹關(guān)電廠315km以外的成都市?？刂浦行谋O(jiān)控系統(tǒng)采用1000Mbit/s交換式以太網(wǎng)，通過TCP/IP協(xié)議與冷竹關(guān)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)。系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例冷竹關(guān)電站按“無人值班(少人值守)”126先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(1)成都控制中心監(jiān)控系統(tǒng)與冷竹關(guān)電站中控室控制系統(tǒng)任何一方發(fā)生故障，另一方仍可以正?？刂粕a(chǎn)。(2)符合國際標(biāo)準(zhǔn)的開放式環(huán)境，采用UNIX操作系統(tǒng)和ORACLE數(shù)據(jù)庫，支持SQL語言。(3)操作員工作站集中監(jiān)視和控制各電站，可以實(shí)時(shí)顯示圖形、報(bào)表、報(bào)警及事件信息，能直接控制、調(diào)度到機(jī)組和主要的斷路器。設(shè)定值和命令發(fā)送到各機(jī)組LCU（現(xiàn)地控制單元），LCU執(zhí)行這些命令并返回信息給控制中心，供運(yùn)行人員監(jiān)視。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(1)成都控制中心監(jiān)控系統(tǒng)與冷竹關(guān)電127先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(4)主計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集并處理各電站的數(shù)據(jù)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)存檔和管理，向SQL服務(wù)器和操作員站傳送數(shù)據(jù)(5)SQL服務(wù)器是與管理信息系統(tǒng)(MIS系統(tǒng))接口的計(jì)算機(jī)，從主計(jì)算機(jī)采集MIS系統(tǒng)所需的監(jiān)控系統(tǒng)信息，轉(zhuǎn)換成MIS系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)格式，并實(shí)時(shí)生成各類格式的報(bào)表。SQL服務(wù)器通過CISCO防火墻路由器與成都控制中心監(jiān)控系統(tǒng)相連，保證了監(jiān)控系統(tǒng)的安全性。(6)一臺(tái)工程師/編程員站用于系統(tǒng)維護(hù)、故障處理、軟件開發(fā)，同時(shí)兼有操作員站的所有功能，可作為操作員站的備用機(jī)。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(4)主計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集并處理各電站的128先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(7)主計(jì)算機(jī)、操作員工作站、USP均采用冗余配置，保證了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。(8)通信接口計(jì)算機(jī)向省調(diào)度中心上傳成都控制中心監(jiān)控系統(tǒng)信息，接收省調(diào)下發(fā)的數(shù)據(jù)和命令。成都控制中心與各廠站的通信采用3條通道：租用中國電信的2×2Mbit/sDDN(數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò))光纖通道(主通道)、電力系統(tǒng)34Mbit/s微波通道和租用吉通公司128Kbit/s衛(wèi)星通道。主通道有故障時(shí)能自動(dòng)切換到備用通道。第3章發(fā)電企業(yè)信息化與智能化先進(jìn)的水電站監(jiān)控系統(tǒng)舉例(7)主計(jì)算機(jī)、操作員工作站、USP