水电厂计算机监控系统 .pdfVIP

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Windows2003Professional（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。

现地控制单元由控制器、测控单元、保

护单元及自动准同期装置等其它装置组

成，具备数据采集和处理、安全监视、

控制与调节、同期并网、测量、顺序控

制、数据通信、自诊断等功能。现地层

通过以太网等通信层接入主控层。

现地控制单元的核心

2、系统特点

系统的设计规范和基本条件遵循IEEE和

IEC等有关国际标准，符合国家标准和部

颁标准。采用分层分布式结构，运用自

动控制技术、现场总线及网络技术，所

有单元直接连在网络上，层次清晰，可

靠性高，扩展性强。

现地控制单元采用可编程计算机控制器

(PLC)，功能强大，抗干扰性能强，使得

整个系统可靠性及稳定性得到大大提

高，组态灵活且维修方便。各装置相对

独立，任一装置故障不影响其他装置行。

遵循标准

系统扩展性强。整个系统通过网络连接，

各单元根据需要可灵活配置。

主站常采用Windows多任务操作系统，

人机交互界面友好，全中文显示，可详

细显示侧控保护信息.可进行参数设置、

实时数据显示、信道及系统状态监视，

可本地遥控操作，使用方便，易于掌握；

系统功能齐全，包括数据采集、控制、

微机远动等功能，可以与管理信息系统

(MIS)接口。系统中重要部分可双冗余配

置，在线自检、自诊断和恢复能力强，

确保完善的系统。

3、典型网络结构

计算机监控系统的典型结构模式主要

有：

①单计算机分层分布式结构；

②双计算机系统分层分布式结构；

③多计算机系统分层分布式结构

根据用户需要和投资情况，每类典型结

构都可以再衍生出多种通信网络结构和

通信方式应用于实际水电厂项目中。

①单计算机分层分布式结构

单计算机分层分布式典型结构模式

如上图所示，监控系统的主控层为水电

厂管理层的上位机，即一台工业控制机；

监控系统的现地层为面向控制对象的现

地控制单元(LCU)。上位机与现地控制单

元(LCU)之间采