乌兹别克阿航格朗水电站自动化监控系统

(北京机械工业自动化研究所，北京100120)

　　摘要：文章介绍了乌兹别克阿航格朗水电站计算机监控系统的配置和功能，乌兹别克水电站首次采用这一先进自动化模式。

　　关链词：自动化计算机监控；CX-ONE programmer；通讯

　　中图分类号：TP273 文献标识码：B 文章编号：1009-0134(2011)3(下)-0017-03

　　Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2011.3(下).07

　　1 概述

　　阿航格朗水电站位于乌兹别克斯坦共和国塔什干州安格连河上，距首都塔实干约80km，工程主要任务是从安格连河引水，为下游安格连煤矿区供水，并结合供水发电。电站采用坝后式地 面厂房，电站设计安装2台机组，总装机容量为21MW (2X10.5MW)。

　　为保证电站运行过程的安全性、可靠性和生产的连续性，同时提高其自动化水平，控制系统采用目前广泛应用并取得良好效果的基于可编程逻辑控制器(PLC)的控制系统。其中，PLC选用的是OMRON公司的CS1W系列产品，用以实现对机组及其相关辅助设备的控制。

　　2 系统结构

　　根据位置及功能的不同，可将系统分为现场控制、过程监控、远程调度三个部分。如图1所示。

　　2.1 现场控制

　　电站控制系统共有3个PLC分站：机组控制系统分站LCU1, LCU2，公用开关站LCU3，使用的PLC均为OMRON公司的CS 1 W-66H，用户可以通过PC机使用CX-ONE programmer编程软件通过以太网方式编程调试。现场控制部分实现电厂各单元过程参数、设备运行状态及电气参数的数据采集、单元过程及设备的控制，并通过以太网和中央控制室通过德国Hirschmann公司的卡轨式工业以太网交换机，组成100M光纤以太环网，向上位机传送数据和接受上位机控制指令。

　　在工业以太网作为主网络的同时，RS485接口的运用使更多的单元设备整合到系统的监控之中，通讯协议以Modbus协议为主。分站PLC通过OMRON的串口通讯模块CS 1 W-SCU21与第三方设备进行通讯，并在PLC之内的存储器建立一个数据区。该网采用屏蔽双绞通讯电缆，其通讯波特率设置为9600pbs，最大传输距离达O.5lcm。

　　2.1.1 机组

　　机组控制系统分控主站LCU1、2主要功能为实现机组自动开停机如图2所示、采集现地设备运行状态及参数。

　　如果需要，用户还可以在触摸屏进行单步开机操作以检查开机过程中相关设备的状况，还可以通过自由操作模式在停机、空转、空载、发电四种模式间自动切换以达到灵活操作的目的。主要按通讯对象分6个子系统：光纤以太网通讯系统、励磁通讯系统、调速通讯系统、电度表通讯系统、测温巡检仪通讯系统、和交流采集表通讯系统。各类数字数据通过通信通道进行数据交换和传输。

　　机组的系统故障主要包括三类：

　　1)故障指示，不停机

　　例如：温度升高

　　2)事故指示，事故停机

　　例如：冷却水中断

　　3)紧急事故指示，

　　例如：事故低油压

　　根据三类情况，在机组LCU屏柜上运行人员通过24窗指示灯指示和触摸屏显示画面及蜂鸣器声响的不同，可快速区分异常情况种类，做出应急处理。

　　2.1.2 公用开关站

　　公用开关站LCU3主要监控高压系统、主变系统、厂变系统、线路保护系统、中低压气机系统等设备；同时通过RS485总线采集直流系统、电力监测仪数据。

　　2.2 过程监控

　　1)该部分的中心是在中控室内，包括工程师/操作员站计算机、打印机、UPS电源等设备，其主要职能是进行系统中的信息交换与信息显示及控制。工程师/操作员站均选用惠普高档工控机。

　　2)该部分通过GE Fanuc的iFix3.5实现对主要工艺设备的控制和调度，对电厂运行全过程中的工艺参数进行数据采集、监控，在满足远程控制、实时监控、多PLC工作站通信等功能要求的同时，从最终用户的角度出发，在设计上突出了系统的可靠性、可扩展性、易维护性和简洁 友好的人机操作界面等特点。

　　3)监控系统还具备以下功能：

　　(1)故障汇总

　　实时显示并可根据多种属性进行排序、过滤；

　　通过ODBC数据源，将报警信息写人历史报警数据库；

　　(2)趋势分析

　　机组及总出口有功、无功功率的实时和历史趋势；

　　(3)语音报警

　　可根据用户需要对机组重要故障进行语音报警，

　　(4) GPS同步

　　由于GPS全球定位系统的投用，工程师工作站通过RS232方式与相关设备进行通讯，并及时校对监控系统及三个PLC站的系统时钟，分别保证了中控室计算机和PLC的SOE记录的准确性

　　(5)报表

　　召唤式日报，历史故障信息(ODBC), SOE信息，动作事件，发电记录信息，历史数据的维护；

　　2.3 远程调度

　　中控室的台通讯工作站用串口通过微波通道采用IEC60870-5-101通讯协议向调度发送指定数据，在保证了实时性的同时也加强了稳定性。通讯内容包括遥信和遥测的循环上传、遥信变位和SOE上传等。

　　3 结束语

　　目前国内电站的自动化系统大都采用PLC +上位机监控系统的方式，PLC除了具有强大的运算、通讯功能以外，更具有可靠的稳定性。而上位机监控系统作为电站自动化的“中枢”，同样具有准确可靠、操作灵活和易于扩展的特点。乌兹别克水电站首次采用这一先进自动化模式，到目 前为止运行稳定。

　　作为一个功能完善、监控可靠的自动化控制系统，本项目控制方案在相同领域具有一定的参考价值。

　　参考文献：

　　[1]陈川佳，现代电力系统计算机监控与远程控制技术实用手册.当代中国音像出版社，2004.

　　[2]水电站微机监控与保护[M].黄河水利出版社，2002.

　　作者简介：陶贺忠(1968 - )，男，北京人，高级工程师，学士，研究方向为自动化控制。