隨著我國水電站的興建,，微機綜合自動化技術得到了大力推廣,，而無人值班或少人值守成為水電站重要的發(fā)展方向，并取得了可喜的成果,。目前中小型水電站運行中還存在很多問題,，運行水平不高，嚴重制約其經(jīng)濟效益的發(fā)展,，使得安全事故頻發(fā)。因此,，必須加強微機綜合自動化的應用,，提高水電站的運行水平，增加其技術含量和經(jīng)濟效益,，推動新時期中小型水電站的可持續(xù)發(fā)展,。
1 中小型水電站微機綜合自動化的發(fā)展
在中小型水電站中，初是運用常規(guī)的控制方式來完成自動化的,，這就出現(xiàn)設備笨重,、維修量大等問題，也增加了人工操作,，人為誤操作事故發(fā)生頻繁,，使得人機、人人間的協(xié)調難度加大,，機組運行的可靠性和穩(wěn)定性大幅度降低,。而隨著數(shù)字電路技術和計算機技術的發(fā)展，微機綜合自動化技術開始發(fā)展起來,，為中小型水電站自動化發(fā)展提供了條件,，可以將大型水電廠的自動化技術直接套用過來,，并進行一定的簡化整改。要控制水電站的主設備和輔助設備,，可以直接通過微機系統(tǒng)或控制單元,，運用網(wǎng)絡技術來實現(xiàn)單元聯(lián)網(wǎng)，加強對水電站某一功能單元數(shù)據(jù)信息的監(jiān)控管理,，終實現(xiàn)中小型水電站的集中監(jiān)視和遠程控制,。
2 微機綜合自動化中計算機的功能
2．1 數(shù)據(jù)通信功能
微機綜合自動化的基本功能就是數(shù)據(jù)通信功能，主要是通過本單元機組的控制PLC 設備,、微機溫度巡檢裝置,、微機調速器、微機勵磁裝置,、保護設備等來變換數(shù)據(jù),，對水電站控制層需要的信息進行實時上傳，并由水電站控制層發(fā)出命令,。
2．2 系統(tǒng)診斷功能
中小型水電站微機綜合自動化的另一個重要功能就是進行系統(tǒng)診斷,，通過機組現(xiàn)地LCU 進行硬件和軟件故障的自檢，直接對故障的輸入,、輸出模板進行確定,。在離線自檢中還有多種軟件的應用，通過自檢將故障信息向主控級上傳,，使得主控制臺顯示打印更加方便,。
2．3 統(tǒng)計和分析功能
結合采集到的實時數(shù)據(jù)，計算機內(nèi)部會根據(jù)周期定時進行計算分析,，形成計算數(shù)據(jù)庫與歷史數(shù)據(jù)庫,，這樣運行人員在進行監(jiān)視和管理中就會更加方便，及時發(fā)現(xiàn)機器故障,，做好機組運行的防范性措施,。對于現(xiàn)成的計算數(shù)據(jù)，可以將其列為實時數(shù)據(jù)進行處理,，并在實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫進行存儲,，此時越限報警、啟動處理程序等操作就可以進行,。
2．4 安全運行監(jiān)視和報警功能
微機綜合自動化中要對主要設備進行安全性的實時監(jiān)視,，通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)運行人員就可以對主機工作站顯示器屏幕進行操控，實時監(jiān)控全廠設備的運行狀態(tài)和運行參數(shù),，比如狀態(tài)變化,、越限檢查、歷史趨勢分析和監(jiān)控系統(tǒng)異常等,。在監(jiān)視機組運行轉換過程中,，如果發(fā)生過程阻滯,，其阻滯原因就會顯示，機組現(xiàn)地控制單元可以進行其安全狀態(tài)的轉換,。在分析其趨勢中,，分析機組主要是對運行參數(shù)的變化進行分析，比如機組軸承和發(fā)電機的溫度變化趨勢,、機組電壓和負荷變化,、勵磁電壓和電流變化等。在監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)控中,，其工作狀況,、通信狀態(tài)等都要保證可以正常運行。而且微機綜合自動化還具備故障報警記錄功能,，通過其周期性的故障信號掃描,，如果有故障發(fā)生系統(tǒng)就會產(chǎn)生響應并進行處理。其中故障的發(fā)生時間,、動作設備器件名稱,、事故內(nèi)容等都會被系統(tǒng)記錄下來，并對故障報警語句進行顯示,，發(fā)出聲光報警信號,，排列故障發(fā)生的先后順序，在數(shù)據(jù)庫中直接將形成的故障記錄存入,。
3 微機綜合自動化系統(tǒng)的配置
3．1 電站控制層
在控制室會設置電站控制層設備,，主機操作員工作站對其進行控制管理，其中包括通訊工作站,、主控制臺,、漢字打印機、GPS 時鐘同步裝置,、語音報警裝置、UPS 電源等設備,。這一配置的功能很多,，主要是對各現(xiàn)地控制層工作進行協(xié)調和管理，處理存儲其收集到的信息,，并進行本站被控對象的安全監(jiān)視和控制,。而且操作員可以通過主控制室的人機接口直接在線修改數(shù)據(jù)庫和畫面，人工設定,、設置監(jiān)控狀態(tài),、修改限值、事故處理指導和恢復操作指導等都是其主要的功能,，會在LCU得到傳遞,。如果監(jiān)控主機取得工作執(zhí)行的控制權,，監(jiān)控命令就可以輸出，而另一臺工作站只作監(jiān)測和數(shù)據(jù)通信,，它們可以互相跟蹤,，并進行跟蹤判別，如果發(fā)現(xiàn)異常,，系統(tǒng)就會自動進行信號切換,，主機工作就會由其他工作站代替。此時主機故障也會顯示,，一旦主機修復啟動,，主機就會繼續(xù)進行監(jiān)控，數(shù)據(jù)也會輸入主機系統(tǒng),。
3．2 現(xiàn)地控制層( LCU)
這一配置有兩部分: 機組LCU 和公共LCU,，其中的主要設備包括人機界面終端、智能I /O 控制器,、I /O 模塊,、輸出繼電器、準同期裝置,、溫度測量裝置,、轉速信號測量裝置、數(shù)字式測量儀表和交直流雙供電源等,。在現(xiàn)地控制層中,，可以實時監(jiān)控水輪發(fā)電機組、電氣一次設備和公用設備,，工業(yè)以太網(wǎng)絡可以實現(xiàn)現(xiàn)地控制層和全站控制層信息的連續(xù)交換,，并完成數(shù)據(jù)共享。如果電站控制層出現(xiàn)故障,，使得運行停止,，現(xiàn)地控制層也不會受到其影響，可以繼續(xù)運行?，F(xiàn)地LCU 和以太網(wǎng)聯(lián)接了微機保護裝置,、轉速、溫度巡檢,、調速器和勵磁系統(tǒng)等設備,，有利于加強其參數(shù)的監(jiān)視和控制。還有一些設備沒有通訊接口,，現(xiàn)地控制單元中的I /O 模塊可以完成其控制和狀態(tài)檢測,。
3．3 通訊網(wǎng)絡設備
微機綜合自動化中的網(wǎng)絡結構形式通常是以工業(yè)以太網(wǎng)、網(wǎng)絡通信介質為多模光纖和屏蔽雙交電纜線。在微機綜合自動化的網(wǎng)絡傳輸中,，其傳輸速率是100 Mbit / s,，節(jié)點數(shù)達340 個，使得網(wǎng)絡的任一節(jié)點都可以與其它節(jié)點和網(wǎng)絡進行信息交流,，如果其中某一節(jié)點有故障,，它就會自動退出網(wǎng)絡，并不會對網(wǎng)絡的其它節(jié)點產(chǎn)生影響,。對電站控制層工作站間,、現(xiàn)地控制層( LCU) 全部數(shù)據(jù)的傳輸和訪問請求，網(wǎng)絡系統(tǒng)都可以完成,，而且其開放性良好,。在這一監(jiān)控系統(tǒng)中，任何元器件故障和出現(xiàn)系統(tǒng)誤操作的情況都不會發(fā)生,，其網(wǎng)絡系統(tǒng)更加成熟可靠,。
3．4 系統(tǒng)軟件
水電站中微機綜合自動化系統(tǒng)軟件運用的是中文版的Windows NT 軟件，其實時性,、穩(wěn)定性,、可靠性和保密性都非常好。對于整個計算機系統(tǒng)的資源都可以進行管理,，比如CPU,、存儲器、外部設備等,，其它軟件和系統(tǒng)資源的接口它也可以直接提供,。而其應用軟件也有很好的人機界面和開放性，多種通訊協(xié)議的監(jiān)控軟件都可以運行,，其監(jiān)控畫面,、控制流程、報表等方面都有非常靈活的配置,，使用維護更加方便,。
4 結語
隨著我國水電站的興建，其中出現(xiàn)了很多問題,，使得微機綜合自動化技術應用成為必然,。目前微機綜合自動化在中小型水電站中應用普遍，其不僅實現(xiàn)了對水電站運行狀態(tài)的控制,、監(jiān)視和報警要求，還滿足了水電站的遙測,、遙控,、和少人值守的需求，推動了中小型水電站的穩(wěn)定發(fā)展。