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一、計算機監(jiān)控系統的概述

（一）計算機系統的監(jiān)控對象

抽水蓄能電廠使用計算機監(jiān)控的主要對象是廠房、地面開關站、上下水庫、施工變電所等。主要監(jiān)控設備有水泵水輪機、主變壓器及其輔助設備、一套變頻啟動裝置，此外，還有進水閥設備和所有的輔助設備，柴油發(fā)電機等機電設備。除了主要設備以外還有公用設備，主要是上水庫和下水庫的進水口閘門，還有水文測量系統和水位測量系統，壓縮空氣系統和供排水系統等。

（二）計算機監(jiān)控系統的設計原則

抽水蓄能電廠的主要作用是為電網的調峰和調頻提供保障。在設置控制系統的過程中首先應該考慮到電網的相關問題，其次應該對系統的性能價格比進行考慮，在設計過程中既要追求技術的先進性，又要遵循一定的設計原則。監(jiān)控系統在進行方案設計時應該考慮四個原則，第一個原則是按照國際的先進水平進行設計，其設計的前提是滿足可靠性和實用性的要求。其運行值班方式是無人值班或是少人值班的方式。為了保障監(jiān)控的統一性，應該設置全場計算機監(jiān)控系統，避免使用傳統獨立的常規(guī)集中監(jiān)控系統。由于考慮到電廠的安全性和可靠性，還需要在設計的過程中外加簡單的停機安全閉鎖的功能，確保在緊急情況下系統的安全運行。對電廠的其他重要設備進行緊急處理時要使其滿足可靠性的要求。第二個原則是采用分布式系統結構的形式，確保系統中一個設備發(fā)生故障時其他的設備仍然能夠正常運行。第三個原則是保持系統的可靠性，采用環(huán)網配置的裝置設置其監(jiān)控網絡。在運行的過程中，要使系統本身故障影響力適當減少，不能讓系統本身的故障影響到環(huán)網的運行。第四個遵循的原則是實現計算機監(jiān)控系統與多各系統的通信，主要的系統有電站系統、網調監(jiān)控子系統、全場通風空調系統和電廠用電系統等。

（三）計算機監(jiān)控系統的整體結構

抽水蓄能電廠的計算機監(jiān)控采用的是開放式和分層分布兩種結構的系統，外加全分布的數據庫。在各個計算機中都有分布全場數據庫和歷史數據庫，在LCU中還有各單元的數據庫分布。在系統的各個環(huán)節(jié)點上還有系統功能的分布，任何一個節(jié)點都可以通過系統網絡和其他節(jié)點通信。監(jiān)控系統主要由三部分組成，首先是集控中心，其次是電站主控級，最后是現地控制單元。前兩個部分在通訊時主要采用的是以太網，后兩者之間采用的是以太環(huán)網的形式進行通訊，以太環(huán)網還可以協助三者進行數據的交換，采用這樣的互聯控制方式主要作用是實現三者之間的緊密聯系，當主控級退出之后，仍然能夠實現機組抽水啟動。

二、電廠監(jiān)控系統的網絡通訊原理分析

（一）計算機監(jiān)控系統中的H1網絡通訊原理

H1網絡是一種規(guī)范型的總線型系統，其在系統的開發(fā)過程中主要涉及到網絡開發(fā)中的三個層次，分別是數據鏈據層、傳輸層和物理層。傳輸接口是研究部門自己開發(fā)的，符合規(guī)定形式的傳輸協議。H1網絡系統具有兩個主要的站點，其站點包含的位置是S5和S7系列PLC和計算機中。S5PLC是H1網上的一個單獨的站點，主要通過通信協議處理器模塊和其他站點進行通訊的。通信協議處理器模塊（CP1430）對數據進行交換時主要采用的是RAM和PLC的控制程序。當控制器的通信有一定的需要時，處理器就會將不同程序的數據打包使其成為多個協議數據單元，然后使用局域網將數據單元發(fā)送給通信伙伴。對于遠程通訊站點發(fā)送的相關信息也可以通過局域網使用CP1430進行接收，將接受的數據進行解碼就能保證數據被不同站點接受。通過組態(tài)軟件對CP1430進行配置一定程度上能夠保障控制器接入到以太網。在電廠工作中，要實現工業(yè)以太網和計算機站點的通信，就需要配置一定的通訊處理設備，在通訊設備上面安裝合適的通訊軟件。計算機站點可以使用Hardnet和Softnet兩種形式的通訊處理設備。其中Hardnet自身帶有微處理器，可以有效減少計算機CPU上面的荷載，但是Softnet沒有自身的微處理器。H1的網絡通訊系統是一種點對點的通訊系統，對數據進行傳輸時需要將通訊者的參數進行匹配之后才能進行傳輸。在進行組態(tài)時，還需要設置接口好的作業(yè)號，通過這兩者可以指明CP卡的通訊作業(yè)，然后通過CP卡的通訊作業(yè)進行數據傳輸。從而使得通訊作業(yè)的等級有所提高。

（二）計算機監(jiān)控系統中的通訊程序

分析在計算機系統的監(jiān)控體系下，可以將通訊系統分為三部分，首先是通訊報文的準備發(fā)送階段，接受通訊報文階段，網絡通訊階段。通訊報文的準備發(fā)送階段的功能塊主要有七個，分別是PB211、PB212、PB213、PB214、PB215、PB218、PB219。通過這七種功能塊可以將數據格式進行轉換，將轉換過來的格式存儲到相關模塊當中。其次是通訊報文程序的接收階段，在這一階段中，主要是將接收到的通訊報文進行解壓打包，然后再將其存放在一定的模塊當中。最后一個部分是實現接收和發(fā)送的綜合性能。為了確保通訊系統整體優(yōu)勢的發(fā)揮，可以通過網絡對通訊系統進行組態(tài)，將各個數據點的存放位置進行有效的配置，對于各個系統的上級協議采取自定義的形式進行編制。使用下位機通訊程序將原有的相關功能進行代替，從而組成新型的應用協議。

三、結束語

文章簡要介紹了抽水蓄能電廠上位機的升級中存在的一些問題，對H1網絡的接入情況進行了分析，從網絡的通訊原理和通訊數據的研究中得到網絡技術的改造思路，為網絡系統的升級打下了堅實的基礎。

作者：董天波單位：廣州蓄能水電廠