摘要：水电厂的运行，离不开计算机监控系统，新形势下对监控系统进行技术改造，才能适应新的工作需求，推动水电厂健康发展。本文首先介绍了水电厂计算机监控系统的应用现状，然后结合实际阐述了系统改造方法，以供参考。
关键词：水电厂；计算机；监控系统；改造方案
在水电厂内的计算机监控系统，是利用计算机技术、辅助部件，对水电厂进行监测和控制，确保水电厂安全、高效、稳定运行[1]。该监控系统的功能，主要包括数据采集处理、运行安全监视、权限控制、数据通信、人机界面、自诊断和远程诊断等。以下结合实践，探讨了计算机监控系统的改造方案。
1.水电厂计算机监控系统的应用现状
在水电厂内，计算机监控系统是安全生产的前提。近年来，随着科学技术的进步，水电厂采用远程集中控制模式，要想实现少人值班、无人值守，就必须利用计算机监控系统。由于水电具有清洁、可再生、无污染的特点，水电厂的规模不断扩大，一定程度上推动了计算机监控系统的发展。就目前而言，硬件多采用知名品牌计算机，控制单元采用PLC控制器或智能控制器；软件则采用Unix、Linux等操作系统，编程语言采用Java或C语言，数据库则采用MySQL。
在一些大中型的水电厂中，计算机监控系统采用分层开放式冗余结构，电站控制层可对非实时控制信息进行分离，交给管理层处理，并完成信息的发布[2]。该系统结构的优点，是提高了监控的安全性、时效性。而在未来，互联网、智能测控仪器、自动电压控制等技术的应用，能进一步提高监控系统的自动化、智能化，切实满足水电厂的运行和维护需求。
2.计算机监控系统的第一次改造
2.1 存在问题
以某水电厂为例，计算机监控系统应用期间，存在的问题包括：①部分设备老化，导致系统容易出现故障，集中在机组测温装置、一体化工控机、电量采集装置等。随着技术的发展，原来的设备已经停产淘汰，因此出现故障后难以修复，影响水电厂运行的安全性、经济性。②系统在数据存储上，由于时间精度低，不满足事故分析和调度需求，但厂家的技术升级已经停止。③上位软件使用EC2000监控软件，运行平台是Windows，由于厂家停止了技术推广和升级服务，因此维护工作有困难。
2.2 改造方案
依据《水电厂计算机监控系统基本技术规范》[3]，和厂家沟通协商后，决定对现有的监控系统进行改进。其中，利用NC2000系统取代EC2000系统，并重新配置配件和装置，具体如下：
第一，机组LCU。①更换LCU A1柜内的电源插箱、CPU模块、电源模块、PLC底板、温度巡检装置、交流量采集装置、二次端子等。②去除A1柜内的人机界面机，增设串口通讯管理机。③保留A1柜内的开光量输入模块、输出模块、模拟量输入模块、通讯模块等。④更换LCU A2柜内的PLC电源模块、底板、二次端子，其他设备则保留。
第二，公用LCU。①更换LCU A1柜内的电源插箱、CPU模块、电源模块、PLC底板、交流量采集装置、二次端子等。②去除A1柜内的人机界面机，增设串口通讯管理机。③保留A1柜内的开光量输入模块、输出模块、模拟量输入模块、通讯模块等。④更换LCU A2柜内的PLC电源模块、底板、二次端子，其他设备则保留。
第三，网络通讯。①转变通讯主体，将原LCU中的一体化工控机，改变为PLC。②保留原来的主机、操作员站、调度通讯工作站，增设语音报警、厂内通讯、工程师工作站。③升级交换机，使用10/100/1000M交换机，取代原来的10/100M交换机，提高数据传输能力。
第四，软件更新。利用NC2000系统，代替原来的EC2000系统。
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2.3 改造后的运行目标
对计算机监控系统改造后，能实现以下运行目标：①满足《规范》的要求。②提高监控系统和调度中心的通信效率，满足自动化通信要求。③监控系统和电站直流系统、微机保护系统、水情测报系统之间，可以相互通信。④在发电机的现地单元内，可和调速器、励磁、保护、闸门、油压装置、温度巡检装置进行通信；公用单元内油、气、水系统进行通信。⑤GPS和保护装置、故障滤波装置之间正常对时。⑥在数据采集上，达到以下要求：状态和报警点采集周期≤0.2s；模拟点采集周期电量≤1s，非电量≤5s，温度量≤5s；时间顺序记录点分辨率≤1ms[4-5]。⑦现地控制单元装置从接受命令、到执行命令，时间在1s以内。⑧数据采集时间、历史数据储存时间分辨率保持一致。
3.计算机监控系统的第二次改造
3.1 改造原因
该计算机监控系统的主机经第一次改造后正常运行，其工作站采用惠普Z820，操作系统是Linux AS5.5版本，监控软件采用NC2000，功能包括：监控数据处理、储存历史数据、操作员站。该主机使用6年后，运行不稳定、设备故障率高，具体问题包括：
第一，软件问题。①NC2000操作不稳定，出现画面不响应、数据不刷新的问题，影响值班人员监视设备的运行情况，不利于下发操作指令。②NC2000内部进程中断，导致LCU通讯丢失，影响主机和LCU交换数据。③数据库运行异常，一方面读取历史数据时，会造成系统重启；另一方面主机重启时，上位机无冗余，存在安全隐患。
第二，硬件问题。主机操作系统的运行不流畅；主机硬盘长时间运行后，数据读取和存储效率均明显降低。
第三，备件问题。①和主机相同型号的产品、配件厂家停产，因此无法在市场上采购。②替代主机的操作系统版本高，而厂家没有进行测试，无法保证系统运行的稳定性。③厂家没有对高版本操作系统搭载监控软件进行测试，可能影响监控软件的运行。
3.2 改造方案
第一次改造后，只有监控系统的主机存在较多问题，其他设备运行良好。因此，本次改造集中在主机的软件和硬件上，分为两个步骤：第一步是升级主机的操作系统，如果监控系统能稳定运行，整个改造工作完成；如果不能稳定运行，继续进行第二步改造，升级系统软件。具体如下：
第一步改造。首先升级硬件，增加2台服务器，用来存储监控数据和历史数据，原来的主机当作操作员站。然后升级操作系统，在监控主机上安装Linux AS6.5系统，在操作员站上安装Linux AS5.5系统。最后配置NC2000 2.0版本的监控软件，进行拷机测试，看系统是否能稳定运行。
第二步改造。首先升级监控系统，利用NC3000 3.0版本代替2.0版本；然后结合现场实际情况，使用HPDL388G9服务器，作为监控系统的主机。
结语
综上所述，在水电厂内，计算机监控系统的应用，能对设备运行情况进行监督和控制，从而提高生产效率。文中结合实际案例，指出计算机监控系统存在的问题，阐述了技术改造方案。希望通过本文的论述，为类似工程提供经验借鉴，推动水电厂健康长远发展。
参考文献
[1]方庆寿.水电厂计算机监控系统改造对策研究[J].电力系统装备,2018,(12):41-42.
[2]王宗收,李世昌,朱传宗,等.浅谈某蓄能水电厂计算机监控系统上位机改造[J].水电站机电技术,2018,41(12):20-23.
[3]张其生.某水电站计算机监控系统改造模式探讨与实践[J].山西水利,2019,35(3):44-46.
[4]聂明敏.探讨对当前水电厂计算机监控系统改造的问题[J].建筑工程技术与设计,2018,(13):3177.
[5]蔡滢.小型水电站计算机监控系统升级改造案例[J].科技创新与应用,2017,(23):27-28.
论文作者:聂海波
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
标签：监控系统论文; 水电厂论文; 计算机论文; 柜内论文; 主机论文; 系统论文; 装置论文; 《电力设备》2019年第9期论文;